JPH09244402A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ駆動のロータリー式現像装置におい
て、簡単な構成で現像器のラック付近のスペース効率を
損なうことなく、安全にラックの回転を制御すること。 【解決手段】 複数の現像器３１をラック８０に取り付
けたフルカラー現像装置。ラック８０は支軸８１を支点
として矢印ｃ方向に回転可能であり、各現像器３１は９
０゜ずつ間欠的に回転して各現像スリーブ３２が感光体
ドラム１０に対向する現像位置Ｄにセットされる。ラッ
ク８０に近接してロックレバー８４とそれを駆動するソ
レノイド８６が設置されている。ソレノイド８６がオフ
状態のとき、レバー８４の爪部８４ａが突起８３のいず
れかに係合してラック８０をロックする。ソレノイド８
６がオンされると、レバー８４が突起に対する係合を解
除される。ことのき、ソレノイド８６に流れる電流値を
モニタしてソレノイド８６が完全にオンしたタイミング
を検出し、オンタイミングに基づいてラック８０の回転
駆動モータ８２を起動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像装置、特に、
感光体上に形成された静電潜像を複数の現像器のうち選
択された一つの現像器で現像を行うようにした現像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真法によるフルカラーの複
写機、プリンタが種々提供されている。それらに使用さ
れる現像装置はＲ，Ｇ，Ｂの三原色及びＢｋに対応する
Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ
（ブラック）の各トナーを内蔵した４種の現像器をそれ
ぞれ現像位置に切り換えるように構成する必要がある。

【０００３】この種のフルカラー現像装置としては、複
数の現像器をラックに一体的に保持し、ラックをモータ
を駆動源として所定角度ずつ回転させるロータリー式の
ものが知られている。例えば、特公平４−１００７０号
に示されている現像装置では、ラック回転用モータにロ
ータリーエンコーダを設けてラックの回転位置を検出
し、ホームポジションから４５゜×ｎ（ｎは１〜７の整
数）の位置に停止させる制御が開示されている。この停
止はストッパアームをラックに係合させてロックするこ
とにより行われ、ストッパアームのロック解除動作をフ
ォトセンサで検出することにより、モータを起動してラ
ックを回転させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ロータ
リー式の現像装置においては、ストッパアームの動作を
検出するためのフォトセンサやそれに付随するハーネス
が必要となり、ラック付近のスペースの確保や組立て性
に不都合を有している。このような不都合を有するフォ
トセンサを省略し、ストッパアームを動作させるソレノ
イドのオンから所定時間が経過した後、即ち、ソレノイ
ドオン後にストッパアームが動作して完全にロックを解
除する時間が経過した後、モータを起動させることが考
えられる。しかし、これではストッパアームが完全に動
作したか否かを確認できず、ソレノイドの異常時でもモ
ータが所定時間後に起動してしまうため、駆動系ないし
現像装置が損傷するおそれがある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、簡単な構成で現
像器のラック付近のスペース効率を損なうことなく、か
つ、安全にラックの回転を制御できる現像装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る現像装置は、複数の現像器と、これら
の現像器を同心円上に保持して一体的に回転させるラッ
クと、このラックを回転させる駆動源であるモータと、
前記ラックを所定の回転位置にロックするロックレバー
と、このロックレバーをロック位置及びロック解除位置
へと移動させるソレノイドと、このソレノイドに流れる
電流を検出する検出手段と、この検出手段の検出値に基
づいて前記モータの起動タイミングを制御する制御手段
とを備えている。

【０００７】前記ソレノイドはロックレバーをロック解
除位置へ移動させるときオンされる。このときソレノイ
ドに流れる電流波形は一定の形状で変化し、電流波形を
モニタすることでソレノイドが完全にオンしたタイミン
グが検出される。このように検出されたソレノイドオン
タイミングに基づいてモータを起動させる。仮に、ソレ
ノイドやロックレバーの動作不良が生じれば、前記電流
波形に異常が現われ、電流波形からソレノイドのオンタ
イミングを検出することができない。本発明では、ソレ
ノイドオン時の電流波形からオンタイミングを検出し、
このオンタイミングに基づいて前記モータを起動させる
ため、ソレノイド（ロックレバー）が確実に動作（ロッ
ク解除）した後モータが起動されてラックが回転を開始
することになり、駆動系や現像装置が損傷するおそれを
回避できる。また、前記検出手段はソレノイドの駆動回
路内に組み込むことができ、ロックレバーの動作検出用
フォトセンサが不要であるため、ラック付近のスペース
効率がよくなり、現像装置の組立て性も向上する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置の実
施形態について添付図面を参照して説明する。以下に説
明する実施形態は本発明に係る現像装置をフルカラーレ
ーザプリンタに適用したものである。

【０００９】（プリンタの全体構成）図１はフルカラー
レーザプリンタの正面から見た外観を示し、図２はその
内部機構を示す。図２において、このプリンタは、概
略、矢印ａ方向に回転駆動される感光体ドラム１０と、
レーザ走査光学系２０と、フルカラー現像装置３０と、
矢印ｂ方向に回転駆動される無端状の中間転写ベルト４
０と、給紙部６０とで構成されている。感光体ドラム１
０の周囲には、さらに、帯電ブラシ１１、クリーナ１２
が設置されている。帯電ブラシ１１は感光体ドラム１０
の表面を所定の電位に均一に帯電する。クリーナ１２は
ブレード１２ａによって感光体ドラム１０上に残留した
トナーを掻き落とす。

【００１０】レーザ走査光学系２０はレーザダイオー
ド、ポリゴンミラー、ｆθ光学素子を内蔵した周知のも
ので、その制御部にはＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、
Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）ごとの画像データや
プリント制御信号がホストコンピュータから転送され
る。レーザ走査光学系２０は各色ごとの印字データを順
次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走
査露光する。これにて、感光体ドラム１０上に各色ごと
の静電潜像が順次形成される。

【００１１】フルカラー現像装置３０はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂ
ｋのトナーを含む現像剤を収容した四つの色別現像器３
１（３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｂｋ）を現像ラック
８０に一体的に取り付けたもので、現像ラック８０は支
軸８１を支点として時計回り方向に回転可能である。各
現像器３１は、感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が
形成されるごとに、対応する現像器３１の現像スリーブ
３２が現像位置Ｄへ位置するように回転しつつ切り換え
られる。本実施形態ではロータリー式のフルカラー現像
装置３０を使用することにより、プリンタ全体のコンパ
クト化を図っている。

【００１２】中間転写ベルト４０は支持ローラ４１，４
２及びテンションローラ４３，４４に無端状に張り渡さ
れ、感光体ドラム１０と同期して矢印ｂ方向に回転駆動
される。中間転写ベルト４０の側部には図示しない突起
あるいはマークが設けられ、突起あるいはマークをセン
サ４５が検出することにより、この検出信号を基準とし
て露光、現像、転写等の作像処理が制御される。中間転
写ベルト４０は回転自在な１次転写ローラ４６に押圧さ
れて感光体ドラム１０に接触し、この接触部が１次転写
部である。また、中間転写ベルト４０は支持ローラ４２
に支持された部分で以下に説明する記録シートの水平搬
送路６５に臨み、回転自在な２次転写ローラ４７が接触
している。この接触部が２次転写部である。

【００１３】さらに、前記現像装置３０と中間転写ベル
ト４０の間のスペースにはクリーナ５０が設置されてい
る。クリーナ５０は中間転写ベルト４０上の残留トナー
を掻き取るためのブレード５１を有している。このブレ
ード５１及び前記２次転写ローラ４７は中間転写ベルト
４０に対して接離可能である。

【００１４】給紙部６０は、プリンタ本体１の正面側
（オペレータが通常位置する側）に解放可能な給紙トレ
イ６１と、給紙ローラ６２と、タイミングローラ６３と
から構成されている。記録シートＳは給紙トレイ６１上
に積載され、給紙ローラ６２の回転によって１枚ずつ図
２中右方へ給紙され、タイミングローラ６３で中間転写
ベルト４０上に形成された画像と同期をとって２次転写
部へ送り出される。記録シートの水平搬送路６５はエア
ーサクションベルト６６等で構成され、定着器７０から
は搬送ローラ７２，７３，７４を備えた垂直搬送路７１
が設けられている。記録シートＳはこの垂直搬送路７１
からプリンタ本体１の上面へ排出される。

【００１５】（フルカラープリント動作）ここで、本実
施形態におけるフルカラーのプリント動作について、そ
の概略を説明する。プリント動作の開始（１色目の画像
形成）に際して、２次転写ローラ４７及びクリーニング
ブレード５１は中間転写ベルト４０から離間している。
また、現像位置Ｄにはブラック現像器３１Ｂｋが位置し
ている。プリント動作が開始されると、感光体ドラム１
０が矢印ａ方向、中間転写ベルト４０が矢印ｂ方向に同
じ周速度で回転駆動され、感光体ドラム１０は帯電ブラ
シ１１によって所定の電位に帯電される。また、プリン
ト動作の開始と共に現像器切換え動作が開始され、イエ
ロー現像器３１Ｙが現像位置Ｄへ切り換えられる。

【００１６】続いて、レーザ走査光学系２０によってイ
エロー画像の露光が行われ、感光体ドラム１０上にイエ
ロー画像の静電潜像が形成される。この静電潜像は直ち
に現像器３１Ｙで現像されると共に、トナー画像は１次
転写部で中間転写ベルト４０上に転写される。１次転写
終了直後にマゼンタ現像器３１Ｍが現像位置Ｄへ切り換
えられ、続いてマゼンタ画像の露光、現像、１次転写が
行われる。以下同様に、シアン現像器３１Ｃへの切換
え、シアン画像の露光、現像、１次転写が行われる。さ
らに、現像器３１Ｂｋへの切換え、ブラック画像の露
光、現像、１次転写が行われ、１次転写ごとに中間転写
ベルト４０上にはトナー画像が重ねられていく。

【００１７】最終の１次転写が終了すると、２次転写ロ
ーラ４７及びクリーニングブレード５１が中間転写ベル
ト４０に圧接する。このとき、記録シートＳが２次転写
部へ送り込まれ、中間転写ベルト４０上に形成されたフ
ルカラートナー画像が記録シートＳ上に転写される。こ
の２次転写が終了すると、２次転写ローラ４７及びクリ
ーニングブレード５１は中間転写ベルト４０から離間す
る。

【００１８】（現像装置の構成と切換え機構）次に、現
像装置３０の構成、特に切換え機構について詳述する。
図３に示すように、各現像器３１はラック８０に９０゜
の等間隔に設置され、ラック８０の支軸８１はパルスモ
ータ８２の出力軸に図示しない減速機構を介して連結さ
れ、矢印ｃ方向に回転する。各現像器３１を現像位置Ｄ
で正確に位置決めするため、ラック８０の側部には突起
８３（８３Ｂｋ，８３Ｙ，８３Ｍ，８３Ｃ）が突設さ
れ、この突起８３にロックレバー８４の先端爪部８４ａ
が係合可能とされている。ロックレバー８４はピン８５
を支点として揺動自在であり、後端にはソレノイド８６
が連結されている。ソレノイド８６がオフ状態のとき、
ロックレバー８４はソレノイド８６に内蔵された復帰ば
ねにて矢印ｄ方向に付勢され、爪部８４ａが各突起８３
と係合する。図３において、爪部８４ａは突起８３Ｂｋ
と係合しており、このときブラック現像器３１Ｂｋは現
像位置Ｄに位置している。ソレノイド８６をオンすると
爪部８４ａが突起８３Ｂｋに対する係合を解除し、同時
にパルスモータ８２を励磁し駆動パルスを入力すること
で、ラック８０が矢印ｃ方向に回転する。その後ソレノ
イド８６をオフすると、ラック８０が９０゜回転した位
置で突起８３Ｙが爪部８４ａに係合し、イエロー現像器
３１Ｙが現像位置Ｄにセットされる。以下、同様の手順
で現像器３１Ｍ，３１Ｃが現像位置Ｄにセットされる。

【００１９】以上の切換え動作時に、各現像器３１が感
光体ドラム１０と対向するとき、ラック８０の回転〜停
止動作による衝撃で生じる画像ノイズ及び騒音を抑える
ため、現像器３１が感光体ドラム１０から離間を始めて
完全に離間するまではパルスモータ８２に対してスロー
アップ制御を行う。一方、現像器３１の感光体ドラム１
０への当接開始前から当接／停止するまではパルスモー
タ８２に対してスローダウン制御を行う。

【００２０】現像装置３０は、図３に示すように、ブラ
ック現像器３１Ｂｋが現像位置Ｄに位置しているときを
ホームポジションとし、このホームポジションからラッ
ク８０が矢印ｃ方向に回転し、所定のカラーで現像を行
う。本プリンタでは前述の４色（フルカラー）モード以
外にも、単色モード、２色モード、３色モードでのプリ
ントが可能である。以下に示す表１に各プリントモード
でのラック回転角度を示す。プリントが終了すると、現
像装置３０はホームポジションに復帰する。

【００２１】

【表１】

【００２２】（制御回路）図４はソレノイド８６の駆動
／電流検出回路を示す。ソレノイド８６はトランジスタ
Ｑのベースへオン信号を入力することで電流が供給さ
れ、励磁される。このときソレノイド８６に流れる電流
は、トランジスタＱとグランドとの間に挿入された抵抗
ＲによってＳ点での電圧として検出される。トランジス
タＱにソレノイドオン信号を入力したとき、Ｓ点での電
流は図５に示すように変化する。即ち、オン信号が入力
されると、最初に過度電気現象によって電流値が増加す
る（領域Ａ）。ソレノイド８６内の可動鉄心が吸引され
始めると、その移動による逆起電力で電流値が一時減少
する（領域Ｂ）。可動鉄心の移動が終了すると、再び電
流値が増加する（領域Ｃ）。従って、領域Ｂから領域Ｃ
へ切り換わるＰ点が検出されれば、ソレノイド８６及び
ロックレバー８４が完全に動作し、ラック８０に対する
ロックが解除されたと判断してよい。従って、本実施形
態ではＰ点を検出することによってパルスモータ８２を
起動する。この制御については後に詳述する。

【００２３】図６は本プリンタの制御回路の要部を示
す。制御回路はＣＰＵ１００を中止に構成され、ＣＰＵ
１００は、ラック８０を回転駆動するパルスモータ８２
に対して励磁のオン、オフ信号、駆動パルス信号やソレ
ノイド８６に対するオン、オフ信号を出力する。一方、
ＣＰＵ１００には、前記Ｐ点での電流波形が電圧波形と
して入力される。

【００２４】（現像器切換え制御）次に、現像器３１の
切換え制御についてプリント動作と共に図７、図８のタ
イムチャートを参照して説明する。

【００２５】まず、前記センサ４５によって中間転写ベ
ルト４０が所定位置に回転したことを検出する基準信号
が発せられ、基準信号のオンから一定時間経過すると、
画像露光、現像、１次転写がそれぞれ開始される。そし
て、現像終了と同時にパルスモータ８２の励磁信号及び
ソレノイド８６がオンされる。このように１次転写の終
了前から現像器切換え動作を開始することで、切換え動
作に余裕が生じる。

【００２６】ソレノイドオン信号によってソレノイド８
６に電流が供給され、この電流はＳ点での電圧変化とし
てＣＰＵ１００でモニタされる。電圧変化点Ｐが検出さ
れると、ＣＰＵ１００はモータ駆動パルスを出力する。
電圧変化点Ｐが検出された段階でロックレバー８４は爪
部８４ａが突起８３を完全に解放しており、モータ駆動
パルスの出力によってラック８０が回転を開始する。モ
ータ駆動パルスの出力から時間Ｂが経過するとソレノイ
ド８６をオフする。前記時間Ａは微小に変動するが、時
間Ｂは一定である。時間Ｂをできるだけ短時間に設定す
ることで、ソレノイドオン時間（通電時間）を短縮でき
る。

【００２７】また、モータ駆動パルスは前述のスローア
ップ制御、スローダウン制御を行うように周波数が制御
され、ラック８０が９０゜回転すると停止され、この停
止から時間Ｃ通過時にモータ励磁信号がオフされる。

【００２８】（他の実施形態）なお、本発明に係る現像
装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨
の範囲内で種々に変更可能である。例えば、外部機器か
ら転送される画像データに基づいて画像をプリントアウ
トするのではなく、原稿画像の読取り手段を備えたフル
カラーコピー機に本発明を用いることもできる。また、
ラック８０の回転駆動源としては、パルスモータ８２以
外に、回転数を正確に制御できるモータであればシンク
ロナスモータ等を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるフルカラー現像装置
を備えたレーザプリンタの外観を示す斜視図。

【図２】前記レーザプリンタの内部構造図。

【図３】前記現像装置の概略正面図。

【図４】前記現像装置のロックレバー駆動用ソレノイド
の駆動／電流検出回路を示すブロック図。

【図５】前記ソレノイドに流れる電流の変化を示すグラ
フ。

【図６】プリンタの制御回路を示すブロック図。

【図７】現像器切換え制御を示すタイムチャート図。

【図８】図７に示した制御と検出電圧波形との関係を示
すタイムチャート図。

【符号の説明】

１０…感光体ドラム ３０…現像装置 ３１（３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｂｋ）…現像器 ８０…ラック ８２…パルスモータ ８３（８３Ｃ，８３Ｍ，８３Ｙ，８３Ｂｋ）…突起 ８４…ロックレバー ８６…ソレノイド Ｑ…トランジスタ Ｒ…電流検出用抵抗 １００…ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上に形成された静電潜像をトナー
   で現像するための現像装置において、 複数の現像器と、 前記複数の現像器を同心円上に保持して一体的に回転さ
   せるラックと、 前記ラックを回転させる駆動源であるモータと、 前記ラックを所定の回転位置にロックするロックレバー
   と、 前記ロックレバーをロック位置及びロック解除位置へと
   移動させるソレノイドと、 前記ソレノイドに流れる電流を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出値に基づいて前記モータの起動タイ
   ミングを制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする現像装置。