JP2010014991A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像器の着脱と感光体からの退避の高速化対応と信頼性の向上した画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体と、前記感光体表面にトナー像を形成するための現像ローラを有し画像形成装置本体に対して着脱自在な複数の現像器と、前記現像ローラを駆動する正回転、逆回転可能なモータと、前記モータと前記現像ローラの間に複数のギアと複数のシャフトと複数のワンウェイクラッチを備えた駆動伝達手段を有する画像形成装置において、
前記現像器の位置を検知する位置検知手段を有し、検知した位置によってモータの回転制御を行い、現像器と感光体との位置を調節が可能なことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、現像器の駆動手段を備えた画像形成装置に関するものである。

従来の電子写真方式の画像形成装置において、一つの感光体に複数の現像器を当接、退避させることで感光体にトナー像を形成するカラー画像形成装置が知られている。このようなカラー画像形成装置では、複数の現像器を一つのモータで駆動しており、例えば特許文献１のようにステッピングモータとワンウェイクラッチを組み合わせ、ステッピングモータの正回転、逆回転を利用することにより、一つのモータで二つの現像器を駆動している。現像器を感光体に当接させ、現像ローラを回転させる際にはステッピングモータを正回転させ、現像器を退避させる際は、現像器戻しバネの力とステッピングモータの逆回転動作により退避を可能としている。このような構成では、モータからの駆動力を現像器ギアへ伝達するときに現像器駆動ギアが回転する方向と、現像器を本体から取り外す際に現像器駆動ギアが回転する方向が、共にワンウェイクラッチを固定させる方向に回転してしまう。そのため現像器を本体から取り外すためにはギア同士の噛み合いを外す必要がある。

そこで、特許文献２では、現像器駆動ギアとシャフトの嵌合部に空隙を設けることで、ギア同士の噛み合いを外すことなく現像器を本体から取り外すことを可能としている。

特開２００６−２５１５１８号公報 特開２００７−７９４２７号公報

しかし、前記の構成では、ギアとシャフトの嵌合部に設けられたギアの突起が構造的に弱く、プロセス速度を上げると突起の磨耗量が増加し、寿命が短くなる。さらに、現像器の退避は戻しバネの力とステッピングモータの逆回転動作で行うが、駆動させるたびに摩擦で退避位置が異なってしまい、確実に感光体に当接させるためには現像器を早めに駆動させなければならない。さらにプロセス速度を上げる場合、各現像器一つ当たりの当接、退避にかけられる時間は減少してしまう。そのため、現像器の退避位置を安定させる必要があった。

本発明の目的は、現像器の着脱と感光体からの退避の高速化対応と信頼性の向上した画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明の第１の手段は、感光体と、前記感光体表面にトナー像を形成するための現像ローラを有し画像形成装置本体に対して着脱自在な複数の現像器と、前記現像ローラを駆動する正回転、逆回転可能なモータと、前記モータと前記現像ローラの間に複数のギアと複数のシャフトと複数のワンウェイクラッチを備えた駆動伝達手段を有する画像形成装置において、
前記現像器の位置を検知する位置検知手段を有し、検知した位置によってモータの回転制御を行い、現像器と感光体との位置を調節が可能なことを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第1の手段において、前記複数の現像器は互いに異なる現像色であることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第1の手段において、前記モータはステッピングモータであることを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記ステッピングモータは異なる２つの現像器を駆動することを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第１の手段において、前記ワンウェイクラッチは現像器駆動ギアに設けられることを特徴とするものである。

本発明の第６の手段は前記第1の手段において、前記モータの回転制御は、前記現像器位置検知手段の信号により、現像器が退避位置にあることを確認するまでパルス制御を行うことを特徴とするものである。

本発明の第７の手段は前記第1の手段において、前記モータの回転制御は、現像動作終了後、予め設定されている第一のパルス制御により現像器を退避させ、現像器位置検知手段からの信号により現像器が退避していない場合には第二のパルス制御により現像器を退避させることを特徴とするものである。

本発明の第８の手段は前記第1ないし第７の手段において、前記位置検知手段は、フォトインタラプタと遮蔽部材からなり、前記フォトインタラプタを本体の現像器退避位置近傍に設け、前記遮蔽部材を現像器に設けることにより、現像器が退避位置にあることを検知することを特徴とするものである。

本発明の第９の手段は前記第1ないし第７の手段において、前記位置検知手段は、フォトインタラプタと遮蔽部材からなり、前記フォトインタラプタを本体の現像器当接位置近傍に設け、前記遮蔽部材を現像器に設けることにより、現像器が当接位置にあることを検知することを特徴とするものである。

本発明の第１０の手段は前記第1ないし第７の手段において、前記位置検知手段は、フォトリフレクタと反射部材からなり、前記フォトリフレクタを本体の現像器当接位置近傍に設け、前記反射部材を現像器に設けることにより、現像器が当接位置もしくは退避位置にあることを検知することを特徴とするものである。

本発明によれば、現像器の着脱と感光体からの退避の高速化対応と信頼性の向上した画像形成装置を提供できる。

正回転、逆回転できる一つのモータによって、複数の現像器を回転駆動する駆動伝達手段を有するカラー画像形成装置において、現像器側の駆動伝達部にワンウェイクラッチを備えており、現像器の退避及び着脱を可能とし、退避位置検知用のセンサを設けたカラー画像形成装置を実現している。
［実施例１］
以下、本発明の一実施例について図１、図２を用いて説明する。

図２は、本発明の実施例である画像形成装置１の模式図である。この装置は、中間転写体２を４回転させ、４色の画像を重ね合わせてカラー画像の形成が可能なカラーレーザプリンタである。

続いて画像形成装置１内に配置される各ユニットについて説明する。装置中央部に中間転写体２が配置されており、中間転写体２の周辺には、感光体３、転写装置４が配置されている。また、感光体３の周辺には、帯電器５が配置されている。４色の異なる色のトナーが封入され、感光体３と当接し回転する現像ローラ１３、１４、１５、１６ を有する現像器６Ｋ、６Ｍ、６Ｙ、６Ｃは、それぞれがユニット化され、矢印Ｃ、Ｄに感光体３と当接、退避するように重ねられて配置されている。本実施例に示した現像器は、一成分現像剤を用いている。また、詳しくは後述するが現像器の退避を検知するフォトインタラプタ３３、３４、３５、３６が反駆動側に配置され、現像器下方には露光装置７、また更にその下方には用紙を溜めておく用紙保持手段８、用紙保持手段８から用紙を１枚ずつ供給する用紙供給装置９が配置されている。画像形成装置１の上部には、定着器１０が配置されている。

次に、各ユニットの動作及びプロセスについて説明する。感光体３は、矢印Ａの向きに回転するベルトタイプであり、帯電器５によって、表面を一様に帯電される。

次に、パソコン、イメージスキャナ等（図示せず）による画像、文字の情報を露光装置７によりドット単位で露光が行われ、感光体３の表面に静電潜像を形成させる。その後、現像器６Ｋが現像器の駆動伝達手段、矢印Ｃの向きに移動することで現像ローラ １３が感光体３に当接する。そこで現像ローラ１３は後述する駆動伝達手段によって矢印Ｂの向きに回転駆動され、トナー像が感光体３に現像される。感光体３に現像されたトナー像は、第一転写部で中間転写体２の表面へ転写される。その後、現像ローラ１３は回転停止したのち、現像器６Ｋは図中矢印Ｄの向きへ退避する。この時、フォトインタラプタ３３で現像器の退避位置確認を行う。退避位置が不十分な場合は、現像器が退避位置に移動するまでモータを逆回転させる。

前記工程を各現像器６Ｋ〜６Ｃにより必要数繰り返すことにより、中間転写体２の表面には、画像、文字の情報に見合うトナー像が形成される。その後、トナー像は第二転写位置で転写装置４によって、用紙供給装置９により装置保持手段８から供給された用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着器１０に運ばれ、トナー像を用紙に定着し、用紙排出装置にて排出される。なお、画像形成装置１において現像器６Ｋ、６Ｍ、６Ｙ、６Ｃは消耗品であり、感光体３と反対方向すなわち図中矢印Ｄの方向へ引き出し交換可能となっている。

次に、本発明に関わる現像器の駆動装置について説明する。図１は、現像器の現像ローラ１３、１４の回転を実現する駆動伝達装置の斜視図である。

１つのモータ１１の矢印Ｌ方向である正回転、矢印Ｍ方向である逆回転によって２つの現像ローラ１３、１４の回転駆動を行っている。図２の画像形成装置１においては、４つの現像器があるため、図１に示す駆動伝達装置が２系統あることになる。

駆動伝達装置は、正回転、逆回転できる現像器駆動モータ１１に対し、現像ローラ１３、１４を駆動するための２系統のギア列を有している。現像ローラ１３は、現像器６Ｋの先端に配置され、現像ローラ１３を駆動するための現像器ギア２１と連結されている。現像器駆動モータ１１は、画像形成装置１本体側に固定され、その先端には、モータギア２７が取付けられている。モータギア２７の駆動力は、中間ギア１７とシャフト２３によって、ワンウェイクラッチ２５を有する現像器駆動ギア１９、さらに、現像器ギア２１に伝達される構成となっている。また、もう一方の現像ローラ１４は、現像器６Ｍの先端に配置され、現像ローラ１４を駆動するための現像器ギア２２と連結されている。画像形成装置１本体側には、現像器駆動モータ１１に連結されたモータギア２７と現像ローラ１４の回転方向を現像ローラ１３と同一にするため、アイドラギア１２を有している。また、現像器駆動モータ１１の駆動を現像器ギア２２に伝えるために、駆動伝達手段として、中間ギア１８及びワンウェイクラッチ２６を有した現像器駆動ギア２０を有し、シャフト２４にて連結されている。詳細は後述するが、現像器の回転駆動力によって現像器６Ｋは矢印Ｇの逆方向へ動き感光体３に対して当接する。また、画像形成装置１本体に設けられた図示しない現像器戻しバネの力を現像器両側面の突起２８で受け、矢印Ｇの方向へ動き、感光体３に対して退避する。

次に駆動伝達装置の動作を説明する。現像器駆動モータ１１が正回転すると、現像器駆動ギア１９のワンウェイクラッチ２５が固定され、中間ギア１７とシャフト２３にて連結してある現像器駆動ギア１９が、矢印Ｈ方向に回転し、現像器ギア２１を介して、現像ローラ１３は矢印Ｉ方向に回転する。このとき、もう一方の現像ローラ１４では、現像器駆動ギア２０のワンウェイクラッチ２６が開放されるため、現像器駆動モータ１１の駆動は伝わらず、現像ローラ１４は回転しない。現像器駆動モータ１１が逆回転すると、前述とは逆に、現像器駆動ギア２０のワンウェイクラッチ２６が固定され、中間ギア１８とシャフト２４にて連結してある現像器駆動ギア２０が、矢印Ｊ方向に回転し、現像器ギア２２を介して現像ローラ１４は、矢印Ｋ方向に回転する。このとき、もう一方の現像ローラ１３では、現像器駆動ギア１９のワンウェイクラッチ２５が開放され、現像器駆動モータ１１の駆動は伝わらず、現像ローラ１３は回転しない。

次に本発明に関わる現像器の当接、退避機構について現像器６Ｋを例に説明する。図３は、図２の画像形成装置１を矢印Ｅ方向から見た図である。

画像形成装置１本体には現像器装着のスペースが設けられている。そして、そのスペースの両側にガイド部３２が設けられている。ガイド部３２は本体水平方向にガイド溝と図示しない現像器戻しバネが設けられている。これは各色の現像時、各現像器が水平に往復するための案内をし、退避時に現像器を後退させる推力となっている。

図４、図５、図６は現像器の当接、退避を図２の画像形成装置１を矢印Ｆ方向から見た図である。現像器６Ｋには、現像器の両側面に現像器戻しバネの力を受ける突起２８と、ガイド当接部３０が設けられ、画像形成装置１本体には現像器の退避位置を検知するフォトインタラプタ３３、３４、３５、３６が設けられている。

また、図７（ａ）は現像時の現像器６Ｋ、図７（ｂ）は現像終了時の現像器６Ｋ、図７（ｃ）は現像器駆動モータ１１逆回転時の現像器６Ｋを表している。図７（ａ）のとき、現像器駆動ギア１９のワンウェイクラッチ２５が固定され、シャフト２３と現像器駆動ギア１９と現像器ギア２１が、矢印Ｎ方向に回転し、ガイド当接部３０がガイド溝に案内されて水平方向にスライドし、図４に示されるように感光体３と当接する。このとき、矢印Ｏ方向の現像器戻しバネ３１の力は矢印Ｐ方向の現像器６Ｋの前進とは逆に掛かっているが、現像器６Ｋの前進する力が大きいため後退することはない。

次に図７（ｂ）の現像が終了し現像器駆動モータ１１が停止しているとき、戻しバネ３１の力により現像器ギア２１は矢印Ｒ方向に動こうとするが、矢印Ｑの回転方向がワンウェイクラッチ２５の固定方向なので現像器駆動ギア１９が回転できず、現像器６Kは退避できない。

図７（ｃ）の現像器駆動モータ１１が逆回転のとき、矢印Ｓの回転方向がワンウェイクラッチ２５の空転方向により、現像器駆動ギア１９が矢印Ｔ方向の戻しバネ３１の力で空転し矢印Ｕ方向に退避する。このとき、図６に示されるようにフォトインタラプタ３３が現像器の突起２８により遮られ、現像器６Ｋの位置を検知して退避が完了する。逆にフォトインタラプタ３３が現像器の突起２８により遮られず、現像器６Ｋの位置を検知できなければ、図５に示されるように退避が不十分とみなされ、モータ１１は現像器６Ｋの位置が検知されるまで逆回転を続ける。

次に本発明に関わる現像器の当接・退避時における現像器駆動モータの回転制御を説明する。図８は現像器駆動モータのフローチャートである。始めにステッピングモータを正回転させ印刷動作を行い、ステッピングモータの逆回転用意のため停止動作をし、ステッピングモータを逆回転させ現像器の退避を行う。現像器位置検知用フォトインタラプタにより、現像器が退避位置にあるかを検知する。ある場合はステッピングモータの逆回転を止め、次の動作のために待機する。無い場合はステッピングモータの逆回転を続け、現像器の退避位置検知ステップに戻る。

前記モータ回転制御では退避を確認後、ステッピングモータの逆回転を停止したが、予め設定されている第一の回転制御により現像器を退避させ、フォトインタラプタからの信号により現像器が退避位置にいない場合には第二の回転制御により現像器を退避させることも可能である。以上の結果から、高速化に対応した現像器の十分な退避と引き出し交換を可能としている。
［実施例２］
本発明に関わる現像器退避機構の他の実施例について、図９、図１０により現像器６Kを例に説明する。図９は現像器６Kと感光体３が当接し、図１０は現像器６Kが感光体３から退避をしているところを、図２の画像形成装置１を矢印Ｆ方向から見た図である。

図９に示される現像器６Kと感光体３が当接しているとき、フォトインタラプタ３３は突起２８に遮られ当接を検知している。次に、ステッピングモータが逆回転を始めると現像器６Kが感光体３から退避を始める。そして、図１０に示されるような現像器６Kが感光体３から退避したとき、つまりフォトインタラプタ３３を突起２８が遮らなくなると、現像器は十分退避したとみなされステッピンギモータは停止し、退避を完了する。

また、実施例１、２に記載の現像器退避機構では現像器位置検知手段をフォトインタラプタとし、その遮断手段を現像器戻しバネの力を受ける突起としているが、検知手段をフォトリフレクタ、反射手段を現像器戻しバネの力を受ける突起としても現像器の十分な退避と引き出し交換が可能である。

本発明の実施例に係る駆動伝達装置の斜視図である。 本発明の実施例に係る画像形成装置の模式図である。 本発明の実施例に係る現像器装着スペースの模式図である。 その実施例に係る現像器の当接状態を示す上面図である。 その実施例に係る現像器の退避状態を示す上面図である。 その実施例に係る現像器の退避状態を示す上面図である。 本発明の実施例に係る現像器の当接、退避機構の模式図である。 本発明の実施例に係る現像器駆動モータのフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る現像器の当接状態を示す上面図である。 その実施例に係る現像器の退避状態を示す上面図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…中間転写体、３…感光体、４…転写装置、５…帯電器、６Ｋ、６Ｙ、６、６Ｃ…現像器、７…露光装置、８…用紙保持手段、９…用紙供給装置、１０…定着器、１１…現像器駆動モータ、１２…アイドラギア、１３、１４、１５、１６…現像ローラ、１７、１８…中間ギア、１９、２０…現像器駆動ギア、２１、２２…現像器ギア、２３、２４…シャフト、２５、２６…ワンウェイクラッチ、２７…モータギア、２８、２９…突起、３０…ガイド当接部、３１…戻しバネ、３２…ガイド部、３３、３４、３５、３６…フォトインタラプタ。

Claims (10)

1. 感光体と、前記感光体表面にトナー像を形成するための現像ローラを有し画像形成装置本体に対して着脱自在な複数の現像器と、前記現像ローラを駆動する正回転、逆回転可能なモータと、前記モータと前記現像ローラの間に複数のギアと複数のシャフトと複数のワンウェイクラッチを備えた駆動伝達手段を有する画像形成装置において、前記現像器の位置を検知する位置検知手段を有し、検知した位置によって前記モータの回転制御を行い、前記現像器と前記感光体との位置を調節が可能なことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の現像器は互いに異なる現像色であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記モータはステッピングモータであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記ステッピングモータは異なる２つの前記現像器を駆動することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記ワンウェイクラッチは前記現像器の駆動ギアに設けられることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記モータの回転制御は、前記位置検知手段の信号により、前記現像器が退避位置にあることを確認するまでパルス制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記モータの回転制御は、現像動作終了後、予め設定されている第一のパルス制御により前記現像器を退避させ、前記位置検知手段からの信号により前記現像器が退避していない場合には第二のパルス制御により前記現像器を退避させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記位置検知手段は、フォトインタラプタと遮蔽部材からなり、前記フォトインタラプタを本体の現像器退避位置近傍に設け、前記遮蔽部材を前記現像器に設けることにより、前記現像器が退避位置にあることを検知することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の画像形成装置。
9. 前記位置検知手段は、フォトインタラプタと遮蔽部材からなり、前記フォトインタラプタを本体の現像器当接位置近傍に設け、前記遮蔽部材を現像器に設けることにより、現像器が当接位置にあることを検知することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の画像形成装置。
10. 前記位置検知手段は、フォトリフレクタと反射部材からなり、前記フォトリフレクタを本体の前記現像器当接位置近傍に設け、前記反射部材を現像器に設けることにより、前記現像器が当接位置もしくは退避位置にあることを検知することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の画像形成装置。

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