JP3651578B2 - 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、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に係わり、特に、回転体に装着された複数の現像器により多色現像を行う画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法を用いる画像形成装置として、感光体上に複数色の静電潜像を順次形成し、この静電潜像をロータリー現像装置により各色トナー像に順次現像した後、各色トナー像を中間転写媒体上に重ねて転写し、この中間転写媒体上に転写されたフルカラートナー像を転写材に転写した後、定着する方式がある。
【0003】
上記ロータリー現像装置は、感光体に対向して回転体を設け、この回転体内に複数の現像器(イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用現像器)を搭載し、回転体を回転移動させることにより、感光体の現像位置に複数の現像器のいずれかを選択的に当接させ、現像器内の現像ローラを回転させるとともに現像バイアスを印加させることにより、静電潜像をトナー現像するようにしている。
【0004】
上記ロータリー現像装置においては、感光体の現像位置に当接させた現像ローラを回転させる際に、他の現像器の現像ローラも回転させてしまうと、トナーの劣化、飛散および混色の原因となり、また単一の駆動手段における負荷トルクの増大となり、消費電力の増大、駆動手段であるモータの大型化によるコストアップの要因となる。そこで、感光体の現像位置に当接させた現像ローラのみを回転させる方式を採用している(例えば、特開平9−101675号公報)。
【0005】
図7(A)は、上記従来の方式を示す要部斜視図、図7(B)は図7(A)のB−B線に沿う断面図である。回転体50の一側面には、各現像ローラの回転軸に連結された被駆動ギヤ52(52a〜52d)が配設されており、一方、駆動モータ51の駆動力はプーリ53、54および伝達ベルト55を介して駆動ギヤ56に伝達されるようになっており、各現像ローラのいずれかが現像位置に到達した時点で被駆動ギヤ52と駆動ギヤ56とが噛合し、駆動モータ51の回転が現像ローラに伝達されるように構成され、また、回転体50の一側面には、各現像ローラに接触する給電用ブラシ62(62a〜62d)が配設されており、一方、画像形成装置本体64には現像バイアス電源に接続された給電用プレート63が設けられており、各現像ローラのいずれかが現像位置に到達した時点で給電用プレート63が給電用ブラシ62に接触され、現像バイアスが現像ローラに印加されるように構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロータリー現像装置においては、現像ローラが感光体に対して接離するが、現像ローラが回転停止状態で感光体上に当接すると、感光体との当接力により現像ローラ表面のトナーが掻き寄せられて現像ローラ表面が剥きだしになり、感光体の感光体層を損傷してしまう。そこで、現像ローラを必ず回転させて感光体に対してトナー層が介在した状態で等離接させる(以下、現像ローラの回転当離接という)必要がある。しかしながら、上記従来の方式においては、駆動ギヤ56と非駆動ギヤ52の接触あるいは離間する動作の範囲でしか動力伝達を行うことができないため、現像ローラが十分に回転しない状態で感光体に当接あるいは離間してしまう恐れがあるという問題を有している。
【0007】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、現像ローラの回転当離接を確実に行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、回転体に装着された複数の現像器により多色現像を行う画像形成装置において、各現像器の現像ローラ軸に固定された被係合部材と、該被係合部材に離接可能に配設された係合部材と、該係合部材を回転させる現像ローラ駆動手段と、前記現像ローラ駆動手段がはすば歯車からなるサンギヤであり、前記各係合部材の外周には前記現像ローラ駆動手段のサンギヤと噛合するはすば歯車が形成され、前記係合部材は前記現像ローラ駆動手段と噛合状態を保持しつつ前記現像位置前後において前記係合部材を被係合部材側に押圧する押圧部材とを備え、前記押圧部材は固定された支持プレートに揺動自在に取り付けられ係合部材を押圧するスプリングが設けられることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記係合部材には複数の係合ブレードが形成され、被係合部材には前記係合ブレードが係合される複数の係合溝が形成されていることを特徴とする。
以上
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明が適用される画像形成装置の1例を示す全体構成図である。なお、この画像形成装置は、4色のトナーによりフルカラー画像を形成することができるカラー電子写真プリンタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真法を用いる全てのカラー画像形成装置に適用可能である。
【0010】
画像形成装置1のケース本体2内には、潜像担持体である感光体3が配設されている。感光体3は、ベルト状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有し、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。この感光体3の周囲には、その回転方向に沿って、感光体3を一様に帯電するための帯電装置4、感光体3上に静電潜像を形成するための露光装置5、静電潜像を現像するためのロータリー現像装置6、感光体1上に形成された単色のトナー像を転写するための中間転写ドラム7および感光体クリーナ8が配設され、また中間転写ドラム7の周囲には、中間転写ドラム7に形成された4色フルカラー像を記録媒体(紙等)上に転写するための二次転写ローラ9、記録媒体上に転写されたトナー像を定着するための定着装置10および転写ドラムクリーナ11が配設されている。なお、12は記録媒体を収納する給紙トレイ、13は記録媒体搬送路である。
【0011】
ロータリー現像装置6は、イエロー用現像器6Y、シアン用現像器6C、マゼンタ用現像器6Mおよびブラック用現像器6Kが回転可能に構成されており、これらの現像器6Y、6C、6M、6Kは、感光体3の1回転毎に選択的に一つの現像器の現像ローラのみが感光体3に当接可能にされている。なお、各現像器にはそれぞれのトナーが収納されたトナーカートリッジ14が接続され、トナーの補給を行うようにしている。
【0012】
上記構成からなる画像形成装置の作用について説明する。図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、感光体3、現像装置6の現像ローラおよび中間転写ドラム7が回転駆動し、先ず、感光体3の外周面が帯電装置4によって一様に帯電され、一様に帯電された感光体3の外周面に、露光装置5によって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【0013】
感光体3上に形成された潜像位置には、イエロー用現像器6Yが回動してその現像ローラが接触し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が感光体3上に形成され、次に、感光体3上に形成されたトナー像は中間転写ドラム7上に転写される。このとき、二次転写ローラ9は中間転写ドラム7から離間されている。感光体3上に残留しているトナーは感光体クリーナ8によって除去された後、感光体3の表面は除電手段8Aにより除電される。
【0014】
上記の処理が画像形成信号の第2色目、第3色目、第4色目に対応して、感光体3と中間転写ドラム7の1回転による潜像形成、現像、転写が繰り返され、画像形成信号の内容に応じた4色のトナー像が中間転写ドラム7上において重ねられて転写される。そして、このフルカラー画像が二次転写ローラ9に達するタイミングで、記録媒体(転写紙)が搬送路13から二次転写ローラ9に供給され、このとき、二次転写ローラ9が中間転写ドラム7に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ドラム7上のフルカラートナー像が記録媒体上に転写される。そして、この記録媒体上に転写されたトナー像は定着装置10により加熱加圧され定着される。中間転写ドラム7上に残留しているトナーは転写ドラムクリーナ11によって除去される。
【0015】
図2〜図6は、本発明の画像形成装置の1実施形態を示し、図2は、図1のロータリー現像装置6の斜視図、図3は、図2の要部を示す拡大斜視図、図4は図3の断面図、図5は図3のカップリング機構31の分解斜視図、図6は図4のB方向から見た要部平面図である。なお、各図面間で同一の構成については同一番号を付けて説明を省略する場合がある。
【0016】
図2において、ロータリー現像装置6はハウジングからなる回転体15を有し、回転体15の両側面には回転軸16が設けられ、回転軸16は前後の支持プレート17に回転自在に装着されている。回転体15内にはその外周に沿って4組の現像ローラ19と規制ブレード20が配設されている。現像ローラ19は現像剤であるトナーを搬送する手段であり、規制ブレード20は現像ローラ19に圧接して薄いトナー層を形成する手段である。回転体15の一方の側には4つのトナー補給部21が装着され、これらトナー補給部21は、それぞれトナー補給管22により各トナーカートリッジ14(図1)に接続されている。
【0017】
図3および図4において、回転体15のトナー補給部21と反対側には被駆動ギヤ23が設けられ、被駆動ギヤ23は伝達ギヤ24、駆動ギヤ25を介して支持プレート17に固定された回転体駆動用モータ26に連結されている。支持プレート17に支持された回転軸16には、はすば歯車からなる駆動ギヤ(サンギヤ)27が回転自在に装着され、駆動ギヤ27は伝達ギヤ29を介して現像ローラ駆動用モータ30に連結されている。一方、4本の現像ローラ19の駆動ギヤ27側には、現像ローラ軸19aにカップリング機構31が装着されている。本発明においては、現像ローラ駆動用モータ30、伝達ギヤ29および駆動ギヤ27を総称して現像ローラ駆動手段という。
【0018】
カップリング機構31は、現像ローラ軸19aに固定された被係合部材32と、現像ローラ軸19aに摺動自在に配設された係合部材34とからなり、被係合部材32と係合部材34間にはスプリング33が設けられている。係合部材34には複数の係合ブレード35が設けられ、被係合部材32には、前記複数のブレード35が係合される複数の係合溝36が形成されている。係合部材34の外周には、はすば歯車が形成され前記駆動ギヤ27のはすば歯車に噛合されている。また、係合部材34の外側端には円錐台形状の押圧面37が形成されている。
【0019】
図5に示すように、係合部材34の係合ブレード35は、底面35aから軸方向に延びる係合面35bと、係合面35bの先端エッジ35cから円弧状に底面35aに延びる摺動面35dを備えている。一方、被係合部材32の係合溝36は、頂面36aから軸方向に延びる係合面36bと、係合面35bの底部から円弧状に頂面36aに延びる摺動面36dを備え、4つの係合溝36が係合面36bの先端エッジ36cを介して連続して形成されている。この構成により、係合部材34が図示X方向に回転しながらY方向に押圧されると、係合ブレード35の摺動面35dが係合溝36の摺動面36d上を滑りながら挿入されていき、係合面35bと係合面36bが係合され、係合部材34の回転が被係合部材32に伝達されることになる。
【0020】
支持プレート17には、カップリング機構31の係合部材34の回転軌跡に対向する位置に、カップリング駆動機構39が取り付けられている。カップリング駆動機構39は、支持プレート17に固定される支持フレーム40と、支持フレーム40に軸41により揺動自在に支持される押圧部材42と備え、押圧部材42のカップリング機構31側に押圧片43が設けられ、押圧部材42の他端はスプリング44を介して支持フレーム40に固定されている。この構成により、押圧部材42の押圧片43は、常時、係合部材34側に付勢されている。
【0021】
図6に示すように、押圧部材42に設けられた押圧片43は円弧状の幅を持つように形成されており、その幅は、回転体15の中心Cと現像位置を結ぶ線Pに対して角度α、βを有している。この構成により、現像位置の線Pに対して角度αだけ前の位置で係合部材34と被係合部材32が係合して現像ローラ19を回転させた状態で感光体に当接させ、現像終了時は、角度βの位置まで現像ローラ19を回転させた状態で感光体から離間させることができる。
【0022】
上記構成からなる本発明の画像形成装置の作用について説明する。現像サイクルが終了すると回転体駆動用モータ26により回転体15が回動し、各現像器の現像ローラ19のいずれもが感光体3に当接しない退避位置に待機されている。
【0023】
感光体3上に静電潜像が形成され、現像サイクルに入ると、所定のタイミングで回転体駆動用モータ26および現像ローラ駆動用モータ30が駆動される。各現像ローラ19の係合部材34は、回転体15の回転により駆動ギヤ27の周りを公転するともに、自らは駆動ギヤ27により自転するが、このとき図4の矢印Aに示すように、係合部材34はスプリング33により外側に押されて、係合ブレード35は係合溝36から退避されている。従って、この状態では、係合部材34の回転が被係合部材32を介して現像ローラ19に伝達されることはない。
【0024】
現像に関与する現像ローラ19の係合部材34が、カップリング駆動機構39の押圧片43の位置に回動してくると、押圧片43が係合部材34の押圧面47を押圧し、これにより係合部材34はスプリング33に抗して被係合部材32側に押圧され、その結果、係合ブレード35が係合溝36内に入り込み両者が係合された状態で回転体15は現像位置で停止する。このとき、図6で説明したように、回転体15が現像位置で停止する直前からカップリング機構31が係合するため、現像ローラ19を回転させることができる。そして、係合部材34の回転が現像ローラ19に伝達され、感光体3上の静電潜像が現像される。現像が終了すると、回転体15が回動するが、直後はカップリング機構31が係合しているため、現像ローラ19が停止することなく感光体から離間させることができ、現像ローラの回転当離接を確実に行うことができる。
【0025】
ところで、係合ブレード35と係合溝36のカップリングが繰り返し行われる過程で、僅かの確率で両者の先端エッジ35cと36cが衝突してしまい、その結果、係合ブレード35または押圧片43が破損してしまうという問題が有る。これを解決するために、カップリング駆動機構39において押圧片43を退避方向に付勢するスプリング44を設け、エッジ当たりが生じた場合に押圧片43を退避させるようにしている。また、駆動ギヤ27と係合部材34の外周をはすば歯車で噛合させることにより、軸方向の推力によりエッジ当たりが生じた場合に係合部材34を押圧片43の方向に逃げ易くしている。
【0026】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、回転体が現像位置で停止する直前から現像ローラを回転させることができ、また、現像終了後に現像ローラを停止させることなく回転体を感光体から離間させることができ、現像ローラの回転当離接を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される画像形成装置の1例を示す全体構成図である。
【図2】本発明の画像形成装置の1実施形態を示し、図1のロータリー現像装置の斜視図である。
【図3】図2の要部を示す拡大斜視図である。
【図4】図3の断面図である。
【図5】図3のカップリング機構の分解斜視図である。
【図6】図4のB方向から見た要部平面図である。
【図7】図7(A)は、従来のロータリー現像装置を示す要部斜視図、図7(B)は図7(A)のB−B線に沿う断面図である。
【符号の説明】
6…ロータリー現像装置
15…回転体
19…現像ローラ
19a…現像ローラ軸
27…サンギヤ(現像ローラ駆動手段)
32…被係合部材
34…係合部材
35…係合ブレード
36…係合溝
42…押圧部材
44…スプリング
Claims (2)
- 回転体に装着された複数の現像器により多色現像を行う画像形成装置において、各現像器の現像ローラ軸に固定された被係合部材と、該被係合部材に離接可能に配設された係合部材と、該係合部材を回転させる現像ローラ駆動手段と、前記現像ローラ駆動手段がはすば歯車からなるサンギヤであり、前記各係合部材の外周には前記現像ローラ駆動手段のサンギヤと噛合するはすば歯車が形成され、前記係合部材は前記現像ローラ駆動手段と噛合状態を保持しつつ前記現像位置前後において前記係合部材を被係合部材側に押圧する押圧部材とを備え、前記押圧部材は固定された支持プレートに揺動自在に取り付けられ係合部材を押圧するスプリングが設けられることを特徴とする画像形成装置。
- 前記係合部材には複数の係合ブレードが形成され、被係合部材には前記係合ブレードが係合される複数の係合溝が形成されていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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