JP2583932B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真を応用したプリンタ，複写機等の
画像形成装置における現像装置に関するものである。

従来の技術 電子写真方式を用いて多色の画像（以下、カラー画
像）を得る場合、静電像が形成された静電像保持体（以
下、感光体）上に各色（例えば、イエロー，マゼンタ
ー，シアン，ブラック）の画像を順次に形成し、これら
の画像を同一の記録体（通常、記録紙）上に多重転写を
行なうことが必要とされる。その為、カラープリンタ，
カラー複写機等のカラー画像形成装置では、感光体の近
傍に複数の異なる色を収容した複数の現像手段を有する
現像装置を配設されている。そして、複数の現像手段は
それぞれ選択的に切換えられて使用される。

従来、この種の画像形成装置における現像装置とし
て、複数の現像手段を感光体に対して大略水平位置から
下方の範囲の感光体表面に沿って略上下方向に並設した
ものがある。この現像装置において、複数の現像手段を
現像状態と非現像状態とに選択的に切換える構成として
２種類に大別できる。その一つは特公昭55−3707号に記
載されるように非現像状態の現像手段は回動又は移動さ
れることにより感光体に対して離間させるものと、他の
一つはそれぞれの現像手段内に現像ローラに対して離接
可能な現像剤かき落し部材を備え、現像終了後現像ロー
ラに現像剤かき落し部材を当てる等により、現像ローラ
上の現像剤を現像手段内にかき落とし非現像状態を得る
ものがある。また前記両者の現像装置は、いずれも感光
体の回転軸心方向に着脱可能に構成されている。そして
現像装置を本体装置から引出した状態で、上方の位置に
ある現像手段から略上方に着脱可能に並設せれている。

発明が解決しようとする問題点 前述のように複数の現像手段を感光体表面に沿って並
設する現像装置においては、非現像状態にある現像手段
の現像剤が感光体上に付着、また現像された感光体上の
現像剤が非現像状態の現像手段の現像ローラ上に付着す
る等による不要な混色を防止する必要がある。また、複
数の現像手段は現像手段の交換又はメンテナンス性を考
慮し、容易に着脱できるように配設することが好まし
い。

しかしながら、前述のような従来の現像装置では、以
下のような問題点を有している。複数の現像手段を感光
体に対して離接する現像装置においては、離接方向と現
像手段の着脱方向が異なるため装置が複雑になるととも
に上方の位置にある現像手段から着脱する構成になって
いるため現像手段の交換又はメンテナンス性に欠ける不
都合があった。また、現像ローラ上の現像剤をかき落し
非現像状態を得る現像装置は、現像剤かき落し部材の離
接手段が必要となり現像手段が複雑で大型になるととも
に感光体上の現像剤が非現像状態の現像ローラ上に付着
し不要な混色が生じ易く画像品質の低下を招いていた。
本発明は、従来の問題点を解決し、複数の現像手段の着
脱が容易に出きるようにするとともに不要な混色が生じ
ない高品質のカラー画像が得られる画像形成装置を提供
するものである。

問題点を解決するための手段 感光体とそれに対して設けた複数の現像手段とを有
し、この現像手段を感光体に対し相互に独立に離接でき
るように移動可能に搭載しかつ感光体の回転軸芯の方向
に本体から抜き差しできるようにした格納手段と、各現
像手段を離接させて現像状態と非現像状態とを選択せし
める現像選択手段と、現像状態で現像手段と結合し非現
像状態で離間する現像駆動手段とを有して、かつこの格
納手段を本体から抜きだした時現像手段を上記離接方向
と同方向に格納手段から抜き差しして着脱するこを可能
とした画像形成装置である。

作用 そして、前記手段による作用は次の通りである。すな
わち静電像保持体の周囲に配置した複数の現像手段を静
電像保持体に対しそれぞれ接離する方向で移動可能に格
納手段に搭載し、複数の現像手段の駆動の切換えをその
現像手段の移動による現像手段との結合、分離で行なう
ため、多数の現像手段を駆動するのに複雑な駆動系を必
要とせず現像駆動手段が簡潔になるとともに非現像手段
による不要な混色がなくなる。しかも格納手段を静電像
保持体の回転軸心方向に着脱可能に設け、複数の現像手
段を静電像保持体に対する離接方向と略同一方向にそれ
ぞれ自在に着脱可能に並設せしめているために格納手段
が簡潔になるとともに所望の現像手段のみ容易に着脱で
きる画像形成装置である。

実 施 例 第１図は本発明を応用したディジタルカラー複写機の
全体構成を示す正面図である。以下にその構成と動作を
説明する。１はディジタルカラー複写機の読み取り部で
主に原稿台２と、原稿照明ランプ３、レンズ４、カラー
ラインセンサ５と、これらを副走査方向に走査のために
移動させる駆動系６および画像処理回路（本図には図示
せず）とよりなる。

10はディジタルカラー複写機の書き込み部である。11
は波長780〜810nmのレーザ光に対する感度を増感したSe
系の感光体で矢印Ａ方向に回転可能に軸支されている。
12は感光体11の表面をプラスの所定電位に帯電するため
の第１帯電器、26はレーザビーム光を示す。20はレーザ
光学部でレーザビーム光26はレーザ発振ブロック21から
発射され、ポリゴンスキャナ22、レンズ系23、ミラー2
4、25を経て感光体11上を走査するように構成されてい
る。レーザビーム光26の走査光の一部はミラー27で反射
され、始端検出センサ28に照射される。感光体11の右側
には、複数の現像手段を搭載しそれぞれの現像手段の移
動を案内する格納手段30を有する現像装置が配置されて
いる。格納手段30は感光体11の回転軸心方向に着脱可能
で、感光体11の周囲に沿って上から順にイエロ色現像用
のＹ現像器31、マゼンタ色現像用のＭ現像器32、シアン
色現像用のＣ現像器33、黒現像用のＫ現像器34が上下方
向に並設せしめて搭載されている。各々の現像器は感光
体11対して接近した位置と離間した位置との二位置をと
ることが可能で、それぞれ偏心カム35〜38が回転するこ
とによってそれぞれの現像器31〜34の後部を押圧されて
略水平方向に移動し感光体に接近した状態となり現像可
能にされる。第１図はＭ現像器32のみが現像可能の状態
にある場合を示している。50は給紙部でカセット51,52
および手差用給紙部53の各々から用紙を一枚ずつ給紙可
能になっており本図ではカセット51から用紙56が給紙さ
れる場合を示している。用紙56はレジストローラ54,55
を経て感光体11の下面に給送される。60は転写搬送部
で、ローラ61,62に懸架された半導電性のベルト63が感
光体11に対して軽く一部を圧接された状態と、感光体11
から離間した状態との二状態をとることが可能で矢印Ｂ
方向に感光体11の外周面と同速で移動可能となってい
る。本図では感光体11から離間した状態を示す。一方64
は転写の為の第２帯電器でベルト63を介してベルト63と
感光体11の間に供給される用紙56の裏面にマイナスの高
電位をあたえる。65はベルト上に残っているトナーをク
リーニングするクリーニングブレードでその下部には回
収スクリュー66が配置されている。67は用紙56がベルト
63から分離するときにマイナスのコロナをふりかける第
３帯電器である。70は定着排紙部で定着ランプ71に熱せ
られたヒートローラ72と、ゴムローラ73が互いに圧接し
ながら回転可能になっており、その後部に排紙ローラ7
4,75および排紙トレイ76が配設されている。

80はクリーナ除電部でファーブラシ81が感光体11に軽
く接した状態と、感光体11から離間した状態との二状態
をとることが可能でかつ矢印Ｄ方向に回転可能になって
いる。本図では感光体から離間した状態を示している。
さらにファーブラシ81に接しながら回収ローラ82が回転
可能に配設され、これらファーブラシ81、回収ローラ82
には感光体11に対してそれぞれマイナスの電圧が印加さ
れている。回収ローラ82の下部には回収スクリュー83が
設置されており、その回収スクリュー83の手前側の端部
にはパイプ84が連結されこれを通じて回収ボックス85に
つながっている。またパイプ84は途中で転写搬送部60の
回収スクリュー66の手前側端部にも連結されており回収
ボックス85に導かれている。本図では、これら連結部は
省略している。ファーブラシ81等の下部で感光体に対向
した位置には感光体11上のトナーをプラスに帯電するた
めの第４帯電器85と、感光体11を除電するための除電ラ
ンプ86が配置されている。

101,102はそれぞれ書き込み部10の下部、上部から空
気を吸入して装置外へ排出するための冷却ファンであ
る。

以上が本発明を応用したディジタルカラー複写機の全
体構成の概要であるが、次にその動作を説明する。

原稿が原稿台２上にセットされコピーボタンが押され
ると、先ず原稿照明ランプ３が点灯しカラーラインサン
サ５上にライン状に原稿の像が投影され、カラーライン
センサ５は主走査方向（紙面奥行き方向）に電気的に繰
り返し高速走査されると共に駆動系６により副走査方向
（紙面右方向）に移動される。カラーラインセンサ５か
らはR,G,Bのカラー信号が同時に出力されるようになっ
ており、上記の主走査，副走査によりR,G,Bの各信号が
原稿の各点に対応して時間的にシリーズに画像処理回路
に入力される。

画像処理回路では原稿の各点に対応したR,G,B信号か
ら各点に対応して現像すべきイエロ，マゼンタ，シア
ン，黒の各色の信号が計算され出力される。カラーコピ
ーにおいては１枚のコピーで読み取り部１による原稿の
副走査は４回なされ、先ず最初の副走査では画像処理回
路から出力されるイエロの信号がレーザ発信ブロック21
に入力され感光体11上にはイエロ信号に応じて変調され
たレーザビーム光26が照射される。

感光体11は矢印Ａ方向に回転しながら第１帯電器12に
より＋850Vに一様に帯電された後、レーザビーム光26の
強さに応じて照射された部分が最低＋50V程度に除電さ
れる。感光体11上でのレーザビーム光26の主走査はポリ
ゴンスキャナ２によって行われ、副走査は感光体11の矢
印Ａ方向の回転によって行われるが、この主走査の繰り
返しタイミングと前記カラーラインセンサ５の主走査繰
り返しタイミングを対応させ、感光体11の周速と前記カ
ラーラインセンサ５の副走査方向の移動速度を対応させ
ているので、原稿を読みながら同時的に原稿の各点に対
応したイエロ信号に応じたレーザビーム光26が感光体11
上に照射され原稿の潜像を形成していく。

読み取り部１の一回目の副走査のときには現像部30は
イエロの現像状態にセットされており、Ｙ現像器31のみ
が偏心カム35の作動により感光体11に接近し、他の現像
器は離間状態にある。従ってレーザビーム光26により形
成されたイエロ信号に対応した潜像はＹ現像器31により
イエロトナーで現像され他の現像器には影響を受けずに
通過する。イエロトナーで現像された像は感光体11の回
転に従って転写搬送部60に達するが、このとき転写搬送
部60ではローラ67,68がローラ61の軸の回りに反時計方
向に少し回転した位置におり、ベルト63が感光体11表面
より離間した状態にあり、像は乱されることなく通過す
る。更にファーブラシ81は回収スクリュー83の軸の回り
に反時計方向に少し回転した位置で感光体11と離間した
状態にあり、ここでもイエロトナー像は乱されることな
く通過し再び第１帯電器12の下を通過する。感光体11の
イエロトナー像が形成された部分は再び第１帯電器12に
よりトナー上から再帯電され、トナーのない部分は＋85
0V、トナーのある部分も見かけ上＋850Vに帯電される。

イエロトナー像の先端が再帯電され再びレーザビーム
光26の照射位置に来るとき、読み取り部11ではカラーラ
インセンサ５が再び原稿の始端から走査を開始するよう
に駆動系６が制御されている。読み取り部１の二回目の
走査では画像処理回路７からマゼンタ信号がレーザ発信
ブロックに入力され、レーザビーム光26がマゼンタ信号
に応じて変調されて感光体11のイエロトナー像の上から
露光される。画像の先端が合わせられ走査速度も一定の
為、イエロトナー像とマゼンタ信号による潜像は位置的
に合致して形成される。形成されたマゼンタ信号による
潜像は今度は現像部30のＭ現像器32のみが感光体11に近
接し他の現像器は離間しているため、マゼンタトナーに
のみ現像されてイエロトナー像にマゼンタトナー像が重
ねられる。

以下同様にして再帯電、シアン信号による潜像形成，
シアン現像，再帯電，黒信号による潜像形成、黒現像が
繰り返される。最後の黒トナー像が形成された後はトナ
ー像の先端が転写搬送部60に達する直前に、転写搬送部
60が感光体11に軽く圧接した状態にされると共にトナー
像の先端と用紙56の先端とが合致するタイミングで用紙
56がレジストローラ54,55により感光体11とベルト63の
間に進入するように給送される。第２帯電器64によって
生じる電界によりトナー像が用紙56に転写されながら、
用紙56はベルト63に付着したまま搬送されるがローラ62
の部分では曲率が大きいためベルト63から分離し定着排
紙部へ進入する。このときベルトから分離するために用
紙56に発生する剥離帯電により用紙56上のトナー像が乱
れるのを防ぐため、上部から第３帯電器によりマイナス
のコロナをふりかける。用紙56のトナー像は定着排紙部
を通過するとき定着された後排紙トレイ上に積載され
る。一方感光体11上に残った未転写のトナーはその先端
が近かずく直前に作動開始する第４帯電器によりプラス
に帯電されると共に、ほぼ同時に感光体11と接触する状
態に移動したファーブラシ81に摺擦されながらファーブ
ラシ81と感光体11間にかけられた電界によりファーブラ
シ81に移る。更にファーブラシ81内のトナーは回収ロー
ラ82とファーブラシ81間にかけられた電界により回収ロ
ーラ82にうつり回収スクリュー83部に落とされパイプ84
を通して回収ボックス内に貯められる。感光体11はこれ
によって表面が清掃されると共に一方では除電ランプ86
により除電され、初期の状態に戻されて次のコピーへの
準備が完了する。

一方転写搬送部60のベルト63上に、動作上のミスによ
ってあるいは微少に蓄積するトナーはクリーニングブレ
ード65によりクリーニングされ回収スクリュー66部に落
とされパイプ84を通して回収ボックス85内に貯められ
る。

以上が本発明を応用したディジタルカラー複写機の全
体構成と動作の概要である。

次にこのディジタルカラー複写機の現像装置の構成と
動作を詳細に説明する。

第２図は現像装置の中央断面図、第３図は第２図にお
ける感光体11、Ｍ現像器32およびこれらの駆動系の一部
を上から見た平面図、第４図は第２図の右側面図を示
す。

第２図において、格納手段30はそれぞれの現像器31〜
34を上下方向に並設して搭載せしめるとともに現像器31
〜34を略水平方向の移動を案内する案内部材41〜46と、
格納手段30を感光体11の回転軸心方向に移動させて着脱
可能に案内する案内部47,47′とが一体的に構成されて
いる。案内部材41〜46は現像器の両側面側に設けている
案内部材41〜43は格納手段30の筐体を兼ねている。また
ディジタルカラー複写機の本体側には案内部47,47′に
対応させて２段レール48,48′,49が設けられている。次
に第３図において、案内部材41には現像器31〜34を感光
体に対してそれぞれ離間せしめるための手段そして現像
器31〜34の両側面後部の当接部141に対向させてスプリ
ング144が設けられている。また、現像器を第３図に示
すように感光体11に対して離間せしめた所定の位置に維
持し、かつ現像器31〜34を現像器の離接方向と略同一方
向でそれぞれ自在に格納手段30に対して着脱せしめるた
めに、現像器の両側部に弾性体から成る係合部142と案
内部材41に突起部143がそれぞれ対応させて設けてい
る。案内部材41′側も同様に設けている。この係合部14
2、突起部143の係合とスプリング144の端部とにより現
像器の離間位置が規制される。またディジタルカラー複
写機の本体には感光体11、現像器31〜34の駆動手段が設
けられている。感光体11は固定軸111の回りに回転可能
に軸支されており、また感光体11の側端には歯車112が
一体的に固定されている。感光体11は感光体駆動源113
により歯車114,115,112を介して回転駆動される。一方
固定軸111にはセンタ歯車116が回転自在に軸支されてお
り、これは現像駆動源131により歯車130を介して回転駆
動される。センタ歯車116には緩衝歯車117が連結されて
おり、駆動力は緩衝歯車117にスプリングなどによる駆
動力緩衝部を介して同軸に連結されている現像歯車118
に伝えられる。Ｍ現像器32の現像ローラ120の軸の端部
には現像ローラ歯車119が一体的に固定されており、Ｍ
現像器32が感光体に近接した現像状態では現像ローラ歯
車119と現像歯車118とは連結状態になる位置関係に対向
させて設定されている。132は現像ローラ120の軸に回転
自在に軸支されたスペーサローラで、現像ローラ120よ
り約300μｍ大きな径に設定されており、Ｍ現像器32が
感光体11に近接した現像状態で現像ローラ120と感光体1
1間の距離を一定の150μｍに設定するためのものであ
る。また他の現像器の駆動系も同様に構成され、センタ
歯車116を介して駆動伝達されている。次に第４図にお
いて、格納手段30の着脱時において現像器31〜34を感光
体11に対して離間した非現像状態を維持せしめ格収手段
30の着脱時に感光体11と現像器31〜34との当接を防止す
るために、案内部材41現像器保持手段として上下方向に
移動可能な保持部材145とその移動を案内する軸146,147
が設けられ、保持部材145が下方の位置にて現像器32の
両側面後部に設けた当接部141と保持部材145がそれぞれ
当接し合う位置関係に設定されている。またディジタル
カラー複写機の本体側には、格納手段30を所定位置まで
装着することにより保持部材145を上方の位置に押し上
げ現像器31〜34の当接部141と保持部材145との当接を解
除せしめ、かつ格納手段30を感光体11に対して所定位置
に設定せしめる位置決め軸148が設けられている。

次に現像器の着脱に関する動作の説明をする。格納手
段30を本体装置から引出した状態で、略水平方向に格納
手段30の右側より現像器31〜34を案内部材41〜46に沿っ
てそれぞれ挿入し格納手段30に搭載される。この時、現
像器保持手段の保持部材は自重にて下方の位置にあり、
現像器の当接部141と保持部材145がそれぞれ当接する位
置まで現像器31〜34を挿入することによりこの当接及び
現像器31〜34の係合部142,案内部材41のそれぞれ突起部
143との係合により現像器31〜34を感光体11から離間し
た非現像状態に保持される。次に格納手段30を本体に装
着完了する少し前の所定位置にて保持部材145と位置決
め軸148がそれぞれ当接して保持部材145が上方の位置ま
で押し上げられ保持部材146による現像器31〜34の非現
像状態の保持が解除される。そして、現像器31〜34の非
現像状態は現像器31〜34の係合部142と案内部材41の突
起部143との係合及びスプリング144の端面とにより保持
される。

以上のように本実施例では、現像器が現像状態にある
か非現像状態にあるかによって係合離間する駆動系によ
って現像器を駆動するため、多数の現像器を駆動する場
合でも駆動系が複雑にならず信頼性の高い装置を得るこ
とができる。しかも非現像状態にある現像器は、感光体
に対して離間させて保持しているため、不要な混色を生
じることがない。また、感光体に対する現像器の離接方
向と格納手段に対する現像器の着脱方向とを略水平で同
一方向に構成せしめているため、現像器及び格納手段の
構成が簡潔になるとともに所望の現像器を容易に着脱で
きる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、多数の現像器を容易に
着脱でき現像器の交換性やメンテナンス性に優れた装置
が得られる。また、感光体に対して不要な現像剤が付着
することがなく、高品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を応用したディジタルカラー複写機の全
体構成を示す正面図、第２図は本発明の一実施例の現像
装置の中央断面図、第３図は第２図の平面図、第４図は
第２図の右側面図である。 １……読み取り部、２……書き込み部、11……感光体、
30……格納手段、31……Ｙ現像器、32……Ｍ現像器、33
……Ｃ現像器、34……Ｋ現像器、47,47′……案内部、4
8,48′,49……２段レール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国重 秀則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−112174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−264367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−52577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−208875（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−70727（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電像を保持して回転する静電像保持体
   と、前記静電像保持体に対向して設けられた複数の現像
   手段と、前記複数の現像手段を前記静電像保持体に対し
   それぞれ離接する方向に移動可能に登載するとともに前
   記静電像保持体の回転軸心方向に装置本体から抜き差し
   可能に設けた格納手段と、前記複数の現像手段をそれぞ
   れ前記静電像保持体に対して離接する方向に移動させ現
   像状態と非現像状態とに相互に独立して選択せしめる現
   像選択手段と、現像状態で前記現像手段と結合し非現像
   状態で分離する現像駆動手段とを有し、前記格納手段を
   装置本体から引出した状態で、前記複数の現像手段を現
   像手段の前記離接方向と略同一方向にそれぞれ自在に着
   脱可能に併設せしめた画像形成装置。