JP2006301640A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像器に伝えられる動力を確実に制御でき，小型化，低コスト化の可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明によれば，複数の現像器４と，カムシャフト１２０と，それぞれ複数の現像器に対応するようにカムシャフトに設けられる複数のカム１３１と，複数の現像器と複数のカムとの間に設けられ，カムシャフトの回転位相によって駆動源の回転力を複数の現像器に選択的に動力を伝達する動力伝達手段と，を備える画像形成装置が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は，画像形成装置に係り，さらに詳細には，複数の現像器を順次駆動してカラー画像を形成する画像形成装置に関する。

一般的に，電子写真方式を利用するカラー画像の形成装置は，一定の電位に帯電された感光媒体に光を走査して静電潜像を形成し，この静電潜像を所定色のトナーで現像した後，現像された画像を用紙に転写及び定着させてカラー画像を形成する装置をいう。カラー画像の形成装置に使用されるトナーの色は，通常，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）である。したがって，上記の４色のトナーを静電潜像に付着させるために，４個の現像ユニットが必要である。

カラー画像を形成する方式には，それぞれ４個の露光ユニット及び感光媒体を備えるシングルパス方式と，一つの露光ユニット及び感光媒体を備えるマルチパス方式とがある。シングルパス方式のカラー画像の形成装置は，カラー印刷時及び白黒印刷時にかかる時間が同じである。したがって，高速のカラー画像の形成装置に主に使用される。しかし，４個の露光ユニット及び４個の感光媒体を備えなければならないため高価である。このような問題によって比較的低速の領域で動作するカラー画像の形成装置は，一つの感光媒体及び一つの露光ユニットを備えて各色に対して露光，現像，転写を繰り返して中間転写媒体上にカラートナー画像を形成し，これを用紙に転写，定着させるマルチパス方式を採用している。

マルチパス方式の画像形成装置の場合，４個の現像器が順次に作動されるため，駆動モータの回転力を４個の現像器に順次に伝達するための装置が必要である。このために，従来の画像形成装置は，４個の電子式クラッチを採用する。

特開平１０−１４８９８５号公報 特開２００２−０９９１２９号公報 特開平３−０８７７７０号公報

しかしながら，上記のような電子式クラッチは，高価であり，かつサイズも大きくなるという問題がある。また，クラッチング動作においてスリップが発生して，適時に動力を制御できないという問題が発生する。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，現像器に伝えられる動力を確実に制御でき，小型化，低コスト化の可能な，新規かつ改良された画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，複数の現像器と，カムシャフトと，それぞれ前記複数の現像器に対応するように前記カムシャフトに設けられる複数のカムと，前記複数の現像器と前記複数のカムとの間に設けられ，前記カムシャフトの回転位相によって駆動源の回転力を複数の現像器に選択的に伝達する動力伝達手段と，を備える画像形成装置が提供される。

上記の動力伝達手段は，複数の現像器に連結される複数の固定ハブと，複数の固定ハブそれぞれと対応して摺動可能に設置され，駆動源と連結する複数の摺動ハブと，を備えてもよい。

上記の複数の固定ハブ及び複数の摺動ハブは，それぞれ同軸上に位置してもよい。

複数の摺動ハブを複数の固定ハブから離隔する方向に付勢させる，複数の弾性部材をさらに備えてもよい。

上記のカムシャフトは，ユニバーサルジョイントによって連結された複数のカムシャフトを備えてもよい。

上記のカムによって押圧されることで摺動ハブを押圧する連結部材をさらに備えてもよい。

上記のカムシャフトは，駆動源によって回転し，駆動源からカムシャフトに伝えられる駆動力を制御する制御手段をさらに備えてもよい。

上記の制御手段は，駆動源とカムシャフトとの間に設けられ，複数のカムと位相的に対応する複数の結合部を備えるバネクラッチと，複数の結合部に選択的に結合されて，バネクラッチを選択的に作動させるアクチュエーターと，を備えてもよい。

カムシャフトに設けられるホームポジション指示部材と，ホームポジション指示部材を検出するセンサーと，をさらに備え，バネクラッチは，ホームポジション指示部材と位相的に対応するホームポジション結合部をさらに備えてもよい。

上記のホームポジション結合部は，当該ホームポジション結合部の位相が複数の結合部と重なり合わないようにしてもよい。

上記のカムシャフトを回転させるステップモータと，カムシャフトに設けられるホームポジション指示部材と，ホームポジション指示部材を検出するセンサーと，をさらに備えてもよい。

上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，感光ドラムと対向するように設けられた複数の現像器により，感光ドラム上に単色のトナー画像を順次現像し，トナー画像を中間転写体に重複転写してカラー画像を印刷するマルチパス方式の画像形成装置において，複数の現像器に連結する複数の固定ハブと，それぞれの固定ハブと同軸に摺動可能に設置され，駆動源に連結される複数の摺動ハブと，摺動ハブを前記固定ハブから離隔する方向に付勢させる複数の弾性部材と，カムシャフトと，複数の摺動ハブそれぞれに対応するようにカムシャフトに設けられ，カムシャフトの回転位相によって複数の摺動ハブを選択的に摺動させて，対応する固定ハブと連結させる複数のカムと，を備える画像形成装置が提供される。

上記のカムによって押圧されることで摺動ハブを摺動させる連結部材をさらに備え，上記の複数のカムのうち少なくとも一つは，連結部材を介して摺動ハブを摺動させるようにしてもよい。

上記のカムシャフトは，駆動源によって回転し，駆動源とカムシャフトとの間に設けられ，複数のカムと位相的に対応する複数の結合部を備えるバネクラッチと，複数の結合部に選択的に結合されてバネクラッチを選択的に作動させるアクチュエーターと，を備えてもよい。

上記のカムシャフトに設けられるホームポジション指示部材と，ホームポジション指示部材を検出するセンサーと，をさらに備え，バネクラッチは，ホームポジション指示部材と位相的に対応するホームポジション結合部をさらに備えてもよい。

上記の複数の現像器は，それぞれ現像ローラを備え，複数の現像器は，現像ローラと感光ドラムとの間に現像ギャップ分の間隔が形成されるように設けられてもよい。

上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，感光ドラムと対向するように設けられた複数の現像器を利用して，前記感光ドラム上に単色のトナー画像を順次現像し，トナー画像を中間転写体に重複転写してカラー画像を印刷するマルチパス方式の画像形成装置において，複数の現像器にそれぞれ連結される複数の固定ハブと，それぞれ固定ハブと同軸に摺動可能に設置され，駆動源に連結される複数の摺動ハブと，複数の摺動ハブをそれぞれ複数の固定ハブから離隔する方向に付勢させる複数の弾性部材と，ユニバーサルジョイントによって連結される第１カムシャフト及び第２カムシャフトと，複数の摺動ハブに対応するように第１カムシャフト及び第２カムシャフトに設けられ，第１カムシャフト及び第２カムシャフトの回転位相によって複数の摺動ハブを選択的に摺動させて，複数の固定ハブと連結させる複数のカムと，を備える画像形成装置が提供される。

第１カムシャフトは，駆動源によって回転し，駆動源と第１カムシャフトとの間に設けられ，複数のカムと位相的に対応する複数の結合部を備えるバネクラッチと，複数の結合部に選択的に結合され，バネクラッチを選択的に作動させるアクチュエーターと，をさらに備えてもよい。

第１カムシャフトまたは第２カムシャフトのうち何れか一つに設けられるホームポジション指示部材と，ホームポジション指示部材を検出するセンサーと，をさらに備え，バネクラッチは，ホームポジション指示部材と位相的に対応するホームポジション結合部をさらに備えてもよい。

複数の現像器は，それぞれ現像ローラを備え，複数の現像器は，現像ローラと感光ドラムとの間に現像ギャップ分の間隔が形成されるように設けられてもよい。

本発明によれば，構造が簡単であり，非常に確実な動力連結及び遮断や，確実な動力制御を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は，本発明の第１の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略的な構成図である。図１に示すように，画像形成装置は，例えば，感光ドラム１，帯電ローラ２，露光器３，現像器４，中間転写ベルト６，第１転写ローラ７，第２転写ローラ８及び定着器９を備える。

感光ドラム１は，円筒形の金属製ドラムの外周に光導電性層が形成されたものである。感光ドラム１のかわりに，図１２に示す感光ベルト１ａが採用されてもよい。帯電ローラ２は，感光ドラム１を均一な電位に帯電させる帯電器の一例である。帯電ローラ２は，感光ドラム１の外周面と接触または非接触の状態で回転しつつ，感光ドラム１に電荷を供給して，感光ドラム１の外周面を均一な電位に帯電させる。帯電器として，帯電ローラ２のかわりに，例えばコロナ放電器（図示せず。）が採用されてもよい。露光器３は，均一な電位を有するように帯電された感光ドラム１に画像情報に該当する光を走査して，静電潜像を形成する。露光器３としては，一般的に，レーザーダイオードを光源として使用するＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が使用される。

本実施形態の画像形成装置は，カラー画像を印刷するためにＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ色のトナーを使用する。以下では，色によって各構成要素を区分する必要があるときには，各構成要素を指す参照符号の後にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付けて区分する。

本実施形態の画像形成装置は，Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ色のトナーがそれぞれ収容された４個の現像器４を備える。現像器４は，現像ローラ５を備える。現像ローラ５は，感光ドラム１から，以下に述べる現像ギャップ程度離れるように配置されており，現像器４は，非接触式現像を行う。現像ギャップは，例えば数十〜数百ミクロン程度であることが望ましい。現像器４は，現像ローラ５以外にも，例えば，現像ローラ５にトナーを供給するための供給ローラ（図示せず。）や攪拌器（図示せず。）などをさらに備えてもよい。

中間転写ベルト６は，支持ローラ６１，６２によって支持されて感光ドラム１の回転線速度と同じ走行線速度で走行される。中間転写ベルト６の長さは，少なくとも画像形成装置に使用される最大サイズの用紙Ｐの長さと同じであるか，または最大サイズの用紙Ｐの長さより長くなければならない。

第１転写ローラ７は，感光ドラム１と対面するように設けられる。第１転写ローラ７には，感光ドラム１に現像されたトナー画像を中間転写ベルト６に転写させるための第１転写バイアスが印加される。第２転写ローラ８は，中間転写ベルト６と対面するように設置される。第２転写ローラ８は，感光ドラム１から中間転写ベルト６にトナー画像が転写される間は中間転写ベルト６から離隔されており，中間転写ベルト６にトナー画像が完全に転写されれば，中間転写ベルト６と所定の圧力で接触する。第２転写ローラ８には，トナー画像を用紙に転写させるための第２転写バイアスが印加される。

前述の構成による画像形成の過程を簡略に説明する。帯電ローラ２によって均一な電位に帯電された感光ドラム１に，露光器３から，例えばＹ色の画像情報に対応する光が照射される。その結果，感光ドラム１には，Ｙ色の画像に対応する静電潜像が形成される。イエロー現像器４Ｙの現像ローラ５には，現像バイアスが印加される。それにより，Ｙ色のトナーが静電潜像に付着されて，感光ドラム１にはＹ色のトナー画像が現像される。Ｙ色のトナー画像は，第１転写ローラ７に印加される第１転写バイアスによって，中間転写ベルト６に転写される。１ページ分のＹ色のトナー画像の転写が完了すれば，露光器３は，例えばマゼンタＭ色の画像情報に対応する光を帯電ローラ２によって均一な電位で再帯電された感光ドラム１に走査して，マゼンタＭ色の画像に対応する静電潜像を形成させる。

マゼンタ現像器４Ｍは，静電潜像にマゼンタＭ色のトナーを供給して現像させる。感光ドラム１に形成されたマゼンタＭ色のトナー画像は，まず，転写されていたＹ色のトナー画像上に重なり合うように，中間転写ベルト６に転写される。

Ｃ及びＫ色に対しても前述の過程を行えば，中間転写ベルト６にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色のトナー画像が重なり合ったカラートナー画像が形成される。このカラートナー画像は，第２転写バイアスによって，中間転写ベルト６と第２転写ローラ８との間を通過する用紙Ｐに転写される。定着器９は，カラートナー画像に熱及び圧力を加えて用紙に定着させる。前述の過程によって一つの感光ドラム（感光体）１，露光器３，および４個の現像器４を採用したマルチパス方式カラー画像の形成装置によって，カラー画像を印刷できる。

前述のように，マルチパス方式のカラー画像の形成装置は，複数の現像器４が順次作動される。選択された現像器（例えば，４Ｙ）の現像ローラ５には，現像バイアスが印加され，残りの現像器（例えば，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の現像ローラ５には，現像バイアスが印加されないか，またはトナーの現像を防止するための現像防止バイアスが印加され得る。また，選択された現像器（例えば，４Ｙ）の現像ローラ５のみが回転し，残りの現像器（例えば４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の現像ローラ５は回転しないことが望ましい。このために，画像形成装置は，複数の現像器４に駆動力を選択的に伝達するための動力伝達手段と，動力伝達手段を作動させるカム装置と，を備える。

図２および図３は，４個の現像器４に駆動力を選択的に伝達するための動力伝達手段の一例を示す平面図である。また，図４および図５は，上記の動力伝達手段の一例を示す斜視図である。

図２，図３，図４及び図５に示すように，ブラケット１００に４個のシャフト１０１が回転自在に設置される。各シャフト１０１には，円筒部１０２及び面取り部１０３が設けられる。

円筒部１０２には，摺動ハブ１０４が設置される。面取り部１０３の一端部には固定ハブ１０６が設置され，他端部には駆動ギア１０９が設置される。弾性部材１１２は，摺動ハブ１０４を固定ハブ１０６と離隔する方向に付勢させる。摺動ハブ１０４Ｙは，駆動モータ（駆動源）１０及びギア１１，１２を介して連結される。摺動ハブ１０４Ｙと摺動ハブ１０４Ｍとはギア１３を通じて連結される。図面には図示されていないが，摺動ハブ１０４Ｃは，複数のギアを通じて駆動モータ１０と連結される。摺動ハブ１０４Ｃと摺動ハブ１０４Ｋとはギア１４を通じて連結される。

摺動ハブ１０４と固定ハブ１０６とは，図６に示すように，互いに相補的な形状を有する噛合部１０５，１０７をそれぞれ備える。したがって，摺動ハブ１０４と固定ハブ１０６とが噛み合えば，駆動モータ１０の駆動力が固定ハブ１０６まで伝えられ，シャフト１０１及び駆動ギア１０９が回転する。駆動ギア１０９は，現像器４に設けられた従動ギア（図示せず。）に連結される。従動ギアは，現像ローラ５をはじめとして現像器４の内部に設置された駆動要素と連結される。

このような構成によって，４個の摺動ハブ１０４を選択的に摺動させて４個の固定ハブ１０６と噛み合わせることによって，４個の現像器４を選択的に駆動させることができる。本実施形態では，４個の摺動ハブ１０４及び４個の固定ハブ１０６が同軸上に位置するが，これによって本発明の範囲が限定されるのではない。

駆動ギア１０９を省略し，固定ハブ１０６に従動ギアと噛み合うギア部（図示せず。）が設けられてもよい。４個のシャフト１０１は，円筒部１０２のみを備え，ブラケット１００に固定的に設置され，従動ギア１０９と噛み合うギア部（図示せず。）が設けられた固定ハブ１０６が，シャフト１０１に回転自在に設置されることも可能である。また，固定ハブ１０６が現像器４に設置されることも可能である。その他にも多様な構成が可能である。

図２，図３，図５及び図７に示すように，画像形成装置は，４個の摺動ハブ１０４を選択的に摺動させるために，カムシャフト１２０及び４個のカム１３１を備える。４個のカム１３１は，４個の摺動ハブ１０４と対応するようにカムシャフト１２０に設けられる。本実施形態では，４個のカム１３１及びカムシャフト１２０は，プラスチック射出成形によって一体に形成される。４個のカム１３１は，互いに位相が異なる。カムシャフト１２０が回転すれば，４個のカム１３１が順次に４個の摺動ハブ１０４を押して，対応する４個の固定ハブ１０６と結合させる。本実施形態の画像形成装置は，４個のプッシュギャップ１１０を備える。カム１３１は，プッシュギャップ１１０を押して摺動ハブ１０４を摺動させる。また，カム１３１は，摺動ハブ１０４を直接的に押してもよい。

カム１３１は，摺動ハブ１０４を固定ハブ１０６と滑らかに結合させる一方，離隔させるときには，なるべく迅速に離隔させることが可能な軌跡を有することが望ましい。このために，カム１３１は，図８に示すように，第１軌跡１３１ａ及び第２軌跡１３１ｂを備える。第１軌跡１３１ａは，摺動ハブ１０４を固定ハブ１０６と結合させるための軌跡であって，例えば，その接線の勾配が滑らかに変わる曲線形態であることが望ましい。また，第２軌跡１３１ｂは，その接線の傾斜が急激に変わることが望ましい。これにより，摺動ハブ１０４が固定ハブ１０６から速かに離隔されて，隣接する２対の摺動ハブ１０４と固定ハブ１０６とが同時に連結されない。

図１に示すように，現像器４は，感光ドラム１の外周に沿って円弧状に配置されるため，プッシュギャップ１１０，摺動ハブ１０４，固定ハブ１０６，駆動ギア１０９も円弧状に配置される。４個のカム１３１も円弧状に配置されれば最も理想的であるが，カムシャフト１２０が一般的に直線状であるため，４個のカム１３１を何れも円弧状に配置することはむずかしい。例えば，図５に示すように，カム１３１Ｙ，１３１Ｍ，１３１Ｃは，プッシュギャップ１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃをそれぞれ押し得るが，カム１３１Ｋは，プッシュギャップ１１０Ｋとの距離が遠いため直接プッシュギャップ１１０Ｋを押し難い。したがって，図５に示すように，カム１３１Ｋとプッシュギャップ１１０Ｋとを連結する連結部材１７０が備えられる。

連結部材１７０は，例えば，カバー１８０にピボットされるように結合される。すなわち，図５に示したように，連結部材１７０は，カムシャフト１２０に対して略平行に設けられた軸によって軸支され，この軸を中心として回転できるようになっている。この連結部材１７０が配設された軸が，カバー１８０に固定されている。カバー１８０は，ブラケット１００に結合される。カム１３１Ｋが連結部材１７０の一端部１７１を押すと，連結部材１７０は上記の軸を中心にして回転し，連結部材１７０の他端部１７２は，プッシュギャップ１１０Ｋを押す。

このために，カム１３１Ｙ，１３１Ｍ，１３１Ｃ，１３１Ｋは，図７に示すように配置される。カム１３１Ｍ，１３１Ｃは，カム１３１Ｙ及びカムシャフト１２０の回転方向Ａの逆方向にそれぞれ９０°，１８０°の位相差を有するように設けられる。カム１３１Ｋは，連結部材１７０を作動させてプッシュギャップ１１０Ｋを押さなければならない。連結部材１７０の一端部１７１は，プッシュギャップ１１０Ｋの反対側に位置する。したがって，カム１３１Ｋは，カム１３１Ｃ及びカムシャフト１２０の回転方向Ａの逆方向に２７０°の位相差を有するように設けられる。

また，連結部材１７０の他端部１７２が摺動ハブ１０４Ｋを直接的に押すようにして，プッシュギャップ１１０Ｋを省略することも可能である。また，連結部材１７０は，図５に示す形態に限定されず，カム１３１Ｋによって作動されて摺動ハブ１０４Ｋを摺動させることが可能な，多様な形態または構造を有してもよい。また，図示されていないが，現像器４の配置形態によって複数の連結部材１７０が採用されることも可能である。感光ドラム１の代りに，図１２に示すような感光ベルト１ａを採用すれば，現像器４が直線状に配置されるため，連結部材１７０を省略することができる。

また，連結部材１７０を採用するかわりに，複数のカムシャフトを採用することも可能である。例えば，図１３に示すように，ユニバーサルジョイント１２５によって連結された第１カムシャフト１２１及び第２カムシャフト１２２を採用することができる。第１カムシャフト１２１にはカム１３１Ｙ，１３１Ｍ，１３１Ｃが設けられ，第２カムシャフト１２２にはカム１３１Ｋが設けられる。

ホームポジション指示部材１３２は，第１カムシャフト１２１に設けられる。駆動モータ１０によって第１カムシャフト１２１が回転されれば，ユニバーサルジョイント１２５によって第２カムシャフト１２２も同じ速度で回転される。バネクラッチ１５０は，駆動モータ１０から第１カムシャフト１２２に伝えられる回転力を制御する。

カムシャフト１２０は，画像形成装置の他の構成要素（例えば，感光ドラム１，帯電ローラ２，中間転写ベルト６，第１転写ローラ７，第２転写ローラ８，定着器９のうち一つ以上）を駆動する駆動モータ１０によって回転される。カムシャフト１２０は，現像器４に伝達される駆動モータ１０の回転力を切り替えるときのみ回転される。このために，画像形成装置は，カムシャフト１２０に伝えられる駆動モータ１０の回転力を制御する制御手段を備える。一例として，制御手段は，例えば，カムシャフト１２０に結合されるバネクラッチ１５０と，バネクラッチ１５０を選択的に動作させるためのアクチュエーターであるソレノイド１６０と，を備える。

図９には，バネクラッチ１５０の一例が図示されている。図９に示すように，バネクラッチ１５０は，例えば，クラッチギア１５１，クラッチバネ１５９，クラッチハブ１５７，ブッシング１５２を備える。

ブッシング１５２は，カムシャフト１２０の一端部に固定され，クラッチギア１５１は，ブッシング１５２に回転自在に結合される。また，ブッシング１５２は，カムシャフト１２０と一体に形成されることも可能である。クラッチバネ１５９は，クラッチギア１５１及びブッシング１５２の円筒部１５３，１５４にそれぞれ挿入される。クラッチハブ１５７は，クラッチバネ１５９を取り囲む。クラッチハブ１５７には，４個のカム１３１と位相的に対応する４個の結合部１５８が設けられる。

本実施形態の４個の結合部１５８は，互いに９０°ずつ離隔されて設けられる。クラッチバネ１５９の一端部１５９ａ及び他端部１５９ｂは，それぞれブッシング１５２及びクラッチハブ１５７に設けられた挿入孔１５５，１５６に挿入される。クラッチギア１５１は，駆動モータ１０によって回転するギア１５と連結される。駆動モータ１０は，クラッチギア１５１を矢印Ａ方向に回転させる。クラッチバネ１５９は，その内径が小さくなる方向にねじれつつクラッチギア１５１及びブッシング１５２の円筒部１５３，１５４を強く締める。したがって，クラッチギア１５１がＡ方向に回転すれば，クラッチバネ１５９及びブッシング１５２が回転し，カムシャフト１２０も共に回転する。クラッチバネ１５９の他端部１５９ｂがクラッチハブ１５７の挿入孔１５６に挿入されているため，クラッチハブ１５７も回転する。

図１０には，ソレノイド１６０の一例が示されている。図１０に示すように，ソレノイド１６０は，コイル部１６１，稼動片１６２及びバネ１６３を備える。稼動片１６２の端部には，係止爪１６４が設けられる。コイル部１６１に電流が供給されれば，稼動片１６２は，点線で示すようにコイル部１６１に付着され，電流が遮断されれば，バネ１６３の弾性力によって実線で示された位置に戻る。

図９及び図１１に示すように，コイル部１６１に電流が供給されていない状態では，稼動片１６２の係止爪１６４は，図１１の実線で示すように前進して，結合部１５８に引っかかってクラッチハブ１５７の回転を防止する。クラッチバネ１５９の他端部１５９ｂは，クラッチハブ１５７の挿入孔１５６に係合されているので，クラッチハブ１５７が回転しなければ，クラッチバネ１５９は，その内径が大きくなる方向にねじれる。それにより，クラッチバネ１５９がクラッチギア１５１の円筒部１５３を締める力が弱くなりつつ，クラッチバネ１５９の内径部及びクラッチギア１５１の円筒部１５３がスリップして，クラッチバネ１５９及びブッシング１５２が回転しない。したがって，カムシャフト１２０の回転が停止される。コイル部１６１に電流が供給されれば，稼動片１６２は，図１１の点線で示すようにコイル部１６１に付着され，係止爪１６４は，結合部１５８から回避される。それにより，前述のように，クラッチギア１５１が回転すれば，カムシャフト１２０が回転する。

カムシャフト１２０の初期の位置を確認するために，カムシャフト１２０にはホームポジション指示部材１３２が設けられる。センサー１４０は，ホームポジション指示部材１３２を検出する。本実施形態では，センサー１４０として光センサーを採用する。クラッチハブ１５７には，ホームポジション指示部材１３２と位相的に対応するホームポジション結合部１５８ｈが設けられる。ソレノイド１６０の係止爪１６４がホームポジション結合部１５８ｈに結合されれば，カムシャフト１２０は，ホームポジションに位置した状態で回転を停止する。本実施形態で，ホームポジションは，４個の現像器４が駆動しない状態，すなわち，４個の摺動ハブ１０４及び固定ハブ１０６が何れも互いに離隔された状態を言う。したがって，ホームポジション結合部１５８ｈは，４個の結合部１５８と位相的に重なり合わない。

ホームポジション指示部材１３２は，位相的にホームポジション結合部１５８ｈより先行する。センサー１４０によってホームポジション指示部材１３２が検出された後にソレノイド１６０に供給される電流を遮断すれば，稼動片１６２は，図１１の実線で示された位置となる。カムシャフト１２０が回転してホームポジション結合部１５８ｈが係止爪１６４にかかれば，駆動モータ１０からの回転力が遮断され，カムシャフト１２０はホームポジションに留まる。

前述の構成によって，４個のカム１３１をホームポジションに位置させることができる。この状態では４個の摺動ハブ１０４及び４個の固定ハブ１０６が何れも離隔されている。画像形成プロセスによって感光ドラム１に，例えば，Ｙ色に該当する静電潜像が形成される。ソレノイド１６０のコイル部１６１に電流が供給されれば，係止爪１６４とホームポジション結合部１５８ｈとの結合が解除される。それにより，駆動モータ１０の回転力がカムシャフト１２０に伝達されて，カムシャフト１２０が図１１の矢印Ａ方向に回転する。係止爪１６４とホームポジション結合部１５８ｈとの結合が解除された後にコイル部１６１に供給される電流を遮断すれば，係止爪１６４はバネ１６３の弾性力によって，図１１の実線で示された位置に戻る。カムシャフト１２０が回転することによって，カム１３１Ｙはプッシュギャップ１１０Ｙを押して摺動ハブ１０４Ｙを固定ハブ１０６Ｙと結合させる。結合部１５８Ｙが係止爪１６４にかかれば，バネクラッチ１５０によって駆動モータ１０からカムシャフト１２０に伝えられる回転力が遮断され，カムシャフト１２０の回転が停止される。

Ｙ色に対する現像及び中間転写が完了すれば，次いで，マゼンタＭ色に対する現像が行われる。ソレノイド１６０のコイル部１６１に電流が供給されれば，係止爪１６４と結合部１５８Ｙとの結合が解除される。それにより，駆動モータ１０の回転力がカムシャフト１２０に伝達されて，カムシャフト１２０が図１１の矢印Ａ方向に回転する。係止爪１６４と結合部１５８Ｙとの結合が解除された後にコイル部１６１に供給される電流を遮断すれば，係止爪１６４は，バネ１６３の弾性力によって，図１１の実線で示された位置に戻る。カムシャフト１２０が回転することによって，カム１３１Ｙは，プッシュギャップ１１０Ｙから離隔される。それにより，摺動ハブ１０４Ｙは，弾性部材１１２Ｙの弾性力によって固定ハブ１０６Ｙから離隔される。カム１３１Ｍは，プッシュギャップ１１０Ｍを押して摺動ハブ１０４Ｍを固定ハブ１０６Ｍと結合させる。結合部１５８Ｍが係止爪１６４にかかれば，バネクラッチ１５０によって駆動モータ１０からカムシャフト１２０に伝えられる回転力が遮断され，カムシャフト１２０の回転が停止する。マゼンタ現像器４Ｍのみが作動されて，マゼンタ色に対する現像及び中間転写が行われる。

Ｃ，Ｋ色に対しても前述のような過程によって現像及び中間転写が行われ，中間転写ベルト６に転写されたカラートナー画像は用紙に最終的に転写される。定着器９は，用紙に転写されたカラートナー画像に熱及び圧力を加えて定着させる。このような過程によって，マルチパス方式によるカラー印刷が行われる。

前述のように，本実施形態の画像形成装置によれば，現像器４を順次作動させるために，摺動ハブ１０４，固定ハブ１０６，カム１３１及びカムシャフト１２０を利用する。したがって，４個の電子式クラッチを採用する従来の画像形成装置に比べて，高いコスト競争力を確保できる。電子式クラッチは，サイズが大きく，また，スリップ現象が発生し得るため，動力伝達において時間差が発生し得る。本実施形態の画像形成装置によれば，摺動ハブと固定ハブとが互いに相補的な形状を有するため，非常に確実な動力連結及び遮断が可能である。

本実施形態の画像形成装置によれば，画像形成装置の他の構成要素を駆動させる駆動モータの駆動力をカムシャフト及びカムに選択的に伝達するための制御手段として，一つずつのバネクラッチ及びソレノイドを利用する。したがって，従来の４個の電子式クラッチを採用する画像形成装置に比べて構造が簡単であり，かつ確実な動力制御が可能である。

カムシャフト１２０を回転させるために別途のモータ１０Ｓが採用されてもよい。この場合に，バネクラッチ１５０及びソレノイド１６０を備える必要がない。モータ１０Ｓは，ステップモータであることが望ましい。それにより，一旦，センサー１４０を利用してホームポジション指示部材１３２を検出してカムシャフト１２０のホームポジションを確認すれば，モータ１０Ｓを所定のステップ数ほど回転させることによって，４個の現像器４を選択的に駆動させることができる。

以上説明したように，本実施形態に係る画像形成装置は，複数の摺動ハブ，固定ハブ，及びこれを選択的に結合させるためのカム及びカムシャフトを採用することによって，複数の電子式クラッチを採用する従来の画像形成装置に比べて高いコスト競争力を確保できる。摺動ハブと固定ハブとが互いに相補的な形状を有するため，非常に確実な動力連結及び遮断が可能である。カムを駆動させる駆動源を画像形成装置の他の構成要素を駆動する駆動源と共用化する一方，動力の制御のためにバネクラッチ及びソレノイドを利用することによって，構造が簡単であり確実な動力制御の可能な画像形成装置の具現が可能である。また，ステップモータを利用してカムを駆動することによって構造をさらに単純化できる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，上記の実施形態では，各色に対応するプッシュギャップ１１０が，バネクラッチ１５０側から順に１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋと配置された場合について説明したが，上記の配列される順番は，上記のものに限定されるわけではなく，必要に応じて変更することが可能である。

本発明は，画像形成に関連した技術分野に好適に適用され得る。

本発明の第１の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略的な構成図である。 複数の現像器を選択的に駆動させるための動力伝達手段の一例を示す平面図である。 図２の部分断面図である。 図２の前面斜視図である。 図２の背面斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る摺動ハブ及び固定ハブの詳細斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカムシャフト及びカムの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカムの平面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネクラッチの分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るソレノイドの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネクラッチ及びソレノイドの動作を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略的な構成図である。 複数の現像器を選択的に駆動させる動力伝達手段の別の例を示す斜視図である。 複数の現像器を選択的に駆動させる動力伝達手段のさらに別の例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光器
４ 現像器
５ 現像ローラ
６ 中間転写ベルト
７ 第１転写ローラ
８ 第２転写ローラ
９ 定着器
１０ 駆動モータ
１１，１２，１３，１４，１５ ギア
１００ ブラケット
１０１ シャフト
１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ 摺動ハブ
１０５ 噛合部
１０６ 固定ハブ
１０７ 噛合部
１０９ 駆動ギア
１１０ プッシュギャップ
１２０ カムシャフト
１２１ 第１カムシャフト
１２２ 第２カムシャフト
１２５ ユニバーサルジョイント
１３１Ｙ，１３１Ｍ，１３１Ｃ，１３１Ｋ カム
１３２ ホームポジション指示部材
１４０ センサー
１５０ バネクラッチ
１５１ クラッチギア
１５２ ブッシング
１５３，１５４ 円筒部
１５５，１５６ 挿入孔
１５７ クラッチハブ
１５８ 結合部
１５９ クラッチバネ
１６０ ソレノイド
１６１ コイル部
１６２ 稼働片
１６３ バネ
１６４ 係止爪
１７０ 連結部材
１７１ 一端部
１７２ 他端部
１８０ カバー

Claims (20)

1. 複数の現像器と，
   カムシャフトと，
   前記複数の現像器にそれぞれ対応するように，前記カムシャフトに設けられる複数のカムと，
   前記複数の現像器と前記複数のカムとの間に設けられ，前記カムシャフトの回転位相によって駆動源の回転力を前記複数の現像器に選択的に伝達する動力伝達手段と，
   を備えることを特徴とする，画像形成装置。
2. 前記動力伝達手段は，
   前記複数の現像器に連結される複数の固定ハブと，
   前記複数の固定ハブそれぞれと対応して摺動可能に設置され，前記駆動源と連結する複数の摺動ハブと，
   を備えることを特徴とする，請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の固定ハブ及び前記複数の摺動ハブは，それぞれ同軸上に設けられることを特徴とする，請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記摺動ハブを前記固定ハブから離隔する方向に付勢させる弾性部材を，さらに備えることを特徴とする，請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記カムシャフトは，ユニバーサルジョイントによって連結された複数のカムシャフトを備えることを特徴とする，請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記カムによって押圧されることで前記摺動ハブを押圧する連結部材をさらに備えることを特徴とする，請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記カムシャフトは，前記駆動源によって回転し，
   前記駆動源から前記カムシャフトに伝えられる駆動力を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする，請求項２に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は，
   前記駆動源と前記カムシャフトとの間に設けられ，前記複数のカムと位相的に対応する複数の結合部を備えるバネクラッチと，
   前記複数の結合部に選択的に結合されて，前記バネクラッチを選択的に作動させるアクチュエーターと，
   を備えることを特徴とする，請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記カムシャフトに設けられるホームポジション指示部材と，
   前記ホームポジション指示部材を検出するセンサーと，
   をさらに備え，
   前記バネクラッチは，前記ホームポジション指示部材と位相的に対応するホームポジション結合部をさらに備えることを特徴とする，請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記ホームポジション結合部は，当該ホームポジション結合部の位相が前記複数の結合部と重なり合わないことを特徴とする，請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記カムシャフトを回転させるステップモータと，
    前記カムシャフトに設けられるホームポジション指示部材と，
    前記ホームポジション指示部材を検出するセンサーと，
    をさらに備えることを特徴とする，請求項２に記載の画像形成装置。
12. 感光ドラムと対向するように設けられた複数の現像器により，前記感光ドラム上に単色のトナー画像を順次現像し，前記トナー画像を中間転写体に重複転写してカラー画像を印刷するマルチパス方式の画像形成装置において：
    前記複数の現像器に連結する複数の固定ハブと，
    それぞれの前記固定ハブと同軸に摺動可能に設置され，駆動源に連結される複数の摺動ハブと，
    前記摺動ハブを前記固定ハブから離隔する方向に付勢させる複数の弾性部材と，
    カムシャフトと，
    前記摺動ハブそれぞれに対応するように前記カムシャフトに設けられ，前記カムシャフトの回転によって前記摺動ハブを選択的に摺動させて，対応する前記固定ハブと連結させる複数のカムと，
    を備えることを特徴とする，画像形成装置。
13. 前記カムによって押圧されることで前記摺動ハブを摺動させる連結部材をさらに備え，
    前記複数のカムのうち少なくとも一つは，前記連結部材を介して前記摺動ハブを摺動させることを特徴とする，請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記カムシャフトは，前記駆動源によって回転し，
    前記駆動源と前記カムシャフトとの間に設けられ，前記複数のカムと位相的に対応する複数の結合部を備えるバネクラッチと，
    前記複数の結合部に選択的に結合して前記バネクラッチを選択的に作動させるアクチュエーターと，
    を備えることを特徴とする，請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記カムシャフトに設けられるホームポジション指示部材と，
    前記ホームポジション指示部材を検出するセンサーと，
    をさらに備え，
    前記バネクラッチは，前記ホームポジション指示部材と位相的に対応するホームポジション結合部をさらに備えることを特徴とする，請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記複数の現像器は，それぞれ現像ローラを備え，
    前記複数の現像器は，前記現像ローラと前記感光ドラムとの間に現像ギャップ分の間隔が形成されるように設けられることを特徴とする，請求項１２に記載の画像形成装置。
17. 感光ドラムと対向するように設けられた複数の現像器により，前記感光ドラム上に単色のトナー画像を順次現像し，前記トナー画像を中間転写体に重複転写してカラー画像を印刷するマルチパス方式の画像形成装置において：
    前記複数の現像器にそれぞれ連結される複数の固定ハブと，
    それぞれの前記固定ハブと同軸に摺動可能に設置され，駆動源に連結される複数の摺動ハブと，
    前記摺動ハブを前記固定ハブから離隔する方向に付勢させる複数の弾性部材と，
    ユニバーサルジョイントによって連結される第１カムシャフト及び第２カムシャフトと，
    前記摺動ハブに対応するように前記第１カムシャフト及び前記第２カムシャフトに設けられ，前記第１カムシャフト及び前記第２カムシャフトの回転によって前記複数の摺動ハブを選択的に摺動させて，前記複数の固定ハブと連結させる複数のカムと，
    を備えることを特徴とする，画像形成装置。
18. 前記第１カムシャフトは，前記駆動源によって回転し，
    前記駆動源と前記第１カムシャフトとの間に設けられ，前記複数のカムと位相的に対応する複数の結合部を備えるバネクラッチと，
    前記複数の結合部に選択的に結合され，前記バネクラッチを選択的に動作させるアクチュエーターと，
    をさらに備えることを特徴とする，請求項１７に記載の画像形成装置。
19. 前記第１カムシャフトまたは前記第２カムシャフトのうち何れか一つに設けられるホームポジション指示部材と，
    前記ホームポジション指示部材を検出するセンサーと，
    をさらに備え，
    前記バネクラッチは，前記ホームポジション指示部材と位相的に対応するホームポジション結合部をさらに備えることを特徴とする，請求項１８に記載の画像形成装置。
20. 前記複数の現像器は，それぞれ現像ローラを備え，
    前記複数の現像器は，前記現像ローラと前記感光ドラムとの間に現像ギャップ分の間隔が形成されるように設けられることを特徴とする，請求項１７に記載の画像形成装置。
    

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