JP2010217203A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ロータリーの各々の現像器の現像剤が他の現像器に取り込まれてしまう混色を簡単な構成で容易に防止することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】潜像が形成される像担持体１と、複数の現像器４が周方向に着脱可能に配設された現像ロータリー装置41とを有し、現像ロータリー装置41を回転させ、像担持体１の潜像を現像する画像形成装置において、現像ロータリー装置41に、複数の現像器４のうちの特定の現像器４ａの着脱に応じて他の現像器４ｂ〜４ｆの着脱を規制する規制部材60が設けられてなる。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式によって可視画像を形成する複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

コピー、プリンタ機能を有する複合機やファクシミリなどにおいては、電子写真方式の画像形成装置が広く利用されており、特に電子写真方式のフルカラー画像形成装置の普及が著しい。

近年、画像全域に光沢感を付与し、写真調に仕上げたり、画像中の光沢感（グロス感）に変化を与えることで、光沢差（グロス差）という色とは異なる新しい表現を付与する印刷物が普及しはじめている。

そして、光沢文字によって印刷物の一部を更に強調したり、光沢差（グロス差）を利用した文字を埋め込み、印刷物の原本証明等に利用するなど、プレゼン（印象付与）及びセキュリティーの分野にも数多くの応用事例が見込まれている。

このような表現を電子写真方式の画像形成装置で実現する為に、透明トナー現像器を有する現像ロータリー装置がある。

具体例として、１ドラム固定現像器の並列構成で、透明トナー現像器の配置をドラム周上最上流に配置し、他の現像器の現像剤が透明トナー現像器に混入しないようにしたものがある（特許文献１参照）。

また、１ドラムロータリー現像構成で、透明トナー現像器に他色の現像器の現像剤が混入しないように、画像形成順序及び透明トナー現像器の現像回数を制御したものがある（特許文献２参照）。

特開2006-301495号公報 特開2006-220815号公報

ところで、現像ロータリー装置では、１つのドラム（回転体）に複数の現像器を装着するため、各色の現像器は互いの近傍に配置される。このため、現像器の現像スリーブ、現像剤補給口及び現像剤排出口等を通じて、異なる色の現像剤が混入することがあり、画像不良を生じる恐れがある。

そこで、透明トナー現像器を先ず空現像し、現像スリーブ上の多色の現像剤が現像されることを防いだ後、再度透明トナー像を現像する制御方式が提案されている。

しかしながら、これでは、画像形成装置の生産性が著しく低下することとなり、画像信号に対する現像ロータリーの切り替え制御が透明トナー現像器を使用する場合のみ異なるなど、非常に複雑な制御及びハード構成が必要となってしまう。

本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像ロータリーの各々の現像器の現像剤が他の現像器に取り込まれてしまう混色を簡単な構成で容易に防止することができる画像形成装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、潜像が形成される像担持体と、複数の現像器が周方向に着脱可能に配設された現像ロータリー装置とを有し、前記現像ロータリー装置を回転させ、前記像担持体の潜像を現像する画像形成装置において、前記現像ロータリー装置に、前記複数の現像器のうちの特定の現像器の着脱に応じて他の前記現像器の着脱を規制する規制部材が設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、現像ロータリー装置内における現像剤の漏れ、飛散及び落下による特定の現像器の混色を簡単な構成で容易に防止することができ、高品質な画像が得られる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。 図１の現像ロータリー装置の断面図である。 図１の現像ロータリー装置の斜視図である。 図１の現像ロータリー装置において、１つの現像器を取り外した状態の断面図である。 図１の現像ロータリー装置において、現像剤補給口を示す断面図である。 図１の現像ロータリー装置において、現像剤排出口を示す断面図である。 図１の現像ロータリー装置において、規制部材の部分斜視図である。 図７の規制部材を備える現像ロータリー装置において、特定の現像器を装着しているときの背面側からみた断面図である。 図７の規制部材を備える現像ロータリー装置において、特定の現像器を取り外しているときの背面側からみた断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の断面図である。

図１に示す画像形成装置は、電子写真フルカラー画像形成装置であり、上部にデジタルカラー画像のリーダ部Ｒ、下部にデジタルカラー画像のプリンタ部Ｐを有する。

リーダ部Ｒにおいて、31は原稿台ガラス、32はそのガラス31に対して開閉可能な原稿圧着板である。ガラス31上にカラー原稿Ｏを画像面下向きで所定の載置基準に従って載置し、その上に原稿圧着板32を被せることで原稿Ｏをセットする。

原稿圧着板32を原稿自動送り装置（ＡＤＦ、ＲＤＦ）にして、原稿台ガラス31上にシート状原稿を自動的に送る構成にすることもできる。

33は原稿台ガラス31の下面に沿って移動駆動される移動光学系である。この移動光学系33により原稿台ガラス31上の原稿Ｏの下向き画像面が光学的に走査される。その原稿走査光が光電変換素子（固体撮像素子）であるＣＣＤ34に結像されてＲＧＢ（レッド・グリーン・ブルー）の三原色で色分解読取りされる。

そして、読取られたＲＧＢの各信号が（図示しない）画像処理部に入力される。プリンタ部Ｐは、１ドラム、ロータリー現像構成及び中間転写構成を有する電子写真画像形成機構である。

このプリンタ部Ｐの動作概略は次の通りである。像担持体としての電子写真感光体ドラム（以下、感光ドラムという）１上に、画像信号をレーザースキャナ３にて露光画像として形成する。

感光ドラム１上に形成された露光画像は、所望の色の現像剤を収容し、図示しないトナーカートリッジ部より現像剤としてのトナーを必要時随時補給されるべく、補給パイプ400を備える。そして、現像ロータリー装置41内部に配置された複数の現像器４により、１色毎、露光画像上にトナー像を順次形成する。

この感光ドラム１上の各色のトナー像を更に中間転写ベルト（以下、ベルトという）５上に１色毎に１次転写することを繰り返して、ベルト５上に未定着の必要色のトナー像を合成形成する。その後、このトナー像を一括でシートＳ上に２次転写し、次いで定着してフルカラー画像形成物を出力するものである。

以下に、更に詳しく説明する。感光ドラム１は矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動され、その表面が帯電手段としての帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電される。その帯電処理面が露光手段としてのレーザースキャナ３によりレーザー走査露光される。

レーザースキャナ３は、レーザー出力部、ポリゴンミラー、結像レンズ、折り返しミラー等を有し、画像処理部から入力される画像情報信号に対応して変調されたレーザー光（光信号）を出力して、回転する感光ドラム１の帯電処理面を走査露光する。これにより、感光ドラム１の面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。

尚、上記画像情報信号は、前述のリーダ部Ｒから読み込まれた画像情報以外にも、パソコンなどの外部機器より電送される画像情報より合成、形成されたものでももちろん構わない。

その静電潜像が現像ロータリー装置41によりトナー像として現像される。現像ロータリー装置41は、ロータリーに、各々の色現像剤（トナー）を収容させた複数の現像器４を装着したものである。

現像ロータリー装置41が所定の制御タイミングにて所定の角度、図示矢印方向に回転されることによって、各々の現像器４が感光ドラム１と対向する現像位置に切り換えられて配置される。現像位置において、感光ドラム１と現像器４の現像スリーブとの距離（ＳＤ距離）が或る決められた範囲内に保たれる。

ベルト５は可撓性を有する誘電材製のエンドレスベルトであり、複数のローラ５ａ〜５ｇ間に懸回張設されている。ベルト５の外面はローラ５ｂとローラ５ｃ間において感光ドラム１に接触している。その接触部が１次転写ニップ部Ｔ１である。

この１次転写ニップ部Ｔ１において、ベルト５の感光ドラム１側と反対側に１次転写ローラ６が配設されていて、ベルト５の内面に接している。

この１次転写ローラ６には、所定の制御タイミングにて、トナーと逆極性の１次転写電圧が印加される。ベルト５は、例えばローラ５ａを駆動ローラとして、感光ドラム１の回転速度とほぼ同じ速度で矢印の時計方向に回転駆動される。

まず、感光ドラム１に対して、１色目のトナー像が、上記の帯電・露光・現像の画像形成工程により形成される。そして、そのトナー像が１次転写ニップ部Ｔ１においてベルト５上に転写される。

ベルト５に転写されないで感光ドラム１の面に残った１次転写残トナーはドラムクリーニング装置７により感光ドラム１面から除去される。クリーニング装置７により清掃された感光ドラム１は繰り返して画像形成に供される。

上記と同様の画像形成工程が、２色目〜Ｎ色目について、同様に随時繰り返えされる。これにより、ベルト５上に、各現像色のトナー像の順次重畳転写からなる未定着のトナー画像が合成形成される。

一方、所定の制御タイミングで、第１〜第４の給送カセット81〜84或いはマルチ手差しトレイ85の複数の給送部のうち、予め選択された給送部の給送ローラ11が駆動される。これにより、その給送部に収容されたシートＳが１枚分離されて送り出されてシートパス13からレジストローラ14へ送られる。

レジストローラ14は、シートＳの斜行補正と、ベルト５からシートＳへのトナー像の２次転写のタイミングを制御するもので、給送部側から給送されたシートＳの先端を受け止めて一旦停止させる。

15は２次転写ローラである。この２次転写ローラ15は、ベルト５の複数のローラ５ａ〜５ｇの内のローラ５ｇを対向ローラとして、ローラ５ｇに対してベルト５を挟んで所定に圧接した第１状態とベルト５の外面から離間した第２状態とに図示しない加圧制御機構により切り換え着脱制御される。

２次転写ローラ15は常時はベルト５の外面から離間した第２状態に切り換えられて保持されている。尚、第１状態に切り換えられることで、ベルト５の外面との間に２次転写ニップ部Ｔ２が形成される。

２次転写ローラ15は所定の制御タイミングで第１状態に切り変えられる。また、レジストローラ14の位置で一旦停止されているシートＳは所定の制御タイミングでレジストローラ14から再給送され、第１状態に切り変えられた２次転写ローラ15とベルト５との間の２次転写ニップ部Ｔ２に導入される。

そして、シートＳはこの２次転写ニップ部Ｔ２を挟持搬送されていく。その間、２次転写ローラ15には所定の２次転写電圧が印加されて、ベルト５上の複数色からなるトナー像がシートＳ上に静電的に一括転写され、シートＳ上には未定着のトナー像が形成（転写）される。

シートＳに転写されないでベルト５の面に残った２次転写残トナーはベルトクリーニング装置16によりベルト面から除去される。このクリーニング装置16により清掃されたベルト５は繰り返して画像形成に供される。

クリーニング装置16は、常時はベルト５の外面から離間した状態に保持されている。２次転写ニップ部Ｔ２にてベルト５からシートＳに対するトナー像の２次転写がなされるときに、所定の制御タイミングにてベルト５の外面に接触した状態に切り換えられる。

２次転写ニップ部Ｔ２を出たシートＳはベルト５の面から分離して、搬送ベルトユニット17によって定着器18へ搬送され、未定着トナー像は熱及び圧力によりシートＳ上に融着されて定着画像となる。定着器18を出たシートＳはシートパス19を通って排出トレイ20上に排出される。

22、25は、再度シートＳに画像を転写、定着させる際のシート搬送パスである。このシート搬送パスは、両面画像形成モードや多重画像形成モードが選択された場合に、定着器18を出た、片面画像形成済みのシートＳ又は１回目画像形成済みのシートＳを表裏反転させて、もしくは表裏反転させないで、２次転写ニップ部Ｔ２へ再搬送する。

次に、以下に両面画像形成モードについて詳細に説明する。定着器18を出たシートＳは、切替え部材26にて、図中下方の搬送パスへ導かれ、反転ローラ22にて反転する。そして、シート後端側を先端として、切替え部材27にて、図中右方向へ搬送され、デカーラ23にて、カール補正される。その後、主走査方向（奥・手前方向）のシート位置が横レジ検知センサ24にて検出され、搬送パス25へと送られる。

デカーラ23は、シートＳが再度二次転写ニップ部Ｔ２に送られる際、下向き（上凸形態）のカールになる様、カール補正の向きが設定されている。これは、逆の上向き（下凸形態）のカールの際、シート先端がニップ部入り口に引っかかる、或いは入り難い、及び搬送され難いニップへのシートＳの入りと出の際のシートＳの跳ねが大きいなどが原因の二次転写不良（画像不良）が生じる為である。

また、横レジ検知センサ24にて検知されたシート端部の位置情報は、裏面の画像の主走査方向の書き込み位置の補正用に用いられる。これにより、両面搬送パス中にシートＳの主走査方向の位置に変動が生じても、１面目の画像とほぼ同じ主操作位置に画像を形成することが可能となる。

その後シートＳは再度定着器を通過し、搬送パス19を経由し、排出ローラ200にて、排出トレイ20上に排出される。

また、デカーラ23は、シートＳを反転し表裏逆向きに排出する際に使用する搬送パス中に構成されている。そして、反転ローラ22にて反転された後、切替え部材27を作動させず図中上方へ反転搬送する。その後、切替え部材28にて排出ローラ側にシート搬送向きを切り替え、排出トレイ20上に下向きのカールを形成し排出する役割を有する。ここで、下向きのカールを形成し排出するのは、排出トレイ20上のシートＳの積載状態を良好に保つ為である。

尚、画像形成装置は、画像安定性を確保する為に、現像ロータリー装置41の切り替え速度及び回転駆動トルク、更に配置空間の制約の中で、現像器４の容積を可能な限り増やした構成としている。

この為、図示しないトナーカートリッジは現像ロータリー装置41の外部に配置され、現像ロータリー装置41内にはトナーを受け取り、現像器４へ搬送する補給パイプ400のみを有する構成である。

また、現像ロータリー装置41下部は転写クリーナ16が近接しており、現像ロータリー装置41下部の敷居板401と現像ロータリー装置41の最外周である現像スリーブの軌跡（図１中のロータリー部、二点鎖線の円周）との距離は６mm程度としている。この６mmという値は、敷居板401が金属である為、現像スリーブの磁極に影響を与えない（干渉しない）距離から設定しているものである。

以下詳細図面を用いて、本実施形態の画像形成装置における現像ロータリー装置41内部のトナー混色対策の形態について詳細に説明を行う。

図２、３は全ての現像器４を装着した状態の現像ロータリー装置41の正面図及び斜視図であり、図４は現像器４を１つのみ取り外した状態の現像ロータリー装置41の正面図である。また、図５、６は現像ロータリー装置41の現像剤補給部及び排出部の断面図を示す。

図２、３を用いて、現像ロータリー装置41の構成の概略を説明する。即ち、現像ロータリー装置41ではロータリー前側板50、ロータリー後側板51が回転中心軸となるロータリーステイ405にて支持されており、現像器４がロータリーステイ405を中心にそれぞれ対向するように周方向に配置されている。

次に、画像形成にて消費したトナーを現像器４内へ補填するための構成を説明する。前述したように、各色毎にトナーカートリッジ（図示しない）から受け取ったキャリア入り現像剤は、現像ロータリー装置41の補給パイプ400内をスクリューで搬送され、補給口403を介して現像器４に補給される。

一方で、現像剤の長寿命化を目的に、現像器４内の現像剤を少量ずつ現像器４外へと排出し、キャリア入り補給現像剤と入れ替えることで、現像剤をリフレッシュしている。排出口404から排出された現像剤はロータリーステイ405内にある中空の排出パイプ405ａを通り、トナー回収ＢＯＸ（図示しない）へと搬送される。

次に、サービスメンテナンス時の現像器交換について説明する。現像器交換作業は、現像器４の寿命に伴う交換だけでなく、画像不良対応のためのユニット交換としても必要となっているのが現実である。これは、現像器４はわずかな異物の混入でも画像不良に直結する、非常に敏感なユニットであることが大きい。

図４に示すように、現像器４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ）は各色毎に個別に着脱可能である。本実施形態では、現像ロータリー装置41を含むプロセスユニット全体を本体から手前側に引き出した状態で、現像ロータリー上カバー402を取り外し、所望の現像器４ａが現れるまで現像ロータリー装置41を回転させる。現像器４ａの固定を解除し、現像器４ａを上方に持ち上げることで取り外し作業が完了となる。また、取り付け作業は取り外しと逆の作業となる。

現像器４は現像剤や現像スリーブ406等を有しており、ある程度の重量があるため、現像器１個を取り外しただけでも現像ロータリー装置41のバランスが崩れ、意図せずとも自重で回転してしまう場合があるので注意が必要な作業である。

図５、６に示すように、前述した補給口403、排出口404はウレタン製のシール材407及び408をそれぞれ備えている。現像器４の装着により上方から押えてつけることで、シール材407、408を圧縮させ、現像剤の漏れや飛散を防止するシール構造となっている。

このため、現像器４が取り外された状態で現像ロータリー装置41を回転させると、補給口403や排出口404が露出され、必然的に補給口403や排出口404から現像剤が零れ落ちることになる。

また、現像剤は現像器４に安定的に補給されるように補給口403まで充填されている。加えて、現像剤は排出パイプ405ａに自重で落下させるようになっているので、排出口404付近では残留現像剤が多くなっている。このため、現像ロータリー装置41の若干の回転でも現像剤が容易に零れ落ちてしまう。

この対策として、補給口403、排出口404のそれぞれにシャッタを設けることも不可能では無いが、ある程度のスペースが必要となるために装置が大きくなる傾向がある。また、異物の混入を避けるためにもできるだけ可動部は設けない方が好ましい。

こぼれ落ちた現像剤は現像ロータリー装置41の下部の敷居板401に溜まり、前述したように現像スリーブ406との距離が６mm程度と接近しているために、落下現像剤が磁力により現像スリーブ406表面に付着し、混色の原因となる。特に、前述したような透明トナーでは他色の混色の影響が非常に大きく、わずかな混色でも画質品位が損なわれる恐れがある。

本発明により、以上に述べたような、現像剤補給口403、排出口404を有する現像ロータリー装置41において、現像器４を交換する際、着脱順序を規制することで、特定の現像器４ａの混色が防止される。

以下、現像器４の着脱順序について説明する。即ち、現像ロータリー装置41は、図３に示すように、ロータリー前側板50、ロータリー後側板51及び複数の現像器４からなっており、ロータリーステイ405を軸として回転する。

図７において、60は現像器４の着脱順序を規制する規制部材であり、この規制部材60はロータリー前側板50に取り付けられている。規制部材60は複数の規制部600、レバー601及び付勢部材602を有し、ロータリーステイ405と同軸上のスリーブ603上を回転可能になっている。

レバー601は、図４に示す特定の現像器４ａの着脱によりロータリー前側板50に設けられた軸を中心に回転する。これにより、レバー601のレバー部601ｂが規制部600のピン部600ｂを一方向に押圧することで、規制部600が回転するようになっている。また、付勢部材602の一端がロータリー前側板50に固定され、他端が規制部600に固定され、規制部600は常に半時計回り方向に付勢されている。

図８、９は現像ロータリー装置41を背面からみた断面図であり、図８は特定の現像器４ａの装着時の状態を示し、図９は特定の現像器４ａを取り外した状態を示す。

図８において、特定の現像器４ａが装着されている場合、規制部材60のレバー601は特定の現像器４ａの底面と接触し下方に押圧される。これにより、規制部600は各色の現像器４ｂ〜４ｆの着脱を妨げる位置に移動し、各色の現像器４ｂ〜４ｆの着脱が不可能となる。

一方、図９において、特定の現像器４ａを取り外している場合、特定の現像器４ａによるレバー601への押圧が解除されるため、規制部600は付勢部材602によって半時計回りに回転し、各色の現像器４ｂ〜４ｆが着脱可能な位置まで移動する。これにより、各色の現像器４ｂ〜４ｆの着脱が可能となる。

このように、本実施の形態では、現像ロータリー装置41に装着された現像器４を交換する際、特定の現像器４ａを最初に取り外し、その後、他の現像器４ｂ〜４ｆを交換し、最後に特定の現像器４ａを取り付けなければならない。

これにより、現像器４を交換する際の現像器４の着脱順序が規制され、現像器交換時に発生する現像ロータリー装置41内への現像剤の漏れや飛散、落下から特定の現像器４ａへの混色を防止することが簡単な構成で容易に可能となる。特定の現像器４ａへの混色を防止することで、適切な濃度の高品質な画像を得ることができる。

特に、混色に不利とされる透明トナーを有する現像ロータリー装置において、特定の現像器位置に透明トナー現像器を配置することで、透明トナー現像器への混色を防止することが可能となる。

４（４ａ〜４ｆ） 現像器
41 現像ロータリー装置
50 ロータリー前側板
60 規制部材
400 補給パイプ
401 敷居板
403 補給口
404 排出口
405 ロータリーステイ
405ａ 排出パイプ
406 現像スリーブ
600 規制部
600ｂ ピン部
601 レバー
601ｂ レバー部
602 付勢部材
603 スリーブ

Claims (4)

1. 潜像が形成される像担持体と、複数の現像器が周方向に着脱可能に配設された現像ロータリー装置とを有し、前記現像ロータリー装置を回転させ、前記像担持体の潜像を現像する画像形成装置において、
   前記現像ロータリー装置に、前記複数の現像器のうちの特定の現像器の着脱に応じて他の前記現像器の着脱を規制する規制部材が設けられたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記規制部材は、前記現像ロータリー装置に回転可能に設けられ、前記特定の現像器の着脱により回転し、前記特定の現像器の装着時は、前記規制部材が他の前記現像器の着脱を規制するとともに、前記特定の現像器の取り外し時は、他の前記現像器の着脱を可能にすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像器に現像剤を補給する補給口あるいは現像剤を排出する排出口が、前記特定の現像器の取り外しにより露出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記特定の現像器は、透明トナー現像器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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