画像形成装置
【課題】 複数の現像装置を支持する回転支持体の動作中に発生し得る最大負荷トルクを下げることで、駆動源として比較的出力トルクの低いモータでも確実に動作させることが可能なカラー電子写真画像形成装置を提供する。
【解決手段】 回転支持体が停止して現像する際、回転支持体の回転方向において、現像ローラの回転中心が感光ドラムの回転中心よりも下流側に位置するように構成する。
【解決手段】 回転支持体が停止して現像する際、回転支持体の回転方向において、現像ローラの回転中心が感光ドラムの回転中心よりも下流側に位置するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の現像装置を支持して回転可能な回転支持体を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の画像形成装置において、感光ドラム上の静電潜像を現像するために、回転支持体に配設された現像装置の現像ローラを現像可能な位置に移動、停止させて順次画像形成を行う方式がある。この方式の画像形成装置において、特許文献1には、回転支持体にセンサフラグを設け、これを光学式センサにより検知することで回転支持体の回転位相を検知し、回転支持体の回転制御を行う構成が記載されている。
【0003】
図7は、現像装置332を現像位置に停止させた状態を表す従来例の図である。従来は、現像位置にある現像装置332の現像ローラの回転中心O1が、感光ドラム331の回転中心O2と回転支持体301の回転中心O3を結ぶ線分L上に位置するように、回転支持体の停止位置が設定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−126337
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、現像装置の各部品の寸法バラツキや回転支持体に対する位相検知の誤差によって、現像ローラの停止位置にもバラツキが生じる。
【0006】
図8は、現像位置に停止した現像装置332の現像ローラ350と、感光ドラム331の位置関係を表す従来構成の図である。ここで、回転支持体301の回転方向において、装着された現像ローラ350の停止位置のバラつきを角度αとする。現像ローラ350が、バラつき角度αの範囲内で、回転支持体301の回転方向Aにおいて感光ドラム331よりも上流側(すなわち線分Lよりも上流側)で停止して接触現像を行った場合、次に回転支持体301が起動する際には、回転支持体301のモータ(駆動源)にとって大きな負荷トルクが発生する。なぜなら、起動開始時に必要な起動トルクと、現像ローラの回転中心に最も近接する感光ドラム331の最近接部Gを乗り越えるために必要なトルクのピークとが略同時に発生するからである。このトルクを満足するために、駆動源に必要な出力が大きくなり、駆動源の大型化やコスト上昇の一因となっていた。そこで、本発明の目的は、回転支持体の回転に伴って現像ローラが感光ドラムに当接、離間する構成において、回転支持体の負荷トルクのピークを低減することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、静電潜像を形成される電子写真感光ドラムと、前記電子写真感光ドラムを押圧した状態で前記静電潜像を現像する現像ローラを各々が備える複数の現像装置と、前記複数の現像装置を支持して回転することにより、前記静電潜像を現像するための現像位置に順次移動させる支持体と、を有し、記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記現像ローラは、前記支持体の回転に伴って前記電子写真感光ドラムに当接、離間し、前記現像位置にある前記現像装置の前記現像ローラの回転中心は、前記電子写真感光ドラムの回転中心よりも、前記支持体の回転方向において下流側に位置することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【0008】
本出願に係る発明によれば、回転支持体の回転に伴って現像ローラが感光ドラムに当接、離間する構成において、回転支持体の負荷トルクのピークを低減することが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例1における画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図2】実施例1におけるロータリ102周りの構成を示す正面図
【図3】実施例1におけるロータリ102周りの構成を示す上面図
【図4】実施例1におけるロータリ102、感光ドラム2、現像ローラ182の位置関係を示す図
【図5】実施例2におけるロータリ102の理想停止状態を示す断面図
【図6】実施例2における現像ローラ停止位置測定工具を示す断面図
【図7】従来の画像形成装置における、現像ローラ停止位置を示す図
【図8】従来の画像形成装置における、現像ローラ停止位置がずれた状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【0010】
(実施例1)
第1実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置について説明する。ここでは、カラー電子写真画像形成装置として、4つの現像装置を備えたカラーレーザビームプリンタを例示している。図1はカラーレーザービームプリンタの断面図である。
【0011】
まず、このカラーレーザービームプリンタの画像形成動作について説明する。
図1に示すように、画像形成装置は、電子写真感光ドラム2を有している。感光ドラム2の周囲には、帯電ローラ3、露光器4、4個の現像装置18a〜18d、クリーニング装置6が配置されている。帯電ローラ3は、感光ドラム2を一様に帯電するための帯電手段である。露光器4は、感光ドラム2に画像情報に応じたレーザー光を照射する露光手段である。帯電後の感光ドラム2に前記レーザー光を照射することによって、感光ドラム2に静電潜像を形成する。現像装置18a〜18dは、感光ドラム2に形成された前記潜像を対応する色の現像剤で現像して顕像化する現像手段である。
【0012】
現像装置18aには、イエロー現像剤が収納されており、前記静電潜像をイエロー現像剤で現像する。また、現像装置18bには、マゼンタ現像剤が収納されており、前記静電潜像をマゼンタ現像剤で現像する。現像装置18cには、シアン現像剤が収納されており、前記静電潜像をシアン現像剤で現像する。現像装置18dには、ブラック現像剤が収納されており、前記静電潜像をブラック現像剤で現像する。即ち、現像装置18a〜18dは、感光ドラム2に形成された静電潜像を現像する。
【0013】
クリーニング装置6は感光ドラム2の表面に残留する現像剤を除去するクリーニング手段である。
【0014】
まず、感光ドラム2を、中間転写ベルト7の回転と同期させて、図1の矢印方向(反時計回り)に回転させる。そして、この感光ドラム2の表面を帯電ローラ3によって均一に帯電する。また、これとともに、露光器4によってイエロー画像の光照射を行い、感光ドラム2にイエローの静電潜像を形成する。
【0015】
この静電潜像の形成と同時に、4つの現像装置18a〜18dを支持しており、かつ回転可能なロータリ(回転支持体)102を駆動伝達機構(後述する)により回転してイエローの現像装置18aを、感光ドラム2と対向する現像位置18Xに位置させる。現像位置18Xにおいて、現像装置18aが有する現像ローラ182aが感光ドラム2と接触している。そして、感光ドラム2上の静電潜像にイエロー現像剤が付着するように、感光ドラム2の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を現像ローラ182aに印加する。これによって、静電潜像をイエロー現像剤で現像する。即ち、ロータリ102は、現像装置18a〜18dを複数個支持して回転する事によって、支持している複数個の現像装置を一つずつ感光ドラム2と対向する現像位置18Xへ順次移動させる。前記現像位置に位置した現像装置は、収納している現像剤の色に応じて、前記静電潜像を現像する。ここで、本実施形態では、現像ローラ182a〜182dとして、金属製の軸の周りにゴムが被覆されている弾性ローラを用いている。尚、本実施形態では、現像位置18Xにおいて、各現像ローラ182a〜182dは、感光ドラム2を押圧した状態で現像を行う(接触現像方式)。各現像ローラ182a〜182dは、感光ドラム2と接触した状態で、静電潜像の現像を行う。
【0016】
その後、転写ベルト7の内側に配置された一次転写ローラ81に現像剤と逆極性の電圧を印加する。これによって、感光ドラム2に形成されたイエローの現像剤像を転写ベルト7に一次転写する。
【0017】
前述のようにしてイエロー現像剤像の一次転写が終了する。そして、マゼンダ、シアン、そしてブラックの各色の現像装置(18b〜18d)がロータリ102の回転により順次回転移動され、感光ドラム2に対向する現像位置18Xに位置決めされる。そして、イエローの場合と同様にして、マゼンダ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、一次転写が順次行われる。これによって、転写ベルト7に4色の現像剤像を重ね合わせる。
【0018】
この間、二次転写ローラ82は、転写ベルト7とは接触してはいない。またこの時、転写ベルト7上の残留トナーを除去するクリーニングユニット9も転写ベルト7とは接触してはいない。
【0019】
一方、記録媒体としてのシートSは、装置下部に設けられたカセット51に収納されている。尚、記録媒体は、現像剤画像を形成されるものであって、例えば、記録紙、OHPシート等である。シートSは、給送ローラ52によってカセット51から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対(搬送ローラ)53に給送される。ローラ対53は、給送されたシートSを転写ベルト7と二次転写ローラ82との間に送り出す。ここで、二次転写ローラ82と転写ベルト7とは、圧接された状態にある(図1に示す状態)。
【0020】
更に、二次転写ローラ82には現像剤と逆極性の電圧が印加されており、転写ベルト7上に重ね合わせた4色の現像剤像は、搬送されてきたシートSの表面に一括して転写(二次転写)される。
【0021】
現像剤像が転写されたシートSは、定着器54に送られる。定着器54においては、シートSが加熱及び加圧され、現像剤像がシートS上に定着される。これにより、シートS上にカラー画像が形成される。そして、このシートSは、定着器54から装置外部の上カバー55の排出部へ排出される。
【0022】
ここで、図2及び図3を用いて、ロータリ102を回転する駆動伝達機構並びにセンサについて説明する。図2は図1のロータリ102周りの構成を抽出した正面図である。図2は、現像装置18aの現像ローラ182aが感光ドラム2と対向する現像位置18Xに位置している状態を図示している。図3は図2の上面図である。なお、現像装置18a〜18d、現像ローラ182a〜182dは二点鎖線で表す。
【0023】
アーム103は装置本体に回転自在に支持された駆動軸104に揺動自在に支持され、かつロータリ102を回転自在に支持する。
【0024】
圧縮バネであるアームバネ115は一端を装置本体に固定し、他端はアーム103に当接されており、ロータリ102に支持された現像装置18aを感光ドラム2へ適切な圧で押圧する力を発生する。
【0025】
公転ギア105は駆動軸104と一体となり回転し、装置本体に設置された光学式センサである位相センサ111を遮光・透光させることができる透過部105aを有する。また、公転ギア105はロータリ102の外周に設けられたギア部102aと噛み合い、ロータリ102に回転力を与えることができる。ここではギア部102aの歯数は公転ギア105の4倍とする。つまり、公転ギア105が1周する間にロータリ102は1/4周し、公転ギア105が4周すればロータリ102は1周する。
【0026】
パルスモータ108はピニオンギア107、アイドラギア106を通じ、公転ローラ105に駆動力を与える。つまり、ロータリ102を回転させることができる。
【0027】
ここで、公転ギア105に設けられた透過部105aが位相センサ111をちょうど透光した瞬間の公転ギア105の位相において現像ローラ182aが感光ドラム102に当接するように公転ギア105とギア部102aは組みつけてある。先に述べたように、ギア部102aの歯数は公転ギア105の歯数の4倍であるため、現像装置18a〜18dが等間隔にロータリ102に支持されているとすると、各現像ローラ182a〜182dが感光ドラム102に当接した時に透過部105aは位相センサ111を透光させる。つまり、位相センサ111が透光した瞬間は、各現像ローラ182a〜182dが感光ドラム102に当接した瞬間であると装置本体は認識できる。このように位相センサ111はロータリ102の1/4の正確な位相を検知することができる。
【0028】
しかし、これだけでは各現像ローラ182a〜182dが感光ドラム102に当接していることは認識できるが、何色の現像ローラが当接しているか装置本体は認識できない。
【0029】
そこで、カム部102bに凹部102cを設けておき、例えば182aが感光ドラム102に当接する近傍で、かつ、位相センサ111が反応する前に色検知アーム114がこの凹部102cに落ち込むように凹部102cを設ける。また、色検知アーム114はこの凹部102cに落ち込んだ時だけ位相センサ111を透光するように設定しておく。色検知アーム114は、例えば駆動軸104に回動自在に支持され、一端を装置本体に支持された色検知レバーバネ116の押圧力を持ってカム部102bに当接している。
【0030】
この情報をもとに、パルスモータ108へ発振するパルス数を制御することにより、各現像ローラ182a〜182dを順次感光ドラム102へ当接させることが可能となる。
【0031】
一方、透過部105aは各現像ローラ182a〜182dが感光ドラム2に当接する毎に位相センサ111を透光状態にさせる。しかし、色検知アーム114はイエロー現像ローラ182aが感光体2に当接近傍でなければ位相センサ111を透光状態とさせない。つまり、位相センサ111が透光状態になるのは、イエロー現像ローラ182aが感光体2に当接した時のみである。よって、装置本体は位相センサ111の情報により、ロータリ102の位相を正確に判断できる。
【0032】
図4に現像ローラ182が感光ドラム2に対して当接して停止した状態を表す断面図(ロータリ102の回転軸に垂直な断面図)を示す。
【0033】
上述の構成において、ロータリ102の回転および停止動作により、現像ローラ182を感光ドラム2に対して停止する際、位相センサ111の情報により、ロータリ102の位相を判断できる。しかし、前述したように、現像装置18の各部品の寸法バラツキや位相センサ111による位相検知の誤差によって、現像ローラ182の停止位置にもバラツキが生じる。そこで、本実施例では、現像位置にある現像ローラ182の回転中心O1が、ロータリ102の回転方向において感光ドラム2の回転中心O2よりも下流側(すなわち、ロータリ102の回転中心O3と感光ドラム2の回転中心O2を結んだ線分よりも下流側)に位置するように、現像位置を設定している。
【0034】
現像ローラ182の停止位置のバラつきをロータリの角度に換算したものをαとする。図4においては、便宜上角度αは誇張して描かれており、実際の量は描画上より少ないものである。この角度αのロータリ回転方向における最上流端が、ロータリ102の回転中心O3と感光ドラム2の回転中心O2を結んだ線分を通るように(すなわち、現像ローラ182の回転中心を通るように)設定する。この現像ローラ182´の位置を破線で示す。このように現像ローラ182の停止位置を設定することで、ロータリ102の回転中心O3と感光ドラム2の回転中心O2とを結ぶ線分よりもロータリ回転方向で下流側に、現像ローラの回転中心を確実に位置させることができる。現像工程を終了したのちに、再度ロータリ102の回転動作を起動する際、図8で述べたような、ロータリ102の起動時に必要な起動トルクと、感光ドラム331の最近接部Gを現像ローラ182が乗り越えるために必要となる乗り上げトルクが、同時に発生することを防ぐことが可能となる。つまり、現像ローラ182がロータリ102の回転に伴って感光ドラム331に当接、離間する構成において、本実施例の設定を採用することでロータリの再起動時に乗り上げトルクが発生しなくなるため、ロータリ102の回転、起動および停止動作の全工程の中で発生し得る最大負荷トルクを、従来よりも下げることが可能となる。なお、この設定では、現像ローラ182がロータリ停止直前に最近接部Gを乗り越えることになるが、ロータリ102全体の回転慣性力が乗り越えをアシストするため、起動時に最近接部Gに乗り上げる場合よりも、最大負荷トルクを低減することができる。
【0035】
(実施例2)
実施例2を説明する図を図5、6に示す。図5は狙いの現像ローラ停止位置を説明する図、図6は現像ローラ位置測定工具を用いた現像ローラ停止位置を補正を説明する図である。
【0036】
本実施例は、実施例1に対し、現像ローラ182の停止位置を、製造工程上で画像形成装置本体の個体ごとに理想停止位置に補正し、より停止精度を高めるものである。
図5に示すθが、理想停止位置の角度である。ここで、Aはロータリ102の回転方向である。
【0037】
図6には、製造工程において、ある画像形成装置本体の初期状態における停止位置が理想角度θから角度γだけずれている状態を示す。なお、この図5および図6においては、便宜上角度θおよび角度γは誇張して描かれており、実際の量は描画上より少ないものである。ここで、現像ローラ位置測定工具200は、製品使用状態でドラムカートリッジユニットが配設される位置に装着される。この現像ローラ位置測定工具200には、ダミー感光ドラム202が設けられ、感光ドラム2と同形状であり、かつ、画像形成装置本体内の同位置に位置決めされる。また、現像ローラ位置測定工具200には現像ローラ182の位置を検出するピックアップ203が設けられている。このピックアップ203は、X方向およびY方向の二軸方向に可動自在であり、面204および面205で、停止した状態の現像ローラ182の現像ローラ軸182sの二点を確実に受ける構造となっている。なお、現像ローラ軸182sは、現像ローラ182の端部において表出しており、この現像ローラ軸182sをピックアップ203で受けることができる。ここで現像ローラ位置測定工具200は、現像ローラ182の理想停止位置θに対応する面204のX方向位置へのずれ量wを検出する。このずれ量wは、理想角度θからのずれ角度γに対応するものとして認識する。このずれ量wの情報を、現像ローラ位置測定工具200から画像形成装置本体のDCコントローラ上に搭載された不揮発メモリ(記憶手段)に記憶させる。その情報に基づいて、理想停止位置θに現像ローラ182を停止させるべく、ロータリ102の回転量を補正するためのパルスモータ108のパルス数を決定し、制御する。以上のようにずれを補正することで、現像ローラ182の停止位置を、製造工程上で画像形成装置本体の個体ごとに理想停止位置に補正し、より停止精度を高めることができる。
【符号の説明】
【0038】
2 感光ドラム
102 ロータリ
106 アイドラギア
107 ピニオンギア
108 パルスモータ
111 位相センサ
114 色検知アーム
115 アームバネ
182 現像ローラ
182s 現像ローラ軸
200 現像ローラ位置測定工具
203 現像ローラ位置検出用ピックアップ
332 現像装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の現像装置を支持して回転可能な回転支持体を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の画像形成装置において、感光ドラム上の静電潜像を現像するために、回転支持体に配設された現像装置の現像ローラを現像可能な位置に移動、停止させて順次画像形成を行う方式がある。この方式の画像形成装置において、特許文献1には、回転支持体にセンサフラグを設け、これを光学式センサにより検知することで回転支持体の回転位相を検知し、回転支持体の回転制御を行う構成が記載されている。
【0003】
図7は、現像装置332を現像位置に停止させた状態を表す従来例の図である。従来は、現像位置にある現像装置332の現像ローラの回転中心O1が、感光ドラム331の回転中心O2と回転支持体301の回転中心O3を結ぶ線分L上に位置するように、回転支持体の停止位置が設定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−126337
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、現像装置の各部品の寸法バラツキや回転支持体に対する位相検知の誤差によって、現像ローラの停止位置にもバラツキが生じる。
【0006】
図8は、現像位置に停止した現像装置332の現像ローラ350と、感光ドラム331の位置関係を表す従来構成の図である。ここで、回転支持体301の回転方向において、装着された現像ローラ350の停止位置のバラつきを角度αとする。現像ローラ350が、バラつき角度αの範囲内で、回転支持体301の回転方向Aにおいて感光ドラム331よりも上流側(すなわち線分Lよりも上流側)で停止して接触現像を行った場合、次に回転支持体301が起動する際には、回転支持体301のモータ(駆動源)にとって大きな負荷トルクが発生する。なぜなら、起動開始時に必要な起動トルクと、現像ローラの回転中心に最も近接する感光ドラム331の最近接部Gを乗り越えるために必要なトルクのピークとが略同時に発生するからである。このトルクを満足するために、駆動源に必要な出力が大きくなり、駆動源の大型化やコスト上昇の一因となっていた。そこで、本発明の目的は、回転支持体の回転に伴って現像ローラが感光ドラムに当接、離間する構成において、回転支持体の負荷トルクのピークを低減することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、静電潜像を形成される電子写真感光ドラムと、前記電子写真感光ドラムを押圧した状態で前記静電潜像を現像する現像ローラを各々が備える複数の現像装置と、前記複数の現像装置を支持して回転することにより、前記静電潜像を現像するための現像位置に順次移動させる支持体と、を有し、記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記現像ローラは、前記支持体の回転に伴って前記電子写真感光ドラムに当接、離間し、前記現像位置にある前記現像装置の前記現像ローラの回転中心は、前記電子写真感光ドラムの回転中心よりも、前記支持体の回転方向において下流側に位置することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【0008】
本出願に係る発明によれば、回転支持体の回転に伴って現像ローラが感光ドラムに当接、離間する構成において、回転支持体の負荷トルクのピークを低減することが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例1における画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図2】実施例1におけるロータリ102周りの構成を示す正面図
【図3】実施例1におけるロータリ102周りの構成を示す上面図
【図4】実施例1におけるロータリ102、感光ドラム2、現像ローラ182の位置関係を示す図
【図5】実施例2におけるロータリ102の理想停止状態を示す断面図
【図6】実施例2における現像ローラ停止位置測定工具を示す断面図
【図7】従来の画像形成装置における、現像ローラ停止位置を示す図
【図8】従来の画像形成装置における、現像ローラ停止位置がずれた状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【0010】
(実施例1)
第1実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置について説明する。ここでは、カラー電子写真画像形成装置として、4つの現像装置を備えたカラーレーザビームプリンタを例示している。図1はカラーレーザービームプリンタの断面図である。
【0011】
まず、このカラーレーザービームプリンタの画像形成動作について説明する。
図1に示すように、画像形成装置は、電子写真感光ドラム2を有している。感光ドラム2の周囲には、帯電ローラ3、露光器4、4個の現像装置18a〜18d、クリーニング装置6が配置されている。帯電ローラ3は、感光ドラム2を一様に帯電するための帯電手段である。露光器4は、感光ドラム2に画像情報に応じたレーザー光を照射する露光手段である。帯電後の感光ドラム2に前記レーザー光を照射することによって、感光ドラム2に静電潜像を形成する。現像装置18a〜18dは、感光ドラム2に形成された前記潜像を対応する色の現像剤で現像して顕像化する現像手段である。
【0012】
現像装置18aには、イエロー現像剤が収納されており、前記静電潜像をイエロー現像剤で現像する。また、現像装置18bには、マゼンタ現像剤が収納されており、前記静電潜像をマゼンタ現像剤で現像する。現像装置18cには、シアン現像剤が収納されており、前記静電潜像をシアン現像剤で現像する。現像装置18dには、ブラック現像剤が収納されており、前記静電潜像をブラック現像剤で現像する。即ち、現像装置18a〜18dは、感光ドラム2に形成された静電潜像を現像する。
【0013】
クリーニング装置6は感光ドラム2の表面に残留する現像剤を除去するクリーニング手段である。
【0014】
まず、感光ドラム2を、中間転写ベルト7の回転と同期させて、図1の矢印方向(反時計回り)に回転させる。そして、この感光ドラム2の表面を帯電ローラ3によって均一に帯電する。また、これとともに、露光器4によってイエロー画像の光照射を行い、感光ドラム2にイエローの静電潜像を形成する。
【0015】
この静電潜像の形成と同時に、4つの現像装置18a〜18dを支持しており、かつ回転可能なロータリ(回転支持体)102を駆動伝達機構(後述する)により回転してイエローの現像装置18aを、感光ドラム2と対向する現像位置18Xに位置させる。現像位置18Xにおいて、現像装置18aが有する現像ローラ182aが感光ドラム2と接触している。そして、感光ドラム2上の静電潜像にイエロー現像剤が付着するように、感光ドラム2の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を現像ローラ182aに印加する。これによって、静電潜像をイエロー現像剤で現像する。即ち、ロータリ102は、現像装置18a〜18dを複数個支持して回転する事によって、支持している複数個の現像装置を一つずつ感光ドラム2と対向する現像位置18Xへ順次移動させる。前記現像位置に位置した現像装置は、収納している現像剤の色に応じて、前記静電潜像を現像する。ここで、本実施形態では、現像ローラ182a〜182dとして、金属製の軸の周りにゴムが被覆されている弾性ローラを用いている。尚、本実施形態では、現像位置18Xにおいて、各現像ローラ182a〜182dは、感光ドラム2を押圧した状態で現像を行う(接触現像方式)。各現像ローラ182a〜182dは、感光ドラム2と接触した状態で、静電潜像の現像を行う。
【0016】
その後、転写ベルト7の内側に配置された一次転写ローラ81に現像剤と逆極性の電圧を印加する。これによって、感光ドラム2に形成されたイエローの現像剤像を転写ベルト7に一次転写する。
【0017】
前述のようにしてイエロー現像剤像の一次転写が終了する。そして、マゼンダ、シアン、そしてブラックの各色の現像装置(18b〜18d)がロータリ102の回転により順次回転移動され、感光ドラム2に対向する現像位置18Xに位置決めされる。そして、イエローの場合と同様にして、マゼンダ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、一次転写が順次行われる。これによって、転写ベルト7に4色の現像剤像を重ね合わせる。
【0018】
この間、二次転写ローラ82は、転写ベルト7とは接触してはいない。またこの時、転写ベルト7上の残留トナーを除去するクリーニングユニット9も転写ベルト7とは接触してはいない。
【0019】
一方、記録媒体としてのシートSは、装置下部に設けられたカセット51に収納されている。尚、記録媒体は、現像剤画像を形成されるものであって、例えば、記録紙、OHPシート等である。シートSは、給送ローラ52によってカセット51から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対(搬送ローラ)53に給送される。ローラ対53は、給送されたシートSを転写ベルト7と二次転写ローラ82との間に送り出す。ここで、二次転写ローラ82と転写ベルト7とは、圧接された状態にある(図1に示す状態)。
【0020】
更に、二次転写ローラ82には現像剤と逆極性の電圧が印加されており、転写ベルト7上に重ね合わせた4色の現像剤像は、搬送されてきたシートSの表面に一括して転写(二次転写)される。
【0021】
現像剤像が転写されたシートSは、定着器54に送られる。定着器54においては、シートSが加熱及び加圧され、現像剤像がシートS上に定着される。これにより、シートS上にカラー画像が形成される。そして、このシートSは、定着器54から装置外部の上カバー55の排出部へ排出される。
【0022】
ここで、図2及び図3を用いて、ロータリ102を回転する駆動伝達機構並びにセンサについて説明する。図2は図1のロータリ102周りの構成を抽出した正面図である。図2は、現像装置18aの現像ローラ182aが感光ドラム2と対向する現像位置18Xに位置している状態を図示している。図3は図2の上面図である。なお、現像装置18a〜18d、現像ローラ182a〜182dは二点鎖線で表す。
【0023】
アーム103は装置本体に回転自在に支持された駆動軸104に揺動自在に支持され、かつロータリ102を回転自在に支持する。
【0024】
圧縮バネであるアームバネ115は一端を装置本体に固定し、他端はアーム103に当接されており、ロータリ102に支持された現像装置18aを感光ドラム2へ適切な圧で押圧する力を発生する。
【0025】
公転ギア105は駆動軸104と一体となり回転し、装置本体に設置された光学式センサである位相センサ111を遮光・透光させることができる透過部105aを有する。また、公転ギア105はロータリ102の外周に設けられたギア部102aと噛み合い、ロータリ102に回転力を与えることができる。ここではギア部102aの歯数は公転ギア105の4倍とする。つまり、公転ギア105が1周する間にロータリ102は1/4周し、公転ギア105が4周すればロータリ102は1周する。
【0026】
パルスモータ108はピニオンギア107、アイドラギア106を通じ、公転ローラ105に駆動力を与える。つまり、ロータリ102を回転させることができる。
【0027】
ここで、公転ギア105に設けられた透過部105aが位相センサ111をちょうど透光した瞬間の公転ギア105の位相において現像ローラ182aが感光ドラム102に当接するように公転ギア105とギア部102aは組みつけてある。先に述べたように、ギア部102aの歯数は公転ギア105の歯数の4倍であるため、現像装置18a〜18dが等間隔にロータリ102に支持されているとすると、各現像ローラ182a〜182dが感光ドラム102に当接した時に透過部105aは位相センサ111を透光させる。つまり、位相センサ111が透光した瞬間は、各現像ローラ182a〜182dが感光ドラム102に当接した瞬間であると装置本体は認識できる。このように位相センサ111はロータリ102の1/4の正確な位相を検知することができる。
【0028】
しかし、これだけでは各現像ローラ182a〜182dが感光ドラム102に当接していることは認識できるが、何色の現像ローラが当接しているか装置本体は認識できない。
【0029】
そこで、カム部102bに凹部102cを設けておき、例えば182aが感光ドラム102に当接する近傍で、かつ、位相センサ111が反応する前に色検知アーム114がこの凹部102cに落ち込むように凹部102cを設ける。また、色検知アーム114はこの凹部102cに落ち込んだ時だけ位相センサ111を透光するように設定しておく。色検知アーム114は、例えば駆動軸104に回動自在に支持され、一端を装置本体に支持された色検知レバーバネ116の押圧力を持ってカム部102bに当接している。
【0030】
この情報をもとに、パルスモータ108へ発振するパルス数を制御することにより、各現像ローラ182a〜182dを順次感光ドラム102へ当接させることが可能となる。
【0031】
一方、透過部105aは各現像ローラ182a〜182dが感光ドラム2に当接する毎に位相センサ111を透光状態にさせる。しかし、色検知アーム114はイエロー現像ローラ182aが感光体2に当接近傍でなければ位相センサ111を透光状態とさせない。つまり、位相センサ111が透光状態になるのは、イエロー現像ローラ182aが感光体2に当接した時のみである。よって、装置本体は位相センサ111の情報により、ロータリ102の位相を正確に判断できる。
【0032】
図4に現像ローラ182が感光ドラム2に対して当接して停止した状態を表す断面図(ロータリ102の回転軸に垂直な断面図)を示す。
【0033】
上述の構成において、ロータリ102の回転および停止動作により、現像ローラ182を感光ドラム2に対して停止する際、位相センサ111の情報により、ロータリ102の位相を判断できる。しかし、前述したように、現像装置18の各部品の寸法バラツキや位相センサ111による位相検知の誤差によって、現像ローラ182の停止位置にもバラツキが生じる。そこで、本実施例では、現像位置にある現像ローラ182の回転中心O1が、ロータリ102の回転方向において感光ドラム2の回転中心O2よりも下流側(すなわち、ロータリ102の回転中心O3と感光ドラム2の回転中心O2を結んだ線分よりも下流側)に位置するように、現像位置を設定している。
【0034】
現像ローラ182の停止位置のバラつきをロータリの角度に換算したものをαとする。図4においては、便宜上角度αは誇張して描かれており、実際の量は描画上より少ないものである。この角度αのロータリ回転方向における最上流端が、ロータリ102の回転中心O3と感光ドラム2の回転中心O2を結んだ線分を通るように(すなわち、現像ローラ182の回転中心を通るように)設定する。この現像ローラ182´の位置を破線で示す。このように現像ローラ182の停止位置を設定することで、ロータリ102の回転中心O3と感光ドラム2の回転中心O2とを結ぶ線分よりもロータリ回転方向で下流側に、現像ローラの回転中心を確実に位置させることができる。現像工程を終了したのちに、再度ロータリ102の回転動作を起動する際、図8で述べたような、ロータリ102の起動時に必要な起動トルクと、感光ドラム331の最近接部Gを現像ローラ182が乗り越えるために必要となる乗り上げトルクが、同時に発生することを防ぐことが可能となる。つまり、現像ローラ182がロータリ102の回転に伴って感光ドラム331に当接、離間する構成において、本実施例の設定を採用することでロータリの再起動時に乗り上げトルクが発生しなくなるため、ロータリ102の回転、起動および停止動作の全工程の中で発生し得る最大負荷トルクを、従来よりも下げることが可能となる。なお、この設定では、現像ローラ182がロータリ停止直前に最近接部Gを乗り越えることになるが、ロータリ102全体の回転慣性力が乗り越えをアシストするため、起動時に最近接部Gに乗り上げる場合よりも、最大負荷トルクを低減することができる。
【0035】
(実施例2)
実施例2を説明する図を図5、6に示す。図5は狙いの現像ローラ停止位置を説明する図、図6は現像ローラ位置測定工具を用いた現像ローラ停止位置を補正を説明する図である。
【0036】
本実施例は、実施例1に対し、現像ローラ182の停止位置を、製造工程上で画像形成装置本体の個体ごとに理想停止位置に補正し、より停止精度を高めるものである。
図5に示すθが、理想停止位置の角度である。ここで、Aはロータリ102の回転方向である。
【0037】
図6には、製造工程において、ある画像形成装置本体の初期状態における停止位置が理想角度θから角度γだけずれている状態を示す。なお、この図5および図6においては、便宜上角度θおよび角度γは誇張して描かれており、実際の量は描画上より少ないものである。ここで、現像ローラ位置測定工具200は、製品使用状態でドラムカートリッジユニットが配設される位置に装着される。この現像ローラ位置測定工具200には、ダミー感光ドラム202が設けられ、感光ドラム2と同形状であり、かつ、画像形成装置本体内の同位置に位置決めされる。また、現像ローラ位置測定工具200には現像ローラ182の位置を検出するピックアップ203が設けられている。このピックアップ203は、X方向およびY方向の二軸方向に可動自在であり、面204および面205で、停止した状態の現像ローラ182の現像ローラ軸182sの二点を確実に受ける構造となっている。なお、現像ローラ軸182sは、現像ローラ182の端部において表出しており、この現像ローラ軸182sをピックアップ203で受けることができる。ここで現像ローラ位置測定工具200は、現像ローラ182の理想停止位置θに対応する面204のX方向位置へのずれ量wを検出する。このずれ量wは、理想角度θからのずれ角度γに対応するものとして認識する。このずれ量wの情報を、現像ローラ位置測定工具200から画像形成装置本体のDCコントローラ上に搭載された不揮発メモリ(記憶手段)に記憶させる。その情報に基づいて、理想停止位置θに現像ローラ182を停止させるべく、ロータリ102の回転量を補正するためのパルスモータ108のパルス数を決定し、制御する。以上のようにずれを補正することで、現像ローラ182の停止位置を、製造工程上で画像形成装置本体の個体ごとに理想停止位置に補正し、より停止精度を高めることができる。
【符号の説明】
【0038】
2 感光ドラム
102 ロータリ
106 アイドラギア
107 ピニオンギア
108 パルスモータ
111 位相センサ
114 色検知アーム
115 アームバネ
182 現像ローラ
182s 現像ローラ軸
200 現像ローラ位置測定工具
203 現像ローラ位置検出用ピックアップ
332 現像装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
静電潜像を形成される電子写真感光ドラムと、
前記電子写真感光ドラムを押圧した状態で前記静電潜像を現像する現像ローラを各々が備える複数の現像装置と、
前記複数の現像装置を支持して回転することにより、前記静電潜像を現像するための現像位置に順次移動させる支持体と、
を有し、記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像ローラは、前記支持体の回転に伴って前記電子写真感光ドラムに当接、離間し、
前記現像位置にある前記現像装置の前記現像ローラの回転中心は、前記電子写真感光ドラムの回転中心よりも、前記支持体の回転方向において下流側に位置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
製造工程において前記現像位置にある前記現像装置に対して測定した前記現像ローラの位置と、理想の前記現像ローラの位置とのずれについての情報を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記支持体の回転量を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項1】
静電潜像を形成される電子写真感光ドラムと、
前記電子写真感光ドラムを押圧した状態で前記静電潜像を現像する現像ローラを各々が備える複数の現像装置と、
前記複数の現像装置を支持して回転することにより、前記静電潜像を現像するための現像位置に順次移動させる支持体と、
を有し、記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像ローラは、前記支持体の回転に伴って前記電子写真感光ドラムに当接、離間し、
前記現像位置にある前記現像装置の前記現像ローラの回転中心は、前記電子写真感光ドラムの回転中心よりも、前記支持体の回転方向において下流側に位置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
製造工程において前記現像位置にある前記現像装置に対して測定した前記現像ローラの位置と、理想の前記現像ローラの位置とのずれについての情報を記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記支持体の回転量を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【公開番号】特開2013−114179(P2013−114179A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−262131(P2011−262131)
【出願日】平成23年11月30日(2011.11.30)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年11月30日(2011.11.30)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]