(57)【要約】  【課題】  画像形成の生産性を落とさずに、高品質のトナー画像を形成する現像装置を提供することを目的とする。  【解決手段】  前回の現像に用いられる前現像ローラが現像位置にある状態から、ロータリーラックを余分に回転させることなく、次現像ローラを現像位置に確実に移動させるために、前回の現像に用いられる前現像ローラと上記次現像ローラとの周方向上の距離よりも、上記前現像ローラが上記現像位置にある状態におけるロータリーラックの側面に形成されたリブ材となす周方向上の距離が小さい検知位置における上記リブ材の通過を検知するセンサを備える。【選択図】  図１
2006235334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向の異なる位置に複数の現像ローラが設けられたロータリーラックと、上記ロータリーラックを回転させて、次回の現像に使用される次現像ローラを現像が行なわれる現像位置に移動させる回転手段とを備えた現像装置において、
上記ロータリーラックの側面に形成されたリブ材と、
前回の現像に用いられる前現像ローラと上記次現像ローラとの周方向上の距離よりも、上記前現像ローラが上記現像位置にある状態における上記リブ材となす周方向上の距離が小さい検知位置における上記リブ材の通過を検知するセンサを備え、
上記回転手段は、上記通過の検知があると、検知がされた状態から次現像ローラが現像位置に移動するために必要な角度だけ上記ロータリーラックを回転させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記ロータリーラックは、４つの現像ローラが周方向に等間隔で設けられており、
上記リブ材は、ロータリーラックの側面に周方向に４つ形成された請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
上記４つのリブ材のうち１つのリブ材の形状が他のリブ材と異なる形状であり、
上記センサは、上記通過をしたリブ材が、１つのリブ材であるか他のリブ材であるかを特定し、
上記回転手段は、特定されたリブ材の種類に基づいて、ロータリーラックの回転状態を把握する請求項２に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置の現像方式の１つであるロータリー式現像方式を実現する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラーコピー機やカラープリンタ等のカラー印刷のできる画像形成装置においては、ロータリー式現像方式を現像に採用したものがある。ロータリー式現像方式が採用された画像形成装置は、図７に示すように、回転軸７０１を中心にして相互に９０度異なった位置にY（イエロー）、M（マゼンタ）、C（シアン）、K（ブラック）各色のトナーを保持する現像器７０２ｙ、７０２ｍ、７０２ｃ、７０２ｋが設けられたロータリーラック７００を内蔵している。
【０００３】
ロータリー式現像方式における現像は、感光ドラム７１０上にてYMCKの色毎に順番に行なわれ、各色の現像によって形成された各色のトナー画像は、感光ドラム７１０に上に重ね合わされる。各色の現像は、現像の行なわれる色の潜像が感光ドラム７１０に形成され、潜像が形成された色の現像器７０２ｙ、７０２ｍ、７０２ｃ、７０２ｋによって感光ドラム７１０に形成された潜像にトナーを付着させることで行なわれる。YMCK各色のトナーの潜像への付着は、モータによってロータリーラック７００を回転させて、付着する色の現像器７０２ｙ、７０２ｍ、７０２ｃ、７０２ｋの現像ローラ７０７ｙ、７０７ｍ、７０７ｃ、７０７ｋを感光ドラム７１０と近接する現像位置７２０に移動させ、現像ローラ７０７ｙ、７０７ｍ、７０７ｃ、７０７ｋを図７に示す矢印方向７９１に回転させることで行なわれる。
【０００４】
４色の現像が終わると、感光ドラム７１０に形成された４色のトナー画像が重なった印刷画像は、転写ドラム７１９にて搬送される用紙に転写される。
【０００５】
上記したように、現像の際には、現像ローラ７０７ｙ、７０７ｍ、７０７ｃ、７０７ｋを回転させるために、現像の際に、現像ローラ７０７ｙ、７０７ｍ、７０７ｃ、７０７ｋと感光ドラム７１０との摩擦等によってロータリーラック７０１が回転する場合がある。従って、１色の現像が終了した後に、ロータリーラック７００を９０度回転させた場合、次の色の現像に用いられる現像ローラは、現像位置７２０からずれた位置に移動する場合がある。現像位置７２０からずれた位置に現像ローラがある状態で現像が行なわれると、画質の低いトナー画像が感光ドラム７１０に形成されてしまう。
【０００６】
現像位置７２０からずれた位置に現像ローラがある状態での現像が行なわることを防止するために、ロータリーラック７００の回転状態を検知して、現像ローラの位置のずれをなくす技術が提案されている。このような技術の例として特開２０００−９８７３６号公報に開示された現像装置がある。この現像装置のロータリーラック７００の側面には、図７に示すように、突起（角度認識部材８０７）が１つあり、更に、ロータリーラック７００が回転すると角度認識部材８０７が通過する検知位置を挟むように配置された投光器と受光器からなる光センサ８１０が１つ備えられている。
【０００７】
この現像装置では、１色の現像が終わると、ロータリーラック７００を回転させて角度認識部材８０７を検知位置を通過させ、通過したときから次の色の現像に使用する現像ローラが現像位置７２０に移動するために必要な角度だけロータリーラック７００を回転させる。上記の必要な角度は、各現像ローラ７０７ｙ、７０７ｍ、７０７ｃ、７０７ｋと角度認識部材８０７と現像位置７２０との周方向の位置に基づいて予め定められている。
【０００８】
角度認識部材８０７の光センサ８１０の通過時におけるロータリーラック７００の回転状態は上記の現像時に発生する摩擦にて変化するものでなく常に同じである。常に同じロータリーラック７００の回転状態から定められた角度だけロータリーラック７００を回転させることで、現像ローラ７０７ｙ、７０７ｍ、７０７ｃ、７０７ｋは、現像時に発生する摩擦に関係なく、現像位置７２０に移動するようになる。
【特許文献１】特開平２０００−９８７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記公報の現像装置では、次の現像に移行する際に、角度認識部材８０７を一旦光センサ８１０に通過させる必要がある。そのため、次の現像に移行するまでの間に、次の現像に使用される現像ローラを現像位置７２０に移動させるために必要なロータリーラック７００の角度（９０度）以上ロータリーラック７００を回転させなければならない場合がある。そうすると、例えば、光センサ８１０を通過せずに現像位置に現像ローラが到達した場合は、その現像ローラを光センサ８１０に通過させるために、ロータリーラックを更に回転させなければならないことが生じる。このように、トナー画像の形成と関係なく、現像ローラの位置合わせのために余分にロータリーラックを回転させるので、次の色の現像に移行するのに時間がかかり、画像形成の生産性が低下する。
【００１０】
そこで、本発明は、画像形成の生産性を落とさずに、高品質のトナー画像を形成する現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の現像装置は、前回の現像に用いられる前現像ローラが現像位置にある状態から、ロータリーラックを余分に回転させることなく、次回の現像に用いられる次現像ローラを上記現像位置に到達させるまでにロータリーラックの回転状態を検知して、検知した回転状態から予め定められた角度だけロータリーラックを回転させることで、次現像ローラを現像位置に移動することを実現する。予め定められた角度とは、検知した状態から次現像ローラが現像位置に移動するために必要なロータリーラックの回転角度である。
【００１２】
本発明では、次現像ローラが現像位置に到達するまでに回転状態を検知することで、従来のように、回転状態の検知のためだけにロータリーラックを回転させる必要がない。
【００１３】
次現像ローラが現像位置に到達するまでに回転状態を検知するために、本発明の現像装置は、ロータリーラックの側面にリブ材が形成され、前回の現像に用いられる前現像ローラと上記次現像ローラとの周方向上の距離よりも、上記前現像ローラが上記現像位置にある状態における上記リブ材となす周方向上の距離が小さい検知位置における上記リブ材の通過を検知するセンサを備える。このセンサには、例えば透過型の光センサや、反射型の光センサを用いることが出来る。ここでの周方向上の距離は、ロータリーラックの回転軸と２つの対象物を結ぶ２つの直線のなす角度である。従って、前現像ローラと次現像ローラの周方向上の距離よりも、リブ材と検知位置の周方向上の距離が小さい場合、次現像ローラが現像位置に移動するために必要な角度だけロータリーラックを回転させると、必ずリブ材が検知位置を通過する。よって、ロータリーラックを余分に回転させなくても、ロータリーラックの回転状態を本発明の現像装置は把握することができる。
【００１４】
よって、本発明は、位置合わせのために余分なロータリーラックの回転が必要ないので、画像形成の生産性を落とさずに、高品質のトナー画像を形成することができる。
【００１５】
カラー印刷ができる画像形成装置が備えるロータリーラックは、４つの現像ローラが周方向に等間隔で設けられている。このようなロータリーラックにおいては、例えば、リブ材を、ロータリーラックの側面に周方向に等間隔に４つ形成することで、各現像ローラを次現像ローラとして現像位置に移動させる場合であっても、余分なロータリーラックの回転をしなくても、回転状態を検知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、位置合わせのために余分なロータリーラックの回転が必要ないので、画像形成の生産性を落とさずに、高品質のトナー画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本実施の形態の現像装置を適用した画像形成装置１００の概念図である。画像形成装置１００は、印刷画像を形成する画像形成部１０１と、印刷画像を用紙に転写する転写部１０２と、用紙を転写部１０２に搬送し、更に排紙トレイ１０４に排紙する搬送部１０３と、用紙が載置される給紙カセット１０５、１０６と手差トレイ１０７を備える。
【００１８】
搬送部１０３は、給紙カセット１０５、１０６、手差しトレイ１０７に載置された用紙を一枚ずつ搬送する図示しない給紙ローラや、給紙ローラにて搬送された用紙を搬送路１３２の下流（排紙トレイ１０４側）へと搬送する複数の搬送ローラ１３１にて構成されている。転写部１０２は、感光ドラム１２０に形成された各色のトナー画像を中間転写ローラ１１９に一端転写し、各色のトナー画像を中間転写ローラ１１９上で重ねた後に、中間転写ローラ１１９に形成されたトナー画像（印刷画像）を搬送部１０３にて搬送された用紙に転写する。用紙に転写されたトナーは定着部１３３で定着される。
【００１９】
画像形成部１０１は、感光ドラム１２０と、感光ドラム１２０をマイナスに帯電させる帯電器１２１と、感光ドラムに潜像を形成するレーザ１２２と、感光ドラム１２０に形成された潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する本発明の現像装置を構成する回転可能なロータリーラック１１０を備えている。
【００２０】
本実施の形態のロータリーラック１１０は、回転軸１１１を中心にして相互に９０度異なる位置にYMCK４色の現像器１１２ｙ、１１２ｍ、１１２ｃ、１１２ｋを備えている。各現像器１１２ｙ、１１２ｍ、１１２ｃ、１１２ｋは、磁性を帯びた現像ローラ１１７ｙ、１１７ｍ、１１７ｃ、１１７ｋを備え、現像ローラが矢印１２４方向に回転することで各色の現像器内に充填されたトナーが現像ローラに付着して現像器外へと現れる。現像器内に充填されているトナーはマイナスに帯電されており、図２に示すように、感光ドラム１２０と最も接近した現像位置１４０に現像ローラがある場合、現像ローラに付着したトナーは、感光ドラム１２０のマイナスに帯電していない領域に付着する。感光ドラム１２０へのトナーの付着は、印刷命令を実行する場合にのみ行ない、印刷命令を完了すると、ロータリーラック１１０は、図１に示す回転状態（以下、ホームポジションという）で静止するように図３に示す回転手段３０３にて制御されている。
【００２１】
ロータリーラック１１０の回転駆動は、図４に示すように、ステッピングモータ４００（以下、単にモータ４００という）によって行なわれる。ロータリーラック１１０の周方向に設けられた従動ギア４０２は、モータ４００によって回転駆動される駆動ギア４０１と噛み合っており、モータ４００により駆動ギア４０１が回転することで、ロータリーラック１１０が矢印１２５方向に回転駆動する。
【００２２】
回転手段３０３がロータリーラック１１０をホームポジションで静止させるために、ロータリーラック１１０の側面には、リブ材１９１、１９２、１９３、１９４が固定され、図４に示すように、ロータリーラック１１０の回転によってリブ材１９１、１９２、１９３、１９４が通過する検知位置における各リブ材１９１、１９２、１９３、１９４の通過を検知するセンサ２１０が画像形成装置１００のフレーム２１１に固定されている。
【００２３】
上記リブ材１９１、１９２、１９３、１９４のうちリブ材１９４は、他のリブ材と形状が異なっており、図１に示すように、周方向中央で分離された第１部材１９４ａと第２部材１９４ｂの２つの部材で構成されている。光センサ２１０は、検知位置を挟んで配置された投光器と受光器からなる透過型光センサである。光センサ２１０は、リブ材１９１、１９２、１９３、１９４が検知位置を通過し、投光器からの光が遮光されている時はオンを出力し、リブ材１９１、１９２、１９３、１９４が検知位置を通過しておらず投光器からの光が受光器に受光されている時はオフを出力する。
【００２４】
ロータリーラック１１０は、回転してリブ材１９４が検知位置を通過する際には、光センサ２１０の出力は、第１部材１９４ａと第２部材１９４ｂが検知位置を通過している時はオンであり、第１部材１９４ａと第２部材１９４ｂとの間が検知位置を通過する間はオフである。回転手段３０３は、印刷命令を完了すると、このオフ時間と同じ時間であるオフを検知すると、出力がオフからオンに切り替わってから所定パルス分ロータリーラック１１０を回転させて、ロータリーラック１１０の回転状態をホームポジションにしてロータリーラック１１０の回転を停止させる。
【００２５】
以上のように、印刷命令完了後のロータリーラック１１０の回転状態は、ホームポジションとなっている。画像形成装置１００は、LAN（Local Area Network）等のネットワークでパソコン等の端末と接続されている。１つの印刷命令を完了し、ロータリーラック１１０の回転状態がホームポジションになっている状態で、端末から、印刷命令と画像データが送信されると、画像形成装置１００は、送信された印刷命令を実行する。
【００２６】
端末から送信された印刷命令と画像データは、図３に示す通信手段３０１に受信され、通信手段３０１は、受信した印刷命令と画像データを印刷制御手段３０２に入力する（図６、Ｓ６０１）。
【００２７】
印刷命令と画像データが入力されると、印刷制御手段３０２は、入力された画像データをYMCKの各色で表現するデータに色変換を行なう。色変換を行なうと、印刷制御手段３０２は、１色ずつ順番に現像を行なう。本実施の形態では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で現像が行なわれるものとする。
【００２８】
ブラックの現像において、印刷制御手段３０２は、感光ドラム１２０を矢印１２３方向に回転させながら、帯電器１２１で感光ドラム１２０の表面を一様にマイナスに帯電させて、色変換によって得られたブラックの画像データに基づいてレーザ１２２を用いてブラックの潜像を帯電した領域に形成する。
【００２９】
印刷制御手段３０２は、上記のようにしてブラックの潜像を形成するとともに、回転手段３０３にブラックの現像ローラ１１７ｋを現像位置１４０に移動させることを指示する。
【００３０】
ブラックの現像ローラ１１７ｋを現像位置１４０に移動させる指示を受けると、回転手段３０３は、モータ４００を駆動してロータリーラック１１０をホームポジションから矢印１２５方向に回転させ始める（図６、Ｓ６０２）。図５に、光センサ２１０の出力及びモータ４００の駆動状態（オン・オフ）と時間の関係を示す。
【００３１】
図１に示すように、回転状態がホームポジションのときは、第２部材１９４ｂで光センサ２１０の投光器からの光が遮光されている。そのため、モータ４００の駆動直後である回転開始直後は、光センサ２１０の出力はオンになっている。ロータリーラック１１０の回転により、その後第２部材１９４ｂの後端が検知位置を通過すると、光センサ２１０の出力がオンからオフに変化する（図６、Ｓ６０３）。回転手段３０３は、光センサ２１０の出力がオンからオフに変化すると、予め定められた角度だけロータリーラック１１０を回転させてモータ４００の駆動を停止する（図６、Ｓ６０４→Ｓ６０５）。この予め定められた角度とは、第２部材１９４ｂの後端が検知位置を通過した時の現像ローラ１１７ｋの位置から現像ローラ１１７ｋが現像位置１４０に到達するために必要な回転角度である。
【００３２】
このようにして現像位置１４０に現像ローラ１１７ｋが移動すると、印刷制御手段３０２は現像ローラ１１７ｋを矢印１２４方向に回転させて、感光ドラム１２０に形成された潜像にブラックのトナーを付着させて、ブラックの現像を行う。
【００３３】
本実施の形態では、ブラックの現像器１１７ｋが現像位置１４０にある場合、第２部材１９４ｂとリブ材１９１の中間が検知位置に位置し、光センサ２１０の出力がオフであるとする。
【００３４】
ブラックの現像が完了すると、印刷制御手段３０２は、ブラックのトナー画像を中間転写ローラ１０２に転写する。その後イエローの潜像を感光ドラム１２０に形成すると共に、回転手段３０３にイエローの現像ローラ１１７ｙを現像位置１４０に移動させることを指示する（図６、Ｓ６０６→Ｓ６０７→Ｓ６０２）。イエローの潜像の形成は、ブラックの潜像の形成と同じ方法で行う。
【００３５】
イエローの現像ローラ１１７ｙを現像位置１４０に移動させる指示を受けると、回転手段３０３は、再びモータ４００を駆動してロータリーラック１１０を矢印１２５方向に回転させ始める。ロータリーラック１１０を回転させると、やがてリブ材１９１が検知位置を通過する。このため、光センサ２１０の出力は、リブ材１９１の先端が検知位置に到達するとオフからオンに変化し、リブ材１９１の後端が通過するとオンからオフに変化する（図６、Ｓ６０３）。
【００３６】
回転手段３０３は、光センサ２１０の出力がオンからオフに変化すると、予め定められた角度だけロータリーラックを回転させてモータ４００の駆動を停止する（図６、Ｓ６０４→Ｓ６０５）。この予め定められた角度とは、リブ材１９１の後端が検知位置を通過した時の現像ローラ１１７ｙの位置から現像ローラ１１７ｙが現像位置１４０に到達するために必要な回転角度である。
【００３７】
このようにして現像位置１４０に現像ローラ１１７ｋが移動すると、印刷制御手段３０２は現像ローラ１１７ｋを矢印１２４方向に回転させて、感光ドラム１２０に形成された潜像にイエローのトナーを付着させて、イエローの現像を行う。
【００３８】
本実施の形態では、イエローの現像ローラ１１７ｙが現像位置１４０にある場合、リブ材１９１とリブ材１９２の中間が検知位置に位置し、光センサ２１０の出力がオフであるとする。
【００３９】
１色の現像が終了すると、以上のようにして、ロータリーラック１１０を回転させて、次の現像が行なわれる。上記回転制御手段３０２は、現像が最後に行われる色であるシアンの現像を終了すると、ロータリーラック１１０の回転状態をホームポジションとするように回転手段３０３に指示する。
【００４０】
この指示があると、回転手段３０３は、上記した方法でロータリーラック１１０の回転状態がホームポジションとなるまでロータリーラック１１０を回転させて停止させる。
【００４１】
本実施の形態では、次の現像に使用される現像ローラを現像位置に移動させるために、ロータリーラック１１０を９０度以上回転させる必要がないので、画像形成の生産性を落とさずに、高品質のトナー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態の画像形成装置の概念図。
【図２】ロータリーラックのホームポジションを示す図。
【図３】本実施の形態の現像装置の機能ブロック図。
【図４】本実施の形態の現像装置の概念図。
【図５】光センサの出力及びモータの駆動状態と時間の関係を示す図。
【図６】現像の手順を示すフローである。
【図７】従来技術の画像形成装置の概念図
【符号の説明】
【００４３】
１００  画像形成装置
１０１  画像形成部
１０２  転写部
１０３  搬送部
１１０  ロータリーラック
１１１  回転軸
１１２ｙ、１１２ｍ、１１２ｃ、１１２ｋ  現像器
１１７ｙ、１１７ｍ、１１７ｃ、１１７ｋ  現像ローラ
１２０  感光ドラム
１２１  帯電器
１２２  レーザ
１４０  現像位置
１９１、１９２、１９３、１９４  リブ材
２１０  光センサ
３０３  回転手段
４００  モータ
【図１】
2006235334.tif 000003
【図２】
2006235334.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006235334.tif 000009