JP3705971B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤(トナー)を用いて複写機、プリンタ、FAXなどの電子写真現像法により現像を行う現像器を有する画像形成装置、特に、感光体ドラムに対面配置され、N極とS極を着磁した複数の永久磁石を有する固定マグネットローラを内包する回転スリーブと、可動マグネットを内包し前記回転スリーブと所定間隙を有して配置された固定スリーブとを有し、前記回転スリーブにより前記感光体ドラム上の現像位置へ現像剤を導き潜像を現像する現像器を有する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現像剤担持体としてN極とS極を交互に着磁した固定マグネットローラを内包する回転スリーブを用い、回転スリーブ上に形成させる磁気的担持力を利用して現像剤の容器内に集積した現像剤を担持しながら、層厚規制部材を利用して層厚規制を行った後、感光体への現像位置に導くようにした現像器は周知である。
【0003】
そして、特に、2成分現像方式での多色現像の場合は、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)毎の現像器を必要とし、現像を行っている現像器以外の現像器から現像剤が混入するのを遮断する必要がある。
従来現像剤混入遮断手段として、現像を行っていない現像器を回転や後退させる退避機構を設けた現像器がある。
また、装置の小型化をはかるため回転スリーブ上の、現像位置より回転方向上流側にゴムブレード等の規制版を接触させ、現像剤の混入を遮断させる方法がある。(特開昭59-60453号、特開平6-242666号公報参照)。
【0004】
しかし、上記退避型の現像装置は現像器を退避させる空間や複雑な機構を必要とすることから装置の大型化やコストアップにつながるという問題がある。
また、上記接触ブレード方式では、回転トルクが大きくなってしまうために省電力化が難しいという問題や、ブレードが回転スリーブに圧接しているときに擦り傷が生じ、回転スリーブから離間しているときでも現像剤の通過による摩擦が生じるために、ブレードの耐久性の面で問題があり、さらに、現像ローラとブレード間を通過する際に現像剤を傷めてしまうために現像剤が劣化してしまうという問題もある。
【0005】
このような理由から、回転スリーブ内の固定マグネットローラと、それに対面して配置される可動マグネットの磁気的拘束力を利用して、穂出し、穂切りを行う画像形成装置が開発されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
かかる画像形成装置の現像器は、現像剤を感光体の現像位置に搬送する回転スリーブ内に配置される固定マグネットローラの位置決めを正確に行うとともに、現像剤の穂切り及び穂出しを制御する可動マグネットの停止位置を正確に行うことが必要になる。
【0007】
ところが、可動マグネットを回転駆動源に直接連結して駆動すると、回転駆動源の停止位置を制御するのに高度な技術を必要とする。すなわち、回転駆動源の停止位置の角度的バラツキが可動マグネットの磁気的拘束力に影響を及ぼさない範囲で適用するには、ステップモータを用いたとしても、かなりの減速比を有するギア比を有する駆動力伝達系を必要とし、限られたスペース内にそれらを配置することが強いられる。
【0008】
よって、駆動源と可動マグネットの間に駆動力伝達手段と係止手段とを備え、駆動力伝達手段の所定量の駆動毎に前記係止手段によって強制停止させ可動マグネットの駆動を係止する手段を用いることにより可動マグネットの停止位置を正確に制御しようとする技術手段が生まれる。
【0009】
ところが、この技術手段によると、可動マグネットの停止と同期して駆動源も停止しなければ前記係止手段に無理な力がかかるために、駆動源から適宜フリクションを設けて可動マグネットを回転させることにより、駆動源の回転の停止が遅れても前記フリクションによって空回りして駆動源に無理が及ぶことはない。
【0010】
しかしながら、この技術手段は前記フリクションによって消費される駆動力以上のパワーでもって、駆動源を回転させる必要があり、パワーを大きくすることが必要になる。
【0011】
よって、前記フリクション機構を用いずに、駆動源から直接駆動力が伝達される駆動部と、該駆動部からクラッチ機構を介して駆動される被動部とにより駆動力伝達手段を構成し、前記駆動部が駆動を開始すると直ちに前記クラッチ機構が駆動して前記被動部に駆動力が伝達することにより、前記したフリクション負荷によるパワーロスを回避することが期待される。
【0012】
この駆動力伝達手段は、例えば、図3に示すようにクラッチ機構37として構成することができる。同図において、駆動源に連結した駆動ギア31に噛合するクラッチギア30は、クラッチ筒27の上部と摩擦接触し、該クラッチ筒27は内部にクラッチバネ28を介して、可動マグネット回転軸26と連結する軸頭29に連結している。
クラッチギア30とクラッチ筒27の上部との摩擦接触は、前記フリクション機構より小さい摩擦力で両者が接触し、クラッチギア30の回転によりクラッチ筒27が回転し、該クラッチギア30のわずかな回転でクラッチバネ28が軸頭29の外周を締め、回転駆動力が可動マグネット回転軸26に伝達され、図9(a)に示すように矢印方向に可動マグネット23は回動する。
【0013】
しかしながら、切替爪34によりクラッチ筒27の突起部27aが係止されると、クラッチ筒27が停止し、クラッチバネ28が軸頭29の締め付けが行われないので、可動マグネット回転軸26は回転していた慣性力により直ちには停止しないで停止位置よりオーバーランをして、図9(b)に示すように穂切り位置がズレ、穂切り性能に影響するという問題がある。
【0014】
また、切替爪34によりクラッチ筒27の突起部27aが係止されると、クラッチ筒27が停止するが、図9(c)に示すようにし、固定マグネットローラ20のS磁極45及びN磁極44によって可動マグネット23が(a)の矢印方向とは反対方向に引き戻され、その戻り力は軸頭29からクラッチバネ28を介してクラッチ筒27に伝達され、突起部27aは切替爪34から離れ釣合位置に戻され、穂切り位置がズレ、穂切り性能に影響するという問題がある。
【0015】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、現像器が装置本体内に装着された状態で、穂切り、穂出し位置を正確に制御する画像形成装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、感光体ドラムに対面配置され、N極とS極を着磁した複数の永久磁石を有する固定マグネットローラを内包する回転スリーブと、可動マグネットを内包し前記回転スリーブと所定間隙を有して配置された固定スリーブとを有し、一方向回転する前記回転スリーブにより前記感光体ドラム上の現像位置へ現像剤を導き潜像を現像する現像器を有する画像形成装置において、
前記回転スリーブと接近する側に回動して前記固定マグネットローラ側に前記可動マグネットの磁力を作用させ、前記現像位置側へ現像剤の供給を遮断する穂切り位置と、前記回転スリーブより離間して前記固定マグネットローラ側への前記可動マグネットの磁力を不作用とし現像剤の供給を可能とする穂出し位置との間を回動する前記可動マグネットの回転中心軸あるいは該回転中心軸に連結する軸に、一方向のみの回転を許容する一方向回転クラッチ機構とトルク制限手段とを配設するとともに、前記回転スリーブの穂切り及び穂出位置における可動マグネットの停止位置角度は360゜を2分割する角度の組み合わせにより設定し、
前記可動マグネットの穂切り及び穂出位置への停止制御を前記クラッチ機構に設けた係止手段をきりかえ制御しておこなうとともに、前記トルク制限手段の所定回転駆動力を可動マグネットの慣性回転力以上に設定し、前記クラッチ機構により(一方向回転クラッチ操作による)穂切りまたは穂出位置に停止する際における前記可動マグネットのオーバーランを防止するように構成したことを特徴とする。
【0017】
そして、該トルク制限手段は、固定スリーブの内部に配置し、可動マグネットの回転中心軸と連結してもよく、また、現像器外に前記回転中心軸を突出させ、前記回転中心軸に連結する軸にトルク制限手段を現像器外において連結してもよい。
かかる技術手段によると、トルク制御手段の所定回転駆動力を可動マグネットの慣性回転力以上に設定することにより、穂切り及び/または穂出位置における前記可動マグネットのオーバーランを防止することができる。
また、前記回転中心軸に連結する軸にトルク制限手段を設けると、交換品である現像器ではなく画像形成装置本体に設けることができ、現像器の部品点数の削減を図れる。
【0019】
本発明の一方向回転クラッチは、固定スリーブの内部に配置し、可動マグネットの回転中心軸と連結してもよく、また、現像器外に前記回転中心軸を突出させ、前記回転中心軸に連結する軸に一方向回転クラッチを現像器外において連結してもよい。
かかる技術手段によると、穂切り及び/または穂出位置における前記可動マグネットの逆戻り現象を防止することができる。
また、前記回転中心軸に連結する軸に一方向回転クラッチを設けると、交換品である現像器ではなく画像形成装置本体に設けることができ、現像器の部品点数の削減を図れる。
【0022】
また、現像器内に配置され、現像時に位置する第1停止位置と、該第1停止位置と離間し、非現像時に位置する第2停止位置との間を回動可能な1極以上の磁極を有する前記可動マグネットと、
前記可動マグネットが取り付けられ、両端が前記現像器の画像形成幅の外部に突出した回転可能な可動マグネット中心軸と、
固定スリーブ間に配設されたトルク制限手段と、
前記可動マグネット中心軸と駆動源と連結する前記一方向回転クラッチ機構とよりなり、
可動マグネット中心軸はバネ受け部に介装されたバネにより軸方向に進退自在に構成されて該バネの付勢力により前記クラッチ機構と可動マグネット中心軸とが前記バネ受け部を介して、Dカット連結により係止可能に構成されてなることも本発明の有効な手段である。
【0023】
かかる技術手段によると、可動マグネットの回動量の割り出しを、前記クラッチ機構と可動マグネット中心軸とをDカット連結により係止可能に構成されているので、大きい減速比を有するギア列を設けることなく、簡単な構成で可動マグネットの回動量を制御することができるとともに可動マグネットの現像時に位置する第1停止位置と、非現像時に位置する第2停止位置との間をDカット連結により所定角度間隔で制御しているので、可動マグネットの回動制御が簡単となる。
【0024】
また、現像剤を感光体の現像位置に搬送する回転スリーブと同心状に内包された固定マグネットローラと、
一端が前記現像器の外部に突出した前記固定マグネットローラを取り付けるDカットされた端部を有するローラ取付軸と、
前記現像器外に配置され、前記ローラ取付軸のDカット部と係合する角度位置調整板とを有し、
前記角度位置調整板を、前記ローラ取付軸中心に回転させて調整ネジで現像器外壁に固定させて前記固定マグネットローラの角度位置を調整する角度調整手段とを備えて構成することが望ましい。
【0025】
かかる技術手段によると、前記固定マグネットローラの角度位置を調整する角度調整手段を有しているので、可動マグネットの停止位置に対しての固定マグネットローラに配置される各磁極の位置を調整して良好な位置に設定することができ、現像剤の穂出し及び穂切り位置を正確に設定することができる。
尚、停止位置角度は360゜を2分割する角度の組み合わせであればよく、例えば、180゜、あるいは190゜と170゜、210゜と150゜等であればよい。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【0027】
図1は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置全体の断面図を示す。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。
図示しない給紙カセット、感光体ドラム1、光走査ユニット2、帯電器3、現像剤容器を含んだ4個の現像器4〜7、中間転写体12、2次転写ローラ13、定着器14、画像が転写された記録媒体8を前記2次転写ローラ13から定着器14に搬送する無端ベルトを用いた搬送装置9等よりなる。
【0028】
印刷時は各色毎に、感光体ドラム1を帯電器3より帯電し、光走査ユニット2から露光、各現像器4〜7で現像した画像を中間転写体12に転写し、図示しない給紙カセットから搬送される記録媒体8に2次転写ローラ13で転写し、定着器14で加熱・加圧して定着させ排紙を行う。
【0029】
本発明の実施の形態に係る構成を詳細に説明する。
図2は、現像器4の感光体ドラム1へ現像剤を飛翔する現像位置近傍を示す断面図であり、N極とS極に着磁した永久磁石を有する固定マグネットローラ20、該固定マグネットローラ20を内包する回転スリーブ21、回転スリーブ21の現像位置Aより回転方向上流側に配置する固定スリーブ22、固定スリーブ22の中心を中心軸23aとして回動可能な主極がS極、その両端に現れる副極がN極の可動マグネット23を配置してなる。
【0030】
可動マグネット23は、中心軸23aを軸心として断面扇形に形成され、軸心から半径を有する外周面を円周面としてS極に、軸心から角度を有して形成される扇形斜面がそれぞれNB及びNAのN極となるように磁化されている。
尚、本実施の形態では可動マグネット23を断面扇形としたが、棒状のものであっても同様の効果を得ることができる。
【0031】
現像中の現像器4は、可動マグネット23が図2(A)の様に固定マグネットローラ20の磁力に影響を与えない位置で停止している場合には、固定マグネットローラ20の磁力を利用して回転スリーブ21上に担持させた現像剤24を固定スリーブ22の周面と接触させて層厚規制した後、感光体ドラム1への現像位置Aに導くことが出来る。(以下図2(A)の現像器の状態を穂出しと呼ぶ)
なお、現像剤の層厚規制は回転スリーブ21と固定スリーブ22との距離dで決まる。
【0032】
しかし現像を行っている以外の現像器5〜7がそれぞれ有する回転スリーブ21へ現像剤を供給すると、その現像剤が他の穂出し中の現像器に混入したり感光体ドラム1上のトナー像を乱す。これを防ぐために、図2(B)のように回動マグネット23を回転スリーブ21の最近接点付近に移動させると、現像を行っている以外の現像器が現像剤を回転スリーブへ供給するのを遮断することが出来る。(以下図2(B)の現像器の状態を穂切りと呼ぶ)
【0033】
以下、図2を用いて現像器の動作を説明する。
図2(A)の穂出し状態のとき、回転スリーブ21と固定スリーブ22の最近接点(以下ブレード位置と呼ぶ)では、磁力線は、磁石内を回転スリーブ21の第1極(S極)から第2極(N極)に向い、磁石外を第2極(N極)から第1極(S極)に向けて発生し、閉じた環状をなす。
【0034】
また、現像位置Aに対向して配置されている第3極(N極)と第1極(S極)とは、磁力線は、磁石内を第1極(S極)から第3極(N極)に向い、磁石外を第3極(N極)から第1極(S極)に向けて発生し、閉じた環状をなす。
これらの磁力線に沿って、現像剤は回転スリーブ21の回転による搬送力で第1極を経由して現像位置Aへと運ばれ、感光体ドラム1の潜像を現像する。
【0035】
現像後においては、図2(B)のように可動マグネット23が回転しこの主極(S極)がブレード位置0゜で停止する。このとき可動マグネット23のS極と回転スリーブ21の第1極の間は反発磁界による磁気シールド(以下シールド磁力と呼ぶ)を作り、回転スリーブ21上の現像剤はこの磁界を境に現像位置A側とブレード位置より内側に分離される。
【0036】
分離後、現像位置A側の現像剤は回転スリーブ21の回転により現像器4内に回収される。また、可動マグネット23の主極(S極)から回転スリーブ21の第2極への吸引磁界(以下拘束磁力と呼ぶ)が同時に生じており、ブレード位置より内側の現像剤はこの両極の間で拘束される。
【0037】
これらのシールド磁力と拘束磁力が回転スリーブ21の第2極と第1極極間の磁力線を遮断するので第2極と第1極極間に磁力線が通らず、現像剤は回転スリーブ上を搬送される事なく図2(C)状態で止まる。こうして現像剤を他の現像器へ混入させることや感光体上のトナー画像を乱すのを防ぐことが出来る。
【0038】
次に、現像器4内の可動マグネット23及び回転スリーブ21部分の機構をさらに詳しく説明する。現像器4〜7は外形寸法は異なるが、可動マグネット23及び回転スリーブ21部分の前記機構は同じものである。
図8は前記機構部分を示し、現像器の要部を示す斜視図である。
同図において、現像器4は絶縁性の樹脂で形成された上壁10、下壁11(図3)及び外壁18を有し、該上下壁間には可動マグネット23を内包する固定スリーブ22及び固定マグネットローラ20(図2)を内包する回転スリーブ21が立設されている。
【0039】
回転スリーブ21は、導電性の固定マグネットローラ取付軸20aに取り付けられた固定マグネットローラ20を内包し、図3に示すように、前記取付軸20aに樹脂性の上蓋21a、及び樹脂性の下蓋21bが回転可能に嵌合し、該下蓋21bには回転スリーブギア19が固着し、前記固定マグネットローラ20の回りを回転可能に配置されている。
【0040】
固定マグネットローラ取付軸20aの上端はDカットされ、同じくDカット状に開口部を有する導電性の位置調整板15が嵌入固着され、固定マグネットローラ取付軸20aを軸心中心に図2上左右回転して調整ネジ16で上壁10に固定することで、A1−A1断面図に示すように可動マグネット23の停止位置に対して固定マグネットローラ20の可動マグネット23と対面する側の磁極位置を調整可能に構成されている。
【0041】
尚、本実施の形態は、可動マグネットの中心軸23aが回転可能に接触する導通板17と固定マグネット20の固定マグネットローラ取付軸20aと固着接続する位置調整板15を別体で設けているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、前記導通板17と前記位置調整板15とを一体の調整部材として設けてもよい。その際には、該調整部材は、固定マグネット20の位置調整代を見込んでも前記可動マグネットの中心軸23aとは外れずに、また十分な接触圧を保って接触するように形成することが必要である。
【0042】
固定スリーブ22内には、可動マグネット23が固着された導電性の中心軸23aが配置され、該中心軸23aの上方には所定回転駆動力以上で前記可動マグネットが回動するトルク制限手段38が配設され、図9(a)に示す位置から(b)に示す位置まで回動する際の、前記トルク制限手段38の所定回転駆動力を可動マグネットの慣性回転力以上に設定することにより、穂切り位置における前記可動マグネットのオーバーランを防止することができるように構成される。
【0043】
可動マグネット23の中心軸23aは下方の現像器4外に延在し、その先端にはDカットされた受け部23bが設けられ、該受け部23bと現像器4の下壁11との間にはバネ25により受け部23bを介して前記中心軸23aを下方に付勢している。
【0044】
前記受け部23bの下方には、画像形成装置の基体の一部である取付部32、32が配置され、上方の取付部32上には取付枠41が設けられ、該取付枠41内には、前記可動マグネットに、一方向のみの回転を許容する一方向回転クラッチ39が配設されている。
該一方向回転クラッチ39は、図9(a)に示す位置から(c)に示す位置まで回動する際の、(c)の穂切り位置における可動マグネット23が固定マグネットローラ20の磁極44、45の影響により逆戻しされるのを防止することができる。
【0045】
前記取付部32、32間には、可動マグネット23の停止位置を制御して、現像器の穂出し状態及び現像器の穂切り状態をきりかえ形成するクラッチ機構37が配置されている。
【0046】
上端がDカットされ、中心軸23aの受け部23bと嵌合して該中心軸23aに回転力を伝達する導電性の可動マグネット回転軸26は、その下端がDカットされ前記回転軸26とともに回転可能に絶縁性樹脂で形成する軸頭29のDカット部と嵌合している。そして、可動マグネット回転軸26の下端部は図示しない高圧のバイアス電源部に接続する接片36に接触している。
【0047】
可動マグネット回転軸26と接触する可動マグネット23の中心軸23aの上端は導通板17の開口孔に嵌通するとともに、該導通板17の前記導通孔周囲に起立した起立片17aがフリクションを有して中心軸23aに押圧接触され、前記導通板17は固定マグネットローラ20の位置調整板15と導通状態で調整ネジ16によって上壁10にビス止め固定されている。
【0048】
よって、図3において、上端がDカットされた中心軸23aの受け部23bと中心軸23aが嵌合しない仮想線で示す状態においては、受け部23bを介して前記中心軸23aを下方に付勢しているバネ25が圧縮されて前記中心軸23aが上方に移動して、前記起立片17aが中心軸23aをフリクションを付与して保持され、また、中心軸23aがトルク制限手段38に保持されているので可動マグネット回転軸26が回転しても中心軸23aは、Dカットされた可動マグネット回転軸26の先端部が受け部23bと嵌合するまでは回転しないで保持される。
【0049】
クラッチ機構37は、前記軸頭29と、該軸頭29と同軸で、駆動ギア31と噛合して駆動するのクラッチギア30と、前記軸頭29及び前記クラッチギア30の回転外周部を内包状態で前記回転軸26と同心状態で配置したクラッチ筒27と、該クラッチ筒27の内側に前記軸頭29と前記クラッチギア30とを巻装状態で配置され、一端が前記クラッチ筒27に固着されたクラッチバネ28とで構成されている。
【0050】
よって、駆動ギア31によってクラッチギア30が一方向に回転すると、クラッチギア30からクラッチ筒27へ摩擦接触して駆動力が伝達され、クラッチバネ28が締まり、クラッチ筒27から軸頭29へ駆動力が伝達され、回転軸26に回転駆動力が伝達され、可動マグネット23が回転する。
そして、クラッチ筒27に設けられた突起部27aが後述するソレノイド35の切替爪34cに係止されると、クラッチ筒27の回転が停止し、クラッチバネ28を締め付ける力がなくなり、クラッチバネ28が緩み、回転軸26の回転が停止する。その状態でも、クラッチギア30とクラッチ筒27とは摩擦状態を保ち、クラッチギア30はクラッチ筒27と摩擦状態で駆動する。
【0051】
現像器4内の可動マグネット23及び回転スリーブ21部分の機構は、上述したように構成しているので、図3に示すように、高圧のバイアス電源は接片36からそれぞれ導電性部材で形成された回転軸26、中心軸23a、導通板17、位置調整板15、固定マグネットローラ取り付け軸20aに電通し、現像器4内に印加される。
【0052】
本実施の形態は、回転スリーブ21に内包され、固定マグネットローラ20を取り付けるローラ取付軸20aの一端が現像器の上壁10から外部に突出させ、また、可動マグネット23が取り付けらた中心軸23aの両端が前記現像器の外部(上壁10及び下壁11)に突出させ、上壁側の中心軸23aを導通板17の起立片17aを介してフリクションを有して接触し、前記現像器の外部に設けられたバイアス電圧を印加する接片36と前記回転軸26を介して前記中心軸23aの一端(受け部23b)と接触して、前記現像器の外部において前記中心軸23aの上壁側端部と前記ローラ取付軸20aの一端と導通板17により導通し、バイアス電圧を導入している。
【0053】
かかる技術によると、現像器外部において可動マグネットが取り付けられた回転軸の一端からバイアス電圧を導入し、現像器外部において前記導通板を介して回転スリーブ側にバイアス電圧が印加されるので、現像器内の回転スリーブや可動マグネットの内部に接片が介在せず、よってこれらの回転体が大型化せず、リード線の引き出し等により構成が複雑となることがなく、簡単な構成でバイアス電圧を印加することができる。
【0054】
そして、本実施の形態においては、現像器上壁側の中心軸23aを導通板17の起立片17aを介してフリクションを有して接触し、回転スリーブ21内のローラ取付軸20aと位置調整板15が嵌入固着され、前記可動マグネット23が取り付けられた中心軸23aの他端に接続された導通板17と前記位置調整板15とにより構成するとともに、該導通板17と前記位置調整板15とを導通固定する固定手段とを備えているので、前記可動マグネットが取り付けられた中心軸の他端と前記導通板17との接触及び、回転スリーブ側の固定マグネットローラの軸と前記位置調整板との接触が完全に行われ、また、前記導通板と前記位置調整板とを固定手段により導通固定するので前記中心軸から、前記固定マグネットローラの軸との間のバイアス電圧導入通路を完全に導通させることができる。
【0055】
図3は穂切り状態を示す図であり、B1−B1断面図に示すように、ソレノイド35の駆動軸35aが左行し、軸34aを軸心にして切替爪34が右回転し、端部34cがクラッチ筒27の突起部27aを係止し、クラッチバネ28のクラッチギア30及び軸頭29の締め付けが緩んだ状態である。
よって、A1−A1断面図に示すように可動マグネット23が回転スリーブ21内の固定マグネットローラ20側に位置し、現像剤24は感光体ドラム1に搬送されない。そして、回転スリーブ21が矢印方向に回転して図7の状態から感光体ドラム1を現像位置にある現像剤を現像器側に回収した状態にある。
【0056】
図4は穂切り状態から穂出し状態へ移行する状態を示す図であり、B2−B2断面図に示すように、ソレノイド35の駆動軸35aが右行し、軸34aを軸心にして切り替え爪34が左回転し、端部34cが左行し、端部34dがクラッチ筒27の外周側に接近した状態となり、クラッチバネ28のクラッチギア30及び軸頭29を締め付けた状態であり、可動マグネット23が左回転している状態である。
よって、A2−A2断面図に示すように可動マグネット23が回転スリーブ21内の固定マグネットローラ20側より離間し、現像剤24は感光体ドラム1に搬送される。
【0057】
図5は穂出し状態を示す図であり、B3−B3断面図に示すように、ソレノイド35の駆動軸35aが右行し、軸34aを軸心にして切替爪34が右回転し、端部34dがクラッチ筒27の突起部27aを係止し、クラッチバネ28のクラッチギア30及び軸頭29の締め付けが緩んだ状態である。
よって、A3−A3断面図に示すように可動マグネット23が回転スリーブ21内の固定マグネットローラ20とは反対側に位置し、現像剤24は感光体ドラム1に搬送されている。
【0058】
図6は穂出し状態から穂切り状態へ移行する状態を示す図であり、B4−B4断面図に示すように、ソレノイド35の駆動軸35aが左行し、軸34aを軸心にして切替爪34が右回転し、端部34cが右行し、クラッチ筒27の外周側に接近した状態となり、クラッチバネ28のクラッチギア30及び軸頭29を締め付けた状態であり、可動マグネット23が左回転している状態である。
よって、A4−A4断面図に示すように可動マグネット23が回転スリーブ21内の固定マグネットローラ20側に接近し、現像剤24の感光体ドラム1への搬送が徐々に遮断される状態を示している。
【0059】
図7は、可動マグネット23が穂切り状態の位置に停止した状態を示す図であり、回転スリーブ21が矢印方向に回転すると感光体ドラム1を現像する位置にある現像剤は現像器側に回収され、図3に示す状態に戻る。
【0060】
尚、本実施の形態は、トルク制限手段38を、固定スリーブ22の内部に配置し、可動マグネット23の回転中心軸と連結して説明しているが、現像器外に前記回転中心軸を突出させ、トルク制限手段と現像器外において前記回転中心軸と連結してもよい。
また、現像器外に前記回転中心軸を突出させ、一方向回転クラッチと現像器外において前記回転中心軸と連結しているが、一方向回転クラッチを、固定スリーブの内部に配置し、可動マグネットの回転中心軸と連結してもよい。
【0061】
次にこのように構成された本実施の形態の動作を説明する。
メンテナンスなどのために、現像器4を図1上図面と垂直上方に引き上げた後、再度現像器4を装置本体内に載置する場合、図3上現像器4は矢印40方向から挿入される。
その際に、可動マグネット回転軸26の先端部26aは、可動マグネット23の中心軸23aの受け部23bを押し、バネ25が圧縮され、前記中心軸23aは現像器4の上壁から仮想線の如く突出する。
【0062】
現像器を装置本体から取り出した場合は、現像器の一般的検査は行われるものであり、その際には可動マグネットの中心軸23aの先端部の清掃、該先端部と導通板17との接触状態の検査のために可動マグネットの回動検査等が行われ、また、予期しない受け部23bの他の部材などへの接触等により、可動マグネットの角度位置は一定しない。
【0063】
よって、可動マグネットの角度位置は一定しないので、装置本体に現像器4を載置した状態においては、図3に示すA1−A1断面図、図4に示すA2−A2断面図、図5に示すA3−A3断面図、図6に示すA4−A4断面図、及び図7に示すどれかの状態の可動マグネットの角度位置をとる可能性がある。
【0064】
したがって、まず、図示しないスイッチをONして、図3に示すように駆動力伝達手段(クラッチ機構)37を回転して可動マグネットの中心軸23aの受け部23bと回転軸26の先端部26aと係合させる。
すなわち、ギア31からクラッチギア30を回転して、クラッチバネ28を介してクラッチ筒27に回転力を伝達し、突起部27aが回転域のどこにあっても最終的に切替爪34の端部34cに突起部27aが係止されるようにソレノイド35によって切替爪34を操作する。
【0065】
可動マグネット23を穂切り状態に設定した後に、順次穂出し(図5)、穂切り(図7)を形成して、その後に前記可動マグネット23の回転を停止し、前記回転スリーブ21を回転させ現像剤回収動作を行う。
よって、前述した可動マグネットの回転軸と駆動力伝達手段とがどのような状態にあっても必ず穂切り状態に設定することができる。
かかる技術手段によれば、装置本体に載置された現像器が必ず穂切り位置に設定されるので、現像器からの現像剤の飛散により機内を汚染することがない。
【0066】
尚、この動作は、現像器を装置本体に載置後であれば、少なくとも実際の記録媒体に画像を形成する画像形成動作前までに行えばよい。
つまり、現像器若しくは装置本体にスイッチを配置し、現像器を装置本体に載置に同期して自動的に該スイッチにより動作を行ってもよい。
よって、現像器からの現像剤の飛散により機内を汚染することがない。
【0067】
すなわち、本実施の形態は、実際の画像形成動作を行う前に、前記回転スリーブの停止状態で、前記可動マグネットを所定量回転させ、一旦穂切り、穂出、穂切り動作の順序で行ってから前記可動マグネットの回転を停止し、前記回転スリーブを回転させ現像剤回収動作を行うので、可動マグネットを回転する中心軸と該中心軸を回転させる駆動力伝達手段とがどのような状態にあっても必ず穂切り状態に設定することができるので、現像器からの現像剤の飛散により機内を汚染することがない。
【0068】
また、本実施の形態によると、可動マグネットローラの中心軸に適宜フリクションを有して保持され、前記駆動力伝達手段が半回転以内で付勢力により、前記中心軸と係合することができるので、例えば、前記中心軸と前記駆動力伝達手段との係合部分をDカットの軸と軸受部分とにより簡単に構成することができる。
【0069】
また、本実施の形態によると、前記角度調整手段により前記固定マグネットローラの角度位置を調整設定可能であり、また、可動マグネットは半回転毎に停止するので角度制御が容易であり、正確な穂出し及び穂切りを行うことができる。尚、本実施の形態においては、180゜回転毎に停止するが、これに限定されるものではなく、停止位置角度は360゜を2分割する角度の組み合わせであればよく、例えば、190゜と170゜、210゜と150゜等であってもよい。
【0070】
また、可動マグネットの回動量の割り出しを、可動マグネットが連結された可動マグネットと一体で回動する前記被動部を回動するクラッチ筒が所定量回動したとき前記係止手段でクラッチ筒を停止しているので、大きい減速比を有するギア列を設けることなく、簡単な構成で可動マグネットの回動量を制御することができる。
【0071】
また、前記固定マグネットローラの角度位置を調整する角度調整手段を有しているので、可動マグネットの停止位置に対しての固定マグネットローラに配置される各磁極の位置を調整して良好な位置に設定するこができ、現像剤の穂出し、及び穂切り位置を正確に設定することができる。
【0072】
また、本実施の形態においては、前記可動マグネットに、所定回転駆動力以上で前記可動マグネットが回動するトルク制限手段、及び/または、一方向の回転のみを許容する一方向回転クラッチを配設したので、穂切り、及び/または穂出位置における前記可動マグネットのオーバーラン及び/または逆戻り現象を防止することができる。
【0073】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明は、前記可動マグネットの回転中心軸あるいは該回転中心軸に連結する軸に、所定回転駆動力以上で前記可動マグネットが回動するトルク制限手段、及び/または、一方向の回転のみを許容する一方向回転クラッチを配設したので、穂切り、及び/または穂出位置における前記可動マグネットのオーバーラン及び/または逆戻り現象を防止し、正確な可動マグネットの停止位置を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態にかかる画像形成装置全体の断面図である。
【図2】 現像状態を説明する説明図(A)、現像器が穂切りを始めた状態を示す説明図(B)、現像器の穂切り状態を示す概略図(C)である。
【図3】 回転スリーブと可動マグネット及びその制御クラッチの要部断面図であり、穂切り状態を示す図である。
【図4】 回転スリーブと可動マグネット及びその制御クラッチの要部断面図であり、穂切り状態から穂出し状態へ移行する状態を示す図である。
【図5】 回転スリーブと可動マグネット及びその制御クラッチの要部断面図であり、穂出し状態を示す図である。
【図6】 回転スリーブと可動マグネット及びその制御クラッチの要部断面図であり、穂出し状態から穂切り状態へ移行する状態を示す図である。
【図7】 穂切り状態を示す図である。
【図8】 現像器の回転スリーブと可動マグネット部分を示す要部斜視図である。
【図9】 可動マグネットのオーバーラン及び逆戻りを説明する図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
15 位置調整板
17 導通板
20 固定マグネットローラ
21 回転スリーブ
22 固定スリーブ
23 可動マグネット
Claims (3)
- 感光体ドラムに対面配置され、N極とS極を着磁した複数の永久磁石を有する固定マグネットローラを内包する回転スリーブと、可動マグネットを内包し前記回転スリーブと所定間隙を有して配置された固定スリーブとを有し、一方向回転する前記回転スリーブにより前記感光体ドラム上の現像位置へ現像剤を導き潜像を現像する現像器を有する画像形成装置において、
前記回転スリーブと接近する側に回動して前記固定マグネットローラ側に前記可動マグネットの磁力を作用させ、前記現像位置側へ現像剤の供給を遮断する穂切り位置と、前記回転スリーブより離間して前記固定マグネットローラ側への前記可動マグネットの磁力を不作用とし現像剤の供給を可能とする穂出し位置との間を回動する前記可動マグネットの回転中心軸あるいは該回転中心軸に連結する軸に、一方向のみの回転を許容する一方向回転クラッチ機構とトルク制限手段とを配設するとともに、前記回転スリーブの穂切り及び穂出位置における可動マグネットの停止位置角度は360゜を2分割する角度の組み合わせにより設定し、
前記可動マグネットの穂切り及び穂出位置への停止制御を前記クラッチ機構に設けた係止手段をきりかえ制御しておこなうとともに、前記トルク制限手段の所定回転駆動力を可動マグネットの慣性回転力以上に設定し、前記クラッチ機構により穂切りまたは穂出位置に停止する際における前記可動マグネットのオーバーランを防止するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 現像器内に配置され、現像時に位置する第1停止位置と、該第1停止位置と離間し、非現像時に位置する第2停止位置との間を回動可能な1極以上の磁極を有する前記可動マグネットと、
前記可動マグネットが取り付けられ、両端が前記現像器の画像形成幅の外部に突出した回転可能な可動マグネット中心軸と、
固定スリーブ間に配設されたトルク制限手段と、
前記可動マグネット中心軸と駆動源と連結する前記一方向回転クラッチ機構とよりなり、
可動マグネット中心軸はバネ受け部に介装されたバネにより軸方向に進退自在に構成されて該バネの付勢力により前記クラッチ機構と可動マグネット中心軸とが前記バネ受け部を介して、Dカット連結により係止可能に構成されてなることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 現像剤を感光体の現像位置に搬送する回転スリーブと同心状に内包された固定マグネットローラと、
一端が前記現像器の外部に突出した前記固定マグネットローラを取り付けるDカットされた端部を有するローラ取付軸と、
前記現像器外に配置され、前記ローラ取付軸のDカット部と係合する角度位置調整板とを有し、
前記角度位置調整板を、前記ローラ取付軸中心に回転させて調整ネジで現像器外壁に固定させて前記固定マグネットローラの角度位置を調整する角度調整手段とを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
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