(57)【要約】【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。【選択図】  図４
2013114179.tif 000002
【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。
【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
【図１】
2013114179.tif 000003
【図２】
2013114179.tif 000004
【図３】
2013114179.tif 000005
【図４】
2013114179.tif 000006
【図５】
2013114179.tif 000007
【図６】
2013114179.tif 000008
【図７】
2013114179.tif 000009
【図８】
2013114179.tif 000010