JPH05241418A

JPH05241418A - 回転型現像装置

Info

Publication number: JPH05241418A
Application number: JP4041082A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kimura; 則幸木村; Minoru Suzuki; 稔鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-09-21
Also published as: DE4306039C2; DE4306039A1; US5325151A

Abstract

(57)【要約】【目的】回転型現像装置における回転体の位置決め・
固定を、簡単かつ単純な構成にして、高精度・確実に行
えるようにすること。【構成】回転軸２１を中心に回転自在な回転体２０を
設け、回転軸２１周りに粉体現像剤を収容して潜像担持
体に対する剤搬送部材２２_Y，２２_M，２２_C を備えた複
数の現像器を回転体２０に取付け、駆動源４６によりこ
の回転体２０を回動させて任意の現像器を潜像担持体に
対向する現像位置に変位させて現像を行うようにした回
転型現像装置において、駆動源４６から回転体２０に対
する駆動伝達経路中に回転体２０側から駆動源４６側へ
の駆動力の伝達を阻止する一方向伝達機構４９を設け、
外力、振動などにより回転体２０が回転又は振動しよう
としても一方向伝達機構４９により駆動源４６側に対す
る伝達を阻止することで、駆動源４６を停止させておく
だけで、回転体２０の動きを規制できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ，フ
ァクシミリ等の画像形成装置における回転型現像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、色分解光像の露光により潜像担持
体（感光体）上に形成された各潜像を各々色分解光の補
色のトナーで現像し、得られた複数のトナー像を同一転
写紙上に重ね合わせて転写する方式のフルカラー複写機
等の画像形成装置や、異なる色で再現すべき画像を別々
に潜像担持体上に露光して異なる色の現像剤で現像し、
得られた複数のトナー像を同一転写紙に重ね合わせて転
写する多色画像形成装置等が知られている。これらの画
像形成装置では、複数の現像ユニットを必要とするが、
各現像ユニットを各々別個独立に構成して潜像担持体の
周辺に並設すると装置が大型化してしまう。

【０００３】そこで、潜像担持体に近接するように回転
体（円筒状ケーシング）を対向配置させるとともに、こ
の回転体内に複数の現像ユニットを所定の位置に支持
し、各現像ユニットを現像域に順次回動搬送させること
により、潜像担持体上の潜像を各色トナーにて現像する
ようにした回転型（リボルバー型、又は、ロータリ型と
も称されている）現像装置が開発されている。

【０００４】このような回転型現像装置においては、現
像時に各現像ユニットに設けられた現像剤搬送部材（現
像ローラ）を潜像担持体に対向する現像域の所定箇所に
位置決め・固定する必要がある。ユニットの位置決め・
固定方法としては、例えば、特開昭６１−３１６２号公
報、特開昭６３−７８１７５号公報等に示されるよう
に、回転体の外周部に凹溝状の切欠きを設け、回転体外
部に設けられたピン又はコロ状のストッパをこの切欠き
に係合させるようにしたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者において
は、回転体の慣性回転を吸収するスプリングの伸び方
向、後者においては、現像ユニットの色交換時の回転方
向に対しての位置規制力が弱いので、これらの方向に外
力、或いは振動が加わると、回転体が所定位置に対して
回転したり、振動してしまう不具合がある。また、前者
においては、現像ユニットの色交換開始以前に前記スト
ッパの規制を解除するソレノイド等の機構及び部品、動
作制御が必要であり、装置の複雑化、ひいては装置の高
価化を招くことになる。

【０００６】他の位置決め・固定方法として、例えば特
開昭６１−６５２７６号公報等に記載されているよう
に、回転体の側面に設けられた位置決め・固定用の小孔
に直角方向に移動可能なピンを差し込むことによって回
転体を固定するようにしたものもある。しかし、この方
法においては、位置決めに際しピンと小孔の位置精度を
高くする必要がある。また、前述した特開昭６１−３１
６２号公報と同様にピンを移動させるソレノイドやその
他の部品が必要になる上、回転体と一体的に回転する小
孔にピンを差し込むという機構上、極めて複雑な回転体
の回転制御が必要である。

【０００７】このような公報記載例の他にも回転体の回
転駆動を単独の駆動源、例えば、ステッピングモータ
（パルスモータ）で行い、回転体の位置決め、固定をモ
ータ自体の持つ位置制御、保持力により行うものや、や
はり単独モータにブレーキ手段を設け、回転体の位置保
持を行う方法も考えられるが、何れも回転体の位置保持
時に常に電流を流し続けなければならない上、充分な保
持力を確保するために大型のモータを必要とするなど、
発熱や多大な電力消費、さらには装置のコストアップに
つながる。

【０００８】結局、従来方式によると、回転型現像装置
における回転体の位置決め・固定手段、方式がまだ不十
分であり、簡単かつ単純な構成にして、高精度・確実な
機構が要望される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、回転軸を中心に回転自在な回転体を設け、前記回転
軸周りに粉体現像剤を収容して潜像担持体に対する剤搬
送部材を備えた複数の現像器を前記回転体に取付け、駆
動源によりこの回転体を回動させて任意の前記現像器を
前記潜像担持体に対向する現像位置に変位させて現像を
行うようにした回転型現像装置において、前記駆動源か
ら前記回転体に対する駆動伝達経路中に前記回転体側か
ら前記駆動源側への駆動力の伝達を阻止する一方向伝達
機構を設けた。

【００１０】この際、請求項２記載の発明では、ウォー
ムとこのウォームに噛合するウォームホイールとを駆動
側から順に設けた一方向伝達機構とした。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明によれば、複数の現像器を
取付けた回転体を回転させるための駆動伝達経路中に、
回転体側から駆動源側に対する駆動力の伝達を阻止する
一方向伝達機構を設けたので、外力、振動などにより回
転体が回転又は振動しようとしても一方向伝達機構によ
り駆動源側に対する伝達が阻止される。よって、駆動源
を停止させておくだけで、回転体の動きが規制される。
よって、複雑な駆動・位置決め機構や部品、制御系を用
いることなく、回転体の回転軸周りの回動変位を規制し
て、潜像担持体に対する位置決め・保持が確保される。
特に、請求項２記載の発明によれば、回転体に対する回
動駆動力がウォーム→ウォームホイールを介して伝達さ
れるので、駆動源側の出力の回転数に対して回転体の回
転数を大きな減速比で減速し得るものとなり、よって、
駆動源自体は高回転の高効率域で使用でき、その小型化
を図れる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、図２に本発明が適用される回転型現像装置を
備えたフルカラー複写機の一例を示す。図２に示す複写
機において、原稿は左右方向に移動する原稿台１に載置
され、一定の位置で照明ランプ２によりスリット露光さ
れる。原稿からの反射光はロッドレンズアレイ３を介し
てベルト状の感光体（潜像担持体）４上に結像される。
この時、副走査駆動機構（図示せず）により原稿台１と
感光体４とを同期して移動させることにより原稿露光走
査が行なわれ、帯電器５ａにより一様帯電された感光体
４上に静電潜像が形成される。感光体４の周囲に沿っ
て、図中矢印Ａで示す回転方向の順に露光位置に続いて
後述する回転型現像装置５、転写ローラ６、クリーニン
グ装置７、除電ランプ８等が設けられている。露光々路
には、光の３原色である青、緑、赤の３色のフィルタ８
が交換自在に介在され、これらの各色フィルタ８を通し
て形成された潜像は各々、現像装置５中のイエロー、マ
ゼンタ、シアンの現像ユニット（現像器）９_Y，９_M，９
_C で現像される。

【００１３】転写部には、転写ローラ６を取り巻くよう
に転写搬送ベルト１０が懸架されている。給紙台１１よ
り給紙ローラ１２、レジストローラ１３を経て、転写紙
１４が転写搬送ベルト１０上に給紙され吸着されて、図
中、左右水平方向に直線往復移動することにより、３色
のトナー像は同一の転写紙１４上に重ね合わせて転写さ
れる。３色の転写完了後に転写紙１４は除電チャージャ
１５によりベルト１０とともに除電されてベルト１０か
ら分離され、定着装置１６により定着されてフルカラー
コピーが完成する。

【００１４】ついで、現像装置５の構成・作用について
図３により詳細に説明する。本実施例の現像装置５にお
いては、回転体としての中空円筒状のケーシング２０
が、回転軸２１を中心に回転自在に設けられている。こ
のケーシング２０は、後述するような駆動伝達機構によ
り矢印Ｂ方向に回動される。また、前記ケーシング２０
の内部側には回転軸２１から放射状に延出する３枚の仕
切板２１ａが設けられており、各仕切板２１ａで仕切ら
れる各色現像ユニット９_Y，９_M，９_C が形成されてい
る。

【００１５】図２に示す例では、１つの現像ユニット９
_Y が現像位置にある。各現像ユニット９_Y，９_M，９_C に
は、剤搬送部材としての円筒状の現像ローラ２２_Y，２
２_M，２２_C が設けられている。これらの各現像ローラ
２２_Y，２２_M，２２_C は、前記ケーシング２０外周面に
設けられた各開口部からその一部が外部に露出するよう
に配置され、後述する駆動伝達機構により、図中矢印Ｃ
方向に回転する。

【００１６】ここに、本実施例の現像ユニット９_Y，
９_M，９_C は、非磁性１成分現像剤を用いた現像装置
で、各ユニット９_Y，９_M，９_C には、イエロー、マゼン
タ及びシアントナーが収納され、回転軸２１を中心に選
択的に現像位置に回動して、順次感光体４上に形成され
た静電潜像を現像し、各現像像を同一転写紙１４上に重
ね合わせることにより、フルカラー画像を形成するもの
である。

【００１７】図中２３は、例えば発泡ポリウレタン等の
弾性材からなる円筒状の供給ローラで、現像ローラ２２
に圧接しながら、後述する駆動伝達機構により矢印Ｄ方
向に回転して、その摺動によりトナーを帯電させるとと
もに、現像ローラ２２上にトナーを供給する。また、図
中２４は、現像ローラ２２の回転方向に対し前記ローラ
２３より下流側に設けられた例えばウレタンゴム等から
なる弾性体ブレードで、現像ローラ２２にその一端が圧
接され現像ローラ２２上のトナー層厚を規制している。
また、図中２５は駆動機構（図示せず）により適時回転
される攪拌装置としてのアジテータである。

【００１８】次に、図４ないし図６を参照して現像装置
５の駆動機構について説明する。図４及び図５に示すよ
うに、現像装置５の回転軸２１と同軸に、この回転軸２
１及び前記ケーシング２０の側板２０ａに対して、回転
自在な太陽歯車２７が設けられている。前記側板２０ａ
には固定軸２８が各現像ユニット９_Y，９_M，９_C に対応
して設けられている。また、前記太陽歯車２７に対し遊
星歯車として噛合するアイドラ歯車２９が前記固定軸２
８に対して回転自在に設けられている。また、前記現像
ローラ２２の軸上には歯車３０が設けられ、前記供給ロ
ーラ２３の軸上にも歯車３１が設けられ、これらの歯車
３０，３１に噛合するクラッチ歯車３２が前記固定軸２
８に対して回転自在に設けられている。

【００１９】また、前記太陽歯車２７には小径の歯車３
３が一体形成され、歯車３４と噛合している。この歯車
３４が装置本体に設けられた駆動源（図示せず）により
回動されることにより、現像動作中は常に太陽歯車２
７、アイドラ歯車２９が一定回転している。また、前記
アイドラ歯車２９にはラチェット状の凸部（又は凹部）
を周面に持つ胴部３５が一体的に形成されているととも
に、前記クラッチ歯車３２にはピン３６が設けられてい
る。このピン３６には揺動爪３７がピン３６により揺動
自在に設けられている。この揺動爪３７には例えばねじ
りコイルバネ等の付勢手段（図示せず）により、図中矢
印Ｆ方向に付勢力が与えられている。

【００２０】また、このような現像装置５を覆う一部開
口３９ａを有する円筒状のカバー３９の内側で前記揺動
爪３７に対応する位置には、突起３９ｂがカバー３９の
周方向に沿って設けられている。

【００２１】これにより、各現像ユニット９_Y，９_M，９
_C が現像位置以外の場所（非現像位置）にあるときは、
突起３９ｂにより揺動爪３７はその後端部が抑制され、
図６(ａ)に示すように、先端凸部がアイドラ歯車２９の
胴部３５から離れた状態に保持される。この状態では、
クラッチ歯車３２には駆動力が伝達されず、従って非現
像位置では現像ローラ２２及び供給ローラ２３は回動さ
れない。しかし、前述したように現像位置においてはカ
バー３９は開口３９ａを有しているので、現像装置５の
回動により各現像ユニット９_Y，９_M，９_C が現像位置
（又はその近傍）に達すると、揺動爪３７は突起３９ｂ
から解放され、ピン３６を中心に矢印Ｆ方向に回転す
る。これにより、図６(ｂ)に示すように、その先端がア
イドラ歯車２９の胴部３５に設けられた凸部と係合し、
アイドラ歯車２９とともに図中矢印Ｅ方向に回転する。
これにより、現像位置においては、現像ローラ２２及び
供給ローラ２３に回転が与えられ、感光体４上に形成さ
れた静電潜像の現像が可能となる。

【００２２】なお、このような一連の作像動作を終えた
ところで、画像形成装置本体側の現像駆動を停止し、全
ての現像ユニット９_Y，９_M，９_C が停止状態になる。

【００２３】なお、クラッチ機構としては図７ないし図
９に示すように構成してもよい。即ち、前記太陽歯車２
７に噛合させたアイドラ歯車２９と、現像ローラ２２用
の歯車３０及び供給ローラ２３用の歯車３１に噛合させ
た歯車３２とを、各々対向した円筒状の胴部を持つもの
とし、この胴部間にねじりコイルスプリング４０を取付
けたいわゆるスプリングクラッチ構造としたものであ
る。前記コイルスプリング４０の一端にはアーム４０ａ
が形成されており、前記実施例の場合と同様に非現像時
にはこのアーム４０ａが現像装置５を覆うカバー３９の
突起３９ｂによりその回動を抑制される。この抑制力は
コイルスプリング４０の緩み方向に働き、アイドラ歯車
２９が空転し、非現像時には現像ローラ２２、供給ロー
ラ２３に駆動力は伝達されない。

【００２４】一方、現像装置５の回動により、各現像ユ
ニット９_Y，９_M，９_C が現像位置に達すると、コイルス
プリング４０のアーム４０ａがカバー３９の突起３９ｂ
から解放され、アイドラ歯車２９の回転が歯車３２に伝
えられ、現像位置で現像ローラ２２、供給ローラ２３が
回転される。

【００２５】このように、一方向にのみ駆動力を伝達す
るメカニカルクラッチ構造を有するので、例えば太陽歯
車２７等に通常と逆向きの力が加わっても、現像ローラ
２２には力の伝達は行われず、現像ローラ２２の逆転に
よるトナー飛散や、現像ユニットの損傷等の不具合を防
止している。なお、駆動の断続を行うクラッチは、これ
らの図示例に限られない。

【００２６】また、これらの図示例ではクラッチに対し
て駆動の断続を規制する規制部材を突起３９ｂとし、ユ
ニットのカバー３９と一体で形成した例についてのみ説
明したが、このような規制部材は例えばその構成上、画
像形成装置本体側板に設けられたり、その他これも限定
されるものではない。さらに、クラッチ機構は現像ロー
ラ２２の軸、供給ローラ２３の軸等に直接設けることも
可能である。

【００２７】また、これらの実施例によれば、駆動の断
続にはクラッチ機構を用い、相対する歯車（ギア）は常
に一定の噛合を保ったままであるので、現像ユニットの
切り替え時における不正噛合や、振動、騒音の発生、さ
らには歯車の破損等の問題を防止できる。また、所定の
現像位置（及び、その極近傍）のみで現像ローラ２２の
駆動を行うので、非現像位置におけるトナー飛散の防止
ができる。さらに、常に単一ユニットのみの駆動を行う
ので、余剰な駆動トルクを必要とせず、かつ、非現像位
置における現像ユニットに負荷を与えないので、ユニッ
トの寿命を延ばすこともできる。

【００２８】また、駆動の断続にはメカニカルクラッチ
を用い、簡単な構成で信頼性の高い駆動機構を現像装置
側に持たせたので、現像装置を殆ど大型化せずに画像形
成装置本体側の駆動機構を簡略化、小型化できる。ま
た、電磁クラッチやソレノイド等の電気部品を使用して
いないので、ノイズに強く、安価な駆動機構を提供でき
る。

【００２９】さらに、これらの実施例で用いたようなメ
カニカルクラッチは一定方向のみの駆動伝達を行うの
で、例えば駆動モータ異常や、外的な力によって太陽歯
車２７等に逆向きの回転力が加わっても感光体４には力
の伝達は行われず、現像ローラ２２の逆転によるトナー
の飛散や、現像ユニットの損傷等の不具合を生じること
がない。現像ユニット（現像ローラ）駆動は、作像動作
中（プリントスタート〜終了）常に一定で、現像切り替
え時の動作制御が不要である。また、現像ローラ駆動の
立上り、立下げに要する時間が不要になり、作像動作の
高速化を図れる等の効果がある。

【００３０】しかして、本実施例の要旨について、図
１、図１０及び図１１により説明する。まず、回転体と
して機能するケーシング２０（側板２０ａ）の外周部に
は歯車４２が全周に設けられている（図５参照）。ま
た、この歯車４２に噛合するように、駆動歯車４３が軸
４４に一体的に回転するようにして、軸受（図示せず）
により画像形成装置本体に回転自在に取付けられてい
る。さらに、ウォームホイール４５が、この軸４４と一
体的に回転するように取付けられる。また、現像装置回
転駆動用の駆動源としてステッピングモータ（パルスモ
ータ）４６が設けられ、そのモータ軸４７上にはウォー
ム４８がモータ軸４７と一体的に回転するように設けら
れるとともに、ウォーム４８が前記ウォームホイール４
５に噛合するように配設されている。これらのウォーム
４８とウォームホイール４５とにより駆動伝達経路中に
おける一方向伝達機構４９が構成されている。ここに、
本実施例では、ウォーム４８として１条、進み角約３゜
のものを使用し、ウォームホイール４５として歯数３０
枚のものを用いた。また、側板２０ａの外周歯車４２は
歯数１２０枚、駆動歯車４３は歯数２０枚の各々ネジレ
角２０゜のハスバ歯車を使用した。また、歯車の軸間距
離、歯形精度を管理することにより、歯車間のバックラ
ッシを小さく抑えるようにしている。

【００３１】本実施例においては、前述したように回転
体を３つの現像ユニット９_Y，９_M，９_C に区切り、各々
の現像ユニット９_Y，９_M，９_C に現像ローラ２２を配設
している。即ち、現像色の切り替え時には、現像装置５
を通常１２０゜回動させ、現像ローラ２２が感光体４に
対向した所定の現像位置に達した所で現像装置５の回動
を停止し、位置保持を行うことになる。よって、本実施
例の場合、前述の現像装置駆動から分かるように、次色
への色切り替え時には外周歯車４２を４０枚分、即ち、
現像装置回転駆動用のステッピングモータ４６を所定時
間内に６０回転させることになる。

【００３２】ステッピングモータ４６が所定の回転数
（パルス数）だけ回転したところで、このモータ４６を
停止させるが、この時、前述のクラッチ機構により現像
ローラ２２には駆動力が加わっている。この駆動力によ
り、図４に示した歯車３３と歯車３４の間には、図中矢
印Ｇ方向へ現像装置５を回転させようとする回転力が働
く。ところが、本実施例においては、上述のごとく現像
装置回転駆動用のステッピングモータ４６からの駆動伝
達経路中にウォーム４８とウォームホイール４５が介在
されているので、その進み角とネジレ角の関係から、現
像装置５側からの回転力がモータ４６側には伝達されな
い。即ち、モータ４６の回転を停止させておくだけで、
現像装置５の回転軸２１周りの回転は規制され、現像装
置５の位置決め・保持がなされている。さらに、ウォー
ム４８、ウォームホイール４５を用いることで、モータ
４６出力軸の回転数に対し、回転体（ケーシング２０）
の回転数を大きな減速比で減速できるため、モータ自体
を高回転の高効率域で使用しており、モータ自体を小型
化できる上、モータに他の減速器を用いる必要もない。

【００３３】また、現像装置５の回転、停止の際に、現
像装置５自体の慣性力によるイナーシャが働くが、これ
も前述した構成により吸収され、円滑、かつ、正確な位
置決め、保持がなされる。さらに、本実施例のようにス
テッピングモータ４６を用いることで、回転時の回転速
度制御を容易に行うことができ、より円滑な回転体の回
動動作が行える。

【００３４】ところで、図１１にステッピングモータ４
６の回転速度制御の一例を示す。回転開始直後、及び
に、停止直前に各々スローアップ（増速）、スローダウ
ン（減速）域を設け、これにより、回転体の回転、停止
時における慣性力の作用を小さく抑えている。

【００３５】図１２は変形例を示し、現像装置５の回転
軸２１上にこの回転軸２１と一体的に回転するウォーム
ホイール４５を配設し、モータ４６の軸４７上に一体的
に取付けられたウォーム４８と直接噛合させたものであ
る。これにより、歯車間のバックラッシを極めて小さく
できるため、一層正確な位置決め・保持がなされ、現像
ローラ２２駆動時に発生する現像装置の微小な振動も防
止できる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複数の現
像器が取付けられた回転体を回動させる駆動源からの駆
動伝達経路内に、駆動源側からの回転駆動は伝達する
が、回転体側から駆動源方向には力の伝達を阻止する一
方向伝達機構を介在させたので、外力、振動などにより
回転体が回転又は振動しようとしても一方向伝達機構に
より駆動源側に対する伝達が阻止されるものとなり、よ
って、駆動源を停止させておくだけで、回転体の動きを
規制でき、複雑な駆動・位置決め機構や部品、制御系を
用いることなく、回転体の回転軸周りの回動変位を規制
して、潜像担持体に対する位置決め・保持を確保でき
る。特に、請求項２記載の発明によれば、回転体に対す
る回動駆動力をウォーム→ウォームホイールを介して伝
達させる一方向伝達機構としたので、駆動源側の出力の
回転数に対して回転体の回転数を大きな減速比で減速さ
せることができ、よって、駆動源自体を高回転の高効率
域で使用でき、その小型化を図れるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す駆動伝達系の概略正面
図である。

【図２】フルカラー複写機全体構成を示す概略正面図で
ある。

【図３】その現像装置部分を拡大して示す概略正面図で
ある。

【図４】現像装置に体する駆動伝達系を示す概略正面図
である。

【図５】その一部の断面構造図である。

【図６】駆動伝達の断続動作を示す概略正面図である。

【図７】クラッチ機構の変形例を示す側面図である。

【図８】その駆動伝達の断続動作を示す概略正面図であ
る。

【図９】コイルスプリングの構成図である。

【図１０】回転体駆動系を示す概略斜視図である。

【図１１】ステッピングモータの回転速度制御を示す特
性図である。

【図１２】回転体駆動系の変形例を示す概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

４潜像担持体９_Y，９_M，９_C 現像器２０回転体２１回転軸２２剤搬送部材４５ウォームホイール４６駆動源４８ウォーム４９一方向伝達機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸を中心に回転自在な回転体を設
け、前記回転軸周りに粉体現像剤を収容して潜像担持体
に対する剤搬送部材を備えた複数の現像器を前記回転体
に取付け、駆動源によりこの回転体を回動させて任意の
前記現像器を前記潜像担持体に対向する現像位置に変位
させて現像を行うようにした回転型現像装置において、
前記駆動源から前記回転体に対する駆動伝達経路中に前
記回転体側から前記駆動源側への駆動力の伝達を阻止す
る一方向伝達機構を設けたことを特徴とする回転型現像
装置。
【請求項２】ウォームとこのウォームに噛合するウォ
ームホイールとを駆動側から順に設けた一方向伝達機構
としたことを特徴とする請求項１記載の回転型現像装
置。