JPH10142940A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の現像器を備えたロータリ式の現像装置
において、回転駆動系への負荷を小さくし、現像器の交
換作業を容易にすること。 【解決手段】 複数の現像器３１Ｂｋ，３１Ｙ，３１
Ｍ，３１Ｃを現像ラック８０に９０゜間隔で装脱可能に
装着した現像装置。各現像器は軸部３３を位置出し板８
２の凹部８２ａに係合させ、現像器の後部側に設けた軸
部３４を板ばね材８３で弾性的に押圧された状態で現像
ラック８０に取り付けられる。現像器は現像位置Ｄにお
いて現像ラック８０に対して着脱される。

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、
複数の現像器を現像ラックに着脱可能に取り付け、該現
像ラックを所定の角度ずつ回転させることにより、各現
像器を現像位置にセットして静電潜像を現像する現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フルカラー作像プロセスにおいて
は、図７に示すように、Ｂｋ（ブラック）トナー、Ｙ
（イエロー）トナー、Ｍ（マゼンタ）トナー、Ｃ（シア
ン）トナーをそれぞれ収容した現像器３１（３１Ｂｋ，
３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）を現像ラック８０に着脱可能
に取り付け、モータ１００にて減速機構１０１を介して
現像ラック８０を９０゜ずつ回転させることにより、各
現像器３１を感光体ドラム１１と対向する現像位置Ｄへ
順次セットし、静電潜像を現像するロータリ式の現像ユ
ニットが提供されている。この現像ユニットでは、各現
像器３１は現像位置Ｄにおいて現像器３１に設けたスト
ッパ軸３３’がプリンタの本体フレームに設けた位置出
しブロック１１０のＶ溝１１０ａに圧接することによっ
て位置決めされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記現
像ユニットでは、各現像器３１は現像位置Ｄにおいてス
トッパ軸３３’が位置出しブロック１１０に圧接してい
るため、現像ラック８０の回転（現像器３１の切換え）
ごとに軸３３’とブロック１１０との摩擦が駆動系に負
荷として作用するという問題点を有している。また、軸
３３’が位置出しブロック１１０に圧接していること
は、トナーエンプティ等で現像器３１を交換する場合、
現像器３１を現像位置Ｄから直接取り出すことはでき
ず、現像ラック８０を角度θだけ回転させて軸３３’と
ブロック１１０との圧接を解除させる必要があり、煩雑
である。

【０００４】また、各現像器３１内のトナーエンプティ
は現像位置Ｄにおいて検出されるが、トナーエンプティ
検出時には前述のように現像器３１を角度θ回転させて
取り出す必要があり、この点でも煩雑である。さらに、
新規な現像器を装着した後も、現像ラック８０を回転さ
せなければ現像器を現像位置Ｄへセットできない。

【０００５】そこで、本発明の目的は、現像器の着脱性
が良好で、現像器切換え時に位置出し部材が回転駆動系
の負荷として作用しない現像装置を提供することにあ
る。さらに、本発明の目的は、現像器内のトナーが無く
なったとき、現像器の交換作業の容易な現像装置を提供
することにある。

【０００６】

【発明の要旨及び効果】以上の目的を達成するため、本
発明は複数の現像器を現像ラックに装着したロータリ式
の現像装置において、現像器を位置決めするための位置
出し部材と現像器を該位置出し部材に弾性的に押圧する
弾性部材をそれぞれ現像ラックに設けた。位置出し部材
は現像器の側部から現像スリーブと同軸上に突出した軸
部を支持することにより、現像器を位置決めする。弾性
部材は各現像器に圧接することによって前記軸部を位置
出し部材に弾性的に押し付ける。

【０００７】即ち、本発明において、各現像器は位置出
し部材と弾性部材によって現像ラックに位置決め、保持
される。現像ラックはモータ等の回転駆動手段によって
所定の角度ずつ回転し、現像器を現像位置にセットす
る。従って、本発明によれば、従来のように、各現像器
が本体フレームに設けた位置出しブロックに圧接するこ
とがないため、現像器の切換え時（現像ラックの回転
時）に駆動系に負荷が作用することが解消される。しか
も、現像位置にセットした状態で現像器を現像ラックに
対して着脱することができ、便利である。

【０００８】さらに、本発明は複数の現像器を現像ラッ
クに装着したロータリ式の現像装置において、各現像器
を現像位置において現像ラックに対して着脱可能に保持
する保持手段と、各現像器に収容されているトナーの残
量を現像位置において検出する第１の検出手段と、現像
位置にセットされている現像器の種類を検出する第２の
検出手段とを備えている。

【０００９】以上の構成においては、現像器の交換位置
が現像位置と一致しており、現像位置においてトナー残
量が検出される。従って、モノカラープリントモード実
行中にトナーエンプティあるいはニアエンプティと判定
されると、現像ラックをその回転位置で停止させておけ
ば、トナー切れの現像器を直ちに交換することができ
る。また、フルカラーモード実行中であれば、少なくと
も１枚のプリントは処理することとし、現像ラックを所
定角度回転させてトナー切れの現像器を現像位置にセッ
トすれば、容易に交換することができる。

【００１０】さらに、前記第２の検出手段は、現像位置
にセットされている現像器の種類を検出する。本発明で
は複数の現像器を備えているため、現像器を個々に識別
する必要がある。この検出手段は少なくとも１種類の現
像器が現像位置にセットされていることを検出できれば
よい。他の種類の現像器は、現像ラックへの装着位置が
決められているため、現像ラックの回転角度に基づいて
識別することができる。

【００１１】

【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をフルカラーレーザプリンタに
適用したものである。

【００１２】（プリンタの全体構成）図１はフルカラー
レーザプリンタを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１１を有
する感光体ユニット１０と、レーザ走査光学ユニット２
０と、フルカラー現像ユニット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４１を有する中間
転写ユニット４０と、給紙部６０とで構成されている。
感光体ユニット１０内には、さらに、帯電ブラシ１２、
クリーナ１３が設置されている。帯電ブラシ１２は感光
体ドラム１１の表面を所定の電位に均一に帯電する。ク
リーナ１３はブレード１３ａによって感光体ドラム１１
上に残留したトナーを掻き落とす。

【００１３】レーザ走査光学ユニット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
ータがホストコンピュータから転送される。レーザ走査
光学ユニット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１１上を走査露光す
る。これにて、感光体ドラム１１上に各色ごとの静電潜
像が順次形成される。

【００１４】フルカラー現像ユニット３０はＹ，Ｍ，
Ｃ，Ｂｋのトナーを含む現像剤を収容した四つの色別現
像器３１（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｂｋ）を一体
化したもので、支軸８５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１１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。本プリンタではロータリ式のフ
ルカラー現像ユニット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。

【００１５】中間転写ユニット４０内において、中間転
写ベルト４１は支持ローラ４２，４３及びテンションロ
ーラ４４，４５に無端状に張り渡され、感光体ドラム１
１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４１の側部には図示しない突起が設けられ、この突
起をマイクロスイッチ４９が検出することにより、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４１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１１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４１は支持ローラ４３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５９が接触して
いる。この接触部が２次転写部である。

【００１６】さらに、中間転写ユニット４０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４１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
５９は中間転写ベルト４１に対して接離可能である。

【００１７】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）に開放可能な給紙トレ
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４１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７６，７７，７８を備えた垂直搬送路７５
が設けられている。記録シートＳはこの垂直搬送路７５
からプリンタ本体１の上面へ排出される。

【００１８】（フルカラープリント動作）ここで、本プ
リンタ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に際して、２次
転写ローラ５９及びクリーニングブレード５１は中間転
写ベルト４１から離間している。プリント動作が開始さ
れると、感光体ドラム１１が矢印ａ方向、中間転写ベル
ト４１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１１は帯電ブラシ１２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
え動作が行われ、ブラック現像器３１Ｂｋが現像位置Ｄ
へセットされる。

【００１９】続いて、レーザ走査光学ユニット２０によ
ってブラック画像の露光が行われ、感光体ドラム１１上
にブラック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３１Ｂｋ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４１上に転写される。
１次転写終了直後に現像器３１Ｙが現像位置Ｄへ切り換
えられ、続いてイエロー画像の露光、現像、１次転写が
行われる。以下同様に、現像器３１Ｍへの切換え、マゼ
ンタ画像の露光、現像、１次転写が行われる。さらに、
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、１次転写ごとに中間転写ベルト４１上
にはトナー画像が重ねられていく。

【００２０】最終の１次転写が終了すると、２次転写ロ
ーラ５９及びクリーニングブレード５１が中間転写ベル
ト４１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４１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５９及びクリ
ーニングブレード５１は中間転写ベルト４１から離間す
る。

【００２１】（プリンタ本体の開閉）プリンタ本体１
は、図３に示すように、固定側フレーム２と可動側フレ
ーム５とに２分割されている。可動側フレーム５は支軸
７を支点として回動可能であり、正面側に回動させるこ
とで本体１を開放することができる。可動側フレーム５
にはカバー６が設置され、このカバー６が本体１の表面
シェルを構成する。

【００２２】固定側フレーム２には、レーザ走査光学ユ
ニット２０、現像ユニット３０、給紙部６０、水平搬送
路６５、定着器７０、垂直搬送路７５等が設置されてい
る。可動側フレーム５には、感光体ユニット１０及び中
間転写ユニット４０が設置されている。可動側フレーム
５を開放すると、本体１は現像ユニット３０と給紙部６
０、水平搬送路６５がほぼ全面的に外部からアクセス可
能に開放される。この開放状態において、感光体ユニッ
ト１０及び中間転写ユニット４０は可動側フレーム５に
対して着脱可能であり、各現像器３１も現像ユニット３
０に対して着脱可能である。

【００２３】さらに、給紙部６０と水平搬送路６５が全
面的に開放され、紙詰まり除去処理が容易となり、２次
転写ローラ５９の点検、交換等のメンテナンスも容易と
なる。さらに、可動側フレーム５の開放動作に連動し
て、エアーサクションベルト６６がその支軸６６ａを支
点として下方に回動し、かつ、エアーサクションベルト
６６の側板６７の端部が２次転写ローラ５９を取り付け
たホルダ５７を押圧し、２次転写ローラ５９も下方へ移
動する。これにて、紙詰まり除去処理が一層容易にな
る。

【００２４】（現像ユニットの構成）現像ユニット３０
は、独立した四つの現像器３１Ｂｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，
３１Ｃが、図４に示すように、板材を両側に設けた現像
ラック８０に９０゜ずつ等間隔に装着されている。現像
ラック８０はその支軸８５が減速機構を介してモータに
連結され、矢印ｃ方向に回転駆動される。なお、このモ
ータと減速機構は、図７に示したモータ１００と減速機
構１０１と同じ構成のものである。また、各現像器３１
を現像位置Ｄにセットするために、現像ラック８０の回
転停止位置を割り出す機構としても、図７に示したソレ
ノイド１０５とロックレバー１０６及び現像ラック８０
に突設したストッパピン８４によって構成されているこ
とも同様である。

【００２５】各現像器３１には、現像ラック８０への着
脱のため、現像スリーブ３２と同軸上で両側に突出した
軸部３３と、ケーシングの後部両側に突出した軸部３４
が設けられている。一方、現像ラック８０の両側板に
は、位置出し板８２と板ばね材８３が、各現像器３１の
装着位置に対応して取り付けられている。各現像器３１
は軸部３３を位置出し板８２の凹部８２ａに係合させ、
軸部３４を板ばね材８３の側面８３ａから端面８３ｂへ
押し込むことにより、現像ラック８０に装着される。装
着時において、板ばね材８３の端面８３ｂが軸部３４を
押圧し、軸部３３が位置出し板８２の凹部８２ａに弾性
的に押し付けられ、所定の位置に保持される。このよう
な保持構造によって、現像位置Ｄにおいて各現像器３１
の現像スリーブ３２と感光体ドラム１１との間隔を正確
に保持する。また、現像器３１が現像位置Ｄ以外の位置
に回転した場合にも、前記位置出し板８２と板ばね材８
３によって現像ラック８０にがたつくことなく保持され
る。

【００２６】一方、トナーエンプティ等で現像器３１を
現像ラック８０に対して着脱する際も、現像位置Ｄにお
いて行われる。即ち、板ばね材８３の側面８３ａを押圧
しつつ、現像器３１のケーシング後部を持ち上げること
によって軸部３４と板ばね材８３の端面８３ｂとの係合
を解除することによって、現像器３１を取り出すことが
できる。

【００２７】（トナー残量の検出及び制御）図５に示す
ように、現像ラック８０の中心部に反射型のフォトセン
サ９５が現像位置Ｄにセットされている現像器３１を向
いて回転しない状態で設置されている。各現像器３１の
内部には反射板９６が設置されると共にケーシングの一
部が透光窓部とされ、トナーの残量が少なくなると、反
射板９６で反射された光でフォトセンサ９５がオンす
る。フォトセンサ９５の出力電圧をサンプリングするこ
とによって、現像位置Ｄにセットされている現像器３１
内のトナーがエンプティか、あるいはニアエンプティか
が判別される。

【００２８】現像ユニット３０は、図５に示されている
ように、ブラック現像器３１Ｂｋが現像位置Ｄにセット
されている状態を初期ポジションとし、この初期ポジシ
ョンから現像ラック８０が矢印ｃ方向に回転し、各現像
器３１で現像を行う。現像ユニット３０が初期ポジショ
ンにセットされていることを検出するために、現像ラッ
ク８０に近接してフォトセンサ９０を設けると共に、ラ
ック支軸８５にこのセンサ９０の光軸を遮光する遮光板
９１を設けた。遮光板９１は、現像ラック８０と共に回
転し、ブラック現像器３１Ｂｋが現像位置Ｄにセットさ
れているとき、即ち、現像ユニット３０が初期ポジショ
ンにセットされているときにセンサ９０を遮光する。換
言すれば、センサ９０が遮光板９１で遮光されていると
きは現像位置Ｄにセットされている現像器３１はブラッ
クであることが判明する。その時点から、現像ラック８
０の回転状態に応じて現像位置Ｄにセットされている現
像器３１の種類を識別することもできる。

【００２９】次に、現像器３１の交換に関する制御手順
について図６のフローチャートを参照して説明する。プ
リント動作が開始されると（ステップＳ１）、それと並
行して現像位置Ｄにセットされた現像器３１に対してセ
ンサ９５によるトナー残量の検出を実行する（ステップ
Ｓ２）。この検出において、ニアエンプティか否かを判
定し（ステップＳ３）、ニアエンプティでなければ、即
ち、トナーが未だ充分に残っていれば、プリント処理を
継続する（ステップＳ５）。ニアエンプティであれば、
そのときのトナー残量（ニアエンプティが検出されたと
きの残量は予め判明している）と残りプリントを処理す
るのに必要なトナー量（残りプリント枚数に１枚当りの
平均的トナー消費量を乗じ、余裕を見込んだ量）とを比
較する。トナー量に余裕があれば（ステップＳ４でＹＥ
Ｓ）、プリント処理を続行し、プリント終了後に表示パ
ネル上にトナーエンプティを表示する（ステップＳ
６）。その後、エンプティ現像器３１を交換位置（現像
位置Ｄ）へ移動させる（ステップＳ８）。

【００３０】一方、トナー残量に余裕がなければ（ステ
ップＳ４でＮＯ）、プリント処理を続行しつつ、表示パ
ネル上にトナーエンプティを表示する（ステップＳ
７）。この場合は、プリント処理をそのまま続行する
か、中断するかをオペレータの判断に委ねることにな
る。続行あるいは中断によるプリント処理が終了する
と、エンプティ現像器３１を交換位置（現像位置Ｄ）へ
移動させる（ステップＳ８）。

【００３１】前記ステップＳ８では以下の処理を実行す
る。プリントモードがブラック等のモノカラーモードで
あれば、プリント終了後現像ラック８０をそのままの回
転状態に停止させる。そのとき、現像位置Ｄにセットさ
れている現像器３１がエンプティであり、直ちに交換す
ればよい。一方、フルカラーモードの場合は、前記セン
サ９０と遮光板９１によって、ブラック現像器３１Ｂｋ
が現像位置Ｄにセットされる初期ポジションに戻し、エ
ンプティ現像器を見つけるモードを実行する。即ち、現
像ラック８０を９０゜ずつ回転させ、前記センサ９５に
よってトナーエンプティの検出を行う。トナーエンプテ
ィが検出されたときに現像ラック８０を停止させる。そ
のとき、現像位置Ｄにセットされている現像器３１がエ
ンプティであり、交換することになる。

【００３２】なお、フルカラーモードであっても、ステ
ップＳ３でニアエンプティが検出された現像器３１の種
類を前記センサ９０の信号と現像ラック８０の回転状態
から判別することもできる。このように判別したエンプ
ティ現像器３１を制御部に記憶させておけば、ステップ
Ｓ８の処理では、再度エンプティの検出を行うことな
く、記憶されている現像器３１を直接現像位置Ｄに移動
させることができる。また、現像器３１の種類識別方法
としては現像器３１のそれぞれにマークあるいは突起を
設け、それらを個別にセンサで検出するようにしてもよ
い。

【００３３】（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、現像器のト
ナー残量を検出する手段としては、フォトセンサ９５を
使用する以外に種々の方法を採用できる。また、個々の
現像器の構成、現像ラックの構成や駆動機構は任意であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である現像ユニットを備え
たフルカラーレーザプリンタの外観を示す斜視図。

【図２】前記プリンタの内部構造図、可動側フレームは
閉じられている。

【図３】前記プリンタの内部構造図、可動側フレームは
開放されている。

【図４】現像ユニットにおいて現像器の着脱を説明する
立面図。

【図５】現像ユニットにおけるトナー残量検出を説明す
る立面図。

【図６】現像器交換の制御手順を示すフローチャート
図。

【図７】従来の現像ユニットを示す正面図。

【符号の説明】

１１…感光体ドラム ３０…現像ユニット ３１…現像器 ３２…現像スリーブ ３３，３４…軸部 ８０…現像ラック ８２…位置出し板 ８３…板ばね材 ９０…現像器初期ポジション検出用フォトセンサ ９５…トナー残量検出用フォトセンサ Ｄ…現像位置（交換位置）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の現像器を現像ラックに着脱可能に
   取り付け、該現像ラックを所定の角度ずつ回転させるこ
   とにより、各現像器を現像位置にセットして静電潜像を
   現像する現像装置において、 前記現像ラックに、各現像器の側部から現像スリーブと
   同軸上に突出した軸部を支持するための位置出し部材を
   設け、 前記現像ラックに、各現像器に圧接することによって前
   記軸部を前記位置出し部材に弾性的に押し付ける弾性部
   材を設けたこと、 を特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 複数の現像器を現像ラックに着脱可能に
   取り付け、該現像ラックを所定の角度ずつ回転させるこ
   とにより、各現像器を現像位置にセットして静電潜像を
   現像する現像装置において、 前記各現像器を現像位置において前記現像ラックに対し
   て着脱可能に保持する保持手段と、 前記各現像器に収容されているトナーの残量を現像位置
   において検出する第１の検出手段と、 現像位置にセットされている現像器の種類を検出する第
   ２の検出手段と、 を備えたことを特徴とする現像装置。