JP2001281950A

JP2001281950A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001281950A
Application number: JP2000090572A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Irie; 洋一郎入江
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-10
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP3674677B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電極接点構造を簡素化し、安定した現像バイア
スを印加させる。【解決手段】回転体１５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１９の軸に固定された被係合部材３２と、該被
係合部材に離接可能に配設された係合部材３４と、該係
合部材を回転させる現像ローラ駆動手段２７と、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
給電部材４３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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５
６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】しかしながら、上記従
来の方式においては、画像形成装置本体と回転体５０と
の間の電極接点６２、６３の他に、図示されてはいない
が、回転体５０側の電極接点６２と現像ローラとの間に
も電極接点があり、２箇所の可動部電極接点の存在のた
め、電気的導通の不安定さによる画像の乱れや、スパー
クに伴う放射ノイズの増大、ノイズによるＣＰＵの誤動
作の恐れ等が発生するという問題を有している。

【０００７】また、現像バイアスは、現像ローラが感光
体と当接されている間は印加する必要があるが、高電圧
がかかった状態での電極接点開閉の回避（ノイズ対策）
のため、接点が閉じてから高電圧印加を行う必要があ
る。そのため、給電用プレート６３は現像ポジション位
置を中心にかなり大きなものになるという問題や、電流
値増大による高圧電源大容量化を回避するために、現像
バイアスは、回転体内の全ての現像ローラに対してでは
なく、所望の１色分の現像ローラに対してのみ印加する
必要があり、その結果、給電用ブラシが４セット必要に
なるという問題を有している。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、電極接点構造を簡素化し、安定した現像バイ
アスを印加させる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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の画像形成装置は、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、現像位置前後において前記係合部材を被係合部材側
に押圧する給電部材とを備えたことを特徴とし、請求項
２記載の発明は、請求項１において、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
ことを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１また
は２において、前記現像ローラ駆動手段は、各係合部材
の外周に形成されたギヤに噛合されるサンギヤであるこ
とを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれかにおいて、前記給電部材は、スプリングに
より係合部材を押圧することを特徴とする。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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１
４が接続され、トナーの補給を行うようにしている。

【００１３】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。

【００１４】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８
Ａにより除電される。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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に導電性のカップリング機構
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２９を
総称して現像ローラ駆動手段という。

【００１９】カップリング機構３１は、現像ローラ軸１
９ａに固定された被係合部材３２と、現像ローラ軸１９
ａ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３
５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。

【００２０】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３
５ｂ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３
６ｄ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、また、給電部材４３、係合部材３
４、被係合部材３２を介して現像バイアスが現像ローラ
１９に印加されることになる。

【００２１】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給電部材支持体４２と備え、給電部
材支持体４２のカップリング機構３１側に給電部材４３
が設けられ、給電部材支持体４２の他端はスプリング４
４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、給電部材４３は、常時、係合部材３４側に付
勢されている。そして、給電部材４３は現像バイアス電
源４５に接続されている。

【００２２】図６に示すように、給電部材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１
５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１
９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。このようにカップリング部接点が閉じている時間
（距離）を比較的長く設定できるため、その間に高圧電
源側で半導体スイッチによる高圧スイッチング化が可能
となり、高電圧がかかった状態でのカップリング部電極
接点開閉を回避することができる。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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の給電部材４３の位
置に回動してくると、給電部材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、また、電
極接点が閉じた後に現像バイアスを印加することが可能
になる。そして、係合部材３４の回転が現像ローラ１９
に伝達されるとともに、給電部材４３を介して現像バイ
アスが印加され、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１
９が停止することなく感光体から離間させることがで
き、また、現像バイアスをオフした後に電極接点の離間
を行うことができる。

【００２６】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または給電部材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において給電部材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
生じた場合に給電部材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を給電部材４３の
方向に逃げ易くしている。

【００２７】

【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、可動部の電極接点が給電部材とカップリング
機構との接点１箇所だけであるため、ノイズ発生のレベ
ルを大幅に緩和することができ、また、従来のレール状
電極や複数の給電ブラシが不要となり、電極接点構造を
簡素化することができ、安定した現像バイアスを印加さ
せることができる。

【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４３…給電部材４４…スプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、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給電部材とを備えたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】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。
【請求項３】前記現像ローラ駆動手段は、各係合部材の
外周に形成されたギヤに噛合されるサンギヤであること
を特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記給電部材は、スプリングにより係合部
材を押圧することを特徴とする請求項１ないし３のいず
れかに記載の画像形成装置。