JPH06236103A - 現像手段を有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像担持体に形成した潜像を複数の現像装置で
現像するとき、現像装置内に設けられた現像用スリーブ
が現像時において急激な回転始動を行なわないように制
御し、画像形成用に感光体ドラムに悪影響を与えないよ
うにした。 【構成】 像担持体と、該像担持体に電荷を付与する帯
電手段と、露光手段と、該露光手段により形成された潜
像を現像する複数の現像手段と、該複数の現像手段を駆
動する駆動手段とを有する画像形成装置において、前記
複数の現像手段に各々有する現像用回転スリーブと、該
現像用回転スリーブを各々回転駆動する駆動手段と、前
記複数の現像用回転スリーブと、前記駆動手段に各々設
けられた電磁パウダクラッチと、該電磁パウダクラッチ
を介して前記現像用回転スリーブを回転する際、前記パ
ウダクラッチの入力電圧を変化させ前記現像用回転スリ
ーブを除々に回転始動するようにしたことを特徴とする
現像手段を有する画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体に形成した潜
像を複数の現像装置で現像するとき、現像装置内に設け
られた現像用スリーブが現像時において急激な回転始動
を行わないように制御し、画像形成用の感光体ドラムに
悪影響を与えないようにした装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置においては、像担持
体として感光体ドラムを中心に少なくとも帯電装置と通
常の光源又はレーザ光を用いた露光装置及び黒のみの現
像装置か、カラー複写の場合は複数個の現像装置が順次
配置されている。前記感光体ドラムに画像を形成するに
は、まず帯電装置にて前記感光体ドラムの全面に帯電
し、原稿又はコンピュータよりの入力信号に応じて露光
装置にて露光を行ない、前記原稿又はコンピュータより
の信号に対応した潜像が形成される。該潜像を前記現像
装置により現像を行なうが、特に前記カラー複写の場合
は数種類のカラートナーを内蔵した現像装置が設けられ
ており、現像を行なう現像装置のみ前記感光体ドラム面
に接近させ現像を行っている。一般に前記現像装置は現
像用回転スリーブが設けられ該現像用回転スリーブを現
像時に駆動手段より電磁クラッチを介して高速回転（例
えば色により300〜350γpm）で回転し、如何なる画像に
も対応できるようにカラートナーを前記潜像部に搬送
し、良好な現像を行なうようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のように感光体ド
ラムに形成した潜像を現像するとき前記のように駆動手
段より電磁クラッチを介して現像用回転スリーブを始動
し回転しているが、一般に感光体ドラムは装置全体の制
約とコスト面もあり、あまり大径状に製作することがで
きない。従って通常使用される小型の原稿サイズでも感
光体ドラム上に形成した潜像が現像装置に達し、現像用
回転スリーブが始動を開始するときでも露光装置にて露
光が行なわれてる。露光形態は普通感光体ドラム面の帯
電された部分より順次露光される。特にレーザ光を用い
て露光する場合は感光体ドラムが回転し同期して左右に
微細巾でスキャンしながら露光する。このような状況下
で前記のように現像装置の現像用回転スリーブを始動さ
せるとき、電磁クラッチをＯＮすると同時に該現像用回
転スリーブが急速に回転を開始し、該回転速度が早い
程、始動時に衝撃が大きく、当然感光体ドラム面にも衝
撃による影響が発生する。その理由として最近の現像装
置は現像用回転スリーブ上で搬送される現像剤層が薄く
なり、又感光体ドラム面との間隙（以下ＤＳＤと云う）
も極めて挟く、0.5mm程度の微少のＤＳＤ巾を正確に維
持させる必要があり、このＤＳＤ巾を形成する手段とし
て現像用回転スリーブの両側にコロを設け、該コロを感
光体ドラム面に突当てて、正確なＤＳＤ巾を維持してい
る。前記コロは現像用回転スリーブと同軸的に設けられ
ているために前記の電磁クラッチによる始動時の衝撃が
前記コロを介して感光体ドラムに伝わり、一時的に感光
体ドラムの正確な回転に影響を与えてしまうため露光中
の潜像形成面が前記始動時にピッチむらとなり、現像を
行った時に不良画像が発生する。特に多色カラーを重ね
合せてカラー画像を形成する場合各現像装置毎にピッチ
むらを発生させてしまい、良好なカラー画像を得られな
い欠点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、請求項１において像担持体と、該像担持体
に電荷を付与する帯電手段と、露光手段と、該露光手段
により形成された潜像を現像する複数の現像手段と、該
複数の現像手段を駆動する駆動手段とを有する画像形成
装置において、前記複数の現像手段に各々有する現像用
回転スリーブと、該現像用回転スリーブを各々回転駆動
する駆動手段と、前記複数の現像用回転スリーブと、前
記駆動手段に各々設けられた電磁パウダクラッチと、該
電磁パウダクラッチを介して前記現像用回転スリーブを
回転する際、前記パウダクラッチの入力電圧を変化させ
前記現像用回転スリーブを除々に回転始動するようにし
たことを特徴とする現像手段を有する画像形成装置と
し、請求項２において、前記現像手段は各々イエロー，
マゼンタ，シアン，ブラックの４色により現像を行う複
数の現像手段であること、及び請求項３において、前記
現像用回転スリーブを駆動する前記パウダクラッチの入
力電圧を変化させる制御手段を有することにより解決し
た。

【０００５】

【実施例】次に、本発明を用いたための画像形成装置に
ついて図面を参照して説明する。

【０００６】図１は、本発明の画像形成装置Ａの一実施
例の要部の構成を示す図である。

【０００７】本実施例はイエロー，マゼンタ，シアン，
ブラック（以下Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋと云う）の４色の非接
触現像方式のレーザ書込み装置を備えたカラー複写機Ａ
である。

【０００８】まず、カラー複写機本体の基本的な構成
と、通常モードの基本的な動作を説明する。

【０００９】レーザ書込みユニット２により露光がなさ
れる前に、像担持体である感光体ドラム１はＰＣＬ12で
光除電されたのち帯電装置13により全面が一様な所定電
位に揃え帯電される。帯電装置13はスコロトロン帯電器
であり、グリット電圧は−550Ｖ，感光体の帯電電位は
−600Ｖであり、この条件は通常モードで使用される。

【００１０】一次帯電がなされた感光体ドラム１上に、
レーザ書込みユニット２により静電潜像が順次形成さ
れ、この潜像は非接触反転現像を行うＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ
の各現像装置３，４，５，６により順次現像される。フ
ルカラーの場合、各色の現像毎に感光体ドラム１は１回
転し、合計４回転することにより、感光体ドラム１上に
複数色のトナー像が重複形成される。７は転写前露光ラ
ンプで転写効率を向上させる。

【００１１】８はベルト状の転写・搬送装置である転写
ベルト装置、81は電荷を保持し記録紙Ｐを吸着する転写
ベルト、83，84は支持部材82の両端に設けられ転写ベル
ト81を支持・伸張し回転するための保持ローラ、85は記
録紙Ｐを静電気力によって転写ベルト81に吸着させるた
め記録紙Ｐに導電性ブラシによって放電を行う紙帯電
器、86はトナー像を感光体ドラム１から記録紙Ｐに転写
するための転写用帯電器である転写電極である。かかる
構成によって、記録紙Ｐを転写ベルト81に強固に付着さ
せ確実に搬送することができ、転写部において優れた転
写効率、分離効率を得ることができる。

【００１２】前記転写ベルト装置８は、感光体ドラム１
上にトナー像を重ねて形成して一度に記録紙Ｐに転写を
行うようにしたカラー画像形成装置では好ましい装置で
ある。上記カラー複写機Ａにあっては、感光体ドラム１
上にトナー像を重ねるため複数の現像器を感光体ドラム
１周縁部に備えてドラム径が大きくなり、従来の静電転
写分離方式では十分な分離性能が得られないのでより確
実な分離性能を必要とすること、トナー像を重ねる方式
ではトナー付着量が大きくなるため、大きな転写電荷量
が必要になるので大きな転写電荷保持能力を持つことを
必要とするため転写ベルト装置が使用される。

【００１３】転写ベルト装置８の保持ローラ83，84は導
電性の金属材からなるローラで上流側の保持ローラ83は
接地又は接地状態に近い所定の電位にされている。支持
部材82は保持ローラ84の軸芯を固定軸とし、常時は図示
省略した弾性部材により保持ローラ83が下方に位置する
ように付勢されていて、転写ベルト81は感光体ドラム１
周面より離れ退避している。

【００１４】転写時には装置本体制御部の制御によって
作動する例えばソレノイド等によって支持部材82が前記
弾性部材の力に抗して時計方向に回動され、転写ベルト
81は所定の圧力をもって感光体ドラム１に圧接するよう
になっている。

【００１５】この転写ベルト装置８は、転写部上流にあ
る給紙ローラである第２給紙ローラ９の回転が開始する
と同時に、既にコピー動作開始と同時に回転駆動されて
いる転写ベルト81の感光体ドラム１への圧接及び紙帯電
器85により転写前の記録紙Ｐ吸着用のバイアス電圧が印
加される。記録紙Ｐの先端部は第２給紙ローラ９によっ
て転写ベルト81に送り込まれる。記録紙Ｐは転写ベルト
81に吸着されて転写部へと搬送される。記録紙Ｐ先端が
転写部を一定長さ（例えば５〜７mm）通過した時点に転
写電極86の定電圧電源をＯＮにしてトナー像の転写を開
始する。転写が終了すると前述の弾性部材によって転写
ベルト81は、感光体ドラム１から離間される。

【００１６】給紙トレイ20にセットされている記録紙Ｐ
は、図１に示すように１枚ずつ送り出しローラ16によっ
て送り出され、第１給紙ローラ17、中間搬送ローラ18を
介して第２給紙ローラ９まで給送される。記録紙Ｐの先
端が第２給紙ローラ９に当接すると紙センサ91が記録紙
Ｐの到来を感知し検知信号を発する。この信号により、
第１給紙ローラ17、中間搬送ローラ18は停止し、記録紙
Ｐは第２給紙ローラ９に当接した状態でトナー像の転写
に待機する。これによって記録紙Ｐは常に同一の線速度
で給送され第２給紙ローラ９に当接して待機し、第２給
紙ローラ９の同期回転によって感光体ドラム１上のトナ
ー像に確実に同期しタイミングのズレを起こすことなく
転写部に給送されることになる。

【００１７】なお、21は手差し用のトレイで送り出しロ
ーラ16によって手差しの記録紙が前記と同様常に同一線
速度紙で第２給紙ローラ９に給送され、記録紙は第２給
紙ローラ９に当接して転写に待機する。

【００１８】記録紙Ｐが転写電極86上を通過する際に重
複形成された多色トナー像が一度に転写される。

【００１９】多色トナー像を転写された記録紙Ｐは除電
器87により除電されたのち、搬送ローラ19により定着装
置14に給送され定着処理が行われる。定着処理は熱ロー
ラ対14ａ，14ｂを用いて行われる。熱ローラ14ａにはヒ
ータが内蔵されており、このヒータの動作時間を切り換
えることにより定着温度の制御が行われる。この温度制
御は、記録紙モードによる一律の切換えと、図示しない
温度センサによる環境温度測定結果に基づいた負帰還制
御の２種類が行われるようになっている。

【００２０】定着処理後、記録紙Ｐは排紙ローラ15を介
して外部のコピートレイに送られ、排出される。

【００２１】前記露光、現像プロセスでは、転写ベルト
81並びにクリーニング装置11のクリーニングブレード11
Ａは退避して非接触状態となっており、感光体ドラム１
が５回転目に入ると、転写ベルト装置８とクリーニング
装置11が圧接される。このように多色トナー像が完全に
形成されたのちに転写ベルト等を圧接させるのは、像形
成途中で、多色トナー像を乱さない為である。

【００２２】制御部は、ＣＰＵ定着温度制御手段、プロ
セス速度制御手段、転写・クリーニング圧着制御手段、
転写電流切換え手段等を有し、プロセス速度の切換えや
転写電流切換え等を統括的に制御する。

【００２３】また、駆動系ブロックとして、例えば直流
モータをＰＬＬ制御して感光体ドラム１、現像装置３〜
６、第１給紙ローラ17、中間搬送ローラ18、第２給紙ロ
ーラ９、搬送ベルト19、定着装置14の熱ローラ対14ａ，
14ｂ等を駆動する。この駆動は例えば第２給紙ローラ９
は電磁バネクラッチを、現像器３〜６、第１給紙ローラ
17、中間搬送ローラ18等は例えば電磁クラッチを制御部
ＣＰＵの指令によるＯＮ動作により行われる。

【００２４】以上がカラー画像を形成する画像形成装置
の全体構成を示すものである。

【００２５】本発明の実施例を図２に示す、前記図１と
同様に感光体ドラム１に対し、帯電装置13、レーザ書込
みユニット２を設け、更にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの現像装
置、３，４，５，６を前記感光体ドラム１の周面に沿っ
て順次設けられている。そして前記現像装置３，４，
５，６の開口部に現像用回転スリーブ31，41，51，61を
各々設ける。更に図３に示すように例えば現像用回転ス
リーブ41の両端にＤＳＤの間隙を保持するためのコロ41
1，412を回転自在に設ける。

【００２６】図２に図示された他の現像用回転スリーブ
31，51，61の両端にも総て図３と同様のコロ411，412を
回転自在に設けられている。

【００２７】本発明は前記現像用回転スリーブ31，41，
51，61は電磁パウダクラッチＣ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄を介し
て連結手段313，411，511，611で連結する。連結手段と
しては歯車、タイミングベルト、チェーン等が適宜用い
られる。又現像装置３，４，５，６の非現像部側にはカ
ム314，412，512，612が設けられ、該カム314，412，51
2，612を回動するための回動制御手段315，413，513，6
13を介して制御用ＣＰＵに接続する。前記回動制御手段
としては小型モーター又はステッピングモータ等を用い
てもよい。前記電磁パウダクラッチＣ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄
にも作動制御手段316，414，514，614を介して前記制御
用ＣＰＵに接続すると共に、前記駆動用モータＭを作動
制御手段Ｍ₁を介して制御用ＣＰＵに接続する。

【００２８】次に図４には前記電磁パウダクラッチＣ₂
の構成を詳細に示す。前記駆動用モータＭにて駆動され
る前記連結手段4111の駆動軸Ｃ11の一端に円盤袋状に形
成された回転シリンダＣ12を固定し、画像形成装置Ａの
本体に固定されたブラケットＣ13に前記駆動軸Ｃ11を回
転自在に設け、一方該回転シリンダＣ12内には回転ロー
タＣ14を非接触で内蔵させ、該回転ロータＣ14を前記連
結手段4111の被動軸Ｃ15の一端に固定する。そして該被
動軸Ｃ15を前記ブラケットＣ13に回転自在に設ける。Ｃ
16は前記回転シリンダＣ12の外周に配置した励磁コイル
で、電気的に絶縁されて前記ブラケットＣ13に挟持され
るように設けられており、且つ励磁コイルＣ16は作動制
御手段414に接続されている。4141は作動制御手段316の
電源である。前記回転シリンダＣ12内の円周部にはパウ
ダ（磁性鉄粉）Ｃ17が充填され、前記ロータＣ14の作動
部Ｃ18がパウダＣ17内に挿入された状態で組み込まれて
いる。

【００２９】本発明の実施例は以上のように構成されて
おり、まず図示されない被写開始スイッチをＯＮして記
録操作が開始され、図１で説明された順序に従って記録
紙Ｐに画像が記録されるが、本発明は前記図２に示した
ように感光体ドラム１面に帯電装置13にて順次帯電し、
レーザ書込みユニット２により感光体ドラム１面に原稿
又は入力信号に応じて潜像を形成する。感光体ドラム１
の回転は制御用ＣＰＵによりステッピングモータ等を用
いて制御されており潜像形成位置が制御用ＣＰＵにプロ
グラムにより判別されている。今図２において現像装置
４のＭ（マゼンタ）で現像を行なうとき、カム412を制
御用ＣＰＵにより回動制御手段413を介して回動し、現
像装置４を感光体ドラム１の方向に移動し、図３で示す
ようにコロ411，412を感光体ドラム１面に接触させ、該
感光体ドラム１面と現像用回転スリーブ41間に所定のＤ
ＳＤ巾を設定する。そして感光体ドラム１の潜像位置が
Ｌ_２の位置に達する前ではクラッチＣ_２は制御用ＣＰＵ
により作動制御手段414が解除している。

【００３０】次に現像装置４の現像用回転スリーブ41を
回転して現像するに当り、まず制御用ＣＰＵより制御手
段Ｍ₁より駆動モータＭの回転を開始し、駆動軸Ｃ11に
より回転シリンダＣ12が回転を開始するが、作動制御手
段414により電源4141が励磁コイルＣ16に通電されなけ
れば、回転シリンダＣ12の回転力は回転ロータＣ14の作
動部Ｃ18に回転が伝達されず、したがって被動軸Ｃ15に
トルクが発生しない。次に作動制御手段414に対し制御
用ＣＰＵにより図５の示す電圧を除々に上昇させるよう
に制御し、電源4141の電圧を除々に上昇させることによ
り励磁コイルＣ16により発生する磁束Ｃ19を前記電圧の
強さに比例して磁束Ｃ19が強まり、該磁束Ｃ19により前
記電磁用のパウダＣ17が磁化し、回転シリンダＣ12の回
転に応じてパウダＣ17を追随移動させる。従って前記回
転ロータＣ14の作動部Ｃ18にパウダＣ17が作用し、回転
ロータＣ14は前記回転シリンダＣ12の回転に応じて回転
を開始する。その際、図５に示すように作動制御手段41
4により電源4141の電圧を除々に上昇させることで、励
磁コイルＣ16による磁束Ｃ19を除々に強め、パウダＣ17
の追随移動も前記磁束Ｃ19の強さに応じて移動量が増大
し、回転ロータＣ14のトルクを増大させる。このような
作用により被動軸Ｃ15による現像用回転スリーブ41の回
転は駆動モータＭが急速に始動回転しても始動時は除々
に回転を始め、一定時間後に所定の回転数に達する。

【００３１】このようにしてクラッチＣ₂の接続時には
現像用回転スリーブ41の回転開始時は停止乃至は低速で
回転しており、図３に示すコロ311，312による感光体ド
ラム１に対する始動による衝撃が伝達されない。従って
感光体ドラム１上で行われているレーザ書込みによるＬ
₁迄の潜像形成に画像乱れが発生しない。尚他の現像装
置３，５，６はカム314，512，612により感光体ドラム
１より離間する方法に移動しており、現像用回転スリー
ブ31，51，61の両端に設けたコロは感光体ドラム１面よ
り離間している。前記現像用回転スリーブ41でＭの現像
が行われた後他の現像装置３，５，６により現像を行な
う場合も前記同様の操作で現像を行なう。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は各現像装置３，
４，５，６で感光体ドラム１の潜像を順次現像すると
き、現像装置に設けられたＤＳＤ決定用のコロを接触
し、現像用回転スリーブの回転を行なうための駆動モー
タを、始動させても前記クラッチＣ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄の
作用により現像用回転スリーブは始動時に停止乃至は低
速回転し、感光体ドラム面とコロとの接触によって該コ
ロより影響を受けることを防止し、特に感光体ドラムの
潜像形成時に潜像にピッチむらが発生するのを防止し、
常に良好な画像を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の一実施例の要部
を示す構成図。

【図２】感光体ドラムと現像装置の制御構成図。

【図３】感光体ドラムと現像用回転スリーブ及びコロの
関係を示す構成図。

【図４】本発明に使用した電磁パウダクラッチの断面
図。

【図５】励磁コイルの電圧と現像用回転スリーブの回転
数を示す特性図。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光体ドラム） ２ レーザ書込みユニット ３，４，５，６ 現像装置 ７ ＰＴＬ（転写前露光ランプ） ８ 転写ベルト装置 ９ 第２給紙ローラ 10 クリーニング前除電器 11 クリーニング装置 12 ＰＣＬ 13 帯電装置（スコロトロン帯電器） 14 定着装置 16 送り出しローラ 17 第１給紙ローラ 18 中間搬送ローラ 20 給紙トレイ 25 出力手段 31，41，51，61 現像用回転スリーブ 81 転写ベルト 86 転写電極 314，412，512，612 カム Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄ クラッチ 411，412 コロ Ｃ11 駆動軸 Ｃ12 回転シリンダ Ｃ13 ブラケット Ｃ14 回転ロータ Ｃ15 被動軸 Ｃ16 励磁コイル Ｃ17 パウダ Ｃ18 作動部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、該像担持体に電荷を付与す
   る帯電手段と、露光手段と、該露光手段により形成され
   た潜像を現像する複数の現像手段と、該複数の現像手段
   を駆動する駆動手段とを有する画像形成装置において、
   前記複数の現像手段に各々有する現像用回転スリーブ
   と、該現像用回転スリーブを各々回転駆動する駆動手段
   と、前記複数の現像用回転スリーブと、前記駆動手段に
   各々設けられた電磁パウダクラッチと、該電磁パウダク
   ラッチを介して前記現像用回転スリーブを回転する際、
   前記パウダクラッチの入力電圧を変化させ前記現像用回
   転スリーブを除々に回転始動するようにしたことを特徴
   とする現像手段を有する画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記現像手段は各々イエロー，マゼン
   タ，シアン，ブラックの４色により現像を行う複数の現
   像手段であることを特徴とする請求項１記載の現像手段
   を有する画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像用回転スリーブを駆動する前記
   パウダクラッチの入力電圧を変化させる制御手段を有す
   ることを特徴とする請求項１記載の現像手段を有する画
   像形成装置。