JP2007199585A - 回転式現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、それぞれの色の現像剤を内部に有する現像器を精度良く現像位置に位置合わせすることにある。
【解決手段】画像形成装置に設けられたモータから駆動力が入力される入力ギア４６によって回転させられる回転式現像装置３０であって、複数の現像器１３と、フレーム２８と、回転停止機構５０とを備えている。複数の現像器１３は、それぞれの内部に各色の現像剤を収容し、所定の現像位置で現像する。フレーム２８は、複数の現像器１３を支持し回転軸４０を有する支持部分３６と、入力ギア４６によって回転させられる環状ギア部２９とを有する。回転停止機構５０はフレーム２８の回転を現像位置で止める。また、環状ギア部２９は入力ギア４６の歯数に現像器の数を乗じた数のギア歯を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転式現像装置、特に、画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力が入力される入力ギア部材によって回転させられる回転式現像装置に関する。

カラー画像を形成するための画像形成装置は、それぞれ異なった色の現像剤を内部に有する複数の現像器を備えている。画像形成装置には、小型化するために回転可能なフレームに複数の現像器を取り付けた回転式の現像装置を備えたものが存在する（特許文献１参照）。

この回転式の現像装置を備えた画像形成装置では、カラー画像を形成する際には、それぞれの色の現像剤を内部に収納する現像器を支持するフレームが回転しながら現像器を現像位置に移動させ、それぞれの色の画像を形成する。このようにして、最終的に一つのフルカラー画像を形成する。

この回転式現像装置では、現像を行う際に現像が可能な現像位置に現像器を位置させる必要があり、現像器の位置が現像位置からずれると画質が低下する。このために高い精度で現像器の位置を現像位置に合わせる必要がある。
特開平１１―２４３６１号公報

特許文献１に記載の回転式現像装置では、現像器毎に所定の現像位置で停止させる制御をする必要があり、そのために複雑な制御によってそれぞれの現像器を現像位置に合わせている。

本発明の課題は、簡単な構造で、それぞれの色の現像剤を内部に有する現像器を精度良く現像位置に位置合わせすることにある。

請求項１に係る回転式現像装置は、画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力が入力される入力ギア部材によって回転させられる回転式現像装置であって、複数の容器本体と、支持部材と、回転停止機構とを備えている。複数の容器本体は、それぞれの内部に各色の現像剤を収容し、所定の現像位置で現像する。支持部材は、複数の容器本体を支持し回転軸を有する支持部と、入力ギア部材によって回転させられる環状ギア部とを有する。回転停止機構は支持部材の回転を現像位置で止める。また、環状ギア部は入力ギア部材の歯数に容器本体の数を乗じた数のギア歯を有している。

この回転式現像装置では、入力ギア部材によって支持部材が回転させられ、回転停止機構によって容器本体が現像位置に位置したときに支持部材の回転を停止させる。容器本体が現像位置に位置すると一色目の画像を現像する。その後、入力ギア部材が回転するのに伴って支持部材が回転し、２色目の現像剤を内部に有する容器本体を現像位置に移動させる。このとき、入力ギア部材は１色目の容器本体を現像位置に位置させている状態からちょうど一回転させることで２色目の容器本体を現像位置に位置させる。容器本体が現像位置に位置すると回転停止機構によって支持部材の回転を停止させて２色目の現像を行う。このように順々に各色の画像を形成していき最終的に一つのカラー画像を形成する。

ここでは、入力ギア部材が一回転する毎に現像位置に位置するので、回転停止機構は入力ギア部材が一回転する毎に回転を停止させればよく、簡単な構造で現像位置にそれぞれの色の現像剤を内部に有する現像器を精度良く現像位置に合わせることができる。

請求項２に係る回転式現像装置は、請求項１に記載の回転式現像装置であって、回転防止機構は、入力ギア部材に装着された第１係止部材と、第１係止部材と係止可能な第２係止部材と、第２係止部材に接続され第２係止部材を第１係止部材と互いに係止又は係止解除するように駆動させる第２係止部材駆動機構とを有する。

この回転式現像装置では、入力ギア部材とともに第１係止部材が回転させられ、第２係止部材駆動機構によって第２係止部材が第１係止部材と互いに係止するように駆動させられる。第１係止部材と第２係止部材とが互いに係止すると入力ギアの回転が停止してフレームの回転が停止する。

請求項３に係る回転式現像装置は、請求項２に記載の回転式現像装置であって、第１係止部材は係止部を有するカムであって、第２係止部材駆動機構はソレノイドである。

請求項４に係る回転式現像装置は、請求項１から３のいずれかに記載の回転式現像装置であって、環状ギア部の内周には環状ギア部を内側から支持する環状プレートをさらに備えている。

ここでは、フレームが駆動する際に発生する振動などによって環状ギア部が撓みにくくなり、環状ギアが撓むことにより現像器の現像時の位置がずれて画質が低下するのを防止できる。

請求項５に係る回転式現像装置は、請求項１から４のいずれかに記載の回転式現像装置であって、環状ギア部は回転軸方向外側に環状ギア部のギア歯を保護する第２環状プレートを有する。

ここでは、環状ギア部が傷つくのを防止でき、環状ギア部が傷つくことに伴ってギアの噛み合いが悪くなり現像器の現像時の位置がずれるのを防止できる。

本発明は、簡単な構造で、それぞれの色の現像剤を内部に有する現像器を精度良く現像位置に位置合わせすることができる。

［構成］
図１は本発明の一実施形態が採用された画像形成装置であるカラープリンタ１の概略を示す。

このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータなどに接続されており、コンピュータ等から送られてくる画像データに基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。

カラープリンタ１は、画像データに基づいてトナー像を形成する画像形成部２と、画像形成部２で形成された画像を用紙に転写する中間転写ベルト３と、画像形成部２で形成されたトナー像を用紙に定着する定着部４と、画像形成部２と定着部４とに向けて用紙を搬送する用紙搬送部５と、用紙搬送部５に給紙する給紙部６と、トナー像が定着された用紙を排出する排出部７と、画像形成部２にトナーを補給するトナー補給部２２とを有している。

画像形成部２は、表面に静電潜像及びトナー像が形成される感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１にトナー像を形成するための回転式現像装置３０と、画像データに基づいて感光体ドラム１１表面を走査露光するレーザユニット１２と、回転式現像装置３０を駆動させる駆動部４５とを備える。

感光体ドラム１１は、回転式現像装置３０に隣接して設けられ、その回転軸は図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。感光体ドラム１１の上方には、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電するための帯電ローラ１７が設けられている。

回転式現像装置３０は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの色のトナーが収納されている４つの現像器１３と、４つの現像器１３を支持するフレーム２８と、フレーム２８の内周部を支持する第３環状部材３３と、回転式現像装置３０の回転を停止させる回転停止機構５０とを有する装置であって、回転軸４０を回転中心として回転する。

４つの現像器１３（容器本体）は、感光体ドラム１１にトナーを供給するための部分であって、図１及び図２に示すように、円柱を円周方向に４等分したような形状である。また、各現像器１３は内部に現像ローラ１４を有しており、この現像ローラ１４によって感光体ドラム１１にトナーを供給する。４つの現像器１３はフレーム２８に支持されている。

フレーム２８（支持部材）は、４つの現像器１３を支持するための部材であって、４つの現像器１３を支持する支持部分３６と、支持部分３６の回転軸４０方向の両端側に設けられた環状ギア部２９と、環状ギア部２９に設けられた環状リブ３２とを有している。支持部分３６は、４つの平板部３６ｂと、４つの平板部３６ｂの回転軸両端部に設けられた一対の円板３６ａ（図３及び４参照）とによって構成されている。４つの平板部３６ｂ（図１参照）は、回転軸４０の中心から放射状に延びており、円周方向に４等分された４つの区画を形成している。環状ギア部２９は円板３６ａの回転軸４０方向の外側に形成された環状の部分であって、図４に示すように、外周部にはギア歯が形成されており、後述する駆動部４５の入力ギア４６と噛み合っている。また、環状ギア部２９は、後述する入力ギア４６の歯数の４倍のギア歯を有している。なお、この実施形態では４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラープリンタ１であるために入力ギア４６の４倍であるが、３色のトナーを用いるものであれば入力ギア４６の３倍である。環状リブ３２は、図４に示すように、環状ギア部２９の回転軸方向端部に設けられ、環状ギア部２９のギア歯よりも外周側まで延びる環状の部材である。さらに、環状リブ３２は一部に環状ギア部２９のギア歯と重なる部分を残して切り欠いた切り欠き部３１を有している。この切り欠き部３１は、環状ギア部２９のギア歯３つ分の周方向領域にわたる切り欠きである。

第３環状部材３３（環状プレート）は、図３に示すように、フレーム２８の支持部分の環状ギア部２９を内周側から支持する部材であって、環状のプレート部材である。第３環状部材３３は、環状ギア部２９と同心状に支持部分３６の円板にねじによって固定されており、外周部が環状ギア部２９の内周部と接触している。

レーザユニット１２は、レーザ光を感光体ドラム１１に照射するためのものである。

回転停止機構５０は、図２及び図５に示すように、入力ギア４６に同軸に連結されている入力カム５１（第１係止部材）、入力カム５１と互いに係止する突出部５３を有する係止部材５２（第２係止部材）と、係止部材５２を駆動するソレノイド５４とを有している。入力カム５１は、後述する入力ギア４６の軸部材４６ｂに取り付けられた部材であって、後述する一方の円板状の部材４６ａの外側に配置されている（図２参照）。また、入力カム５１は、円板状の部材であって、係止部材５２の突出部５３と互いに係止する２つの第１係止部５６、第２係止部５７を有している。第１係止部５６が突出部５３と互いに係止する状態のときは各色の現像器１３と感光体ドラム１１とが対向している状態、すなわち現像位置に現像器１３が位置している。また、第１係止部５６が突出部５３と互いに係止する状態ではトナー補給可能な状態となっている。第２係止部５７が突出部５３と互いに係止している状態のときは待機状態であり、現像ローラ１４と感光体ドラム１１とが離れているためにメンテナンスなどを行うこともできる。係止部材５２は、カラープリンタ１の外枠に支持された支持部５５と入力カム５１の第１係止部５６と係止する突出部５３とソレノイド５４に接続されている接続部５８とを有しており、平板状の部材である。また、図示しない弾性部材によって突出部５３が入力カム５１側に付勢されている。ソレノイド５４は、本体部分６０と本体部分６０から突出する突起部５９とを有しており、カラープリンタ１の外枠に固定されている。ソレノイド５４は、各現像器１３による現像が終了するごとに通電して突起部５９が本体部分６０の内部に移動するようになっており、突起部５９が本体部分６０の内部に移動することで係止部材５２と入力カム５１との係止が解除される。なお、ソレノイド５４は現像終了時から一定時間経過後（第１係止部５６及び第２係止部５７と突出部５９が係止しない状態になったとき）に通電が解除される。

駆動部４５は、図６に示すように、回転式現像装置３０を回転させるための部分であって、入力ギア４６と、入力ギア４６を回転させるギア列４７と、ギア列４７が接続されているモータ（図示せず）とを有している。入力ギア４６は、環状ギア部２９よりも外径の小さな一対の円板状の部材４６ａと一対の円板状の部材４６ａを接続する軸部材４６ｂとによって構成されている。一対の円板状の部材４６ａは、外周に環状ギア部２９のギア歯と噛み合うギア歯が形成されている。軸部材４６ｂは、回転式現像装置３０の回転軸４０と平行に設けられた円柱状の部材である。ギア列４７は、モータの動力を入力ギア４６に伝達するための部分であって、複数のギアによって構成される。モータは、回転式現像装置３０を回転させるための動力を発生させる部分であって、ギア列４７が接続されている。

中間転写ベルト３は、感光体ドラム１１に形成された各色のトナー像が順次転写されるものであり、駆動ローラとバネによって駆動ローラから離れる側に付勢された従動ローラとの間に掛け渡されている。また、中間転写ベルト３の感光体ドラム１１と対向する部分は、１対の１次転写ローラ３７ａ、３７ｂによって感光体ドラム１１に当接するように構成されている。

定着部４は、画像形成部２で形成された画像を用紙に定着するための部分であって、加圧ローラと加熱ローラとを有している。

用紙搬送部５は、画像形成部２や定着部４に用紙を搬送するための部分であって、給紙部６から排出部７まで延びる搬送路を有している。

給紙部６は、印刷を行うための用紙が収納される給紙カセットや用紙搬送部５に用紙を給紙するためのローラ等を有している。また、給紙部６は、このカラープリンタ１の下側に配置されている。

排出部７は、画像が定着された用紙が用紙搬送部５を通って排出される部分であり、このカラープリンタ１の上面に配置されている。

トナー補給部２２は、現像器１３にトナーを補給するための部分であって、内部に補給用のトナーを収納するトナー収容部１５と、トナー収容部１５のトナーを現像器１３に補給するトナー補給装置１６とを備えている。

トナー収容部１５は、それぞれの色のトナーが収納された箱状のコンテナが４つ並べられて構成されている。

トナー補給装置１６は、現像器１３にトナーを補給するためのものであって、トナー供給パイプを有している。トナー補給の際にはトナー供給パイプを移動させ、現像器１３内にトナーを補給する。

［動作］
このカラープリンタ１では、外部に接続されたコンピュータなどから画像データが送信され、画像データに基づいて画像形成部２でトナー像が形成される。具体的には、感光体ドラム１１上に画像データに基づいて静電潜像が形成され、回転式現像装置３０が回転して一色目のトナー像を形成することができる位置に移動させられる。詳細には、係止部材５２の突出部３が入力カム５１側に付勢されており、入力カム５１が回転して係止部５６と突出部５３とが係止すると入力ギア４６の回転が停止する。係止部５６と突出部５３とが互いに係止することで入力ギア４６の回転が停止したフレーム２８の状態は、現像器１３の現像ローラ１４と感光体ドラム１１とが対向する状態、すなわち現像位置になっている。感光体ドラム１１上に一色目のトナー像を形成すると、その後回転式現像装置３０は、ほぼ９０°回転して２色目のトナー像を形成することができる位置に設定される。詳細には、現像が終了するとソレノイド５４が通電されて突起部５９がソレノイド５４本体６０内に移動して、係止部材５２は突起部５９が本体部分６０の内部に移動するのに伴って突出部５３を入力カム５１側とは逆側に移動させる。このようにして、突出部５３と係止部５６との係止が解除されると、入力カム５１が回転してホームポジションを通過する部分でソレノイド５４の電気が遮断されて突出部５３が入力カム５１側に移動する。その後、突出部５３が入力カム５１側に付勢されたままの状態で、入力カム５１が回転して係止部５６と突出部５３とが係止して現像器１３が現像位置に位置する。なお、一色目の現像位置から入力ギア４６が一回転すると二色目の現像位置に位置する。このようにして、順々に４色のトナー像を形成することでカラーのトナー像を形成する。このとき、画像形成部２にはトナー像を転写するための用紙が用紙搬送部５によって搬送されており、この用紙にカラー画像が転写される。その後、カラー画像が転写された用紙は定着部４に搬送されて用紙にカラー画像が定着されて排出部７から排出される。このようにして、コンピュータなどから送信された画像データに基づくカラー画像が定着された用紙が排出される。

回転式現像装置３０が回転する際には回転に伴って振動が発生するが、第３環状部材３３によってフレーム２８の環状ギア部２９の内周部が支持されているために環状ギア部２９が撓むことを防止できる。

このカラープリンタ１を組み立てる際やメンテナンスを行う際には、あらかじめ回転式現像装置３０を駆動させる入力ギア４６等がカラープリンタ１の外枠の内部に装着されており、入力ギア４６に噛み合うように位置合わせを行って台などに置いていた回転式現像装置３０を、図１の紙面の手前側から紙面の奥側に入力ギア４６のギア歯と環状ギア部２９のギア歯とが噛み合うように挿入する。

ここでは、環状ギア部２９のギア歯の数が入力ギア４６のギア歯の数の４倍であるために、一色目の現像位置から入力ギア４６が一回転する毎に現像位置となる。このために、入力ギア４６の回転を制御することで容易に現像器１３を現像位置に位置あわせすることができる。従って、簡単な構成で、精度良く現像位置に位置合わせを行うことができる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、４色のトナーによってカラー画像を形成するカラープリンタ１であるが、本発明はこれに限られず、３色や６色などであっても良い。この場合には、回転式現像装置３０の環状ギア部２９のギア歯数は入力ギア４６のギア歯数の３倍や６倍のギア歯数を有する。また、上記実施形態では、入力カム５１によって入力ギア４６の回転を停止させたが、本発明はこれに限られずに、制御部（コンピュータ）等によって入力ギア４６の回転数を制御しても良い。この場合には、入力ギア４６が一回転する毎に現像位置に位置するために制御しやすくなる。

カラープリンタ１の全体概観断面図。 回転式現像装置３０の全体斜視図 回転式現像装置３０のフレーム２８と第３環状部材３３と入力ギア４６とを示した図。 回転式現像装置３０のフレーム２８と入力ギア４６とを示した図。 回転停止機構５０を示す図。 駆動部４５と回転式現像装置３０を示す図。

符号の説明

１ カラープリンタ
２ 画像形成部
４ 定着部
５ 用紙搬送部
６ 給紙部
７ 排出部
１３ 現像器
１４ 現像ローラ
２８ フレーム
２９ 環状ギア部
３０ 回転式現像装置
３２ 環状部材
３６ 支持部分
４５ 駆動部
４６ 入力ギア
５０ 回転停止機構
５１ 入力カム
５２ 係止部材
５４ ソレノイド
５６ 第１係止部

Claims (5)

1. 画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力が入力される入力ギア部材によって回転させられる回転式現像装置であって、
   それぞれの内部に各色の現像剤を収容し、所定の現像位置で現像する複数の容器本体と、
   複数の前記容器本体を支持し回転軸を有する支持部と、前記入力ギア部材によって回転させられる環状ギア部とを有する支持部材と、
   前記支持部材の回転を前記現像位置で止める回転停止機構とを備え、
   前記環状ギア部は前記入力ギア部材の歯数に前記容器本体の数を乗じた数のギア歯を有している、
   回転式現像装置。
2. 前記回転防止機構は、前記入力ギア部材に装着された第１係止部材と、前記第１係止部材と係止可能な第２係止部材と、前記第２係止部材に接続され前記第２係止部材を前記第１係止部材と互いに係止又は係止解除するように駆動させる第２係止部材駆動機構とを有する、請求項１に記載の回転式現像装置。
3. 前記第１係止部材は係止部を有するカムであって、前記第２係止部材駆動機構はソレノイドである、請求項２に記載の回転式現像装置。
4. 前記環状ギア部の内周側には前記環状ギア部を内周から支持する環状プレートをさらに備えた、請求項１から３のいずれかに記載の回転式現像装置。
5. 前記環状ギア部は回転軸方向外側に前記環状ギア部のギア歯の外周側まで延びる環状リブを有する、請求項１から４のいずれかに記載の回転式現像装置。

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