JP4131126B2

JP4131126B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4131126B2
Application number: JP2002148702A
Authority: JP
Inventors: 豊彦粟野; 宏樹柴; 克美春本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-05-23
Also published as: JP2003345129A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体に対して進退自在に可動する現像機を備えた形式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
プリンタや複写機等に適用される電子写真方式の画像形成装置においては、感光体をユニット化して交換可能にしたものが知られている。このようにユニット化された感光体を交換する場合は、現像機を感光体から離し、感光体の傷発生等を防止する必要がある。このため、現像機を感光体に対して進退自在に設け、交換時等に現像機を感光体から離し、現像時に感光体に接触させている。
【０００３】
このような現像機の進退を自動的に行おうとすると、現像機のマグネットロールを回転させる第１の駆動手段に加え、現像機の進退を行う第２の駆動手段を設けることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、第２の駆動手段を設けると、部品点数が増加し、制御も複雑になる。また、第２の駆動手段を設けた場合、第１の駆動手段の負荷がかかり、現像機の進退駆動に支障を与えるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡単な構成により現像機の進退を行わ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している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の第１の特徴とするところは、感光体と、この感光体に対して進退自在に設けられ、現像剤搬送手段を有する現像機と、正逆方向に回転し、正転方向に回転する場合は、前記現像機の現像剤搬送手段を駆動する第１の駆動手段と、前記現像機が感光体から退避する方向へ前記現像機に与圧を与える与圧手段と、前記現像機を前記感光体に押し付ける押圧手段と、前記押圧手段の押圧を解除するように前記押圧手段を駆動する第２の駆動手段とを具備し、前記第１の駆動手段は、逆転方向の回転を許容する許容手段を有し、前記現像機を退避位置へ移動させる場合は、前記第２の駆動手段により前記押圧手段の押圧を解除し、かつ前記第１の駆動手段を逆転させて前記与圧手段の与圧により前記現像機を退避位置へ移動させるようにした画像形成装置にある。
【０００９】
前記許容手段は、ワンウエイクラッチから構成することができ、駆動手段の正転時には正方向の駆動力を現像剤搬送手段に作用させ、逆転時にはフリーとなって現像機の退避方向への負荷を軽減させることができる。
【００１０】
本発明の第２の特徴とするところは、前記駆動手段は、画像形成装置本体に位置固定されて正逆回転するアウトプットギアと、このアウトプットギアに噛み合い、前記現像機に位置固定されたインプットギアとを有し、前記アウトプットギアは、逆転時に前記現像機に対して感光体から退避する方向へ駆動力を与え、かつ前記現像機の退避位置においても前記インプットギアとの噛み合いを維持してなる画像形成装置にある。したがって、アウトプットギアを逆転させることにより現像機に退避位置方向へ移動する駆動力を与えることができると共に、アウトプットギアが現像機の退避位置においてもインプットギアとの噛み合いを維持しているので、ギアの破損等を防止し、スムーズに現像機を移動させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の下部に給紙ユニット１４が設けられていると共に、該画像形成装置本体１２の上面に第１の排出トレイ１６が形成されている。また、この第１の排出トレイ１６に対向して、画像形成装置本体１２の左側面には、第２の排出トレイ１８が設けられ、さらに画像形成装置本体１２の左側面下部には、手差しトレイ２０が設けられている。
【００１３】
給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４とを有し、この給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６,２８を介して給紙路３０を通り、後述する転写ロール７４に送られこの転写ロール７４よりトナー像が転写され、定着ロール３２で定着され、切替爪３４の位置選択に従って第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８が選択され、排出ロール３６,３８により排出される。第１のトレイ１６には、トナー像が定着された面を裏面として用紙が排出され、第２のトレイ１８には、トナー像が定着された面を表面として用紙が排出される。
【００１４】
ただし、両面印刷の場合は、第１の排出トレイ１６から排出されようとする用紙に対して、排出ロール３６が逆転して反転路４０に供給し、搬送ロール４２,４４,４６,４８により再び給紙路３０に戻し、裏面側を印刷するようになっている。手差しトレイ２０の用紙は、手差しロール４９により供給され、搬送ロール４８を介して給紙路３０に送られる。
【００１５】
感光体ユニット５０は、縦方向に並べられた４つの感光体５２を有し、該感光体５２は、上部から例えばイエロー、マゼンダ、ブラック、シアン用となっている。また、この感光体ユニット５０には、それぞれリフレッシュロール５４と帯電ロール５６とが感光体５２に接触回転するように設けられている。
【００１６】
現像機ユニット５８は、感光体ユニット５０の右側に配置され、感光体５２に対応して４つの現像機６０が縦方向に並べられている。該現像機６０は、トリクル現像方式を採用しており、余分な現像剤が図示しない回収容器に回収される。この現像ユニット５８の右側には、露光ユニット６２が配置され、この露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光が感光体５２に向けて発せられ、感光体５２に潜像を形成するようになっている。この露光ユニット６２のさらに右側には、４つの現像剤カートリッジ６４が配置され、該現像剤カートリッジ６４と現像機６０とは図示しない現像剤供給路を介して接続され、現像剤カートリッジ６４から現像剤が現像機６０に供給されるようにしてある。
【００１７】
中間転写ユニット６６は、感光体ユニット５０の右側に配置され、３つのドラム状の中間転写体６８,７０,７２を有する。２つの第１中間転写体６８,７０は縦方向に並べられ、上部の第１中間転写体６８が上部に配置された２つの感光体５２,５２に接触回転し、下部の第１中間転写体７０が下部に配置された２つの感光体５２,５２に接触回転するようになっている。第２中間転写体７２は、第１中間転写体６８,７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写体７２に転写ロール７４が接触回転する。したがって、２つの感光体５２,５２から２色のトナー像が第１中間転写体６８,７０のそれぞれに転写され、この第１中間転写体６８,７０に転写された２色のトナー像が第２中間転写体７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により用紙に転写されることになる。これら中間転写体６８,７０,７２のそれぞれには、クリーニングロール７６とクリーニングブラシ７８とが配置され、クリーニングロール７６に補足されたトナーが例えばブレードで掻き落とされ、この掻き落とされたトナーが図示しない回収容器に回収される。
【００１８】
図２において、前述した現像機６０の具体例が示されている。現像機６０は、前述した通り、トリクル現像方式のもので、現像機本体８０にマグネットロール８２と２本のスパイラルオーガ８４とが回転自在に支持されている。２本のスパイラルオーガ８４は互いに逆方向に回転し、現像機本体８０に形成された隔壁８６により仕切られていると共に、両端部付近に形成された循環口８８,８８を介して接続されており、現像剤入口９０から現像機本体８０に入った現像剤を現像機本体８０内で循環させ、マグネットロール８２に供給するようになっている。現像機本体８０の一方の端部には、回収現像剤発生部を構成する段部９２が形成され、循環される現像剤の一部がこの段部９２に取り込まれ、さらにこの取り込まれた現像剤が排出部９４に送られ、この排出部９４が図示しない回収容器の回収口に接続される。また、現像機本体８０の他端には、現像機６０を駆動するためのインプットギア９６が設けられ、このインプットギア９６の駆動により、マグネットロール８０及びスパイラルオーガ８４が回転するようになっている。
【００１９】
図３において、前述した感光体５２と現像機６０との関係が示されている。現像機６０は、現像機ユニット本体９８に左右方向で移動自在に支持されている。具体的には、現像機ユニット本体９８の両側に例えば２本の案内ピン１００が突出して設けられていると共に、現像機本体８０に案内溝１０２が形成され、現像機ユニット本体９８の案内ピン１００が現像機本体８０の案内溝１０２に挿入され、現像機６０のマグネットロール８２が感光体５２に接する位置（現像位置）と、マグネットロール８２が感光体５２から所定距離離れた位置（退避位置）との間で移動できるようにしてある。
【００２０】
図４及び図５において、現像機６０その他の機構を駆動する駆動手段１０４の具体例が示されている。駆動手段１０４は、正逆回転する駆動モータ１０６を有する。この駆動モータ１０６は、画像形成装置本体に固定された第１のフレーム１０８の外側に設けられ、この第１のフレーム１０８の内側に突出した駆動軸１１０を有する。この駆動軸１１０には、前述した給紙ユニットを駆動する給紙ユニット駆動系１１２と、定着ロールを駆動する定着ロール駆動系１１４と、現像機を駆動する現像機駆動系１１６とを有し、１つの駆動モータ１０６により、給紙ユニット、定着ロール及び現像機を駆動するようになっている。駆動モータ１０６は、正逆回転するので、逆方向の駆動力が給紙ユニットや定着ロールのような他機構に伝達されるのは、他機構を破損する等の原因になる。例えば用紙詰まり時に給紙ユニットに逆方向の駆動力が伝達されると、給紙ユニットに用紙が巻き込まれ、用紙排出のために多大な労力が必要となる。このため、給紙ユニット駆動系１１２と定着ロール駆動系１１４とには、ワンウエイクラッチ等、逆方向の駆動力を遮断する手段を設けることが好ましい。
【００２１】
現像機駆動系１１６は、第１乃至第４の駆動部１１８〜１２４から構成されている。第１の駆動部１１６は、第１のフレーム１０８に設けられた２つの中間ギア１２６,１２８から構成され、この中間ギア１２６,１２８を介して駆動モータ１０６の駆動力を第２の駆動部１２０に伝達する。第２の駆動部１２０は、ベルト駆動装置として構成され、２つベルトプーリ１３０,１３２、２つのテンションプーリ１３４,１３６及びベルト１３８から構成され、これらが画像形成装置本体に固定された第２のフレーム１３９に設けられている。ベルトプーリ１３０,１３２には、それぞれギア部１４０,１４２が設けられ、入力側のギア部１４０が第１の駆動部１１６の中間ギア１２８に噛み合い、第１の駆動部１１８の駆動力を第３の駆動部１２２へ伝達する。第３の駆動部１２２は、３つの中間ギア１４４と、現像機６０に対応した４つのアウトプットギア１４６とから構成されている。２つの中間ギア１４４は、第２の駆動部１２０の出力側のギア部１４２と噛み合い、この２つの中間ギア１４４に３つのアウトプットギア１４６が噛み合い、さらに他の１つの中間ギア１４４を介して他の１つのアウトプットギア１４６が噛み合っている。これら中間ギア１４４とアウトプットギア１４６とは、画像形成装置本体側に回転自在に固定されている。第４の駆動部１２４は、現像機６０側に設けられ、前述したインプットギア９６と、このインプットギア９６に噛み合うマグネットロール用ギア１４８と、このマグネット用ギア１４８に噛み合う第１のスパイラルオーガ用ギア１５０と、この第１のスパイラルオーガ用ギア１５０に噛み合う第２のスパイラルオーガ用ギア１５２とから構成されている。
【００２２】
図６において、マグネットロール８２が感光体５２に接離する状態が示されている。前述したように、感光体５２とアウトプットギア１４６とは、画像形成装置本体側で位置が固定されて回転する。マグネットロール８２とインプットギア９６とは、現像機の移動と共に移動する。ここで、インプットギア９６とアウトプットギア１４６とは、ほぼ垂直方向で並設されている。したがって、図６（ａ）に示すように、アウトプットギア１４６が反時計方向に正転すると、インプットギア９６が時計方向に回転し、マグネットロール８２を反時計方向に回転させ、時計方向に回転する感光体５２に形成された潜像にトナーを付着させて現像する。このとき、アウトプットギア１４６の駆動反力がマグネットロール８２を感光体５２に押し付ける方向に作用し、現像機を現像位置Ａに止まらせる。一方、図６（ｂ）に示すように、アウトプットギア１４６が時計方向に逆転すると、今度はアウトプットギア１４６の反力がマグネットロール８２が感光体５２から退避する方向へ作用し、現像機を距離ｄだけ移動し、退避位置Ｂまで退避させることができる。この退避位置にあっても、アウトプットギア１４６は、インプットギア９６に有効歯たけの範囲内で噛み合っており、逆転する場合あるいは再び正転させる場合に歯先の破損等を防止するようになっている。アウトプットギア１４６の逆転時には、インプットギア９６を逆転させるモーメントが作用するが、現像機の移動負荷をこのモーメントよりも小さくすればインプットギア９６の逆転を阻止し、現像機を退避位置まで移動することができ、マグネットロール８２の逆転を阻止してマグネットロール８２から現像剤がこぼれるのを防止することができる。このマグネットロール８２の逆転を阻止するためにワンウエイクラッチ等を設けてもよい。
【００２３】
図７において、現像機６０の制御回路構成例が示されている。主制御回路１５４には、画像形成装置の電源スイッチ１５６からのオンオフ信号と、画像形成装置のフロントカバーを開閉するときにオンオフされるインターロックスイッチ１５８からのオンオフ信号が入力される。また、主制御回路１５４は、前述した駆動モータを制御するモータ制御回路１６０と、現像機のバイアス電圧を制御するバイアス制御回路１６２とへ制御信号を送出する。
【００２４】
図８において、画像形成装置の始動時の制御フローが示されている。主制御回路１５４は、ステップＳ１０とステップＳ１２において、電源スイッチ１５６とインターロックスイッチ１５８とのオンオフ信号を監視する。電源スイッチ１５６又はインターロックスイッチ１５８がオンになると、ステップＳ１４に進み、駆動モータ１０６を逆転させ、現像機６０を退避位置へ移動させる。次にステップＳ１６へ進み、クリーニングサイクルに入る。即ち、現像機６０が感光体５２から離れた状態で、感光体５２と中間転写体６８〜７２を回転させ、リフレッシュロール５４に溜められたトナー及び中間転写体６８のクリーニングブラシ７８に溜められたトナーを中間転写体６８〜７２に吐き出させ、クリーニングローラ７６により捕捉する。このように、画像形成開始時には、現像機６０を退避位置に退避させておくので、現像機６０が感光体５２に当接することあるいはプリントサイクルに入ることにより発生するかぶりや混色を防止することができる。
【００２５】
このような始動時の制御が完了すると、画像形成装置は、通常のプリントサイクルに移行する。即ち、プリント信号を受けると、駆動モータ１０６を正転させる。これにより図６（ａ）に示すように、現像機にはアウトプットギア１４６の回転による反力を受け、マグネットロール８２が回転しながら、感光体５２に接触するようになる。また、給紙ユニット１４の給紙トレイ２２から用紙が給紙路３０に送り出される一方、露光ユニット６２から画像データに対応するレーザ光が感光体５２に照射されて潜像が形成され、この潜像が現像機６０により現像され、中間転写体６８〜７２を介して転写ロール７４により、送られてきた用紙に転写され、定着ロール３２により定着され、排出トレイ１６,１８へ排出されるものである。このプリントサイクルにおいては、現像機６０と感光体６８との間にはバイアス電圧が印加される。
【００２６】
図９において、画像形成装置の終了時の制御フローが示されている。主制御回路１５４は、ステップＳ１８とステップＳ２０において、電源スイッチ１５６とインターロックスイッチ１５８とのオンオフ信号を監視する。電源スイッチ１５６又はインターロックスイッチ１５８がオフになると、ステップＳ２２に進み、現像機６０のバイアス電圧を遮断する。即ち、バイアス電圧は、現像機６０を退避させる前まではバイアス電圧を印加させており、バイアス電圧を遮断することによるトナーのかぶりを防止することができる。
なお、この実施形態においては、バイアス電圧の遮断は現像機６０の退避完了後に行っているが、現像機６０の退避開始後で退避完了前に行ってもよい。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、駆動モータ１０６として正逆できるものを用いたが、これに限定されるものではなく、正転を行う第１の駆動モータと、逆転を行う第２の駆動モータとから構成することもできる。また、上記実施形態においては、駆動モータ１０６のオンオフにより直接現像機の移動量ｄを設定しているが、例えば図４における中間ギア１２８に電磁クラッチ等のクラッチを設け、このクラッチをオンオフさせることで現像機の移動量ｄを設定してもよい。電磁クラッチにより移動量を設定する場合、逆転当初は軸とギアとを結合し、逆転終了時は軸とギアとの結合を解き、移動量ｄを越えては駆動力が伝達しないようフリーの状態として逆転量を制限する制限手段を構成し、この制限手段によりマグネットロールの逆回転を防止するようにすることができる。また、制限手段としてはトルクリミッタでもよく、このトルクリミッタのリミット値を現像機のマグネットロールの逆転トルクよりも小さく設定し、マグネットロールの逆転を防止することもできる。
【００２８】
図１０乃至図１３において、本発明の他の実施形態が示されている。この実施形態は、前述した実施形態と比較して現像機ユニット５８の構成を異にしている。この実施形態における現像機ユニット５８は、現像機ユニット本体９８にレール部材１６４が設けられ、このレール部材１６４に可動片１６６が上下動自在であるよう支持されている。この可動片１６６の下端には、カム１６８が当接し、このカム１６８が現像機移動用モータ１７０に接続されている。また、可動片１６６と現像機６０との間には、回動部材１７２が配置されている。この回動部材１７２は、現像機ユニット本体９８に支点ピン１７４を介して回動自在に支持され、該回動部材１７２の一端に設けられた押圧ピン１７６を介して現像機６０に当接し、この押圧ピン１７６がトラッキング用ばね１７８により押圧され、現像機６０を弾性的に押圧するようにしてある。また、回動部材１７２の他端に設けられた回動ピン１８０が可動片１６６に形成された受け溝１８２に嵌合しており、可動片１６６を下降させると、回動部材１７２が時計方向に回転し、現像機６０から離れる方向に移動する。また、現像機本体８０には、前述した案内ピン１００を現像機６０が感光体５２から離れる方向に押圧するリトラクト用ばね１８４が設けられている。
【００２９】
また、図１３に示すように、前述した中間ギア１２８にはワンウエイクラッチ１８６が設けられている。このワンウエイクラッチ１８６は、駆動モータ１０６が逆転すると、第２の駆動部１２０及び第３の駆動部１２２の逆転を許容する。なお、現像機駆動系における他の部分は前述した実施形態と同様である。
【００３０】
上記構成において、現像機６０を退避させる場合は、駆動モータ１０６の逆転と現像機移動用モータ１７０の駆動とを同時に行う。現像機移動用モータ１７０を駆動させると、カム１６８が回転し、レール部材１６４が下降し、回動部材１７２が図１１の時計方向に回転し、トラッキングばね１７８の押圧力に対してリトラクト用ばね１８４の反対方向への押圧力が打ち勝つようになる。このままでは現像機６０は退避方向へ移動できないが、駆動モータ１０６が逆転し、ワンウエイクラッチ１８６により前述したアウトプットギアの逆転が許容されるので、現像機６０が退避位置まで移動することができる。一方、現像機６０の退避位置から現像位置へ移動させる場合は、駆動モータ１０６の正転と現像機移動用モータ１７０の駆動とを同時に行う。これにより前述したアウトプットギアからの反力とトラッキング用ばね１７８の押圧力の合計がリトラクト用ばね１８４の押圧力に打ち勝ち、現像機６０が現像位置まで移動するものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、駆動手段を逆転させることにより、現像機の退避方向への負荷を少なくし、与圧手段の与圧により現像機を退避位置まで移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた現像機を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた現像機ユニットの一部を示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた現像機を駆動する駆動手段の一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた現像機を駆動する駆動手段の他の一部を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における現像機の進退状態を示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における制御回路例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における始動時の制御フローを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における終了時の制御フローを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置に用いた現像機ユニットを示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置に用いた現像機ユニットの一部を示す側面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置に用いた現像機ユニットの一部を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置に用いた現像機を駆動する駆動手段の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０画像形成装置
１２画像形成装置本体
１４給紙ユニット
５０感光体ユニット
５２感光体
５８現像機ユニット
６０現像機
８２マグネットロール
９６インプットギア
１０４駆動手段
１０６駆動モータ
１４６アウトプットギア

Claims

感光体と、この感光体に対して進退自在に設けられ、現像剤搬送手段を有する現像機と、正逆方向に回転し、正転方向に回転する場合は、前記現像機の現像剤搬送手段を駆動する第１の駆動手段と、前記現像機が感光体から退避する方向へ前記現像機に与圧を与える与圧手段と、前記現像機を前記感光体に押し付ける押圧手段と、前記押圧手段の押圧を解除するように前記押圧手段を駆動する第２の駆動手段とを具備し、前記第１の駆動手段は、逆転方向の回転を許容する許容手段を有し、前記現像機を退避位置へ移動させる場合は、前記第２の駆動手段により前記押圧手段の押圧を解除し、かつ前記第１の駆動手段を逆転させて前記与圧手段の与圧により前記現像機を退避位置へ移動させるようにした画像形成装置。
前記許容手段は、ワンウエイクラッチにより構成されてなる請求項１記載の画像形成装置。
前記駆動手段は、画像形成装置本体に位置固定されて正逆回転するアウトプットギアと、このアウトプットギアに噛み合い、前記現像機に位置固定されたインプットギアとを有し、前記アウトプットギアは、逆転時に前記現像機に対して感光体から退避する方向へ駆動力を与え、かつ前記現像機の退避位置においても前記インプットギアとの噛み合いを維持してなる請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記アウトプットギアと前記インプットギアとはほぼ垂直方向に並設されてなる請求項３記載の画像形成装置。
前記駆動手段は、アウトプットギアの逆転量を制限する制限手段を有してなる請求項３又は４記載の画像形成装置。