JPH0387858A - カラー画像形成装置の現像駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式により像担持体の周縁部に設け
た複数の現像器によってカラー画像を形成するカラー画
像形成装置の、現像器を駆動する現像駆動装置に関する
ものである。

〔発明の背景〕

電子写真法を用いてカラー画像を得るには多くの方法・
装置が提案されている。例えば特開昭６１−１００７７
０号公報に開示されているように、像担持体たる感光体
ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像形成と現像を
行い、現像の都度転写ドラム上に転写して転写ドラム上
に多色像を形成したのち、記録紙上に転写してカラーコ
ピーを得る方法がある。この方法による装置は、感光体
ドラムの他に１枚分の画像をその周面上に転写できる大
きさをもった転写ドラムを設ける必要があり、装置は大
型でかつ複雑な構造となることは避けられない。

まｔ；例えば特開昭６１−１４９９７２号公報に開示さ
れているように、感光体ドラム上に原稿像の分解色数に
応じた潜像形成と現像を行い、現像の都度転写祠上に転
写して多色のカラーコピーを得る方法である。この方法
にあっては多色の画像を精度よく重ねることは困難で、
良質のカラーコピーを得ることはできない。

また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像形
成と、カラートナーによる現像を繰り返し、感光体ドラ
ム上でカラートナー像を重ねたのち転写してカラー画像
を得る方法がある。この多色画像形成の基本プロセスは
本出願人による特開昭６０−７５８５０号、同６０−７
６７６６号、同６０−９５４５６号、同６０−９５４５
８号、同６０−１５８４７５号公報等によって開示され
ている。

このような重ね合せによってカラー画像を得るようにし
た多色画像形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁に
色の異ったカラートナーを収納した複数の現像器が配置
してあり、一般には感光体ドラムを複数回回転させ、感
光体ドラム上の潜像を現像してカラー画像を得るように
している。

〔発明の目的〕

かかる感光体ドラムの周縁に設けた複数の現像器は画像
形成に際して交互に作動し潜像部分の現像を行ってトナ
ー像を形成する。現像に当たっては現像スリーブをはじ
めとし撹拌ローラ等の回転駆動を行いつつ現像スリーブ
への現像バイアス電圧の印加がなされるが、２等複数の
現像器の回転駆動は現像器側々に駆動するモータを設は
該モータ回転の０Ｎ−ＯＦＦの作動を制御することがな
されて来た。或は１個のモータを動力源として複数の現
像器に動力伝達を行うようにし、動力伝達系の間に電磁
クラッチを用いた接・断の切換手段を設け、或はソレノ
イドとバネクラッチを用いた接・断の切換手段を設は該
切換手段を作動させることで、必要とする現像器の回転
駆動を制御することがなされて来た。

現像器の数に対応したモータを用いたり、同じく現像器
の数に対応した切換手段を用いることは、電気部品が多
くその制御をも含めて必要とするコストが高くなるとい
う欠点を有していた。

本発明は上記問題を解決して、安価で機能の優れたカラ
ー画像形成装置の現像駆動装置を提供することを目的と
し、更に現像器の作動が、常に配列の順序あるいは固定
して定められた順序とは限らず、１個または２個の現像
器を跳び越えて作動するよう、自由な選択のもとに駆動
することも可能としたカラー画像形成装置の現像駆動装
置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的は、像担持体の周縁部に複数の現像器を配設し
、之を交互に駆動しカラー画像を形成するカラー画像形
成装置の、複数の現像器に対してはいずれも１個の駆動
源からの分岐した動力伝達系を形成し、該分岐した動力
伝達系にはそれぞれの現像器に対応したバネクラッチを
設けるとともに、前記バネクラッチは１個のパルスモー
タによって回転するカムにより、駆動切換えを行い、該
カムの周速度は前記バネクラッチの周速度と当接部にお
いてほぼ同速度であることを特徴とするカラー画像形成
装置の現像駆動装置によって達成される。

〔発明の詳細な説明〕

本発明は上記の如く、１個のモータから各現像器へそれ
ぞれ分岐した動力伝達系を構成するとともに、該分岐し
た動力伝達系の中間にそれぞれバネクラッチを設ける。

一方、１個のパルスモータによって回動するカムを設け
、前記のそれぞれのバネクラッチにカムが対向するよう
にし、その対向したカムの位置関係によって回転を伝達
し、或は伝達しない（空転する）ようにしたもので、特
にバネクラッチの爪とカムの突出部とが保合関係にある
ときのみバネクラッチは動力伝達を行う。

またカムの停止位置から停止位置までの周速度はバネク
ラッチの爪部の周速度と当接部でほぼ同速度（回転方向
は逆）であるよう構成したものである。

第６図はバネクラッチ断面とカムとの位置関係を示した
ものである。バネクラッチＳには図上前後に分割されて
一方が駆動側、他方が従動側となった軸５ＱＬ（５０２
）がある。Ｓ０３は巻バネで軸５０１および軸ＳＯ２上
にまたがって密着して巻かれたバネである。巻バネ３０
３を包囲するようにしてスリーブ３０４がある。巻バネ
ＳＯ３の一端５Ｏ３ａは立ち上がって、スリーブ５０４
に設けた溝５Ｏ４ａと係合している。スリーブＳＯ４に
は突出した形で爪ＳＯ５が等間隔で複数本設けられてい
る。モして矢示方向（反時計方向）にほぼ定速で回転し
ている。一方、バネクラッチＳに対向して位置したカム
Ｃは一本爪の形状をしたカムで、突出部ＣＯＩが図示斜
線で示したＣ４１の位置で停止しているときは、カムＣ
の突出部ＣＯ１はバネクラッチＳの爪ＳＯ５と当接し、
バネクラッチは動力の伝達が行われる。カムＣの停止位
置がＣ４２，Ｃ４３，Ｃ４４で示した位置にあるときは
、バネクラッチＳの爪ＳＯ５とカムＣの突出部ＣＯＩと
は当接することがないので、スリーブＳＯ４は回転を継
続し、バネクラッチＳは動力の伝達は行わない。当接関
係にあるカムＣ４１が当接関係から退避し、或は当接関
係になかったカムＣ４２が当接位置に移動する際、カム
Ｃの回転方向は矢示方向（時計方向）であって、その周
速度が、バネクラッチＳの当接部においてほぼ同速度と
しであるので、カムＣの突出部ＣＯＩが退避し或は通過
してもバネクラッチＳの爪ＳＯ５と当接することがなく
、このことによって−時的に動力伝達を行ったりするこ
とがない。このことによって予め設定した現像順序を変
更し、跳び越えた位置にある現像器に自由に選択して動
力伝達を行い得るようにしたのが本発明である。

本発明は比較的安価なバネクラッチＳとカムＣとの組合
わせを巧みに用いて、中間に動力の伝達または非伝達の
切換を行うソレノイドを用いることなく、目的を達成し
たものである。

〔実施例〕

第１図は本発明のカラー画像形成装置の一実施例につい
てその構成を示したものである。以下、図を用いて説明
するが本発明は２以外の構成であっても差支えない。

図において１０はドラム状の像担持体すなわち感光体ド
ラムで、直径１００ｎ＋ｍ中のドラム周面にＯＰＣ感光
層が塗布された感光体で時計方向に駆動回転される。２
０は前記感光体ドラム１０周面の感光体に電荷を印加す
る帯電極、３０は露光光学系たるレーザ書込み系ユニッ
トである。

前記画像形成装置とは別体の画像読取装置から出力され
る色信号が前記レーザ書込み系ユニット３０に入力され
ると、該レーザ書込み系ユニット３０においては、半導
体レーザ（図示せず）で発生されたレーザビームは駆動
モータ３１により回転されるポリゴンミラー３２により
回転走査され、ｆθレンズ３３を経て３枚のミラー３４
Ａ、３４Ｂ、３４Ｇにより光路を曲げられて、予め前記
帯電極２０によって電荷を印加された感光体ドラム１０
の周面上に投射される。

一方では走査が開始されるとレーザビームはインデック
スセンサによって検知され、第１の色信号によるレーザ
ビームの変調が開始され、変調されたレーザビームが前
記感光体ドラム１０の周面上を走査する。従ってレーザ
ビームによる主走査と感光体ドラムｌＯの回転による副
走査により感光体ドラム１０周面上に第１の色に対する
潜像が形成されて行く。この潜像は第１の色として例え
ばイエローのトナーを収容する現像器４１により現像さ
れて感光体ドラム１０周面にイエローのトナー像が形成
される。得られたトナー像は感光体ドラム１０周面に保
持されたまま感光体ドラム１０の周面より引き離されて
いるクリーニング手段８０の下を通過し、次のコピーサ
イルに入る。

すなわち、前記感光体ドラムＩＯは前記帯電極２０によ
り再び帯電され、次いで信号処理部から出力されｔ；第
２の色信号が前記書込み系ユニット３０に入力され、前
述した第１の色信号の場合と同様にして感光体ドラム１
０周面への第２の色信号による書込みが行われ潜像が形
成される。潜像は第２の色として例えばマゼンタのトナ
ーを収容する現像器４２によって現像される。

このマゼンタのトナー像はすでに形成されている前述の
イエローのトナー像の上に重ねて形成される。

このようにして得られたトナー像は感光体ドラム１０周
面に保持されたまま感光体ドラム１０の周面より引き離
されているクリーニング手段８０の下を通過し、次のコ
ピーサイクルに入る。

同様にして、感光体ドラムｌＯ上には第３の色信号によ
る書込みが行われ潜像が形成される。この潜像は第３の
色として例えばシアンのトナーを収容する現像器４３に
よって現像される。このシアンのトナー像は前述のイエ
ロー、マゼンタのトナー像の上に重ねて形成される。

以上、３色のトナーによってカラーのトナー像が感光体
ドラムｌＯ上に形成されるが、同様にして黒色のトナー
像をも更に重ねることによって、高画質のカラー画像が
得られることとなる。

４Ｉないし４４は上記の現像を行うそれぞれイエロマゼ
ンタ、シアン、黒色の各トナーを収容した現像手段たる
現像器である。

前記各現像器は現像器４１の例に示すように、感光体ド
ラムｌＯの周面に対し所定の間隙を置いて対峙する内側
に固定した磁極を有する現像スリーブ４ＬＡと、互に逆
方向への搬送力をもつ一対の撹拌ローラ４１Ｂと４１Ｇ
を備えていて、該撹拌ローラ４１Ｂと４１Ｇとの混合作
用によって現像剤は、トナーとキャリアの成分が均一化
された上で前記の回転する現像スリーブ４１の周面へと
供給される。

現像剤を担持した各現像器の現像スリーブには直流ある
いはさらに交流のバイアスが印加され２成分現像剤によ
る非接触の反転現像が行われるようになっている。

このような感光体ドラム１０とその周縁部に設けられた
帯電極２０による帯電と各色別のレーザ書込み系ユニッ
ト３０による露光および現像器４１〜４４による現像処
理は各色毎に従って４回行われることによって感光体ド
ラム１０の周面上には重ね合わせによってカラーのトナ
ー画像が形成される。

５０は給紙カセット、５１はさばきローラで給紙カセッ
ト５０内の積層した記録紙はさばきローラ５１の作用に
よって最上層から１枚ずつ搬出して給送される。

５２Ａおよび５２Ｂはそれぞれ常時回転状態にある第１
給紙ローラと第２給紙ローラまた５３Ａおよび５３Ｂは
それぞれ円弧状および直線状をなした各給紙ガイドであ
る。

前記給紙カセット５０より搬出された記録紙は、第１給
紙ローラ５２Ａにより給紙ガイド５３Ａに沿って送られ
てＵターンすなわち上下反転したあと前記給紙ガイド５
３Ｂの搬送路を速切る給紙シャッタ５４の立上がり部に
当接して一旦停止する。この場合前記第２給紙ローラ５
２Ｂは停止状態にある記録紙の面上をスリップして回転
を統ける。

トナー像を有した感光体ドラム１００回転にタイミング
を合わせて前記給紙シャッタ５４が下方に退避すると記
録紙は前記第２給紙ローラ５２Ｂの摩擦力によって感光
体ドラムｌＯの周速に同期して転写部７０へと給送され
る。

７１は転写ベルトで、駆動ローラ７２と転写ローラ７３
の間に張架され、感光体ドラムｌＯの周速度と同速度に
反時計方向に回転している。また転写ベル１−７１は駆
動ローラ７２を揺動中心として、感光体ドラム１０に対
して圧着および圧着解除を行うようになっている。即ち
転写ローラ７３は電圧が印加され帯電状態となった回転
自在なローラで、圧着時には感光体ドラム１０の周面と
の接点において転写ベル）７１を介してトナー画像を記
録紙側に転写する転写部７０を構成する。従って転写ベ
ル）７１によって記録紙を搬送しつつ転写を行う。なお
７４は転写ベルト７１の表面をクリーニングするクリー
ニング手段である。

６１は前帯電極でクリーニング装置８０の上流に位置し
、トナー画像を記録紙に転写した感光体ドラム１０周面
上の残留トナーを除去し易い状態に帯電する。

クリーニング装置８０は揺動軸８１を揺動中心として感
光体ドラム１０に対し圧着および圧着解除を行う。８２
および８３は該クリーニング装置８０のクリーニング手
段たる導電性のクリーニングブラシおよび導電性の回収
ローラ、さらに８４は前記クリーニング手段によって回
収したトナーを収容する廃トナー回収部である。

前帯電極６１を通過した感光体ドラムｌＯは、制御部よ
りの信号により摺接状態とされた前記クリーニングブラ
シ８２によって残留トナーを除去され、さらに該８２ブ
ラシに付着した残留トナーは回収ローラ８３に吸着され
たあと前記廃トナー回収部８４へと送られる。

前記廃トナー回収ｓ８４には廃トナー送り捧８５と変形
可能なトナー回収袋８６が設けられていて、前記回収ロ
ーラ８３によって送られた残留トナーすなわち廃トナー
は前記廃トナー送り棒８５を介して袋部材８６の中に収
容される。

かくして周面上をクリーニングされた感光体ドラム１０
は再び前記帯電器２０によって帯電されて新たな画像の
形成に移り同時に前記クリーニングブラシ８２は摺擦状
態を解除される。

一方、転写部においてトナー画像の転写を受けた記録紙
は、感光体ドラムｌＯの周面から分離して定着装置に給
送される。６３は定着用熱ローラ対、６４は排紙ローラ
対であって、前記熱ローラ対６３によってトナーを溶融
固着した記録紙は前記排紙ローラ対６４により定着装置
より排出される。

６７および６８は前記排紙ローラ対６４によって排出さ
れる記録紙を装置本体の上部に導くための排紙ガイドで
あって記録紙は、排紙用の搬送ローラ６５および６６の
リレーによって画像面を下向にした状態でトレイ６９の
上に排出、積層される。

なお図上右上にはトナー補給部９０がある。補給部９０
は図上で重なるようにして補給用トナー容器９１．９２
，９３．９４が設けられていて、イエロー　マゼンタ、
シアン、黒色の各トナーを補給用として内部に収容して
いる。同色の補給用トナー容器９１゜９２．９３．９４
と現像器４１．４２．４３．４４との間はトナー補給管
９１Ａ、９２Ａ、９３Ａ、９４Ａによってそれぞれ接続
されている。トナー補給管９１Ａ、９２Ａ、９３Ａ、９
４Ａの内部にはスクリューがあって、制御部よりの信号
で動力が伝達されて当該スクリューが回転すると、当該
補給用トナー容器内のトナーは補給管を通って現像器内
に補給される。

以上説明した第１図に示したカラー画像形成装置につい
て、感光体ドラム周縁の像形成手段の位置関係を示した
のが第２図で、かかる位置関係にあるカラー画像形成装
置の画像形成のタイムチャートを示したのが第３図であ
る。

第４図は現像器の駆動系を示す斜視図である。

図において４１．４２，４３．４４は先に説明したイエ
ローマゼンタ、シアン、黒色の各トナーを内蔵した何れ
も同一または近似した構造の現像器であって、現像器４
１，４２．４３．４４はそれぞれに設けた歯車Ｇ４１゜
Ｇ４２．Ｇ４３．Ｇ４４が回転することでそれぞれの現
像器は機能するよう構成されている。

Ｍｌは現像駆動用のモータで、Ｍ２はカム駆動用のモー
タで、モータＭ１にはＡＣモータ、モータＭ２にはパル
スモータが用いられる。モータＭｌによって回転する現
像駆動用の歯車列について説明すると、モータＭ１に取
付けた歯車Ｇｌｌは歯車Ｇ１４．Ｇ１５．Ｇ１６　、Ｇ
１７．Ｇ１８．Ｇ１９．Ｇ２０．Ｇ２１へとシリーズに
噛合している。このうち歯車Ｇ１４．Ｇ１６．Ｇ１８．
Ｇ２０はアイドル歯車であって、現像器駆動の方向を同
じくするために設けたものである。

歯車Ｇ１５とは同軸に歯車Ｇ４１Ａがあり、歯車Ｇ１５
と歯車Ｇ４１Ａとの間には駆動の接・断の切換を行うス
プリングクラッチＳ４１が設けられている。歯車Ｇ１７
゜Ｇ４２ＡとスプリングクラッチＳ４２；歯車Ｇ１９．
Ｇ４３ＡとスプリングクラッチＳ４３；歯車Ｇ２１　、
Ｇ４４ＡとスプリングクラッチＳ４４との間も同様の関
係にある。

歯車Ｇ４１Ａは歯車Ｇ４１と噛合っている。同様に歯車
Ｇ４２Ａと歯車Ｇ４２；歯車Ｇ４３Ａと歯車Ｇ４３；歯
車Ｇ４４Ａと歯車４４とは噛合し、現像器４１，４２，
４３．４４にそれぞれ接続している。

カム駆動についてみると、歯車Ｇ３２．Ｇ３３．Ｇ３４
．Ｇ３５゜Ｇ３６．Ｇ３７．Ｇ３８がシリーズに噛合し
て、その間の歯車Ｇ３５はモータＭ２の軸に取付けた歯
車Ｇ３１と噛合している。

歯車Ｇ３２には同軸上にカムＣ４１が取付けられている
。カムＣ’４１はスプリングクラッチＳ４１に対向して
接続の切換を行うカムである。歯車Ｇ３４とカムＣ４２
；歯車Ｇ３６とカムＣ４３；歯車Ｇ３８とカムｃ４４；
とはそれぞれ同軸関係にあり、それぞれバネクラッチｓ
４２゜Ｓ４３．Ｓ４４に対向して接続の切換がなされる
。

第５図＋１　カムＣ４１，Ｃ４２，Ｃ４３，Ｃ４４（７
）位相関係を示したもので、それぞれに７２°の角度ズ
レをもって取付けられている。すなわち５等分割してそ
の４方向に突出部ＣＯＩが位置するよう配置したもので
、図示した関係位置をもって基準位置としている。

以上の構成とした現像駆動装置は、コピー時にはモータ
１をＯＮとしても、スプリングクラッチ３４１〜Ｓ４４
は何れも動力を伝達しないので、現像器４１〜４４は何
れも作動しない。現像にあたっては、制御部はモータＭ
２を駆動してカムを７２°宛矢示（時計）方向に回転さ
せ、その位置で停止させる。

このことでカムＣ４１はバネクラッチ５４１と当接し、
現像器４１へ動力伝達がなされる。ついで更に７２゜カ
ムを矢示方向に回転しその位置で停止することで、現像
器４１への動力伝達は止まり、代わってカムＣ４２はバ
ネクラッチＳ４２と当接し、現像器４２へ動力伝達がな
される。同様にして更に７２°カムを矢示方向に回転し
、停止させることで、カムＣ４３はバネクラッチＳ４３
と当接し、現像器４２に代わって現像器４３が作動する
。更に７２°カムを矢示方向に回転することで現像器４
４への作動の切換がなされる。

以上説明した切換は僅かの時間間隔をもって現像器間の
切換を行う場合について説明したが、例えば現像器４１
かも現像器４２への切換の間に相当時間の休止を必要と
するときは（ｎＸ３６０°＋７２°）カムを回転した後
停止するよう制御することで適当の休止時間を設けるこ
とができる。また例えば現像器４１の作動から現像器４
２をとばして現像器４３を作動させたいときは、現像器
４１の作動状態（基準位置から７２°）にあるカムを１
４４°矢示方向に回転して（基準位置から２１６°）そ
の位置で停止させればよい。このような制御によって、
選択された自由な作動と作動の停止を複数の配列された
現像器に対して行うことができる。勿論第３図のタイム
チャートに示した現像駆動がサイクル的に行うことで、
カラー画像が形成される。

なお上記説明した作動の最後には、カムは初期位置（第
５図に示したカム位置）にあって停止していることが望
ましい。そのためには第４図に示した位置検知センサ１
５０をカムの駆動系に設け、作動の最終で位置検知セン
サ１５０によって初期位置までカムを回転移動し、停止
する。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、像担持体の周縁部に３ないし４個
の現像器を配設し、之を順次或は選択した形で駆動して
カラー画像を形成するカラー画像形成装置で、２等現像
器の駆動がバネクラッチを用いることで安価に駆動およ
び切換がなされることとなり、原価的に極めて有利なカ
ラー画像形成装置の現像駆動装置が提供されることとな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー画像形成装置の断面構成図、第２図は第
１図に示したカラー画像形成装置における各機材の配置
関係を示す説明図、第３図は第２図に示した配置関係で
の画像形成のタイムチャート、第４図は現像器の駆動系
を示す斜視図、第５図はカムの位相関係を示す説明図、
第６図はバネクラッチの動作を示す断面図。 １０・・・感光体ドラム　　　２０・・・帯電極３０・
・・レーザ書込み系ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体の周縁部に複数の現像器を配設し、之を交互に
   駆動しカラー画像を形成するカラー画像形成装置の、複
   数の現像器に対してはいずれも１個の駆動源からの分岐
   した動力伝達系を形成し、該分岐した動力伝達系にはそ
   れぞれの現像器に対応したバネクラッチを設けるととも
   に、前記バネクラッチは１個のパルスモータによって回
   転するカムにより、駆動切換えを行い、該カムの周速度
   は前記バネクラッチの周速度と当接部においてほぼ同速
   度であることを特徴とするカラー画像形成装置の現像駆
   動装置。