JP2978222B2 - 回転式カラー現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、電子写真方式の複写機，プリンタ，ファ
クシミリ等における回転式カラー現像装置に関する。

（従来の技術） カラー現像装置の方式の一つに、例えばドラム状の感
光体の周りに複数の現像ユニットを回転可能に配設した
回転式カラー現像装置が知られている。例えば特開昭61
−103175号公報に記載された装置は、感光体の回転中心
軸線と平行な回転中心軸を中心として回転可能なユニッ
ト支持体に複数の現像ユニットを着脱自在に支持したも
のであって、感光体の現像位置には、画像形成プロセス
に従って異なる色の現像剤を収納した現像ユニットが順
次位置させられるようになっている。かかる回転式の現
像装置は、感光体の小型化や装置の小型化を図る上で有
利であり、現像ユニットを着脱自在にしたことによって
メンテナンス上の操作性が良いという特徴を有してい
る。

回転式カラー現像装置の場合、ユニット支持体に支持
された現像ユニットを該支持体から容易に抜脱しないよ
うな構造が要求される。この要求に対して、現像位置に
置かれたユニットの着脱を規制する着脱規制部材を設け
る技術が提案されている。

また、ユニット支持体を回動させて感光体に対向する
現像ユニットを入れ替える方式の場合、ユニット支持体
が回転するとき、現像ユニットからその一部を突出させ
ている現像ローラが感光体に接触して現像剤が落下し飛
散する問題がある。これに対処する技術として、特開昭
61−59372号公報に記載されたものがある。この技術
は、支持体ユニットを回転させるときには、現像ユニッ
トが感光体から離れる向きに該支持体を移動させるもの
である。

そして、感光体と現像ローラとの間の間隙いわゆる現
像ギャップの均一性は、感光体に３色或いは４色の現像
剤を重ねて形成した可視像を一回の転写工程で転写紙に
転写してフルカラー画像を得るいわゆる非接触飛翔現像
方式において、均一な画像品質を得る上で極めて重要で
ある。特に、現像ローラ表面に非磁性現像剤の薄層を形
成して、非接触現像を行なう非接触非磁性一成分現像方
式においては、画像むらなどに対してギャップ精度の保
持が要求される。これに対処する技術として、ユニット
支持体に対して現像ユニットを回動自在に支持させてお
いて、現像位置に回動してきた現像ユニットを押圧手段
で押圧して現像ローラを感光体に近接させるものが提案
されている。この技術は、現像ローラに間隙保持用リン
グを設けておいて、ユニットを押圧すると、このリング
が感光体周面に当接して現像ローラと感光体表面との距
離を一定に保持するものである。

（発明が解決しようとする課題） 現像ユニットを現像位置において感光体に向けて押圧
する押圧手段や、現像ユニットの着脱を規制する部材
は、それぞれ独立して設けられているため、構造が複雑
になると共に部品点数が多いという問題がある。

また、ユニット支持体を現像位置に置いたり待機位置
に置くときの該支持体の回転時のトナー飛散防止につい
ては、考慮されているが、現像ユニットを着脱するとき
のトナー飛散防止については有効な技術の提案がなされ
ていない。このことは、現像ユニットの着脱をユーザー
が行う場合の操作性、サービスマンのメンテナンス性の
面で問題がある。

そこで、本発明の第１の目的は、部品点数の少なくし
て組立性を向上させた回転式カラー現像装置の提供にあ
る。

本発明の第２の目的は、現像ユニットの着脱に際して
トナーの飛散を防止した回転式カラー現像装置の提供に
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、感光体の回転中
心軸線と平行に配設された回転中心軸を中心として回転
自在に設けられたユニット支持体に、複数の現像ユニッ
トをそれぞれ軸方向に着脱自在に支持し、所定の現像ユ
ニットを感光体の現像位置に回動させ、この現像位置に
回動させられた現像ユニットを押圧部材で押圧して感光
体に近接させて現像を行なう回転式カラー現像装置にお
いて、上記現像位置に置かれている現像ユニット及びそ
の開口部が上方を向いていない現像ユニットのユニット
支持体からの着脱を規制する着脱規制部材と上部現像ユ
ニットを押圧する押圧部材とを一体的に設けた軸受部材
を有しこの軸受部材は上記ユニット支持体を回転自在に
支持して不動部材に固定されている構成と、上記ユニッ
ト支持体を回転駆動する駆動経路の一部に設けられてい
て、該支持体を一定の向きに回動可能にする一方向クラ
ッチと、上記ユニット支持体を任意の回転位置に回転さ
せるユニット回動手段とを備えた回転式カラー現像装置
とした。

（作用） ユニット支持体に支持された現像ユニットが現像位置
に回動してくると、該ユニットは、押圧部材によって感
光体に向けて押圧され、感光体と現像ローラとの間隙を
形成される。現像位置に回動してきた現像ユニットは、
着脱規制部材に規制されてユニット支持体からの着脱が
できない。

現像ユニットをユニット支持体に着脱するときには、
ユニット回動手段を操作して、着脱したい現像ユニット
の開口部が上方を向く位置までユニット支持体を回動さ
せる。このとき、他の現像ユニットは、着脱規制部材に
よって支持体からの着脱を規制されている。

（実 施 例） 以下、図示の実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

第１図及び第２図において、符号１はドラム状の感光
体を、同２は回転式カラー現像装置をそれぞれ示してい
る。感光体１は、前側板４と装置本体の後側板５に支架
された支持軸３によって回転自在に支持されている。前
側板４の一部は、図示されない不動の本体側板に対して
着脱可能である。感光体１の周りには、その回転方向に
沿って、帯電チャージャ6,露光装置（光軸のみ示す）7,
回転式カラー現像装置2,転写チャージャ8,分離チャージ
ャ９及びクリーニング装置10がそれぞれ配設されてい
る。回転式カラー現像装置２は現像位置Ａにおいて感光
体１に対向し、転写・分離位置Ｂには、レジストローラ
11によって転写紙が送り込まれる。符号Ｏは転写紙の通
路を示している。

回転式カラー現像装置２は、前側板４に固設された軸
受部材39に回転自在に支持されている支持軸12と、後側
板５に固設された軸受部材40に回転自在に支持されてい
る支持軸13で回転自在に支持されたユニット支持体14
と、このユニット支持体14に着脱自在に支持された複数
の現像ユニット15,16,17とを備えている。支持軸12,13
は同一軸線上にあって、感光体１の支持軸３と平行に配
設されている。ユニット支持体14は、図示の例の場合、
三方に放射状に延びた３つの支持部18,19,20を有し、相
隣る支持部間で現像ユニット15,16,17をそれぞれ支持し
ている。各現像ユニットはそれぞれ異なる色の現像剤を
収納していて、例えば、ユニット15はシアン現像剤を収
納したシアン現像ユニットを、ユニット16はマゼンタ現
像剤を収納したマゼンタ現像ユニットを、ユニット17は
イェロー現像剤を収納したイェロー現像ユニットを指す
ものとする。

各現像ユニットは、収納している現像剤と支持体14へ
の取付け位置が異なるだけであって、その構造は同じで
あるから、シアン現像ユニット15を代表させてその構造
を説明する。シアン現像ユニット15は、第１図，第３図
及び第４図に示すように、シアン現像剤を収納したホッ
パ21と、このホッパの両端部に設けられた端板22（一方
のみ示す）と、この端板に形成されていて、支持部19の
外端部に挿通された支軸23に嵌合されるユニットの回転
中心を成す支点孔24と、端板22に形成されていて、支持
部19に軸方向に形成されたガイドレール25に遊嵌するガ
イド溝26及び支持部18に形成されたガイドレール27に遊
嵌するガイド溝28と、ホッパ21内に回転自在に設けられ
た現像剤供給ローラ29と、ホッパの開口部からその周面
の一部を突出させている発泡ポリウレタン等の弾性材料
で形成された現像ローラ30と、現像剤供給ローラ29で現
像ローラ30に供給された現像剤の厚さを均一にして現像
剤薄層を形成する現像剤薄層形成ブレード31と、現像ロ
ーラ30の両端部（第２図参照）に回転可能に設けられた
間隙保持用リング32,32とからなっている。第２図に示
すように、間隙保持用リング32,32は、現像ローラ30と
感光体ドラム１周面との間の間隙ｄを維持するものであ
って、現像ローラ30の径より所定寸法だけ大きい外径に
形成されている。

シアン現像ユニット15は、ユニット支持体14に形成さ
れたガイドレール25,27にガイド溝26,28を遊嵌させてこ
のレールに沿って支持体内部に挿入され、支軸23に支点
孔24を嵌合させて回転可能に装着される。

第１図及び第２図において、支持軸12を回転自在に支
持する軸受部材39は、前側板４に対して回転しないよう
に取付けられていて、これには、着脱規制部材37が一体
的に設けられている。この着脱規制部材37は、第１図に
示すように、現像位置に置かれたシアン現像ユニット15
と、ホッパの開口部を下方い向けているマゼンタ現像ユ
ニット16の端板22に対向していて、両ユニットのユニッ
ト支持体14に対する着脱を阻止している。着脱規制部材
37は、第１図におけるイェロー現像ユニット17が置かれ
た位置の現像ユニットに対する着脱の規制はしない。軸
受部材39,40には、押圧部材としてのカム38,38がそれぞ
れ一体的に固着されている。

第２図において、ユニット支持体14の支持軸13は、互
いに噛み合う歯車34,35を介してパルスモータ36の出力
軸に連結されていて、画像形成プロセスに従って120度
ずつ回転して所定の現像ユニットを現像位置Ａ（第１図
参照）に位置させるようになっている。

シアン現像ユニット15の背面には、該ユニットが現像
位置Ａに置かれたときカム38,38に当接する弾性部材と
しての板ばね33,33が固着されている。マゼンタ現像ユ
ニット16とイェロー現像ユニット17にも符号33A,33Bで
示すように板ばねが設けられている。シアン現像ユニッ
ト15のガイド溝28とこれが遊嵌している支持部18のガイ
ドレール27との間には、図示しない板ばねが介在させら
れていて、シアン現像ユニット15を感光体１から離す向
きに付勢しているが、現像位置Ａにおいてユニットがカ
ム38で回動させられるときには、この向きの回動を許
す。すなわち、図示しない板ばねの弾力は、板ばね33の
それよりも小さく設定されている。従って、現像位置Ａ
以外の位置に置かれているマゼンタ現像ユニット16とイ
ェロー現像ユニット17は、図示しない板ばねによって、
それぞれの支点16a,17aを回動中心として感光体から離
れる向きに回動付勢されている。この回動は、ガイドレ
ールとガイド溝のクリアランスの範囲で規制される。

カム38,38は、板ばね33,33の回動軌跡上に配設されて
いて、第１図に示すように、現像位置Ａに置かれたシア
ン現像ユニット15を感光体１に向けて押圧している。こ
の現像位置Ａに置かれたシアン現像ユニット15は、その
現像ローラ30の間隙保持用リング32,32を感光体１の周
面に当接させて、現像ローラ30と感光体１周面との間隙
ｄ（第２図参照）を維持される。間隙保持用リング32,3
2は、感光体１の非画像形成部の周面に当接させられる
こと勿論である。他の現像ユニット16,17は、図示され
ない板ばねによって求心方向に付勢されて現像ローラを
ユニット支持体の内部に移動させていて、がたつくこと
なくユニット支持体14に支持されている。

ここで画像形成のプロセスを簡単に説明すると、帯電
チャージャ６により所定の極性に帯電された感光体１に
露光装置７によって色分解された静電潜像が形成され
る。この静電潜像が現像位置Ａに回動して来ると、現像
ローラ30周面に形成された現像剤薄層のシアン現像剤が
静電潜像に向けて飛翔しこれを可視像化する。シアン現
像剤による青色現像が終わると、ユニット支持体14は反
時計方向に120度回転し、イェロー現像ユニット17を現
像位置Ａに位置させておいて、黄色画像に対する露光と
現像を行ない、最後にマゼンタ現像ユニット16を現像位
置Ａに位置させて赤色に対する露光と現像を行なう。従
って、感光体１には、三色の現像剤を重ねたカラー画像
が形成されることになる。全色の現像が完了すると、感
光体表面に向けて転写紙が送り込まれ、この紙に転写チ
ャージャ８によって画像が転写される。カラー画像を転
写された転写紙は、分離チャージャ９によって感光体表
面から分離されて図示しない定着装置で画像を定着され
たのちカラーコピーとして機外に排出される。転写工程
を終えた感光体１は、その表面をクリーニング装置10で
クリーニングされて次の画像形成に備える。

シアン現像剤による現像が終わると、第１図において
ユニット支持体14が反時計方向に120度回動させられ
る。すると、シアン現像ユニット15は、求心方向に回動
されてその現像ローラを支持体内部に引っ込められ、イ
エロー現像ユニット17が現像位置Ａに位置させられる。
第１図においては、各ユニットの現像ローラの位置を示
すために、ローラの一部を支持体周面から突出させて示
してある。イェロー現像ユニット17は、板ばね33Bがカ
ム38に当接することにより、支点17aを中心として回動
させられ、その間隙保持用リング32を感光体１周面に当
接させて間隙ｄを確保される。

色毎の現像工程が繰り返されるとき、現像ローラ30
は、現像ユニットが板ばね33をカム38で押圧されている
ことによって、その両端部に設けられた間隙保持用リン
グ32,32を感光体１の周面に当接させて感光体周面との
間隙ｄを常に一定に保持されることになる。

現像ユニットをユニット支持体14から取り外す場合、
交換したい現像ユニットを、第１図のイェロー現像ユニ
ット17の位置まで回動させる。このユニットの位置は、
着脱規制部材37による着脱阻止の作用を受けない位置で
あるから、このユニット17は、容易に取り外すことがで
き、代わりのユニットを装着することができる。しか
も、このイェロー現像ユニット17の位置は、該ユニット
の開口部Ｃが上方を向いている位置であるから、ユニッ
ト着脱に際して、現像ローラ32Aに付着しているトナー
がこぼれ落ちることがなく、トナーの飛散がない。若
し、着脱規制部材40が、マゼンタ現像ユニット16の着脱
を阻止していないとすると、これの開口部は下方を向い
ているので、これの着脱に際してトナーの落下飛散が発
生する。

第２図に示す例は、軸受部材39に別体のカム38を一体
的に固着しているが、第５図に示すように、カム39aと
着脱規制部材37を共に軸受部材39に一体成形しても良
い。かくすれば、部品点数を更に低減できる。

次に、第２の発明を第６図乃至第８図において説明す
る。第１図と第２図に示した発明と同一構成部材につい
ては同一符号を付して個々の説明は割愛する。第１図に
示すユニット支持体は、３つの現像ユニットを支持して
いるので、１つのユニットを現像位置に置いたとき、１
つのユニットはその開口部を上方に向けており、これの
トナーを飛散させずに着脱できる。しかし、シアン現像
剤，マゼンタ現像剤，イェロー現像剤に加えてブラック
現像剤を用いる場合、開口部が上方を向かないユニット
が出てくる。第２に発明は、これに対処するものであ
る。

ユニット支持体14に固装されている支持軸12の、前側
板４から突出している部分には、ユニット回動手段とし
てのつまみ41が固着されている。ユニット支持体14の後
側板寄りの端部には、位置決め用フランジ14aが形成さ
れている。フランジ14aには、シアン現像ユニット15の
現像ローラ30を感光体１に対向させて位置決めするため
の位置決め凹部14bと、イェロー現像ユニット17の現像
ローラ30Aを感光体１に対向させて位置決めするための
位置決め凹部14cと、マゼンタ現像ユニット16の現像ロ
ーラ30Bを感光体１に対向させて位置決めするための位
置決め凹部14dとがそれぞれ形成されている。これら位
置決め凹部には、レバー44の一端に固着された位置決め
ピン43が係脱する。レバー44は後側板５に固植された軸
45に揺動自在に支持されていて、その他端は、後側板５
に固定されたソレノイド46のアクチュエータ47に連結さ
れている。位置決めピン43は、レバー44に連結されたば
ね48によって位置決め凹部に係合する向きの移動習性を
与えられている。

支持軸12を回転自在に支持している軸受部材39に一体
に形成されている着脱規制部材37Aは、第８図に示すよ
うに、ユニット支持体を回動させたときその開口部Ｃを
上方に向けているユニット（図においてはシアン現像ユ
ニット15）以外のユニット16,17の着脱を阻止する形状
に形成され且つ配設されている。着脱規制部材37Aは、
現像ユニットが４つ設けられる場合、開口部が上方に向
けた１つの現像ユニットのみを着脱自在とし、他の３つ
のユニットの着脱を阻止する形状と配設位置を選択され
る。

また、ユニット支持体14の支持軸13と歯車34との間に
は、一方向クラッチ42が設けられている。この一方向ク
ラッチ42は、駆動モータとしてのパルスモータ36がユニ
ット支持体14を反時計方向に回転させる向きの駆動力は
支持軸13に伝達するも、駆動力が断たれた状態でユニッ
ト支持体14を反時計方向に回転させるときにはこの回転
を許す向きに作用する。

そして、通常の現像作用を実行しているとき、ユニッ
ト支持体14は、第７図に示すように、位置決め凹部14b
〜14dの何れか一つを位置決めピン43に係合させること
により、現像ユニットの一つを感光体１に対向させてい
る。一色の現像が終了すると、ソレノイド46が通電され
て位置決めピン43を位置決め凹部（14b）から開放し、
パルスモータ36がユニット支持体14を120度回転させて
次のユニット例えばイェロー現像ユニット17を感光体１
に対向させる。位置決めピン43は、位置決め凹部から抜
け出た後はフランジ周縁を摺擦していて次の位置決め凹
部14cに係合する。

さて、例えば、シアン現像ユニット15を交換したい場
合には、つまみ41を操作してユニット支持体14を回転さ
せ、第８図に示すように、該ユニット15をその開口部Ｃ
が上方を向くようにユニット着脱位置に位置させる。こ
のとき、ソレノイド46をオンにして位置決めピン43によ
る現像位置の位置決め作用を解除しても良い。また、こ
のユニット着脱位置でユニット支持体14の回転を阻止す
るように位置決め凹部を付加し、位置決め手段を作用さ
せても良い。第８図に示すように、ユニット着脱位置に
おいては、ユニットの開口部Ｃが上方を向いているの
で、これの着脱に際して現像ローラ30に付着しているト
ナーが落下し飛散することがない。

第８図に示すユニット着脱位置において、感光体１に
対向しているユニット16は、板ばね33,33とカム39a,40a
とが係合しないように両者の相対位置が考慮されてい
る。

（発明の効果） 本発明では、ユニット支持体に支持された現像ユニッ
トの着脱を規制する着脱規制部材を、ユニット支持体を
回転自在に支持する軸受部材と一体に設け、かつ、この
軸受部材に現像ユニットを感光体に向けて押圧する押圧
部材を一体的に設けたので、部品点数を減らすことがで
き、組立性も向上し、かつ、ユニット支持体と駆動経路
との間に一方向クラッチを設けて、ユニット回動手段で
上記支持体を回動させると、これに支持された現像ユニ
ットの開口部が上方を向くユニット着脱位置に支持体を
回動できるので、トナーを飛散させることなく現像ユニ
ットの交換ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例を示す回転式カラー現像装
置を適用した画像形成装置の要部の断面図、第２図は第
１の発明の実施例を示す同上の平断面図、第３図は現像
ユニットの要部を示す斜視図、第４図はユニット支持体
の要部を示す斜視図、第５図は第１の発明の他の実施例
を示す平断面図、第６図は第２の発明の実施例を示す回
転式カラー現像装置を適用した画像形成装置の要部の平
断面図、第７図は同上のユニット支持体を示す正面図、
第８図はユニット着脱位置を示す同上の正面図である。 １……感光体、２……回転式カラー現像装置、３……支
持軸、12,13……支持軸、15……シアン現像ユニット、1
6……マゼンタ現像ユニット、17……イェロー現像ユニ
ット、18,19,20……支持部、21……ホッパ、30……現像
ローラ、32……間隙保持用リング、33……板ばね、37,3
7A……着脱規制部材、38……押圧部材、39,40……軸受
部材、41……ユニット回動手段、42……一方向クラッ
チ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体の回転中心軸線と平行に配設された
   回転中心軸を中心として回転自在に設けられたユニット
   支持体に、複数の現像ユニットをそれぞれ軸方向に着脱
   自在に支持し、所定の現像ユニットを感光体の現像位置
   に回動させ、この現像位置に回動させられた現像ユニッ
   トを押圧部材で押圧して感光体に近接させて現像を行な
   う回転式カラー現像装置において、 上記現像位置に置かれている現像ユニット及びその開口
   部が上方を向いていない現像ユニットのユニット支持体
   からの着脱を規制する着脱規制部材と上部現像ユニット
   を押圧する押圧部材とを一体的に設けた軸受部材を有し
   この軸受部材は上記ユニット支持体を回転自在に支持し
   て不動部材に固定されている構成と、 上記ユニット支持体を回転駆動する駆動経路の一部に設
   けられていて、該支持体を一定の向きに回動可能にする
   一方向クラッチと、 上記ユニット支持体を任意の回転位置に回転させるユニ
   ット回動手段と を備えたことを特徴とする回転式カラー現像装置。