JP2004177955A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像器をリボルバから取り外す作業中の現像ユニットの逆回転を確実に防止し、メンテナンス時の安全性を確保し且つ現像器を保全する信頼性の高い画像形成装置を得る。
【解決手段】 現像器１６〜１８の交換時、ロックレバー３７ｂを回動し、ロック爪３７ｄをロック位置に移動した状態で、現像ユニット２０を手動で回転する事により、ロック爪３７ｄによる現像ユニット２０の固定と同時に、逆転防止歯車３８により現像ユニット２０の逆回転を防止して、現像ユニット２０を現像器１６〜１８の交換位置に確実に固定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真装置やプリンタ等の画像形成装置に係り、回転型の現像ユニットを用いてカラー現像画像を得る画像形成装置に関する。

カラーコピー機やカラープリンタ等電子写真方式によりカラー画像を得る画像形成装置にあっては、その装置の小型化を達成するために、感光体を複数回転して各回転毎に感光体上に順次イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色に対応する潜像を形成後、複数の現像装置により夫々色の異なるトナーを順次感光体に供給して顕像化し、形成されたトナー画像を、感光体上あるいは中間転写体上等で色重ねしてフルカラー画像を得る装置がある。

そしてこの様に感光体の各回転毎に、感光体上に形成される潜像に順次色の異なるトナーを供給する現像装置として、例えば回転可能な保持装置であるリボルバにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナーを夫々有する３つの現像器を搭載したり更にはブラック（ＢＫ）のトナーを有する現像器を加えたリボルバ型の現像ユニットが開発されている。

このリボルバ型の現像ユニットにおいては、定期点検等のメンテナンス時に現像器をリボルバから取り外す方法として、現像ユニットを所定位置に回転後、画像形成装置本体のフロントフレームの開口部から、現像器を長手方向に引き抜く方法と、現像ユニットを所定位置に回転後、画像形成装置本体のサイドフレーム側から、リボルバの軸に対して垂直となる方向に取り出す方法とがある。

いずれの方法においても現像器をリボルバから取り外す際、現像器の取り外し作業中に現像ユニットを静止する必要があるため、従来、現像ユニットが逆回転するのを防止する装置がある。（例えば特許文献１参照。）
特開平１１−３１６４７９号公報明細書（第１２頁、第２０、２１頁、図２、図８、図９、図２７） 例えば（特許文献１）では、ステッピングモータを用いて位置決めした現像ユニットを、切欠き部にプランジャを係合して回転阻止し、又現像ユニットの中心軸にワンウェイクラッチをもうけてステッピングモータによる戻り回転を防止して、現像器の取り外し作業中の現像ユニットの逆回転を防止している。しかしながら（特許文献１）では、現像ユニットを回転駆動するステッピングモータに電圧または電流を通じた状態で現像ユニットを停止して、現像器の取り外し作業を行なうものである。このため例えプランジャやワンウェイクラッチにより現像ユニットの回転阻止を図っても、ステッピングモータの誤動作により異常回転を生じるおそれは依然として有している。

更に（特許文献１）は、ワンウェイクラッチを現像ユニットの中心軸側に取着する構造上、現像ユニットの回転によりワンウェイクラッチの摩耗を発生し易く、摩耗劣化によりクラッチ精度が劣り、ワンウェイクラッチ作動時に多少の遊びを生じてしまうおそれがある。このため例えば、現像ユニットの中心軸の回転が現像器の現像剤搬送オーガ等の回転と連動するような場合には、ワンウェイクラッチ作動時に遊びを生じて、現像ユニットが多少でも逆回転すると、現像器の取り外し作業中の安全性が損なわれるのみならず、現像器にダメージを与えるおそれを有している。

そこで本発明は上記課題を解決するものであり、リボルバ型の現像ユニットを用いてカラーの現像画像を得る画像形成装置において、現像器をリボルバから取り外す作業中に現像ユニットが逆回転するのをより確実に防止し、メンテナンス時の安全性を確保すると共に、現像ユニットに保持される現像器にダメージを与えない信頼性の高い画像形成装置を提供する事を目的とする。

本発明は上記課題を解決するための手段として、表面に静電潜像を保持する像担持体と、回転可能なリボルバにて複数の現像器を交換可能に保有する回転自在の現像ユニットと、前記現像ユニットを回転して所望の前記現像器を前記像担持体に対向する現像位置に移動する駆動源と、前記リボルバとフリーのアンロック位置及び、前記保持装置と係合して前記現像器を交換位置に停止するためのロック位置に移動可能であり、前記駆動源の遮断時にあっては前記ロック位置に移動するロック機構と、前記ロック機構に連動し、前記リボルバとフリーの第１の位置及び、前記リボルバと係合する第２の位置に移動可能であり、前記駆動源の遮断時に前記第２の位置に移動して前記現像ユニットの前記駆動源による回転方向と逆方向への回転を防止する逆転防止部材とを設けるものである。

本発明によれば、容易且つ確実に現像ユニットを交換位置に停止すると共に、現像ユニットの逆回転を防止出来る。従って、現像器の交換メンテナンス時にオペレータの安全性を確保でき、また現像器あるいはその周辺機器の損傷を確実に防止できる。更に、現像ユニットが駆動源の誤作動により異常回転を生じることがなく一層の安全性を得られる。

以下本発明の実施形態について図１乃至図７を用いて説明する。図１はこの発明の実施形態であるカラープリンタ等の画像形成装置の画像形成部１０を示す概略構成図である。画像形成部１０の、像担持体である感光体ドラム１１周囲には、感光体ドラム１１の矢印ｓ方向の回転に従い順次感光体ドラム１１を一様に帯電する帯電器１２、帯電された感光体ドラム１１に潜像を形成するための潜像形成部であるレーザ書き込みユニット１３、カラー現像剤であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色のトナーをそれぞれ有する第１乃至第３の現像器１６〜１８を搭載し、軸２０ｂを中心に矢印ｔ方向に回転する回転型の現像ユニット２０、矢印ｕ方向に回転する中間転写ベルト２１ａを有する中間転写装置２１、クリーナ装置２２、除電ランプ２３が配置されている。

画像形成部１０の下方には記録紙（図示せず）を収容する給紙カセット２４が設けられ、給紙カセット２４から取り出された記録紙の搬送路２６に沿って、記録紙先端を中間転写ベルト２１ａ上に転写されたトナー像先端に同期させるレジストローラ２７、中間転写ベルト２１ａ上のトナー像を記録紙に二次転写する二次転写ローラ２８、記録紙上にトナー像を定着する定着ローラ３０が設けられている。レーザ書き込みユニット１３は、外部のコンピュータ端末等から入力される画像情報に従い、各色毎の書き込み信号に対応したレーザ光１３ａを照射して感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。

第１乃至第３の現像器１６〜１８は、図２に示すように、夫々第１乃至第３の現像ローラ１６ａ〜１８ａ、現像容器１６ｂ〜１８ｂ内のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナーを現像ローラ１６ａ〜１８ａに供給する搬送オーガ１６ｃ〜１８ｃを有する。

現像ユニット２０は、保持装置であるリボルバ３１に設けられるリボルバ従動歯車４０をステッピングモータ４１で駆動する事により矢印ｔ方向に回転される。現像ユニット２０は、第１乃至第３の現像器１６〜１８の現像ローラ１６ａ〜１８ａのシャフト（図示せず）の両端を、リボルバ３１に形成される位置決め部３１ａにベアリングを介して装着し、第１乃至第３の現像器１６〜１８を保持している。

図５に示すようにリボルバ３１の位置決め部３１ａには、現像器固定部材３２が回動可能に取着され、現像器１６〜１８の取り外し時にはネジ３２ａを外し、現像器固定部材３２を矢印ｗ方向に回動して位置決め部３１ａを開放する。また、現像器１６〜１８の取り付け時は現像器固定部材３２を矢印ｗ方向と反対方向に回動後、位置決め部３１ａをネジ止めし、現像器１６〜１８をリボルバ３１に固定する。

図６に示すようにリボルバ３１には、現像器１６〜１８の着脱時に、現像器１６〜１８を現像ユニット２０の軸２０ｂに対して垂直となる方向にスライドし、画像形成装置本体のフレーム１０ａに設けられる本体ガイド１０ｂまで案内するための案内部材である現像器取り付けガイド３３が形成されている。

次に、ロック機構及び逆転防止部材について詳述する。図７に示すようにロック機構３７は、支点３７ａにて固定部材３６に回動可能に取着される支持部材であるロックレバー３７ｂを有する。ロックレバー３７ｂは、支持軸３７cにて、ロック部材でありポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）からなるロック爪３７ｄを支持している。ロック爪３７ｄは、ロックレバー３７ｂの回動により、ロック位置に在る時は、リボルバ３１に形成される被ロック部材であるリボルバロック爪３１ｂと突き当たり、リボルバ３１を現像器１６ａ〜１８ａを交換するための交換位置に停止するように成っている。更にロック爪３７ｄは、リボルバロック爪３１ｂとの当接時に比し、フリーの状態にあっては、矢印ｘ方向に約５°撓むように成っている。

ロックレバー３７ｂは、固定部材３６に取着される図８に示すトグルバネ３６ａにより常時は図２に示すアンロック位置に付勢され、矢印ｑ方向に回動されるとトグルバネ３６ａの付勢力により、矢印ｑ方向に付勢される。トグルバネ３６ａは、固定側３９ａが固定部材３６に取り付けられ、移動側３９ｂがロックレバー３７ｂに取り付けられている。トグルバネ３６ａは、移動側３９ｂが、ロックレバー３７ｂの支点３７ａとトグルバネ３６ａの固定側３９ａを結ぶ線Ｘより上に移動していると、ロックレバー３７ｂを矢印ｑ方向に付勢し、移動側３９ｂが、線Ｘより下に移動していると、ロックレバー３７ｂを矢印ｒ方向に付勢するという作用を有する。

従って、ロックレバー３７ｂを点線で示すように矢印ｑ側に倒した時には、トグルバネ３６ａは、ロックレバー３７ｂを矢印ｑ側に倒した状態に付勢する一方、ロックレバー３７ｂを一点鎖線で示すように矢印ｒ側に倒した時には、トグルバネ３６ａは、ロックレバー３７ｂを矢印ｒ側に倒した状態に付勢する。

更にロックレバー３７ｂの支持軸３７ｃには、逆転防止部材であり、ワンウェイクラッチ３８ａを内蔵する逆転防止歯車３８が取着されている。これにより、逆転防止歯車３８は、図７の矢印ｙ方向に回転出来なくなっている。またロック爪３７ｄと逆転防止歯車３８は支持軸３７ｃに同軸支持されている。

逆転防止歯車３８は、ロックレバー３７ｂの回動により、ロック爪３７ｄがロック位置に在る時は、第２の位置に移動してリボルバ３１に形成されるリボルバ従動歯車４０と噛み合う。これにより逆転防止歯車３８は、現像ユニット２０が矢印ｔ方向と逆方向に回転するのを防止する。また逆転防止歯車３８は、ロックレバー３７ｂの回動により、ロック爪３７ｄがアンロック位置に在る時は、リボルバ従動歯車４０と干渉しない第１の位置に移動する。

次に画像形成部１０によるカラー画像形成プロセスについて説明する。この画像形成部１０においては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の順にトナー像を重ねて、カラー画像を形成する。画像形成開始時、現像ユニット２０のイエロー（Ｙ）の現像器１６の現像ローラ１６ａが感光体ドラム１１と対向する現像位置に配置される。

画像形成プロセスを開始すると、感光体ドラム１１は、矢印ｓ方向に回転し、その回転に従い帯電器１３により一様に帯電され、レーザ書き込みユニット１３によりイエロー画像信号に応じたレーザ光を照射される。これにより感光体ドラム１１はイエロー画像の静電潜像を形成され、次いで現像ユニット２０に達し現像ローラ１６ａによりイエロー（Ｙ）のトナーを静電的に転移され、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成される。

次いで感光体ドラム１１上のトナー像が矢印ｕ方向に回転される中間転写ベルト２１ａとの接触位置に達すると、一次転写ローラ２１ｂからの転写バイアス印加によりイエローのトナー像は、中間転写ベルト２１ａ上に静電的に一次転写される。一次転写後感光体ドラム１１は、クリーナ装置２２により残留トナーをクリーニングされ、除電ランプ２３により表面電荷を除去される。

この後、上記イエローのトナー像形成プロセスと同様に、感光体ドラム１１に順次マゼンタ、シアンのトナー像形成プロセスを繰り返して、さらに感光体ドラム１１から中間転写ベルト２１ａ上に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナー像を順次中間転写して、中間転写ベルト２１ａ上に３色のトナー像が重なったカラートナー像を形成する。この間現像ユニット２０は、ステッピングモータにより順次矢印ｔ方向に回転され、感光体ドラム１１に形成するトナー像の色に応じた現像ローラ１６ａ〜１８ａを感光体ドラム１１に対向配置する。

中間転写ベルト２１ａに重ね合わされたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のカラートナー像は、二次転写ローラ２８位置にて、給紙カセット２４から矢印ｖ方向に取り出され、カラートナー像と同期して二次転写ローラ２８位置に搬送される記録紙Ｐに一括転写される。記録紙Ｐ上にカラー画像を完成される。

このように画像形成プロセスを繰り返す間、所定の画像形成枚数あるいは所定時間を経過する等により、現像器１６〜１８の交換メンテナンスを行なう。交換メンテナンス開始時、オペレータは先ず画像形成装置本体の電源コードを抜いて、ステッピングモータ４１の誤動作等による現像ユニット２０の異常回転防止を図ると共に、現像ユニット２０の駆動をフリーにして手動で回転可能とする。次いで画像形成装置本体のサイドカバーを開け、図２に示すアンロック位置に固定されるロックレバー３７ｂを矢印ｑ方向に回動する。これによりロックレバー３７ｂは、アンロックを解除されて、トグルバネ３６ａの付勢力により、矢印ｑ方向に付勢され、図３に示すロック位置に移動する。

この状態で現像ユニット２０を矢印ｔ方向に手動で回転して、現像器１６〜１８の交換位置に達すると、リボルバロック爪３１がロックレバー３７ｂのロック爪３７ｄに突き当たり、現像ユニット２０は、現像器１６〜１８の交換位置に停止される。この時、逆転防止歯車３８はリボルバ従動歯車４０と噛み合い、現像ユニット２０が、矢印ｔ方向と反対方向に逆回転するのを防止する。

次いで、ネジ３２ａを外して現像器固定部材３２を矢印ｗ方向に開放して、現像器１６〜１８を位置決め部３１ａから現像ユニット２０の軸２０ｂに対して垂直となる方向に抜いて、現像器取り付けガイド３３に沿って図３の矢印ｚ方向にスライドし、更に本体ガイド１０ｂに沿って、画像形成装置本体から取り出す。次に新たな現像器１６〜１８を、本体ガイド１０ｂ及び現像器取り付けガイド３３に沿って画像形成装置本体内に装着し、現像ローラ１６ａ〜１８ａのシャフトをリボルバ３１の位置決め部３１ａに装着後、現像器固定部材３２を位置決め部３１ａにネジ止めし、リボルバ３１に固定する。

次に、ロックレバー３７ｂを矢印ｑ方向と反対方向に一旦回動して、リボルバロック爪３１からロック爪３７ｄを外した後、ロックレバー３７ｂをトグルバネ３６ａの弾性力により再度矢印ｑ方向に回動してロック位置に戻す。フリーになったロック爪３７ｄは、一旦矢印ｘ方向に約５°撓むので、ロック位置に戻されてもリボルバロック爪３１と干渉せず、現像ユニット２０は再度手動で回転可能となる。

この状態で現像ユニット２０を矢印ｔ方向に手動で回転すると、ロック爪３７ｄは次のリボルバロック爪３１に突き当たり、現像ユニット２０を、次の現像器１６〜１８の交換位置に停止させる。この後、前述と同様にして、次ぎの色の現像器１６〜１８の交換を行なう。

この現像器１６〜１８の交換操作の間、現像ユニット２０は、ロックレバー３７ｂ上で同軸に取着されるロック爪３７ｄと逆転防止歯車３８により、交換位置に確実に固定される。すなわち、現像ユニット２０の矢印ｔ方向への回転は、リボルバロック爪３１に突き当たるロック爪３７ｄにより阻止され、他方、現像ユニット２０の矢印ｔ方向と逆方向への回転は、逆転防止歯車３８がリボルバ従動歯車４０に歯合して阻止される。しかも、現像ユニット２０が矢印ｔ方向と逆方向に回転しようとすると、逆転防止歯車３８には、その配置効果によりリボルバ従動歯車４０側に食い込む力が働き、単にトグルバネ３６ａの付勢力により矢印ｑ方向に付勢されているだけであるのに関わらず、逆転防止歯車３８とリボルバ従動歯車４０との歯合が外れるおそれが無く、現像ユニット２０の逆回転を確実に防止出来る。

このようにしてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色の現像器１６〜１８の交換を全て終了したら、ロックレバー３７ｂを矢印ｑ方向と反対方向に押し下げ、ロックレバー３７ｂを、トグルバネ３６ａによりアンロック位置に固定し、サイドカバーを閉じ、画像形成装置本体の電源コードを差し込み、電源を投入し、画像形成プロセスを実施可能とする。

この実施形態によれば、現像器１６〜１８の交換時、ロックレバー３７ｂを回動し、ロック爪３７ｄをロック位置に移動した状態で、現像ユニット２０を手動で回転する事により、ロック爪３７ｄによる現像ユニット２０の固定と同時に、逆転防止歯車３８により現像ユニット２０の逆回転が容易且つ確実に防止され、現像ユニット２０を現像器１６〜１８の交換位置に確実に固定出来る。従って現像器１６〜１８の交換メンテナンス時、オペレータの安全性を確保でき、また現像ユニット２０の逆回転により生じる現像器あるいはその周辺機器の損傷を防止できる。また現像器１６〜１８の交換メンテナンス時ステッピングモータ４１の電源が遮断されているので、現像ユニット２０は、ステッピングモータの誤作動による異常回転を生じることがなく一層の安全性向上を得られる。

更に、逆転防止歯車３８に設けられるワンウェイクラッチ３８ａは、摩耗による劣化を生じるおそれが無く、そのクラッチ精度を良好に保持出来、現像ユニット２０の逆回転を高精度に防止できる。又、リボルバ３１に現像器取り付けガイド３３が形成されることから、本体ガイド１０ｂに達するまでの古い現像器１６〜１８の取り出しが極めて容易となり、取り出し時の周囲の汚損を低減出来る。

尚この発明は、上記実施形態に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更可能であり、例えば、現像ユニットに保持される現像器のトナーの色は限定されないし、又保持する現像器の数も更にブラックのトナーを有する現像器を加え、４つの現像器を保持するものであっても良い。更に画像形成装置の構成も任意であり、像担持体周囲に、現像ユニットとは別に、例えばブラックのトナーを有する現像器を配置する等しても良い。

本発明の実施形態の画像形成部を概略的に示す構成図である。 本発明の実施形態の現像ユニット及び現像ユニットとアンロック状態のロック機構を現像器側から見た説明図である。 本発明の実施形態の現像ユニット及び現像ユニットとロック状態のロック機構を現像器側から見た説明図である。 本発明の実施形態の現像ユニット及び現像ユニットとアンロック状態のロック機構をリボルバ側面から見た説明図である。 本発明の実施形態の現像器を外した状態の現像ユニットを示す一部斜視図である。 本発明の実施形態の現像器を外した状態の現像ユニット及び本体ガイドを示す一部斜視図である。 本発明の実施形態のロック機構及び逆転防止歯車を示す斜視図である。 本発明の実施形態のトグルバネを示す説明図である。

符号の説明

１０…画像形成部
１０ｂ…本体ガイド
１１…感光体ドラム
１２…帯電器
１３…レーザ書き込みユニット
１６〜１８…現像器
１６ａ〜１８ａ…第１乃至第３の現像ローラ
１６ｂ〜１８ｂ…現像容器
１６ｃ〜１８ｃ…搬送オーガ
２０…現像ユニット
２１…中間転写装置
２１ａ…中間転写ベルト
２２…クリーナ
２３…除電ランプ
２４…給紙カセット
２７…レジストローラ
２８…二次転写ローラ
３０…定着ローラ
３１…リボルバ
３１ａ…位置決め部
３１ｂ…リボルバロック爪
３２…現像器固定部材
３３…現像器取り付けガイド
３６…固定部材
３６ａ…トグルバネ
３７…ロック機構
３７ａ…支点
３７ｂ…ロックレバー
３７ｄ…ロック爪
３８…逆転防止歯車
４０…リボルバ従動歯車
４１…ステッピングモータ

Claims (5)

1. 表面に静電潜像を保持する像担持体と、
   回転可能なリボルバにて複数の現像器を交換可能に保有する回転自在の現像ユニットと、
   前記現像ユニットを回転して所望の前記現像器を前記像担持体に対向する現像位置に移動する駆動源と、
   前記リボルバとフリーのアンロック位置及び、前記保持装置と係合して前記現像器を交換位置に停止するためのロック位置に移動可能であり、前記駆動源の遮断時にあっては前記ロック位置に移動するロック機構と、
   前記ロック機構に連動し、前記リボルバとフリーの第１の位置及び、前記リボルバと係合する第２の位置に移動可能であり、前記駆動源の遮断時に前記第２の位置に移動して前記現像ユニットの前記駆動源による回転方向と逆方向への回転を防止する逆転防止部材とを具備する事を特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像ユニットが前記逆転防止部材と嵌まり合う被逆転防止部材を有し、前記逆転防止部材が、ワンウェイクラッチを備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記リボルバがリボルバロック爪を有し、前記ロック機構が、前記ロック位置にて前記リボルバロック爪と突き当たるロック爪を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか記載の画像形成装置。
4. 前記逆転防止部材が逆転防止歯車であり、前記ロックレバーが、前記逆転防止歯車を前記ロック爪と同軸支持し、前記ロック爪が前記アンロック位置に在る時に前記逆転防止歯車を前記第１の位置に移動し、前記ロック爪が前記ロック位置に在る時に前記逆転防止歯車を前記第２の位置に移動することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記現像器の交換は、前記現像器を前記現像ユニットの軸に対して垂直となる方向に引き出して行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の画像形成装置。

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