JP2014170172A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ローラを駆動するための駆動源を他の駆動源と共用化することを目的とする。
【解決手段】画像形成装置は、第１色の現像剤を担持する第１現像ローラと、第２色の現像剤を担持する第２現像ローラと、駆動源からの駆動力を第１現像ローラに伝達するための第１伝達機構（カラー側伝達機構３１０）と、駆動源からの駆動力を第２現像ローラに伝達するための第２伝達機構（モノクロ側伝達機構３２０）と、駆動源と第１伝達機構との間で、かつ、駆動源と第２伝達機構との間の位置に配置された駆動切替機構２００を備える。駆動切替機構２００は、駆動源からの駆動力を第１伝達機構および第２伝達機構の両方に伝達可能な第１位置と、駆動源から第１伝達機構への駆動力の伝達を禁止するとともに前記駆動源の駆動力を前記第２伝達機構へ伝達する第２位置との間を第１現像ローラの回転軸方向に移動可能な切替用ギヤ２１０を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、用紙にモノクロ画像とカラー画像を印刷可能な画像形成装置に関する。

従来、モータからの駆動力をブラック用の現像ローラのみに伝達する状態と、駆動源からの駆動力をブラック用の現像ローラを含むすべてのカラー用の現像ローラに伝達する状態とを切替可能な画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。具体的に、この技術では、モータからブラック用の現像ローラに駆動力を伝達するための第１ギヤ機構および第２ギヤ機構と、モータからブラック以外の他の色用の現像ローラに駆動力を伝達するための第３ギヤ機構と、モータの回転方向を切り替えることにより揺動する揺動ギヤとを備えている。

そして、揺動ギヤが第１方向に揺動して第１ギヤ機構のみに噛み合う状態と、揺動ギヤが第２方向に揺動して第２ギヤ機構および第３ギヤ機構に噛み合う状態とが切り替えられることで、モノクロモードとカラーモードが切り替えられるようになっている。

特開２００７−７２０２１号公報

しかしながら、従来の構成では、モノクロモードとカラーモードとでモータの回転方向を変えなければならないため、そのモータを画像形成装置に設けられる他のモータと共用化することが困難であった。

そこで、本発明は、現像ローラを駆動するための駆動源を他の装置の駆動源と共用化することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、第１色の現像剤を担持するための第１現像ローラと、第２色の現像剤を担持するための第２現像ローラと、駆動源と、前記駆動源からの駆動力を前記第１現像ローラに伝達するための第１伝達機構と、前記駆動源からの駆動力を前記第２現像ローラに伝達するための第２伝達機構と、前記駆動源と前記第１伝達機構との間で、かつ、前記駆動源と前記第２伝達機構との間の位置に配置される駆動切替機構と、を備える。
前記駆動切替機構は、前記駆動源からの駆動力を前記第１伝達機構および前記第２伝達機構の両方に伝達可能な第１位置と、前記駆動源から前記第１伝達機構への駆動力の伝達を禁止するとともに前記駆動源の駆動力を前記第２伝達機構へ伝達する第２位置との間を前記第１現像ローラの回転軸方向に移動可能な切替用ギヤを有する。

この構成によれば、切替用ギヤを回転軸方向における第１位置と第２位置に適宜移動させることで、第１現像ローラおよび第２現像ローラを共に回転させるカラーモードと第２現像ローラのみを回転させるモノクロモードとが切替可能となる。つまり、切替用ギヤを回転軸方向に移動させることでモードの切り替えができるので、駆動源の回転方向を切り替える必要がなくなり、現像ローラの駆動源を他の装置の駆動源と共用化することができる。

また、前記した構成において、前記切替用ギヤは、前記駆動源から前記第１伝達機構および前記第２伝達機構への駆動力の伝達を禁止する第３位置に移動するように構成することができる。

これによれば、切替用ギヤを第３位置に移動させることで、第１現像ローラと第２現像ローラをともに回転させない状態にすることができる。そのため、例えば駆動源を感光ドラムのクリーニング時に用いる駆動源と共用化した場合において、クリーニング時に感光ドラムを回転させつつ、各現像ローラを回転させない状態にすることができるので、クリーニング時に各現像ローラが無駄に回転して各現像ローラ上の現像剤が劣化するのを抑えることができる。

また、前記した構成において、前記第１伝達機構は、前記切替用ギヤに対して径方向で隣接し、前記駆動力により回転可能な第１ギヤを備え、前記第２伝達機構は、前記切替用ギヤに対して径方向で隣接し、前記駆動力により回転可能な第２ギヤを備え、前記駆動切替機構は、前記切替用ギヤを前記回転軸方向に移動させるための移動機構を備え、前記切替用ギヤは、前記第２位置のときに、前記第２ギヤに噛み合い、かつ、前記第１ギヤから前記回転軸方向に外れ、前記第１位置のときに、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの両方に噛み合うように構成してもよい。

また、前記した構成において、前記切替用ギヤは、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤとの噛み合いが解除され、前記第１位置および前記第２位置から前記回転軸方向に外れた第３位置に移動するように構成されていてもよい。

また、前記した構成において、前記移動機構は、前記回転軸方向に略直交した方向に進退可能に構成される進退部材と、前記進退部材から受けた押圧力の方向を前記回転軸方向に変換させることで、前記切替用ギヤを前記回転軸方向の一方向側に向けて押圧するためのカム機構と、前記切替用ギヤに対して前記カム機構側の反対側に配置され、前記切替用ギヤを前記カム機構に向けて付勢する付勢部材と、を備えるように構成されていてもよい。

また、前記した構成において、前記切替用ギヤのギヤ歯の角部と前記第１ギヤのギヤ歯の角部のうち少なくとも一方の角部に、前記切替用ギヤのギヤ歯を前記第１ギヤのギヤ歯の間に案内するための案内面を設けてもよい。

これによれば、切替用ギヤと第１ギヤの連結をスムーズに行うことができる。

また、前記した構成において、前記切替用ギヤのギヤ歯の角部と前記第２ギヤのギヤ歯の角部のうち少なくとも一方の角部に、前記切替用ギヤのギヤ歯を前記第２ギヤのギヤ歯の間に案内するための案内面を設けてもよい。

これによれば、切替用ギヤと第２ギヤの連結をスムーズに行うことができる。

また、前記した構成において、前記カム機構は、前記進退部材によって押圧されることで回転するカム部材と、回転する前記カム部材と係合することで、当該カム部材を前記切替用ギヤに向けて押圧する押圧部材と、を備え、前記カム部材は、回転可能な本体部と、前記本体部の回転軸から径方向に離れた位置に設けられ、前記進退部材によって押圧可能な操作部と、前記本体部の前記切替用ギヤとは反対側で、かつ、前記回転軸から径方向に離れた位置に設けられるカム状部と、を有し、前記カム状部は、前記回転軸方向に対して傾斜するとともに、前記カム部材の回転方向において前記押圧部材と係合可能な複数の傾斜面と、各傾斜面から前記回転軸方向に直交する方向に形成され、前記回転軸方向において前記押圧部材に接触可能な複数の平面とによって階段状に形成された構成とすることができる。

これによれば、カム状部が回転軸方向に直交する平面を有することで、当該平面を介して押圧部材が付勢部材の付勢力を受けることができるので、例えばカム状部を傾斜面のみで構成する場合に比べ、付勢部材の付勢力によって切替用ギヤおよびカム部材が誤って移動するのを抑えることができる。

また、前記した構成において、前記傾斜面は、前記駆動力によって回転する前記切替用ギヤの回転方向下流側を向くように形成することができる。

ここで、駆動力により切替用ギヤが回転した場合には、切替用ギヤに隣接したカム部材が切替用ギヤとの間の摩擦により切替用ギヤに連れ回りすることがある。そのため、例えば傾斜面が切替用ギヤの回転方向上流側を向く場合には、押圧部材でカム状部の平面を支えている状態において前述したような連れ回りが発生すると、平面に対して上り坂となる傾斜面が押圧部材から離れるように移動するとともに、平面に対して下り坂となる傾斜面が押圧部材に近づくように移動してくる。そして、下り坂となる傾斜面が押圧部材の位置まで到達すると、付勢部材の付勢力によって切替用ギヤ等が誤って移動するおそれがある。これに対し、傾斜面の向きを切替用ギヤの回転方向下流側とすることで、前述したような連れ回りが発生しても、平面に対して上り坂となる傾斜面が押圧部材に近づくように移動して当接するので、カム部材の回転を止めることができ、切替用ギヤの位置を維持することができる。

本発明によれば、現像ローラを駆動するための駆動源を他の駆動源と共用化することができる。

本発明の実施形態に係るカラープリンタを示す側断面図である。 感光体ドラムと現像ローラの接触・離間状態を説明する図である。 モータから各現像ローラへの駆動力の伝達構造を示す図である。 分解した駆動切替機構を圧縮コイルバネ側から見た斜視図である。 分解した駆動切替機構を押圧部材側から見た斜視図である。 切替用ギヤが全離間位置に位置するときの駆動切替機構を前側から見た図（ａ）と、進退部材を示す図（ｂ）と、駆動力の伝達状態を示す図（ｃ）である。 切替用ギヤがモノクロ位置に位置するときの駆動切替機構を前側から見た図（ａ）と、進退部材を示す図（ｂ）と、駆動力の伝達状態を示す図（ｃ）である。 切替用ギヤがカラー位置に位置するときの駆動切替機構を前側から見た図（ａ）と、進退部材を示す図（ｂ）と、駆動力の伝達状態を示す図（ｃ）である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、方向は、画像形成装置の一例としてのカラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前方向」、紙面に向かって右側を「後方向」とし、紙面に向かって奥側を「左方向」、紙面に向かって手前側を「右方向」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

＜カラープリンタの全体構成＞
図１に示すように、カラープリンタ１は、装置本体２内に、用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０と、制御装置１００とを備えている。

装置本体２の上部には、開口部２Ａが形成されており、この開口部２Ａは、装置本体２に回動可能に支持されるアッパーカバー３で開閉される。アッパーカバー３の上面は、装置本体２から排出された用紙Ｐを蓄積する排紙トレイ４となっており、下面にはＬＥＤユニット４０を保持する複数のＬＥＤ取付部材５が設けられている。

給紙部２０は、装置本体２内の下部に設けられ、装置本体２に着脱可能な給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙供給機構２２とを備えている。用紙供給機構２２は、給紙トレイ２１の前側に設けられ、給紙ローラ２３、分離ローラ２４および分離パッド２５を備えている。

給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｐが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、紙粉取りローラ２６とピンチローラ２７の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路２８を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部３０に供給される。

画像形成部３０は、４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写ユニット７０と、クリーニング装置１０と、定着ユニット８０とを備えている。

ＬＥＤユニット４０は、ＬＥＤ取付部材５に対して揺動可能に連結されており、装置本体２に設けられる位置決め部材によって適宜位置決めされて支持されている。

プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー３と給紙部２０との間で前後方向に並んで配置され、感光体ドラム５１、帯電器５２、現像ローラ５３、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容室５４、クリーニングローラ５５などを備えて構成されている。

プロセスカートリッジ５０は、第２色の一例としてのブラック用、第１色の一例としてのイエロー用、マゼンタ用およびシアン用の各色のトナーが入った５０Ｋ，５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃの符号で示すものが用紙Ｐの搬送方向（ベルト面の移動方向）上流からこの順で並んで配置されている。なお、本明細書および図面において、トナーの色に対応した感光体ドラム５１、現像ローラ５３、クリーニングローラ５５などを特定する場合には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれに対応させて、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの記号を付することとする。

感光体ドラム５１は、複数のプロセスカートリッジ５０のそれぞれに設けられ、複数のプロセスカートリッジ５０が前述したように配置されることで、前後方向に沿って一列に配列されている。

現像ローラ５３は、トナーを担持するローラであり、感光体ドラム５１に接触して感光体ドラム５１上の静電潜像にトナーを供給するように構成されている。なお、本実施形態では、ブラック用の現像ローラ５３Ｋが第２現像ローラに相当し、カラー用の現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃのいずれかが第１現像ローラに相当する。

図２に示すように、現像ローラ５３は、公知の接離機構１１０を制御装置１００により制御することで、感光体ドラム５１に対して近接・離間可能となっている。具体的に、カラーモードにおいては、すべての現像ローラ５３Ｋ，５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃが、それぞれ対応する感光体ドラム５１Ｋ，５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃに接触して各感光体ドラム５１Ｋ，５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃにトナーを供給するようになっている。また、モノクロモードにおいては、ブラック用の現像ローラ５３Ｋのみが感光体ドラム５１Ｋに接触し、その他の３色の現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃは、対応する感光体ドラム５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃから離間するようになっている。さらに、清掃制御においては、すべての現像ローラ５３Ｋ，５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃは、それぞれ対応する感光体ドラム５１Ｋ，５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃから離間するようになっている。

なお、接離機構１１０としては、例えば現像ローラ５３Ｋ，５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃを押圧可能な複数のカム面を有する部材を、ラック・ピニオン機構や正逆回転可能なモータ等の駆動源を利用して進退させるような構造を採用できる。このような接離機構１１０では、カラーモードにおいて各現像ローラ５３がカム面によって押されないことで各現像ローラ５３が各感光体ドラム５１に接触する。また、モノクロモードにおいては、複数のカム面を有する部材をカラーモードに対応する位置からモノクロモードに対応する位置に移動させ、カラー用の３つのカム面でカラー用の現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃを押圧することで、カラー用の現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃがカラー用の感光体ドラム５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃから離れ、モノクロ用の現像ローラ５３Ｋのみがモノクロ用の感光体ドラム５１Ｋに接触する。

また、清掃制御においては、複数のカム面を有する部材をモノクロモードに対応する位置から清掃制御に対応する位置に移動させ、すべてのカム面ですべての現像ローラ５３を押圧することで、すべての現像ローラ５３が各感光体ドラム５１から離間する。

なお、各現像ローラ５３は、対応する感光体ドラム５１から離間した状態において、回転しないように構成されている。詳しくは、後述する駆動切替機構２００が制御装置１００によって制御されることで、各モードにおいて各現像ローラ５３の回転状態が切り替えられるようになっている。

図１に示すように、クリーニングローラ５５は、各感光体ドラム５１に対応するように各感光体ドラム５１に隣接して１つずつ設けられている。クリーニングローラ５５には、クリーニングバイアスが印加されるようになっており、これにより、感光体ドラム５１上に付着するトナーの少なくとも一部をクリーニングローラ５５で一時的に保持することが可能となっている。

転写ユニット７０は、給紙部２０と各プロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、搬送ベルト７３と、転写ローラ７４とを備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間に無端状のベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、各感光体ドラム５１に対向して接するベルト面７３Ａを有し、当該ベルト面７３Ａが各感光体ドラム５１の配列方向に沿って移動するように、駆動ローラ７１によって回転するようになっている。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光体ドラム５１との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光体ドラム５１に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが掛けられる。

クリーニング装置１０は、搬送ベルト７３に摺接して、搬送ベルト７３上に付着したトナー等を回収する装置であり、搬送ベルト７３の下方に配置されている。具体的に、クリーニング装置１０は、摺接ローラ１１と、回収ローラ１２と、ブレード１３と、廃トナー収容器１４とを備えている。

摺接ローラ１１は、搬送ベルト７３の外周面に接触するように配置され、搬送ベルト７３の内周面に配置されたバックアップローラ１５との間に回収バイアスが印加されることで搬送ベルト７３上の付着物を回収している。

回収ローラ１２は、摺接ローラ１１に摺接するローラであり、摺接ローラ１１上に付着した付着物を回収している。そして、回収ローラ１２上の付着物は、当該回収ローラ１２に摺接するように配置されたブレード１３によって削り取られて、廃トナー収容器１４内に入り込むようになっている。

定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の後側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。

このように構成される画像形成部３０では、まず、感光体ドラム５１の表面が、帯電器５２により一様にプラスに帯電された後、ＬＥＤユニット４０で露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、感光体ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、静電潜像に現像ローラ５３よりプラスのトナーが供給されることで、感光体ドラム５１上にトナー像が担持される。

搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが感光体ドラム５１と搬送ベルト７３の内側に配置される転写ローラ７４との間を通過することで、感光体ドラム５１上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写される。そして、用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過することで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。

排紙部９０は、定着ユニット８０の出口から上方に向かって延び、前方に反転するように形成された排紙側搬送経路９１と、用紙Ｐを搬送する複数対の搬送ローラ９２とを備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ９２によって排紙側搬送経路９１を搬送され、装置本体２の外部に排出されて排紙トレイ４に蓄積される。

＜駆動切替機構および制御装置＞
以下に、駆動切替機構２００および制御装置１００について詳細に説明する。
図３に示すように、駆動切替機構２００は、駆動源の一例としてのモータ３００から各現像ローラ５３への駆動力の伝達状態を各モードに応じて切り替える機構であり、モータ３００とカラー用の現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃとの間で、かつ、モータ３００とモノクロ用の現像ローラ５３Ｋとの間の位置に配置されている。詳しくは、駆動切替機構２００は、第１伝達機構の一例としてのカラー側伝達機構３１０とモータ側駆動機構３３０との間で、かつ、第２伝達機構の一例としてのモノクロ側伝達機構３２０とモータ側駆動機構３３０との間の位置に配置されている。なお、本実施形態では、モータ３００は、感光体ドラム５１を回転させるモータと共用化されている。

カラー側伝達機構３１０は、モータ３００からの駆動力をカラー用の現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃに伝達するための機構であり、複数のカラー用ギヤ３１１〜３１８を備えている。複数のカラー用ギヤ３１１〜３１８のうち３つのカラー用ギヤ３１４，３１６，３１８は、それぞれカラー用の３つの現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃに駆動を伝達するための本体カップリングに固定されている。そして、本体カップリングとカートリッジのカップリングとが係合することで、各現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃが回転するように構成されている。なお、図３では、カラー用の各現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃの軸端部に固定された各カラー用ギヤ３１４，３１６，３１８や後述するモノクロ用の現像ローラ５３Ｋの軸端部に固定されたモノクロ用ギヤ３２４および切替用ギヤ２１０以外のギヤをピッチ円で図示することとする。

駆動切替機構２００とイエロー用の現像ローラ５３Ｙに対応したカラー用ギヤ３１４は、３つのカラー用ギヤ３１１〜３１３で連結されている。また、イエロー用の現像ローラ５３Ｙに対応したカラー用ギヤ３１４とマゼンタ用の現像ローラ５３Ｍに対応したカラー用ギヤ３１６は、１つのカラー用ギヤ３１５で連結され、マゼンタ用の現像ローラ５３Ｍに対応したカラー用ギヤ３１６とシアン用の現像ローラ５３Ｃに対応したカラー用ギヤ３１８は、１つのカラー用ギヤ３１７で連結されている。

以上のように、カラー側伝達機構３１０が構成されることで、駆動力の伝達方向の最上流側に位置するカラー用ギヤ３１１に駆動切替機構２００から駆動力が伝達されると、すべてのカラー用ギヤ３１１〜３１８が回転して、カラー用の３つの現像ローラ５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃが回転するようになっている。なお、最上流側のカラー用ギヤ３１１は、第１ギヤに相当し、駆動切替機構２００の後述する切替用ギヤ２１０に対して径方向で隣接している。

モノクロ側伝達機構３２０は、モータ３００からの駆動力をモノクロ用の現像ローラ５３Ｋに伝達するための機構であり、複数のモノクロ用ギヤ３２１〜３２４を備えている。複数のモノクロ用ギヤ３２１〜３２４のうち駆動力の伝達方向の最下流側に位置するモノクロ用ギヤ３２４は、モノクロ用の現像ローラ５３Ｋに駆動を伝達するための本体カップリングに固定されている。そして、本体カップリングとカートリッジのカップリングとが係合することで、現像ローラ５３Ｋが回転するように構成されている。

そして、駆動切替機構２００とモノクロ用の現像ローラ５３Ｋに対応したモノクロ用ギヤ３２４とが、３つのモノクロ用ギヤ３２１〜３２３で連結されている。以上のように、モノクロ側伝達機構３２０が構成されることで、駆動力の伝達方向の最上流側に位置するモノクロ用ギヤ３２１に駆動切替機構２００から駆動力が伝達されると、すべてのモノクロ用ギヤ３２１〜３２４が回転して、モノクロ用の現像ローラ５３Ｋが回転するようになっている。なお、最上流側のモノクロ用ギヤ３２１は、第２ギヤに相当し、駆動切替機構２００の後述する切替用ギヤ２１０に対して径方向で隣接している。

モータ側駆動機構３３０は、モータ３００からの駆動力を駆動切替機構２００に伝達するための機構であり、モータ側ギヤ３３１と、図示せぬ複数のギヤ等によって構成されている。モータ側ギヤ３３１は、駆動切替機構２００の後述する切替用ギヤ２１０に対して径方向で隣接するとともに、モータ３００との間が図示せぬ複数のギヤ等によって連結されている。以上のように、モータ側駆動機構３３０が構成されることで、モータ３００が駆動すると、その駆動力がモータ側駆動機構３３０を介して駆動切替機構２００に伝達されるようになっている。

図４および図５に示すように、駆動切替機構２００は、モータ３００から駆動力が伝達される切替用ギヤ２１０と、切替用ギヤ２１０を回転軸方向に移動させるための移動機構２２０とを備えている。切替用ギヤ２１０は、移動機構２２０の支持軸２４０によって回転可能、かつ、軸方向に移動可能に支持されることで、図６（ａ）に示す第３位置の一例としての全離間位置と、図７（ａ）に示す第２位置の一例としてのモノクロ位置と、図８（ａ）に示す第１位置の一例としてのカラー位置との間を移動可能となっている。

ここで、前述したモータ側ギヤ３３１は切替用ギヤ２１０の略３倍の幅で形成され、モノクロ用ギヤ３２１は切替用ギヤ２１０の略２倍の幅で形成され、カラー用ギヤ３１１は切替用ギヤ２１０と略同じ幅で形成されている。そして、モータ側ギヤ３３１、モノクロ用ギヤ３２１およびカラー用ギヤ３１１は、その回転軸方向の一方側の端面が略面一となる位置に配置されている。

切替用ギヤ２１０は、図６（ａ）に示す全離間位置、詳しくはモータ側ギヤ３３１の回転軸方向の他方側の端部に位置することで、カラー用ギヤ３１１およびモノクロ用ギヤ３２１から回転軸方向に外れ、モータ側ギヤ３３１のみに噛み合うようになっている。これにより、切替用ギヤ２１０が全離間位置に位置する場合には、図６（ｃ）に示すように、カラー用ギヤ３１１およびモノクロ用ギヤ３２１が回転しないので、モータ３００からカラー側伝達機構３１０およびモノクロ側伝達機構３２０への駆動力の伝達が禁止されている。ここで、図６（ｃ）、図７（ｃ）および図８（ｃ）においては、便宜上、駆動力が伝達されているギヤを太線で示し、駆動力が伝達されていないギヤを細線で示している。

また、切替用ギヤ２１０は、図７（ａ）に示すモノクロ位置、詳しくはモータ側ギヤ３３１の回転軸方向の中央部に位置することで、モータ側ギヤ３３１およびモノクロ用ギヤ３２１に噛み合い、かつ、カラー用ギヤ３１１から回転軸方向に外れるようになっている。これにより、切替用ギヤ２１０がモノクロ位置に位置する場合には、図７（ｃ）に示すように、カラー用ギヤ３１１が回転しないので、モータ３００からカラー側伝達機構３１０への駆動力の伝達が禁止されている。

また、切替用ギヤ２１０は、図８（ａ）に示すカラー位置、詳しくはモータ側ギヤ３３１の回転軸方向の一方側の端部に位置することで、モータ側ギヤ３３１、モノクロ用ギヤ３２１およびカラー用ギヤ３１１に噛み合うようになっている。これにより、切替用ギヤ２１０がカラー位置に位置する場合には、図８（ｃ）に示すように、切替用ギヤ２１０とともにカラー用ギヤ３１１およびモノクロ用ギヤ３２１が回転するので、モータ３００からの駆動力がカラー側伝達機構３１０およびモノクロ側伝達機構３２０の両方に伝達可能となっている。

図４および図５に示すように、移動機構２２０は、支持軸２４０と、進退部材２５０と、カム機構２６０と、付勢部材の一例としての圧縮コイルバネ２７０とを備えている。

支持軸２４０は、装置本体２に固定されており、その適所にカム機構２６０の後述する押圧部材２９０が固定されるとともに、この押圧部材２９０よりも軸方向の一方側で前述した切替用ギヤ２１０やカム機構２６０の後述するカム部材２８０を軸方向に移動可能に支持している。

進退部材２５０は、現像ローラ５３の回転軸方向に略直交した方向、詳しくは図３に示すように前後方向に進退可能となるように、装置本体２に設けられる図示せぬガイド部材によって前後方向にスライド可能に支持されている。なお、本実施形態では、この進退部材２５０は、図示せぬラック・ピニオン機構や正逆回転可能なモータ等の駆動源で進退するように構成されており、その駆動源は、前述した接離機構１１０を駆動するための駆動源と共用化されている。

そして、進退部材２５０は、接離機構１１０が清掃制御時の状態のときには図６（ｂ）に示す位置に配置され、接離機構１１０がモノクロモード時の状態のときには図７（ｂ）に示す位置に配置され、接離機構１１０がカラーモード時の状態のときには図８（ｂ）に示す位置に配置されるようになっている。また、進退部材２５０には、後述するカム部材２８０の操作部２８２を上下方向にスライド可能に支持する支持溝２５１が形成されている。

図４に示すように、カム機構２６０は、進退部材２５０から受けた押圧力の方向を回転軸方向に変換させることで、切替用ギヤ２１０を回転軸方向の一方向側に向けて押圧するための機構であり、主に、カム部材２８０と、押圧部材２９０とを備えている。

カム部材２８０は、進退部材２５０によって押圧されることで回転する部材であり、本体部２８１と、本体部２８１の回転軸から径方向に離れた位置に設けられ、進退部材２５０によって押圧可能な操作部２８２と、本体部２８１の切替用ギヤ２１０とは反対側で、かつ、回転軸から径方向に離れた位置に設けられるカム状部２８３とを有している。

本体部２８１は、略円筒状に形成されており、その内周面から径方向内側に突出するように形成される図示せぬ軸支部が支持軸２４０で回転可能に支持されている。

操作部２８２は、回転軸方向に延びる円柱状に形成されており、本体部２８１の外周面から径方向外側に突出したアーム部２８４の先端に一体に形成されている。

図５に示すように、カム状部２８３は、回転軸方向および回転方向に対して傾斜する第１傾斜面２８３Ｂおよび第２傾斜面２８３Ｄと、各傾斜面２８３Ｂ，２８３Ｄから回転軸方向に直交する方向、詳しくは回転方向に延びるように形成される第１平面２８３Ａ、第２平面２８３Ｃおよび第３平面２８３Ｅとによって階段状に形成されている。詳しくは、切替用ギヤ２１０から押圧部材２９０に向かう方向において、第１平面２８３Ａ、第１傾斜面２８３Ｂ、第２平面２８３Ｃ、第２傾斜面２８３Ｄ、第３平面２８３Ｅの順で形成されている。

第１傾斜面２８３Ｂおよび第２傾斜面２８３Ｄは、カム部材２８０の回転方向において押圧部材２９０の後述する押圧面２９１と係合可能となっている。詳しくは、各傾斜面２８３Ｂ，２８３Ｄは、図に矢印で示す、駆動力によって回転する切替用ギヤ２１０の回転方向下流側を向くように形成されている。より詳しくは、各傾斜面２８３Ｂ，２８３Ｄは、切替用ギヤ２１０の回転方向下流側で、かつ、押圧部材２９０から切替用ギヤ２１０に向かう方向へ向けて傾斜している。

第１平面２８３Ａ、第２平面２８３Ｃおよび第３平面２８３Ｅは、回転軸方向に直交するように形成されることで、回転軸方向において押圧部材２９０の後述する支持面２９２に接触可能となっている。詳しくは、第２平面２８３Ｃおよび第３平面２８３Ｅの回転方向における長さは、後述する支持面２９２のうち第１支持面２９２Ａ（図４参照）の長さよりも長く形成され、第１平面２８３Ａの回転方向における長さは、第２平面２８３Ｃおよび第３平面２８３Ｅよりも長く形成されている。

そして、以上のように構成されるカム状部２８３は、支持軸２４０を挟んだ両側に１つずつ設けられている。

押圧部材２９０は、回転するカム部材２８０のカム状部２８３と係合することで、当該カム部材２８０を切替用ギヤ２１０に向けて押圧する部材であり、主に、支持軸２４０に固定される押圧本体部２９３と、押圧本体部２９３の外周面に一体に形成され、２つのカム状部２８３に対応して設けられる２つの押圧部２９４とを有している。

押圧本体部２９３は、略円筒状に形成されており、その内周面から径方向内側に突出するように形成される図示せぬ部位が支持軸２４０に固定されている。

押圧部２９４は、押圧本体部２９３の外周面から径方向外側に突出するように形成されており、カム状部２８３に対応して１つずつ設けられている。押圧部２９４は、主に、カム状部２８３の各傾斜面２８３Ｂ，２８３Ｄに対して略平行となる傾斜面として形成される押圧面２９１と、カム状部２８３の各平面２８３Ａ，２８３Ｃ，２８３Ｅに対して略平行となる平面として形成される支持面２９２を有している。支持面２９２は、図４に示すように、押圧面２９１に対して切替用ギヤ２１０の回転方向下流側に隣接して形成される第１支持面２９２Ａと、第１支持面２９２Ａに対して切替用ギヤ２１０の回転方向下流側に隣接して形成される第２支持面２９２Ｂと、第２支持面２９２Ｂに対して切替用ギヤ２１０の回転方向下流側に隣接して形成される第３支持面２９２Ｃとを有している。第１支持面２９２Ａと第３支持面２９２Ｃは、略同幅に形成され、第２支持面２９２Ｂは、第１支持面２９２Ａおよび第３支持面２９２Ｃよりも幅狭に形成されている。

圧縮コイルバネ２７０は、切替用ギヤ２１０のカム機構２６０側とは反対側に配置され、切替用ギヤ２１０をカム機構２６０に向けて付勢している。詳しくは、圧縮コイルバネ２７０は、一端が装置本体２に固定され、他端が切替用ギヤ２１０の端面に接触している。

以上のように構成される移動機構２２０では、図６（ｂ）に示す位置に進退部材２５０が位置する場合、つまり切替用ギヤ２１０が全離間位置に位置する場合において、カム部材２８０の第１平面２８３Ａが押圧部２９４の支持面２９２で支持された状態となっている。

進退部材２５０を図６（ｂ）に示す位置から図７（ｂ）に示す位置に移動させると、カム部材２８０が図の矢印方向に回動し、カム部材２８０の第１傾斜面２８３Ｂが押圧部２９４の押圧面２９１と係合する。そして、カム部材２８０がさらに回動することで、図７（ａ）に示すように、押圧面２９１によってカム部材２８０および切替用ギヤ２１０が圧縮コイルバネ２７０の付勢力に抗して図示右側に押圧され、切替用ギヤ２１０が全離間位置からモノクロ位置に移動する。なお、モノクロ位置では、カム部材２８０の第２平面２８３Ｃが押圧部２９４の支持面２９２で支持された状態となっている。

進退部材２５０を図７（ｂ）に示す位置から図８（ｂ）に示す位置に移動させると、カム部材２８０が図の矢印方向に回動し、カム部材２８０の第２傾斜面２８３Ｄが押圧部２９４の押圧面２９１と係合する。そして、カム部材２８０がさらに回動することで、図８（ａ）に示すように、押圧面２９１によってカム部材２８０および切替用ギヤ２１０が圧縮コイルバネ２７０の付勢力に抗して図示右側に押圧され、切替用ギヤ２１０がモノクロ位置からカラー位置に移動する。なお、カラー位置では、カム部材２８０の第３平面２８３Ｅが押圧部２９４の支持面２９２で支持された状態となっている。

そして、切替用ギヤ２１０をカラー位置からモノクロ位置に移動する場合や、モノクロ位置から全離間位置に移動する場合には、進退部材２５０を前述した方向とは逆方向に移動させることで、各傾斜面２８３Ｂ，２８３Ｄが押圧面２９１まで移動してきたときに、圧縮コイルバネ２７０の付勢力によりカム部材２８０および切替用ギヤ２１０が図示左側に移動し、各位置に配置される。

また、図６（ａ）等に簡略的に示すように、切替用ギヤ２１０のギヤ歯の角部とモノクロ用ギヤ３２１のギヤ歯の角部とカラー用ギヤ３１１のギヤ歯の角部には、切替用ギヤ２１０のギヤ歯をモノクロ用ギヤ３２１のギヤ歯の間やカラー用ギヤ３１１のギヤ歯の間に案内するための案内面２１１，３２１Ａ，３１１Ａが設けられている。これにより、切替用ギヤ２１０とモノクロ用ギヤ３２１の連結や、切替用ギヤ２１０とカラー用ギヤ３１１の連結をスムーズに行うことが可能となっている。

図１に示す制御装置１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを有し、予め用意されたプログラムに従い、印刷指令の受信、給紙部２０、画像形成部３０、排紙部９０、接離機構１１０および駆動切替機構２００の制御を行うように構成されている。具体的に、制御装置１００は、公知の清掃制御を行う場合には、各現像ローラ５３を各感光体ドラム５１から離間させた状態で、かつ、駆動切替機構２００の切替用ギヤ２１０を図６（ａ）に示す全離間位置に位置させた状態において、モータ３００を一方向に回転させる。これにより、各現像ローラ５３が回転することなく、各感光体ドラム５１が回転されて、各クリーニングローラ５５で保持されたトナーが各感光体ドラム５１および転写ユニット７０を介してクリーニング装置１０で回収される。このように清掃制御時に各現像ローラ５３を無駄に回転させないことで、清掃制御時において各現像ローラ５３上のトナーが劣化するのを抑えることができる。

また、制御装置１００は、清掃制御からモノクロモードに切り替える場合には、接離機構１１０および進退部材２５０の駆動源を一方向に所定量回動させることで、モノクロ用の現像ローラ５３Ｋのみを感光体ドラム５１Ｋに接触させるとともに、切替用ギヤ２１０を図６（ａ）に示す全離間位置から図７（ａ）に示すモノクロ位置に移動させる。さらに、制御装置１００は、モータ３００を一方向に回転させることで、現像ローラ５３Ｋと各感光体ドラム５１を回転させる。これにより、モノクロ用の現像ローラ５３Ｋを用いたモノクロ印刷を行うことができる。

また、制御装置１００は、モノクロモードからカラーモードに切り替える場合には、接離機構１１０および進退部材２５０の駆動源を一方向に所定量回動させることで、各現像ローラ５３を各感光体ドラム５１に接触させるとともに、切替用ギヤ２１０を図７（ａ）に示すモノクロ位置から図８（ａ）に示すカラー位置に移動させる。さらに、制御装置１００は、モータ３００を一方向に回転させることで、各現像ローラ５３と各感光体ドラム５１を回転させる。これにより、各現像ローラ５３を用いたカラー印刷を行うことができる。

なお、制御装置１００は、カラーモードからモノクロモード、または、モノクロモードから清掃制御に切り替える場合には、接離機構１１０および進退部材２５０の駆動源を他方向に所定量回動させることで、各現像ローラ５３の接触・離間状態や切替用ギヤ２１０の位置を切り替える。そして、各モードにおいて、制御装置１００は、モータ３００を一方向に回転させることで、各モードを実行することができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
切替用ギヤ２１０を回転軸方向における各位置に適宜移動させることで、各モードを切り替えるように構成したので、モータ３００の回転方向を切り替える必要がなくなり、現像ローラ５３用のモータ３００を感光体ドラム５１用のモータと共用化することができる。

カム状部２８３が回転軸方向に直交する平面２８３Ａ，２８３Ｃ，２８３Ｅを有することで、各平面２８３Ａ，２８３Ｃ，２８３Ｅと略平行に形成される押圧部２９４の支持面２９２によって圧縮コイルバネ２７０の付勢力を受けることができるので、例えばカム状部を傾斜面のみで構成する場合に比べ、圧縮コイルバネ２７０の付勢力によって切替用ギヤ２１０およびカム部材２８０が誤って移動するのを抑えることができる。

カム状部２８３の各傾斜面２８３Ｂ，２８３Ｄが、駆動力によって回転する切替用ギヤ２１０の回転方向下流側を向いているので、例えば図７（ａ）に示すモノクロ位置において駆動力により切替用ギヤ２１０が回転することで、切替用ギヤ２１０に隣接したカム部材２８０がこれらの間の摩擦により切替用ギヤ２１０に連れ回りした場合には、第２傾斜面２８３Ｄと押圧部２９４の押圧面２９１とを係合させることができる。これにより、カム部材２８０の回転を止めることができるので、切替用ギヤ２１０の位置を維持することができる。

ちなみに、例えば各傾斜面２８３Ｂ，２８３Ｄが切替用ギヤ２１０の回転方向上流側を向く場合には、押圧部２９４の支持面２９２でカム部材２８０の第２平面２８３Ｃを支えている状態において前述したような連れ回りが発生すると、第２平面２８３Ｃに対して上り坂となる第２傾斜面２８３Ｄが押圧面２９１から離れるように移動するとともに、第２平面２８３Ｃに対して下り坂となる第１傾斜面２８３Ｂが押圧面２９１に近づくように移動してくる。そして、下り坂となる第１傾斜面２８３Ｂが押圧面２９１の位置まで到達すると、圧縮コイルバネ２７０の付勢力によって切替用ギヤ２１０およびカム部材２８０が誤って移動するおそれがある。これに対し、各傾斜面２８３Ｂ，２８３Ｄの向きを切替用ギヤ２１０の回転方向下流側とすることで、前述したような連れ回りが発生しても、第２平面２８３Ｃに対して上り坂となる第２傾斜面２８３Ｄが押圧面２９１に近づくように移動して当接するので、カム部材２８０の回転を止めることができ、切替用ギヤ２１０の位置を維持することができる。

なお、このような効果を良好に発揮させるためには、第２平面２８３Ｃに対して上り坂となる第２傾斜面２８３Ｄと押圧面２９１との係合力が、切替用ギヤ２１０とカム部材２８０との摩擦力に打ち勝つように、第２傾斜面２８３Ｄおよび押圧面２９１の角度や各部材の材質などを決めればよい。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、各伝達機構３１０，３２０をギヤで構成したが、本発明はこれに限定されず、各伝達機構は、ベルトやプーリなどを含んで構成されていてもよい。

前記実施形態では、第３位置の一例としての全離間位置において切替用ギヤ２１０とモータ側ギヤ３３１とが噛み合うように構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば第３位置において切替用ギヤがモータ側ギヤから回転軸方向に外れるように構成してもよい。

前記実施形態では、支持軸２４０、進退部材２５０、カム機構２６０および圧縮コイルバネ２７０を備えた移動機構２２０を例示したが、本発明はこれに限定されず、移動機構はどのように構成されていてもよい。例えば、移動機構は、切替用ギヤを回転軸方向に押圧するシリンダと、切替用ギヤをシリンダ側に付勢するバネとで構成されていてもよい。

前記実施形態では、付勢部材の一例として圧縮コイルバネ２７０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば板バネや線バネなどであってもよい。

前記実施形態では、切替用ギヤ２１０、モノクロ用ギヤ３２１およびカラー用ギヤ３１１の各ギヤ歯の角部に案内面２１１，３２１Ａ，３１１Ａを設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。案内面は、切替用ギヤのギヤ歯の角部とモノクロ用ギヤのギヤ歯の角部のうち少なくとも一方の角部や、切替用ギヤのギヤ歯の角部とカラー用ギヤのギヤ歯の角部のうち少なくとも一方の角部に形成されていればよい。

前記実施形態では、カラープリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

１ カラープリンタ
５３ 現像ローラ
２００ 駆動切替機構
２１０ 切替用ギヤ
３００ モータ
３１０ カラー側伝達機構
３２０ モノクロ側伝達機構

Claims (9)

1. 第１色の現像剤を担持するための第１現像ローラと、
   第２色の現像剤を担持するための第２現像ローラと、
   駆動源と、
   前記駆動源からの駆動力を前記第１現像ローラに伝達するための第１伝達機構と、
   前記駆動源からの駆動力を前記第２現像ローラに伝達するための第２伝達機構と、
   前記駆動源と前記第１伝達機構との間で、かつ、前記駆動源と前記第２伝達機構との間の位置に配置される駆動切替機構と、を備え、
   前記駆動切替機構は、前記駆動源からの駆動力を前記第１伝達機構および前記第２伝達機構の両方に伝達可能な第１位置と、前記駆動源から前記第１伝達機構への駆動力の伝達を禁止するとともに前記駆動源の駆動力を前記第２伝達機構へ伝達する第２位置との間を前記第１現像ローラの回転軸方向に移動可能な切替用ギヤを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記切替用ギヤは、前記駆動源から前記第１伝達機構および前記第２伝達機構への駆動力の伝達を禁止する第３位置に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１伝達機構は、前記切替用ギヤに対して径方向で隣接し、前記駆動力により回転可能な第１ギヤを備え、
   前記第２伝達機構は、前記切替用ギヤに対して径方向で隣接し、前記駆動力により回転可能な第２ギヤを備え、
   前記駆動切替機構は、前記切替用ギヤを前記回転軸方向に移動させるための移動機構を備え、
   前記切替用ギヤは、前記第２位置のときに、前記第２ギヤに噛み合い、かつ、前記第１ギヤから前記回転軸方向に外れ、前記第１位置のときに、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの両方に噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記切替用ギヤは、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤとの噛み合いが解除され、前記第１位置および前記第２位置から前記回転軸方向に外れた第３位置に移動するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記移動機構は、
   前記回転軸方向に略直交した方向に進退可能に構成される進退部材と、
   前記進退部材から受けた押圧力の方向を前記回転軸方向に変換させることで、前記切替用ギヤを前記回転軸方向の一方向側に向けて押圧するためのカム機構と、
   前記切替用ギヤに対して前記カム機構側の反対側に配置され、前記切替用ギヤを前記カム機構に向けて付勢する付勢部材と、を備えていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記切替用ギヤのギヤ歯の角部と前記第１ギヤのギヤ歯の角部のうち少なくとも一方の角部には、前記切替用ギヤのギヤ歯を前記第１ギヤのギヤ歯の間に案内するための案内面が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記切替用ギヤのギヤ歯の角部と前記第２ギヤのギヤ歯の角部のうち少なくとも一方の角部には、前記切替用ギヤのギヤ歯を前記第２ギヤのギヤ歯の間に案内するための案内面が設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記カム機構は、
   前記進退部材によって押圧されることで回転するカム部材と、
   回転する前記カム部材と係合することで、当該カム部材を前記切替用ギヤに向けて押圧する押圧部材と、を備え、
   前記カム部材は、
   回転可能な本体部と、
   前記本体部の回転軸から径方向に離れた位置に設けられ、前記進退部材によって押圧可能な操作部と、
   前記本体部の前記切替用ギヤとは反対側で、かつ、前記回転軸から径方向に離れた位置に設けられるカム状部と、を有し、
   前記カム状部は、
   前記回転軸方向に対して傾斜するとともに、前記カム部材の回転方向において前記押圧部材と係合可能な複数の傾斜面と、各傾斜面から前記回転軸方向に直交する方向に形成され、前記回転軸方向において前記押圧部材に接触可能な複数の平面とによって階段状に形成されていることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記傾斜面は、前記駆動力によって回転する前記切替用ギヤの回転方向下流側を向くように形成されていることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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