JP2561257B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明はマルチカラー（２色もしくは３色以上の単色
カラー、多色カラー）又はフルカラー電子写真複写機、
コンピュータ・ファクシミリ等の出力部を構成するカラ
ー記録装置等の画像形成装置に組込む現像装置に関す
る。

更に詳しくは、複数の互いに異なる色現像剤を収容し
た現像器ユニットを所定径路に沿って移動する移動支持
体に支持させ、該移動支持体の移動制御により所要の現
像器ユニットについて回転感光ドラムの如き単一の被現
像体たる潜像担持体に対向する所定の現像位置に位置移
動させて該所要の現像器ユニットによる現像を実行させ
る方式の移動式現像装置に関する。

〔従来の技術〕

この移動式現像装置は、複数の現像器ユニットを何れ
も被現像部材に対して対向させて順次に配列し、それ等
の現像器ユニットを選択的に作動制御することにより所
要の現像器ユニットによる現像を実行させる並置式現像
装置と共に実用に供されている。

移動式現像装置の場合は、被現像体に対して常時１つ
の現像ユニットのみが対向するために被現像体の周長を
極力小さくすることが可能となり、画像形成装置の小型
化・簡易化等に有利であるという特長を有する。

例えば回転式現像装置は、複数の現像器ユニットを支
持させた回転支持体についてそれを回転駆動し、且つ所
定の回転角毎に位置決めする機構、該回転支持体の回転
制御により被現像体に対向する所定の現像位置に位置移
動させた所要現像器ユニットについて該ユニットの現像
ローラや現像剤攪拌手段等を駆動するための現像器駆動
機構等を具備する。

現像器駆動機構は、回転支持体の回転制御により現像
位置に位置移動された所要の現像器ユニットに対して外
部駆動源の駆動力を伝達し、該現像器ユニットによる現
像実行の終了後は駆動力を遮断し、次に現像位置に位置
移動された現像器ユニットに対して駆動力を伝達する機
構であり、従来のものは回転支持体側に個々の装着セッ
ト現像器ユニットに対応する動力伝達部材を有し、回転
支持体の回転制御により所要の現像器ユニットが所定の
現像位置に移動されて位置決めされた時点、即ち現像位
置への移動完了時点で、その現像器ユニットについての
動力伝達部材が外部駆動源機構側の駆動部材に対して所
定に結合（クラッチング）して外部駆動源と該現像器ユ
ニットとを連絡する動力伝達系が完成状態となり、外部
駆動源から該現像器ユニットへの駆動力の入力が可能状
態となる。次いで外部駆動源が作動して該現像器ユニッ
トの駆動が開始される。

該現象器ユニットによる現像工程が終了すると、回転
支持体の再回転がなされ、該現像器ユニットが現像位置
から移動し、それに伴ない該ユニット側の動力伝達部材
が外部駆動源側の駆動部材から離れて縁が切れ（クラッ
チ−オフ）、該ユニットへの駆動力伝達が遮断される。

而して回転支持体の回転制御により所要の現像器ユニ
ットが現像位置に移動された時点毎に該ユニット側の動
力伝達部材が外部駆動源側の駆動部材に対して所定にク
ラッチングして該ユニットに対して現像ローラ等を駆動
する駆動力が外部駆動源から伝達可能状態となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

而して上記のような現像器駆動機構の場合は、所要の
現像器ユニットについてそれが現像位置へ移動され、そ
れに伴ない現像器駆動系が完成した後、外部駆動源のオ
ンによりしばらくの時間現像器ユニットの前駆動（ウオ
ーミング）を行わせ、その前駆動期間経過後にはじめて
被現像体の現像を実行させるシーケンスとなる。現像器
ユニットの前駆動は、該ユニットを駆動する外部駆動源
の十分な立上り定常化による現像ローラの安定回転状態
の確保、収容現像剤の十分な攪拌等を行わせて濃度むら
等のない画像を常に安定にプリントアウトさせるために
必要である。

つまり所要の現像器ユニットが現像位置へ切換え移動
される毎に、夫々所定の前駆動期間待ちをしてからその
後に被現像体の現像をはじめて実行させるので、それ等
の前駆動期間の存在により画像形成物１枚当りのスルー
プットがそれだけ長いものとなり、可及的高速化な画像
形成装置を構成する上で大きな問題点となっている。

又所要の現像器ユニットが被現像体に対向する所定の
現像位置に移動した時点ではそのユニットの駆動は未だ
なされていないから回転停止状態にある現像ローラが被
現像体に接触或は極めて接近して対向した状態となる。
そのためその回転停止状態にある現像ローラ面の担持現
像剤が被現像体面に付着し、その付着現像剤で転写材や
転写手段に汚れを生じさせるトラブルも見られた。

本発明は上記のような問題点を解消することを目的と
する。

ロ、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決する本発明は、複数の現像器ユニッ
トを支持する支持体を移動させて被現像体と対向する共
通の現像位置に所要の現像器ユニットを位置させると共
に現像位置に位置する現像器ユニットに駆動を伝達する
駆動力伝達手段を有する現像装置において、上記駆動力
伝達手段は所要の現像器ユニットが現像位置に到達する
前に現像器ユニットに対する駆動力伝達路の連結を終了
し、現像器ユニットが現像位置に到達する前に現像器ユ
ニットを駆動状態にすることを特徴とするものである。

〔作 用〕

即ち移動支持体の移動により所要の現像器ユニットが
被現像体に対向する所定の現像位置に移動される該支持
体移動期間を利用して、その期間の適当途中時点から該
現像器ユニットについての駆動を開始させることによ
り、該現像器ユニットが現像位置に至るまでに該現像器
ユニットについての所要の前駆動を実質的に終了させる
ことができ、従って該ユニットが現像位置へ到達した時
点から実質的に直ちに被現像体の現像を実行させること
が可能となり、出力画像のスループットを短縮化でき
る。

又該現像器ユニットが現像位置へ移動した時点では、
被現像体面に接触又は接近対向した現像ローラは既に回
転状態にあるから該現像ローラ側から被現像体面に現像
剤の付着を生じても、その付着現像剤は回転状態にある
現像ローラに再び回収され、被現像体面の現像剤汚損、
それによる転写材や転写手段の現像剤汚損の問題も生じ
ない。

〔実施例〕

本発明に係る現像装置の一実施態様を図面に則して詳
しく説明する。

本実施態様において現像装置はフルカラー電子複写機
の乾式回転現像装置にて具体化されているが、該実施態
様に限定されるものではない。即ち、マルチカラー複写
装置、コンピュータ出力部のカラー記録装置の画像形成
装置にも本発明が適用可能なこと勿論である。又、フル
カラー電子写真複写機は、種々の静電潜像形成プロセ
ス、例えば１次帯電−２次帯電／色分解露光−全面露光
の諸工程を含む所謂NPプロセス、１次帯電−色分解露光
の諸工程を含む所謂カールソンプロセス、その他を利用
し得るが、本実施態様ではカールソンプロセスを応用し
た電子写真複写機について説明する。

Ａ、複写機の全体的概略構成（第５図） 第５図はフルカラー電子写真複写機の全体的な概略構
成を示す断面図であり、複写機の概略中央部に表面に電
子写真感光層を有した感光ドラム１が配置され、矢印ｘ
方向（反時計方向）に回転駆動される。

感光ドラム１の略真上位置に１次帯電２、感光ドラム
１の左側に回転式現像装置100、感光ドラム１の略真下
位置に転写装置（転写ドラム）５、及び感光ドラム１の
右側にクリーニング装置６が配置される。

又、電子写真複写機の上方部には光学系10が配置さ
れ、ガラス板等の透明プラテン７上の原稿Ｏの画像を前
記１次帯電器２と回転式現像装置100との間に位置した
露光部３にて感光ドラム１上に投影（スリット露光）す
るように構成される。光学系10は任意の光学系を利用し
得るが、本実施態様にては、第１走査ミラー11、該第１
走査ミラー11に対し半分の速度で同方向に移動する第２
及び第３走査ミラー12及び13、結像レンズ14、第４固定
ミラー15から構成される。かかる光学系10は周知のスリ
ット露光方式の光学系であるから詳細な説明は省略す
る。原稿照明光源16は第１走査ミラー11と共に運動する
ように構成し、又色分解フィルタ17は第４固定ミラー15
と露光部８との間に配置される。

第１・第２・第３走査ミラー11・12・13によって走査
された原稿Ｏの反射光像はレンズ14を通過後第４固定ミ
ラー15を経て色分解フィルタ17により色分解され、露光
部にて感光ドラム１上に結像される。

フルカラー電子写真複写機内の右側には定着装置20及
び給紙装置30が配置され、又前記転写装置５と、前記定
着装置20及び給紙装置30との間にはそれぞれ転写紙搬送
系25及35が配設される。

上記構成にて、感光ドラム１は色分解フィルタ17によ
って色分解された色毎に帯電・露光、現像、転写及びク
リーニング工程が１次帯電器２、光学系10、回転式現像
装置100、転写装置５及びクリーニング装置６によって
施される。

回転式現像装置100は、後でより詳しく説明するよう
に回転支持体300と、これに略90゜の角度間隔で夫々着
脱自在に保持させた本例の場合は４つの現像器ユニット
101Y（イエロー現像器ユニット）、101M（マゼンタ現像
器ユニット）、101C（シアン現像器ユニット）及び101B
（ブラック現像器ユニット）を具備し、色分解されて感
光ドラム１面に形成された各色の潜像が各対応する現像
器ユニットによって顕像化される。即ち回転支持体の略
90゜ずつの回転角制御により所要の現像器ユニットが感
光ドラム１と対向する所定の現像位置に位置移動して該
現像器ユニットによる現像が実行される。第５図は感光
ドラム１に対してブラック現像器ユニット101Bが感光ド
ラム１に対向位置している状態を示している。

転写装置５は、典型的には周面に転写材即ち転写紙Ｐ
を把持するグリッパ5aを備えた転写ドラム5bから成る。
転写装置５は、給紙装置30の転写紙カセット31又は32か
ら転写紙搬送系35を経て給紙された転写紙Ｐの先端をグ
リッパ5aで把持し、感光ドラム１上の各色毎の顕画像を
転写するべく回転移送せしめる。転写域には転写帯電器
5cが転写ドラム５の内部に配置される。

各色の顕画像、即ちトナー画像が順次転写された転写
紙Ｐはグリッパ5aから解放され、分離爪８にて転写ドラ
ム5bから剥離される。次で転写紙Ｐ・転写紙搬送系25に
よって定着装置20へと送られる。転写紙Ｐ上のトナー画
像は定着装置20によて転写紙上に定着され、その後転写
紙はトレー23上へと放出される。

Ｂ、回転子器現像装置（第１〜４図） 回転式現像装置100は基本的には前述したように複数
の現像器ユニット101、本実施態様ではイエロー現像器
ユニット101Y、マゼンタ現像器ユニット101M、シアン現
像器ユニット101Cおよびブラック現像器ユニット101Bの
４つの現像器ユニットと、各現像器ユニットを略90゜の
角度間隔で夫々着脱自在に装着保持させた回転支持体30
0とからなる。

310は回転支持体300の回転中心軸となる中空軸であ
り、この中空軸310は画像形成装置の不図示の前後の側
板間に両端側を固定して非回転に支持させてあり、回転
支持体300はこの固定中空軸310を中心にベアリング50
（第２図）を介して回転自由に支持させてある。

この回転支持体300は不図示の駆動機構により第１図
上矢示Ｄの時計方向に回転駆動されると共に、その回転
により所要の現像器ユニット101が被現像体たる感光ド
ラム１に対向する所定の現像位置に移動したとき不図示
の位置決め機構によりその回転角位置に位置決めされて
安定に係止保持される。そしてその現像器ユニット101
による現像が終了すると位置決め機構による係止が解除
されて、次の現像器ユニットの現像位置への移動のため
に回転支持体の再回転がなされる。

第１図は回転支持体300に支持されている複数の現像
器ユニットのうちの１つの現像器ユニット101が感光ド
ラム１に対向する所定の現像位置に移動されて保持され
ている状態時を示している。第３・４図は夫々その現像
器ユニット101が回転支持体300の回転により第１図の現
像位置に対向した位置へ移動される途中位置状態を示す
もので、第４図は現像位置に対して略40゜前位置へ、第
３図は更に移動が進行して略20゜の前位置へ移動した状
態時を示している。

図において、Ｍは外部駆動源としてのモータ、110は
該モータの出力軸、111は該出力軸に一体に固着させた
モータ歯車114は不図示の軸受に支持させた駆動シャフ
トであり、その先端側を回転支持体の回転中心たる中空
軸310内に突入させてある。112は該シャフトの後端側に
ワンウエイクラッチ113を介して取付けた歯車であり、
前記のモータ歯車111に常時噛合っている。115は中空軸
310内に突入させて前記駆動シャフト114の先端側に一体
に固着した駆動歯車であり、該歯車115の一部は中空軸3
10の壁面に設けた透孔310aから中空軸の外部に少し露出
している。

123は回転支持体300側の側板内面に植設したアイドラ
軸であり、この軸に第２アイドラ歯車117を回転自由に
支持させると共に、同軸に揺動板124を揺動自由に設け
てある。116はこの揺動板124に植設した軸125を中心に
回転自由に支持させた第１アイドラ歯車であり、この第
１アイドラ歯車116と、前記第２アイドラ歯車117は常時
噛合っている。

127は揺動板124を第１図においてその支軸123を中心
に常時反時計方向へ回動付勢する引張りばねである。

118は回転支持体300側の側板内面に植設した軸126を
中心に回転自由に支持させた第３アイドラ歯車であり、
前記の第２アイドラ歯車117と常時噛合っている。

119〜122は現像器ユニット101側に設けられた駆動用
ギヤトレインであり、現像器ユニット101が回転支持体3
00に装着セットされた状態において該駆動用ギヤトレイ
ン119〜122の駆動入力歯車119と、前記回転支持体300側
の第３アイドラ歯車118とが常時噛合い状態に保持され
る。

而して、 （１）回転支持体300の回転駆動により所要の現像器ユ
ニット101が被現像体たる感光ドラム１に対向する現像
位置に対して第３図示のように略20゜の前位置へ至るま
での間は第４図示のように揺動板124はその後端側の突
起部124aが中空軸310の外周に当接して受止められた状
態で中空軸外周に沿って回転支持体300と共に回動し、
その間該揺動板124に支持させてある第１アイドラ歯車1
16（クラチギヤ）は駆動歯車115に対して非接触（クラ
ッチ−オフ）であり、従って外部駆動源と現像器ユニッ
トを結ぶ動力伝達系は遮断状態に保たれている。

（２）回転支持体300の引続く回転により現像器ユニッ
ト101が第３図示のように現像位置に対して約20゜の前
位置に移動してくると、揺動板124の後端側の突起部124
aが中空軸310に設けた透孔310bに落ち込む。突起部124a
が透孔310bに落ち込むと揺動板124の後端部124bが中空
軸310の外面に受け止められて上記の落ち込み量が規制
される。

そして上記の落ち込みによる揺動板124の支軸123を中
心とするばね127の引張りによる反時計方向への揺動で
該揺動板124側の第１アイドラ歯車116が駆動歯車115に
対して噛合い状態となる（クラッチ−オン）。

即ちこの時点で外部駆動源Ｍと該現像器ユニット101
を結ぶ動力伝達系が完成された状態となる。そして外部
駆動源たるモータＭの駆動が開始されることによりその
駆動力が歯車列111〜118を介して上記現像器ユニット10
1側の入力歯車119に伝達され、該入力歯車119が回転駆
動され、その駆動力が歯車120〜122に伝達されて現像ロ
ーラ、現像剤攪拌スクリュ軸等の回転駆動が開始され
る。

モータＭ即ち現像器ユニットの駆動開始信号は、回転
支持体300の回転と同期したパルス発生手段からのカウ
ント値より得ても良いし、また回転支持体300が第３図
の回転角に至ったことを検知する検出手段、例えば回転
支持体に遮蔽板を設け、回転支持体が第３図の回転角に
至った時その遮蔽板がフォトインタラプタをさえぎる様
に構成し、そのフォトインタラプタからの信号を得てそ
の信号によりモータＭの駆動を開始させてもよい。

上記の歯車116・115が噛合って回転している間、揺動
板124には支軸123を中心として反時計方向の回転モーメ
ントが働くが、そのモーメントは揺動板124の端部124b
又は突起部124aの中空軸310の外面への当接（第３図又
は第１図）により受けられ、第１アイドラ歯車116の駆
動歯車115方向への食込みを防ぎ、バックラッシを一定
に保っている。

又駆動歯車115に対して第１アイドラ歯車116が対応し
て噛合うとき、両歯車115・116の歯山と歯山との衝突に
よる所謂歯車乗上げを生じても、第１アイドラ歯車116
はそれを支持した揺動板124が支軸123を中心にばね127
に抗して時計方向に揺動して第１アイドラ歯車116の逃
げが許容されるから上記の歯車乗上げが防止される。

駆動シャフト114と歯車112の間に介在させたワンウエ
イクラッチ113は第２図においてシャフト114を矢示Ａ方
向からみたとき歯車112がモータ歯車111により時計方向
に回転駆動（現像器駆動方向）される場合にはその回転
力をシャフト114に伝達するが、その逆方向には伝達さ
れず、歯車112がシャフト114に抗して空転するクラッチ
方向のものである。

而して、第３図においてクラッチギヤたる第１アイド
ラ歯車116が駆動歯車115に対して接触してクラッチ−オ
ンとなる過程において第１アイドラ歯車116は駆動歯車1
15及びシャフト114を逆転させようとするが、上述した
ようにワンウエイクラッチ113がその方向にはシャフト1
14を回転フリーとする関係になっているので、モータＭ
のロータはイナーシャを受けず、駆動歯車115と第１ア
イドラ歯車116のクラッチングがスムーズになされる。

（３）回転支持体300は第３図の回転角から引続き回転
し、現像器ユニット101は第１図のように感光ドラム１
と対向する現像位置へ移動していく。その間駆動歯車11
5に対する第１アイドラ歯車116の噛合いは保持され、現
像器ユニット101の外部駆動源たるモータＭによる駆動
は続行される。そして現像器ユニット101が所定の現像
位置に到達すると、回転支持体300は不図示の位置決め
機構によりその回転角位置（第１図）に位置決めされて
安定に係止保持される。

第３図の角度位置から第１図の角度位置への回転支持
体の回転に伴ない揺動板124の突起部124aのテーパ部124
cが透孔310bのエッジに沿って移動して最終的に第１図
の角度位置に至ったときには突起部124aは透孔310bから
抜け出て中空軸310の外面に乗り上って当接している。

このように第３図から第１図に至る間はアイドラ歯車
116と駆動歯車115は適正な噛合が保証される様に揺動板
124の突起部124aのテーパ部124cの形状が適切に設定さ
れている。

図には省略したが上述の第１アイドラ歯車116〜第３
アイドラ歯車118に対応する歯車列機構と同様の機構
が、回転支持体300に装着セットされる他の個々の現像
器ユニットに対応した組数だけ回転支持体300の側板内
側に各現像器ユニットの装着位置に対応する位置に略等
間隔に配設してあり、回転支持体300の回転制御により
所要の現像器ユニットが現像位置に移動される毎にその
現像器ユニットに対応する上記歯車列機構116〜118の第
１アイドラ歯車116が中空軸310内の駆動歯車115に対し
て第３図の回転体回転途中時点からクラッチングして、
該現像器ユニットに対して現像ローラ等を駆動する駆動
力が外部駆動源Ｍから伝達或は伝達可能状態となる。

かくして回転支持体300の回転により所要の現像器ユ
ニット101が被現像体１に対向する所定の現像位置に移
動（第１図）していく途中時点（第３図）から該現像器
ユニット101に対して外部駆動源Ｍの駆動力が伝達され
て該現像器ユニットの駆動がなされ、該現像器ユニット
101が現像位置へ移動するまでの間に該ユニットについ
ての前駆動が実質的に実行され終る。

現像位置に移動位置している現像器ユニット101によ
る被現像体たる感光ドラム１面の現像が終了すると、次
の現像器ユニットを現像位置へ移動させるべく回転支持
体300の再回転がなされ、それに伴ない現像位置に位置
している使用済み現像器ユニット101が現像位置から逃
げ移動していく。その逃げ移動開始時からしばらくの間
は第１アイドラ歯車116と駆動歯車115との噛合いが保た
れており、少なくともその間は外部駆動源たるモータＭ
から現像器ユニット101への駆動力伝達を行わせるよう
にしてある。これにより現像ローラは回転駆動状態のま
ま現像位置から逃げ離れていくので、感光ドラム１面に
対して不必要な現像剤が付着することが防止される（現
像ローラの回転を停止させて現像位置から逃がすとドラ
ム１面に対する現像剤の付着が見られる）。

その後第１アイドラ歯車116が駆動歯車115から離れ
（クラッチ−オフ）、現像器ユニット101への駆動力伝
達が遮断される、又外部駆動源たるモータＭの駆動も停
止される。そして回転支持体300の引続く回転に伴ない
次の現像器ユニット101が現像位置に対して第３図の位
置へ移動してくると、前述と同様にその現像器ユニット
についての第１アイドラ歯車116が駆動歯車115に対応し
てクラッチングし、該現像器ユニットについての前駆動
が開始されるものである。

ハ、発明の効果 以上のように本発明に依れば、移動式現像装置におい
て所要現像器ユニットが現像位置に至るまでに該ユニッ
トの所要の前駆動を実質的に終了させることができるの
で、該ユニットが現像位置へ到達した時点から実質的に
直ちに被現像体の現像を実行させることが可能となり、
出力画像のスループットを短縮化できる、又現像ローラ
は既に回転駆動状態で被現像体面に対向するから、回転
停止状態の現像ローラが被現像体面に対向することによ
る被現像体面の現像剤汚れ、それによる転写材・転写手
段等の現像剤汚れも生じさせることがないもので、所期
の目的がよく達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像器ユニットが現像位置に移動された状態時
の機構図、第２図はその機構の歯車列の展開断面図、第
３図・第４図は夫々現像器ユニットが現像位置へ移動さ
れる途中状態時の機構図、第５図は回転式現像装置を内
蔵させたフルカラー電子写真複写機例の概略を示す断面
図。 100は回転式現像装置、101（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂ）は現像器
ユニット、300は回転支持体、310はその回転中心として
の中空軸、112〜122は現像器駆動機構としての歯車列、
115は駆動部材としての歯車、116は動力伝達部材として
の第１アイドラ歯車（クラッチギヤ）、Ｍは外部駆動源
としてのモータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の現像器ユニットを支持する支持体を
   移動させて被現像体と対向する共通の現像位置に所要の
   現像器ユニットを位置させると共に現像位置に位置する
   現像器ユニットに駆動を伝達する駆動力伝達手段を有す
   る現像装置において、 上記駆動力伝達手段は所要の現像器ユニットが現像位置
   に到達する前に現像器ユニットに対する駆動力伝達路の
   連結を終了し、現像器ユニットが現像位置に到達する前
   に現像器ユニットを駆動状態にすることを特徴とする現
   像装置。