JP2015129832A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配線を要することなく、複数の回転体を１つの駆動源で駆動する機構全体を小型に構成して、使用する部品の部品コストも小さくて済む画像形成装置を提供する。
【解決手段】カム面２９ａＹは、入力ギア２７Ｙの第一方向の回転を第一角度の遅れで中間体２９Ｙに係合させる。カム面２９ａＭは、入力ギア２７Ｍの第二方向の回転を第一角度よりも大きい第二角度の遅れで中間体２９Ｍに係合させる。このため、駆動モータの停止後、カム面２９ａＹ、２９ａＭを初期状態へリセットしないと、次回の起動時に同様の係合順序を再現できない。そこで、制御部１１０は、駆動モータの回転停止後、入力ギア２７Ｍを第二方向と逆方向に第二角度以上回転させるように駆動モータを作動させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、共通の駆動源によって第一回転体と第二回転体とを回転駆動する画像形成装置に関する。

画像形成装置は、感光ドラム、現像ローラ、トナー搬送スクリュー、搬送ローラ、定着ローラ等、多数の回転体を備えている。例えば、複数の感光ドラムを平行に配列してフルカラー印刷を行うタンデム型の画像形成装置が実用化されている。

画像形成装置は、共通の駆動源によって第一回転体と第二回転体とを回転駆動させることがある。このとき、駆動源の起動タイミングで、第一回転体の回転と第二回転体の回転とが同時に立ち上がると、駆動源に過負荷を生じる可能性がある。そのため、従来の画像形成装置では、駆動源の起動タイミングと、第一回転体の回転開始タイミングと、第二回転体の回転開始タイミングとを少しずつずらしている（特許文献１、２）。

特許文献１では、複数の現像ローラを駆動する各ギア列に電磁クラッチをそれぞれ設け、それらの電気的ＯＮ／ＯＦＦのタイミングをずらしている。特許文献２では、１つの駆動モータによる駆動力の複数の現像装置に対する駆動伝達及び停止を現像装置の外側にそれぞれ設けたカムによって制御している。

特開２００８−７６８３６号公報 特開２００９−２８２１２６号公報

特許文献１に示されるように、回転体ごとに電磁クラッチを配置すると機構の小型化が難しく、電磁クラッチの部品コストがかかり過ぎる。電磁クラッチの場合、回転体の数が増えると画像形成装置内の配線が複雑になるという問題もある。特許文献２に示されるように、回転体ごとにカム機構を設ける場合、回転体の種類や配置に応じて専用のカム機構を設計する必要があり、標準化が難しい。カム機構を含めた全体の機構の小型化が難しく、カム機構の部品コストも大きくなる。

本発明は、配線を要することなく、複数の回転体を１つの駆動源で駆動する機構全体を小型に構成して、使用する部品の部品コストも小さくて済む画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、第一回転体と第二回転体とを回転駆動する駆動源と、前記駆動源が所定方向に回転したときに第一方向に回転する第一入力側回転体と、前記第一回転体と一体に回転可能な第一中間回転体と、前記第一入力側回転体の前記第一方向の回転を第一角度の遅れで前記第一中間回転体に係合させる第一係合部と、前記駆動源が前記所定方向に回転したときに第二方向に回転する第二入力側回転体と、前記第二回転体と一体に回転可能な第二中間回転体と、前記第二入力側回転体の前記第二方向の回転を前記第一角度よりも大きい第二角度の遅れで前記第二中間回転体に係合させる第二係合部と、前記駆動源の前記所定方向の回転停止から次の前記所定方向の回転開始までの所定時期に、前記第二入力側回転体を前記第二方向と逆方向に前記第二角度以上回転させるように前記駆動源を前記所定方向の逆方向に回転させる制御部と、を備えるものである。

本発明の画像形成装置は、電磁クラッチや電磁アクチュエータを使用することなく、第一回転体と第二回転体とに異なる回転開始タイミングを付与できる。そのため、配線を要することなく、複数の回転体を１つの駆動源で駆動する機構全体を小型に構成して、使用する部品の部品コストも小さくて済む。

画像形成装置の構成の説明図である。 駆動伝達装置の斜視図である。 正回転の説明図である。 逆回転の説明図である。 ワンウェイユニットの構成の説明図である。 正回転時の中間体の動作の説明図である。 各色に対応するワンウェイユニットのカム面の違いの説明図である。 逆回転時の中間体の動作の説明図である。 駆動モータの制御のフローチャートである。 実施の形態２の駆動伝達装置を駆動モータの反対側から見た斜視図である。 実施の形態２の駆動伝達装置を駆動モータ７１側から見た斜視図である。 駆動伝達装置の駆動軸に沿った方向の断面図である。 駆動カップリングのカップリング形状の説明図である。 正回転時の入力ギアと駆動ピンの係合の説明図である。 入力ギアによる回転駆動の遅れ時間の説明図である。 正回転時の各色の感光ドラムの回転開始タイミングの説明図である。 逆回転時の入力ギアと駆動ピンの係合の説明図である。 逆回転時の駆動カップリングの斜視図である。 逆回転時の各色の感光ドラムの回転開始タイミングの説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
（画像形成装置）
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト７に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配置したタンデム型中間転写方式フルカラープリンタである。

画像形成部ＰＹでは、感光ドラム３Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト７へ転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム３Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト７へ転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、感光ドラム３Ｃ、３Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト７へ転写される。

記録材カセット１２に収納された記録材１１は、分離ローラ１４で１枚ずつに分離されてレジストローラ１７で待機する。レジストローラ１７は、中間転写ベルト７のトナー像にタイミングを合せて二次転写部Ｔ２へ記録材１１を給送する。二次転写部Ｔ２でトナー像を転写された記録材１１は、定着装置２０で加熱加圧を受けて表面に画像を定着された後に、画像形成装置１００の外部へ排出される。

中間転写ベルト７は、二次転写内側ローラを兼ねた駆動ローラ７ａとテンションローラ７ｂとに張架され、駆動ローラ７ａに駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１９は、駆動ローラ７ａに支持された中間転写ベルト７に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。

画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで使用されるトナーの色が異なる以外はほぼ同一に構成される。そのため、以下では、説明の重複を避けるために、画像形成部ごとの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いて総括的に説明する。

（画像形成部）
画像形成部Ｐは、画像形成装置１００の筐体に固定された露光装置１と、紙面に垂直な方向に移動させて画像形成装置１００の筐体から個別に取り出し可能なプロセスカートリッジ２４とを含む。プロセスカートリッジ２４には感光ドラム３が内蔵されている。

画像形成部Ｐは、感光ドラム３の周囲に帯電ローラ４、露光装置１、現像装置６、転写ローラ８、ドラムクリーニング装置２を配置している。感光ドラム３は、アルミニウムの円筒材料の外周にＯＰＣ感光層を形成されて矢印方向に回転する。帯電ローラ４は、感光ドラム３の表面を所定電位に帯電させる。露光装置１は、感光ドラム３の表面を走査露光して画像の静電潜像を形成する。

現像装置６は、感光ドラム３の静電潜像をトナー像に現像する。転写ローラ８は、中間転写ベルト７を押圧して中間転写ベルト７と感光ドラム３との間にトナー像の転写部を形成する。ドラムクリーニング装置２は、クリーニングブレードを感光ドラム３に摺擦させて転写残トナーを回収する。

（画像形成部の駆動源）
従来のタンデム型フルカラープリンタは、並列に配置された感光ドラムごとに駆動モータを設けて独立して駆動していた。しかし、画像形成装置の小型化の要求に応じて、一つのモータにより複数の現像ローラ及び複数の感光ドラムを回転させる画像形成装置が実用化されている。一つのモータで複数の現像ローラ及び複数の感光ドラムを駆動する場合、個別のモータで駆動する場合よりも大きな負荷が駆動モータに発生する。また、現像ローラ及び感光ドラムの駆動開始時には瞬間的に発生する摩擦のトルクにより、定常回転時よりも大きな負荷が発生する。

そして、現像ローラ及び感光ドラムに瞬間的に発生するトルクが同時に駆動モータに発生すると、大きな負荷が駆動モータに発生して過負荷を生じることがある。大きな負荷に備えるために大型で高価な駆動モータを準備する必要がある。そこで、一つの駆動モータで複数の感光ドラムを回転駆動する画像形成装置１００では、複数の感光ドラムをすこしずつ時間をずらせて回転開始させている。

（駆動伝達装置）
図２は駆動伝達装置の斜視図である。図３は正回転の説明図である。図４は逆回転の説明図である。

図２に示すように、駆動モータ２１は、安価なＤＣブラシレスモータである。ＤＣブラシレスモータは、ステッピングモータのように回転角度を電気的に規制できない。

駆動伝達装置１０１は、駆動モータ２１の出力軸に固定されたモータギアの回転をプロセスカートリッジ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋに伝達して感光ドラム（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ：図１）を回転させる。駆動伝達装置１０１は、起動時の回転開始タイミングを、感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの順に少しずつ遅らせる。

図３に示すように、駆動モータ２１の回転は、駆動モータ２１のモータギアを含むギア列２２を介してワンウェイユニット２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋに伝達される。ギア列２２は、入力ギア２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋに噛み合って、ワンウェイユニット２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを同一方向に同一角速度で回転駆動する。

図３に示すように、駆動モータ２１が正回転の場合、ワンウェイユニット２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、図２に示すプロセスカートリッジ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋのドラム駆動カップリング部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋに回転を伝達する。これにより、図１に示すように感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが回転して画像形成が可能になる。

図４に示すように、駆動モータ２１が逆回転の場合、ワンウェイユニット２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋが空転する。これにより、図２に示すプロセスカートリッジ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋのドラム駆動カップリング部２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋに回転が伝達されず、図１に示す感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが停止状態に保たれる。

ワンウェイユニット２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、回転伝達の係合開始タイミングが少しずつことなる以外は同一に構成される。このため、イエローのプロセスカートリッジ２４Ｙに設けられたワンウェイユニット２３Ｙについてのみ説明し、他のワンウェイユニット２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋに関する重複した説明を省略する。

（ワンウェイユニット）
図５はワンウェイユニットの構成の説明図である。

図３に示すように、入力ギア２７Ｙは、ギア列２２の回転をワンウェイユニット２３Ｙに入力する入力部である。入力ギア２７Ｙは、回転自在に支持された支持軸２６Ｙと一体に回転する。

図５の（ａ）に示すように、出力ギア２８Ｙは、入力ギア２７Ｙからの回転を受けて、従動側へ出力する出力部である。従動側は、出力ギア２８Ｙの外周に設けた歯車によって駆動される感光ドラム以外の回転体を含む。

中間体２９Ｙは、支持軸２６Ｙの回転軸線方向で入力ギア２７Ｙと出力ギア２８Ｙとの間に介装された駆動伝達部材である。

ワンウェイユニット２３Ｙは、支持軸２６Ｙに沿って移動自在である。バネ３０Ｙは、ワンウェイユニット２３Ｙをプロセスカートリッジ２４Ｙ側に付勢して、ワンウェイユニット２３Ｙをプロセスカートリッジ２４Ｙのドラム駆動カップリング部（２５Ｙ：図２）に押し付けている。

中間体２９Ｙの入力ギア２７Ｙ側の面には、中間体２９Ｙを回転軸線方向に移動させるためのカム面２９ａＹが形成される。入力ギア２７Ｙの内部には、中間体２９Ｙのカム面２９ａＹに対向させて、中間体２９Ｙのカム面２９ａＹを押し上げるための摺動リブ２７ａＹが設けられている。

中間体２９Ｙの出力ギア２８Ｙ側の面には、ワンウェイユニット２３Ｙのトルク伝達の継手形状としてのラチェット部２９ｂＹが形成されている。出力ギア２８Ｙの内部には、中間体２９Ｙのラチェット部２９ｂＹに係合して回転を伝達するラチェット形状２８ａＹが設けられている。

（プロセスカートリッジ交換時）
図２に示すように、駆動伝達装置１０１は、画像形成装置１００の不図示の筐体フレームに固定されている。プロセスカートリッジ２４Ｙは、ドラム駆動カップリング部２５Ｙにおいて駆動伝達装置１０１に対して着脱自在に連結されている。プロセスカートリッジ２４Ｙは、ドラム駆動カップリング部２５Ｙで駆動伝達装置１０１から分離して矢印Ｘ方向と逆方向に引き出して取り外し可能である。

図５の（ｂ）に示すように、出力ギア２８Ｙは、ラチェット形状２８ａＹの反対側の面に、図２に示すドラム駆動カップリング部２５Ｙの係合突起に係合する係合孔３１Ｙが設けられている。図２に示すように、画像形成装置１００にプロセスカートリッジ２４ＹをＸ方向に挿入した時、ドラム駆動カップリング部２５Ｙと出力ギア２８Ｙ部の位相が一致している場合、プロセスカートリッジ２４Ｙは、画像形成装置１００にそのまま装着可能である。

しかし、プロセスカートリッジ２４Ｙの挿入時、ドラム駆動カップリング部２５Ｙと出力ギア２８Ｙの位相が合っていない場合、ドラム駆動カップリング部２５Ｙの係合突起が係合孔３１Ｙに係合しないで浮き上がった状態になる。しかし、バネ３０Ｙに付勢された状態で出力ギア２８Ｙが回転している間に、ドラム駆動カップリング部２５Ｙと出力ギア２８Ｙの位相が合い、その瞬間にドラム駆動カップリング部２５Ｙの係合突起が係合孔３１Ｙに落ち込む。バネ３０Ｙに付勢されて、ワンウェイユニット２３Ｙがプロセスカートリッジ２４Ｙの挿入方向に移動して、プロセスカートリッジ２４Ｙが画像形成装置１００に正常に装着される。その後は、出力ギア２８Ｙとドラム駆動カップリング部２５Ｙとが一体に回転して、感光ドラム（３Ｙ：図１）が回転駆動可能な状態になる。

言い換えれば、ワンウェイユニット２３Ｙの出力ギア２８Ｙの位相と、プロセスカートリッジ２４Ｙのドラム駆動カップリング部２５Ｙの位相が合ってない場合、両者の相対回転が行われることで互いの位相が合う。その結果、ワンウェイユニット２３Ｙの退避が解除されて、プロセスカートリッジ２４Ｙ側に駆動が伝達される。

（正回転時）
図６は正回転時の中間体の動作の説明図である。図７は各色に対応するワンウェイユニットのカム面の違いの説明図である。

図３に示すように、画像形成装置の起動時や画像形成ジョブの開始時、駆動モータ２１は正回転を行う。このとき、入力ギア２７Ｙは、モータギアを含むギア列２２から駆動力を受けて矢印方向に回転する。

このとき、図５の（ａ）に示すように、入力ギア２７Ｙ内部の摺動リブ２７ａＹが、中間体２９Ｙのカム面２９ａＹを駆動伝達位置まで押して移動させて、図６の（ｂ）に示すように、中間体２９Ｙを出力ギア２８Ｙの方向へ押し上げる。

この動作により、図５の（ａ）に示すように、出力ギア２８Ｙのラチェット形状２８ａＹに中間体２９Ｙのラチェット部２９ｂＹの略垂直面同士が噛み合い、入力ギア２７Ｙと出力ギア２８Ｙは中間体２９Ｙを介して一体的に図６（ａ）の矢印方向に回転する。

図７に示すように、各色に対応するワンウェイユニット（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ：図５）のカム面２９ａＹ、２９ａＭ、２９ａＣ、２９ａＫは、色毎に形状が異なっている。駆動モータ２１が正回転する時、入力ギア２７Ｙも回転するが、それぞれの摺動リブ２７ａＹ、２７ａＭ、２７ａＣ、２７ａＫがカム面２９ａＹ、２９ａＭ、２９ａＣ、２９ａＫの駆動伝達位置に当接するタイミングがずれている。図５に示す摺動リブ２７ａＹ、２７ａＭ、２７ａＣ、２７ａＫがカム面２９ａＹ、２９ａＭ、２９ａＣ、２９ａＫの駆動伝達位置に当接するタイミングは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色順になっている。

具体的には、駆動モータ２１が正回転時、入力ギア２７の摺動リブ２７ａがカム面２９ａの駆動伝達位置に当接する角度をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色順に従って９０°から２０°ずつ大きく付けて、プロセスカートリッジ２４Ｙへ最初に駆動が伝わるようにしている。摺動リブ２７ａＹの回転方向の長さを考慮して、駆動伝達位置と駆動遮断位置との開き角度は９０°より大きい１５１°が必要である。ただし、遅延させる角度は２０°だけに限定するものではなく、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色でどの程度の時間ずらすかの仕様によってその数値が変わってくる。

このようにして、駆動モータ２１の正回転時には、ワンウェイユニット２３を介して、プロセスカートリッジ２４のドラム駆動カップリング部２５の駆動タイミングは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋという色順に時間差が付けられている。時間差をつけて駆動が伝達されることにより、駆動モータ２１やギア列２２に対する瞬間的な負荷増加を回避している。

（逆回転時）
図８は逆回転時の中間体の動作の説明図である。

図４に示すように、画像形成ジョブの間、画像形成の終了時、画像形成装置の電源ＯＦＦ時、駆動モータ２１は逆回転して、ワンウェイユニット２３Ｙの入力ギア２７Ｙの摺動リブ２７ａＹと中間体２９Ｙのカム面２９ａＹとの位相関係を初期位置に戻す。このとき、感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが逆回転しないように、ワンウェイユニット２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、駆動伝達を空転させる。

図４に示すように、駆動モータ２１を矢印方向に逆回転したとき、ワンウェイユニット２３Ｙの入力ギア２７Ｙは矢印方向に回転する。このとき、図５の（ａ）に示すように、入力ギア２７Ｙの内部の摺動リブ２７ａＹが、中間体２９Ｙのカム面２９ａＹを押し上げる位置から退避して、中間体２９Ｙが駆動遮断位置まで移動可能になる。これにより、図８の（ｂ）に示すように、中間体２９Ｙは、出力ギア２８Ｙから離れて入力ギア２７Ｙの方向へ移動することができる。中間体２９Ｙに設けられたラチェット部２９ｂＹと出力ギア２８Ｙに設けられたラチェット形状２８ａＹとが斜面同士で摺動して、ワンウェイユニット２３Ｙが空転状態になる。

これにより、出力ギア２８Ｙは回転せず、プロセスカートリッジ２４Ｙのドラム駆動カップリング部２５Ｙへの駆動は遮断されるため、ドラムの逆回転によるプロセスカートリッジ側へダメージを回避することができる。ダメージの例は、ドラムクリーニング装置２Ｙのクリーニングブレードの捲れである。

（駆動モータの制御）
図９は駆動モータの制御のフローチャートである。

図１を参照して図９に示すように、制御部１１０は、画像形成ジョブを受信すると、画像形成装置１００を起動させる（Ｓ１１）。図６に示すように、駆動モータ２１を正回転して、プロセスカートリッジ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを順番に回転開始させる。制御部１１０は、感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが起動し、定着装置２０の昇温が完了すると、通紙を伴って画像形成ジョブを実行する（Ｓ１２）。

制御部１１０は、画像形成ジョブが終了すると、後回転動作を実行して感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの回転を停止させる（Ｓ１３）。制御部１１０は、感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの回転停止直後に、図８に示すように、駆動モータ２１を逆回転させる（Ｓ１４）。これにより、図５の（ａ）に示すように、ワンウェイユニット２３Ｙの入力ギア２７Ｙの摺動リブ２７ａＹと中間体２９Ｙのカム面２９ａＹとの位相関係を初期位置に戻す。制御部１１０は、その後、画像形成装置１００に次の画像形成ジョブを待機させる（Ｓ１５）。

以上説明したように、駆動伝達装置１０１では、第一入力側回転体の一例である入力ギア２７Ｙは、駆動源の一例である駆動モータ２１が所定方向に回転したときに第一方向に回転する。第二入力側回転体の一例である入力ギア２７Ｍは、駆動モータ２１が所定方向に回転したときに第二方向に回転する。第一の実施形態では、第一方向と第二方向とは同一方向である。第一中間回転体の一例である中間体２９Ｙは、第一回転体の一例である感光ドラム３Ｙと一体に回転可能である。第二中間回転体の一例である中間体２９Ｍは、第二回転体の一例である感光ドラム３Ｍと一体に回転可能である。

第一係合部の一例であるカム面２９ａＹは、入力ギア２７Ｙの第一方向の回転を第一角度の一例である９０度の遅れで中間体２９Ｙに係合させる。第二係合部の一例であるカム面２９ａＭは、入力ギア２７Ｍの第二方向の回転を第一角度よりも大きい第二角度の一例である１１０度の遅れで中間体２９Ｍに係合させる。このため、感光ドラム３Ｙ、３Ｍが同時に回転開始して駆動モータ２１に過負荷を生じる事態を回避できる。しかし、駆動モータ２１の停止後、カム面２９ａＹ、２９ａＭを初期状態へリセットしないと、次回の起動時に同様の係合順序を再現できない。

そこで、制御部の一例である制御部１１０は、駆動モータ２１の所定方向の回転停止から次の所定方向の回転開始までの所定時期に、入力ギア２７Ｍを第二方向と逆方向に第二角度以上回転させるように駆動モータ２１を所定方向の逆方向に回転させる。

（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、第一伝達部の一例であるラチェット部２９ｂＹは、中間体２９Ｙの第一方向の回転は感光ドラム３Ｙに伝達するが、第一方向と逆方向の回転は感光ドラム３Ｙに伝達しない。このため、入力ギア２７Ｙが第一角度以上逆回転しても感光ドラム３Ｙが逆回転しない。

実施の形態１では、第二伝達部の一例であるラチェット部２９ｂＭは、中間体２９Ｍの第二方向の回転は感光ドラム３Ｍに伝達するが、第二方向と逆方向の回転は感光ドラム３Ｍに伝達しない。このため、入力ギア２７Ｍが第二角度以上逆回転しても感光ドラム３Ｙが逆回転しない。

実施の形態１では、第一着脱部材の一例である出力ギア２８Ｙは、中間体２９Ｙと感光ドラム３Ｙとの間に配置されて中間体２９Ｙに対して感光ドラム３Ｙを着脱可能に接続する。ラチェット部２９ｂＹは、中間体２９Ｙと出力ギア２８Ｙの対向面に配置されたラチェット構造である。このため、ラチェット部２９ｂＹを中心近くまで配置して出力ギア２８Ｙの中間体２９Ｙ収容部を小径化できる。

実施の形態１では、入力ギア２７Ｙと中間体２９Ｙとラチェット部２９ｂＹとは、感光ドラム３Ｙの回転軸線上に配置され、入力ギア２７Ｍと中間体２９Ｍとラチェット部２９ｂＭとは、感光ドラム３Ｍの回転軸線上に配置される。このため、感光ドラム３Ｙ、３Ｍの大きさや配置に応じた機構全体の変更が少なくて済む。標準化が容易であるため、複数の感光ドラム３Ｙ、３Ｍを１つの駆動モータ２１で駆動する機構全体の小型化が容易で、使用する部品の部品コストが小さくて済む。

実施の形態１では、第一着脱部材の一例である出力ギア２８Ｙは、中間体２９Ｙと感光ドラム３Ｙとの間に配置されて中間体２９Ｙに対して感光ドラム３Ｙを着脱可能に接続する。ラチェット部２９ｂＹは、中間体２９Ｙと出力ギア２８Ｙの対向面に配置されたラチェット構造である。このため、ラチェット部２９ｂＹを中心近くまで配置して出力ギア２８Ｙの中間体２９Ｙ収容部を小径化できる。

実施の形態１では、入力ギア２７Ｙと中間体２９Ｙとラチェット部２９ｂＹとは、感光ドラム３Ｙの回転軸線上に配置され、入力ギア２７Ｍと中間体２９Ｍとラチェット部２９ｂＭとは、感光ドラム３Ｍの回転軸線上に配置される。このため、感光ドラム３Ｙ、３Ｍの大きさや配置に応じた機構全体の変更が少なくて済む。標準化が容易であるため、複数の感光ドラム３Ｙ、３Ｍを１つの駆動モータ２１で駆動する機構全体の小型化が容易で、使用する部品の部品コストが小さくて済む。

実施の形態１では、中間体２９Ｙは、入力ギア２７Ｙの回転に伴って入力ギア２７Ｙの内側で入力ギア２７Ｙに対して相対回転し、カム面２９ａＹは、入力ギア２７Ｙと中間体２９Ｙの相対回転を第一角度に規制する規制構造である。このため、中間体２９Ｙを含めた機構全体の回転軸線方向の長さが短縮される。

実施の形態１では、複数のプロセスカートリッジの駆動タイミングの切り替えを、電磁クラッチ、ステッピングモータなどの電気部品を用いずに実現できる。機構に電磁クラッチを含まないため、消費電力が小さく、装置全体の小型化に有利で、電磁クラッチへの電流印加による昇温が無い。また、ステッピングモータを含まないので、消費電力が小さく、装置全体の小型化に有利で、ステッピングモータ特有の振動・騒音が発生しない。

以上説明したように、実施の形態１では、プロセスカートリッジの駆動部分において、ワンウェイクラッチ構成とし、入力ギアと出力ギアとの間に、カム面とラチェット面を有する中間体を設けた構成で、カム面の形状を各色ごとに変えている。入力ギアと出力ギアとの間に、カム面とラチェット面を有する中間体を設けて、カム面の形状を各色ごとに変えている。これにより、複数のプロセスカートリッジの駆動連結のタイミングをずらせて、瞬間にかかるモータもしくはギアへの負荷を低減することができる。感光ドラムの逆回転を最小限にして感光ドラムの摩耗を回避できる。

＜実施の形態２＞
（駆動伝達装置）
図１０は実施の形態２の駆動伝達装置を駆動モータの反対側から見た斜視図である。図１１は実施の形態２の駆動伝達装置を駆動モータ側から見た斜視図である。図１２は駆動伝達装置の駆動軸に沿った方向の断面図である。図１３は駆動カップリングのカップリング形状の説明図である。

実施の形態２の駆動伝達装置は、実施の形態１と同様に、図１に示す画像形成装置１００において、回転負荷である感光ドラム３Ｙ、感光ドラム３Ｍ、感光ドラム３Ｃ、感光ドラム３Ｋを異なるタイミングで回転開始させて、駆動モータの過負荷を回避する。そして、図２に示すプロセスカートリッジ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２５Ｋをドラム駆動カップリング部２５において着脱自在に連結して回転駆動する。

実施の形態２の駆動伝達装置は、図１０に示す画像形成装置の起動時に駆動モータを正回転させて感光ドラムを回転させるが、画像形成ジョブの終了後には実施の形態１と同様に駆動モータを逆回転させて駆動カップリングを初期状態に復帰させる。そして、駆動モータ７１の正回転時には入力ギア７６Ｙ、７６Ｍ、７６Ｃ、７６Ｋの回転が駆動カップリング８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋに伝達されるが、逆回転時には実施の形態１と同様に伝達されない。

実施の形態２の駆動伝達装置は、実施の形態１とは異なり、図５に示すワンウェイユニット２３Ｙの機能を、図１０に示す入力ギア７６Ｙと図１１に示す被駆動カップリング８６Ｙとに分担させている。異なるタイミングを設定するために、入力ギア７６Ｙに設けるピン孔の大きさを各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）で異ならせている。

図１０に示すように、駆動伝達装置１０２は、駆動モータ７１が回転すると、モータギア７２、段ギア７３、アイドラギア７４、７５、入力ギア７６Ｙを介して、駆動カップリング８２Ｙに駆動が伝達される。駆動モータ７１が回転すると、入力ギア７６Ｙが回転し、入力ギア７６Ｙの回転が駆動ピン７９Ｙを介して駆動軸８３Ｙに伝達される。駆動軸８３Ｙが回転すると、駆動ピン８０Ｙを介して駆動カップリング８２Ｙに駆動が伝達される。

図１１に示すように、駆動カップリング８２Ｙは、駆動モータ７１が正回転の時、被駆動カップリング８６Ｙに駆動を伝達し、駆動モータ７１が逆回転の時、被駆動カップリング８６Ｙに駆動を伝達しないカップリング形状を有する。

図１２に示すように、被駆動カップリング８６Ｙが回転すると、被駆動軸８７Ｙを介して感光ドラム３Ｙが回転する。駆動ピン７９Ｙは駆動軸８３Ｙに固定され、入力ギア７６Ｙは、駆動ピン７９Ｙに拘束される範囲で駆動軸８３Ｙの周りを回転可能である。被駆動カップリング８６Ｙは、感光ドラム３Ｙの被駆動軸８７Ｙに固定されて、駆動カップリング８２Ｙに係合可能である。

駆動カップリング８２Ｙは、駆動ピン８０Ｙが駆動カップリング８２Ｙの長円孔８２Ｙｎ内を移動可能な範囲で駆動軸８３Ｙに沿って移動可能である。駆動カップリング８２Ｙは、駆動ピン８０Ｙによって駆動軸８３Ｙに対する回転を規制されている。

図１３に示すように、駆動モータ７１が正回転の時、駆動カップリング８２Ｙが矢印Ｐ方向に回転して、駆動面８２ａＹとボス８６ａＹが当接して、駆動カップリング８２Ｙから被駆動カップリング８６Ｙに回転が伝達される。駆動モータ７１が逆回転の時、駆動カップリング８２Ｙが矢印Ｑ方向に回転して、螺旋状のテーパ面８２ｂＹに沿ってボス８６ａＹが移動して、駆動カップリング８２Ｙが被駆動カップリング８６Ｙに対して空転する。

（正回転時）
図１４は正回転時の入力ギアと駆動ピンの係合の説明図である。図１５は入力ギアによる回転駆動の遅れ時間の説明図である。図１６は正回転時の各色の感光ドラムの回転開始タイミングの説明図である。

図１０に示すように、駆動伝達装置１０２は、駆動モータ７１が正方向に回転したとき、被駆動カップリング８６Ｙ、被駆動カップリング８６Ｍ、被駆動カップリング８６Ｃ、被駆動カップリング８６Ｋの順に、それぞれ異なるタイミングで駆動を開始する。

図１４に示すように、入力ギア７６Ｙにはピン孔７６ａＹが設けられ、駆動軸８３Ｙに固定された駆動ピン７９Ｙがピン孔７６ａＹに拘束されている。駆動軸８３Ｙは、駆動ピン７９Ｙがピン孔７６ａＹ内を移動する時間だけ、入力ギア７６Ｙから駆動軸８３Ｙへの駆動伝達を遅らせる。

図１５の（ａ）に示すように、ピン孔７６ａＹの正方向壁面７６ｂＹと駆動ピン７９Ｙとがなす周方向角度をαＹとする（αＹ＝２０°）。このとき、図１４の（ａ）の状態から入力ギア７６Ｙが角度αＹ回転すると、図１４の（ｂ）に示すように、正方向壁面７６ｂＹと駆動ピン７９Ｙが当接して、入力ギア７６Ｙの回転が駆動軸８３Ｙへ伝達される。図１１に示すように、駆動軸８３Ｙの回転は、駆動カップリング８２Ｙ、被駆動カップリング８６Ｙを介して感光ドラム３Ｙに伝達される。これにより、駆動モータ７１（入力ギア７６Ｙ）の回転開始から角度αＹ（２０°）だけ遅れて、感光ドラム３Ｙの回転が開始される。

図１６の（ａ）に示すように、正方向壁面７６ｂＹ、７６ｂＭ、７６ｂＣ、７６ｂＫと駆動ピン７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとがなす周方向角度をαＹ、αＭ、αＣ、αＫとする。角度αＹ、αＭ、αＣ、αＫは、αＹ＜αＭ＜αＣ＜αＫの関係を有し、αＹ＝２０°、αＭ＝４０°、αＣ＝６０°、αＫ＝８０°とそれぞれ異なる。このため、駆動モータ７１の回転開始後、駆動軸８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋの順に回転開始する。

図１６の（ｂ）に示すように、入力ギア７６Ｙ、７６Ｍ、７６Ｃ、７６Ｋが角度αＹ°回転すると、入力ギア７６Ｙの正方向壁面７６ｂＹと駆動ピン７９Ｙが当接して駆動軸８３Ｙが回転開始して感光ドラム（３Ｙ）の回転が開始する。図１６の（ｃ）に示すように、入力ギア７６Ｙ、７６Ｍ、７６Ｃ、７６Ｋが角度αＭ°回転すると、入力ギア７６Ｍの正方向壁面７６ｂＭと駆動ピン７９Ｍが当接して駆動軸８３Ｍが回転開始して感光ドラム（３Ｍ）の回転が開始する。図１６の（ｄ）に示すように、入力ギア７６Ｙ、７６Ｍ、７６Ｃ、７６Ｋが角度αＣ°回転すると、入力ギア７６Ｃの正方向壁面７６ｂＣと駆動ピン７９Ｃが当接して駆動軸８３Ｃが回転開始して感光ドラム（３Ｃ）の回転が開始する。

さらに、入力ギア７６Ｙ、７６Ｍ、７６Ｃ、７６Ｋが角度αＫ°回転すると、入力ギア７６Ｋの正方向壁面７６ｂＫと駆動ピン７９Ｋが当接して駆動軸８３Ｋが回転開始して感光ドラム（３Ｋ）の回転が開始する。これにより、駆動モータ７１の回転駆動が、感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋのすべてに伝達される。

（逆回転時）
図１７は逆回転時の入力ギアと駆動ピンの係合の説明図である。図１８は逆回転時の駆動カップリングの斜視図である。図１９は逆回転時の各色の感光ドラムの回転開始タイミングの説明図である。

図１７の（ａ）に示すように、正方向壁面７６ｂＹに駆動ピン７９Ｙが当接した状態から入力ギア７６Ｙが逆回転を開始する。図１７の（ｂ）に示すように、入力ギア７６Ｙが角度αＹ逆回転すると、逆方向壁面７６ｃＹと駆動ピン７９Ｙが当接して、入力ギア７６Ｙの回転が駆動ピン７９Ｙに伝達されて駆動軸８３Ｙが逆方向に回転開始する。このとき、正方向壁面７６ｂＹと駆動ピン７９Ｙとがなす周方向角度αＹは２０°となる。

図１８に示すように、駆動軸８３Ｙが逆回転することで、駆動カップリング８２Ｙは逆回転するが、感光ドラム３Ｙは逆回転しない。すなわち、駆動カップリング８２が逆回転すると、テーパ面８２ｂＹとボス８６ａＹが当接し、テーパ面８２ｂＹの形状に沿って駆動カップリング８２Ｙは矢印ａ方向に退避する。これにより、駆動カップリング８２の回転は被駆動カップリング８６には伝達されず、感光ドラム３Ｙは逆回転しない。

図１９の（ａ）に示すように、正方向壁面７６ｂＹ、７６ｂＭ、７６ｂＣ、７６ｂＫに駆動ピン７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋを当接した状態で入力ギア７６Ｙ、７６Ｍ、７６Ｃ、７６Ｋの逆回転が開始される。逆回転の開始後、角度αＹ＝２０°回転すると逆方向壁面７６ｃＹと駆動ピン７９Ｙが当接して入力ギア７６Ｙの逆回転が駆動カップリング８２Ｙに伝達される。角度αＭ＝４０°回転すると逆方向壁面７６ｃＭと駆動ピン７９Ｍが当接して入力ギア７６Ｍの逆回転が駆動カップリング８２Ｍに伝達される。角度αＣ＝６０°回転すると逆方向壁面７６ｃＣと駆動ピン７９Ｃが当接して入力ギア７６Ｃの逆回転が駆動カップリング８２Ｃに伝達される。角度αＫ＝８０°回転すると逆方向壁面７６ｃＫと駆動ピン７９Ｋが当接して入力ギア７６Ｋの逆回転が駆動カップリング８２Ｋに伝達される。ここで、駆動モータ７１の逆回転を停止することで逆回転動作は終了する。

そして、次回、画像形成ジョブの開始時や前多回転時に駆動モータ７１を正回転したときは、上述したように駆動軸８３Ｙ、駆動軸８３Ｍ、駆動軸８３Ｃ、駆動軸８３Ｋの順に異なるタイミングで駆動が開始される。駆動モータ７１の正回転時には、駆動タイミングは同時ではなくＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという色順に時間差をつけて駆動が伝達されるため、駆動モータ７１に対する瞬間的な負荷増加が回避される。

以上説明したように、実施の形態２では、ギアのピン穴の大きさを、各色個別に変えることで、駆動の連結タイミングをずらし、かつ駆動カップリングにテーパ部を設け、回転方向によってカートリッジ側への駆動を遮断する。駆動側のカップリングの平行ピン穴の大きさを、各色個別に変えることで、駆動の連結タイミングをずらし、かつ被駆動側のカップリングにテーパ部を設け、回転方向によってプロセスカートリッジ側への駆動を遮断する。

実施の形態２では、第一中間回転体の一例である駆動軸８３Ｙは、入力ギア７６Ｙを相対回転可能に支持する回転軸である。第一係合部の一例であるピン孔７６ａＹは、入力ギア７６Ｙと駆動軸８３Ｙとの相対回転を第一角度の一例であるαＹに規制する規制構造である。

＜その他の実施形態＞
本発明は、複数の回転体の回転軸線上にそれぞれ配置された入力側回転体と出力側回転体の相対回転が回転体ごとに異なる角度で規制される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

したがって、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

回転体は、感光ドラムには限らない。回転体は、平行に配列されるものに限らない。回転体は、１種類の回転体には限らない。画像形成装置において、１つの駆動モータで駆動される多種類の複数の回転体で実施できる。感光ドラム、現像ローラ、トナー搬送スクリュー、搬送ローラ、定着ローラ等、多数の回転体について実施できる。

駆動モータの逆回転の実行時期は、後回転動作の直後には限らない。本体初期立ち上げ時、画像形成ジョブの間、スリープモード移行時、画像形成ジョブの終了時、１日のうち、夜間の所定時刻でもよい。

画像形成装置は、１ドラム型／タンデム型の区別なく実施できる。感光体の数、帯電方式、静電潜像の形成方式、転写方式、定着方式等の区別無く実施できる。ここでは、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明しているが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。複写機、ファクシミリ、プリンタ等の一つのモータで複数のプロセスカートリッジ駆動させる構成において、それぞれのプロセスカートリッジの駆動タイミングをずらすことで、瞬間にかかるモータもしくはギアへの負荷を低減できる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 露光装置
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 感光ドラム
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 帯電ローラ
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 現像装置
７ 中間転写ベルト、１２ 記録材カセット、１４ 分離ローラ
１７ レジストローラ、１９ 二次転写ローラ、２０ 定着装置
２１ 駆動モータ、２２ ギア列
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ ワンウェイユニット
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ プロセスカートリッジ
２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ ドラム駆動カップリング部
２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ 支持軸
２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋ 入力ギア
２７ａＹ、２７ａＭ、２７ａＣ、２７ａＫ 摺働リブ
２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ 出力ギア
２８ａＹ、２８ａＭ、２８ａＣ、２８ａＫ ラチェット形状
２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃ、２９Ｋ 中間体
２９ａＹ、２９ａＭ、２９ａＣ、２９ａＫ カム面
２９ｂＹ、２９ｂＭ、２９ｂＣ、２９ｂＫ ラチェット部
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ バネ
７１ 駆動モータ、７２ モータギア、７３ 段ギア
７４ アイドラギア、７５ アイドラギア
７６Ｙ、７６Ｍ、７６Ｃ、７６Ｋ 入力ギア
７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ 駆動ピン
８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｋ 駆動ピン
８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋ 駆動カップリング
８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋ 駆動軸
８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋ 被駆動カップリング
８７Ｙ、８７Ｍ、８７Ｃ、８７Ｋ 被駆動軸

Claims (7)

1. 第一回転体と第二回転体とを回転駆動する駆動源と、
   前記駆動源が所定方向に回転したときに第一方向に回転する第一入力側回転体と、
   前記第一回転体と一体に回転可能な第一中間回転体と、
   前記第一入力側回転体の前記第一方向の回転を第一角度の遅れで前記第一中間回転体に係合させる第一係合部と、
   前記駆動源が前記所定方向に回転したときに第二方向に回転する第二入力側回転体と、
   前記第二回転体と一体に回転可能な第二中間回転体と、
   前記第二入力側回転体の前記第二方向の回転を前記第一角度よりも大きい第二角度の遅れで前記第二中間回転体に係合させる第二係合部と、
   前記駆動源の前記所定方向の回転停止から次の前記所定方向の回転開始までの所定時期に、前記第二入力側回転体を前記第二方向と逆方向に前記第二角度以上回転させるように前記駆動源を前記所定方向の逆方向に回転させる制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一中間回転体の前記第一方向の回転は前記第一回転体に伝達するが、前記第一方向と逆方向の回転は前記第一回転体に伝達しない第一伝達部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. 前記第一中間回転体と前記第一回転体との間に配置されて前記第一中間回転体に対して前記第一回転体を着脱可能に接続する第一着脱部材を備え、
   前記第一伝達部は、前記第一中間回転体と前記第一着脱部材の対向面に配置されたラチェット構造であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第一入力側回転体と前記第一中間回転体とは前記第一回転体の回転軸線上に配置され、
   前記第二入力側回転体と前記第二中間回転体とは前記第二回転体の回転軸線上に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第一中間回転体は、前記第一入力側回転体の回転に伴って前記第一入力側回転体に対して相対回転するように前記第一入力側回転体の内側に配置され、
   前記第一係合部は、前記第一入力側回転体と前記第一中間回転体の相対回転を前記第一角度に規制する規制構造であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第一中間回転体は、前記第一入力側回転体を相対回転可能に支持する回転軸を有し、
   前記第一係合部は、前記第一入力側回転体と当該回転軸との相対回転を前記第一角度に規制する規制構造であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記第二中間回転体の前記第二方向の回転は前記第二回転体に伝達するが、前記第二方向と逆方向の回転は前記第二回転体に伝達しない第二伝達部を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。

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