JP2021015149A - 画像形成装置 - Google Patents

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悠介 池上
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正仁 佐伯
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Shintaro Sakaguchi
新太郎 坂口
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Toshiyuki Sano
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【課題】一の現像ローラを、他の現像ローラよりも短い時間で離間位置から接触位置へ、また、接触位置から離間位置へ移動させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、複数の感光ドラムと、対応する感光ドラムに対して接触する接触位置と離間する離間位置との間で移動可能な複数の現像ローラと、同時に回転して対応する現像ローラを接触位置と離間位置との間で移動させるカム150Y,150M,150Cと、カム150Y,150M,150Cとは独立して回転して対応する現像ローラを接触位置と離間位置との間で移動させるカム150Kとを備える。カム150Y,150M,150Cは、1回転する間に離間位置にある現像ローラを接触位置、離間位置の順に移動させるカム面F10を有し、カム150Kは、1回転する間に離間位置にある現像ローラを接触位置、離間位置、接触位置、離間位置の順に移動させるカム面F20を有する。【選択図】図7

Description

本発明は、複数の感光ドラムと、対応する感光ドラムに接触する接触位置と対応する感光ドラムから離間する離間位置との間で移動可能な複数の現像ローラとを備える画像形成装置に関する。
従来、シートの搬送方向に沿って配列された複数の感光ドラムと、各感光ドラムに対応して設けられた複数の現像ローラと、回転することにより各現像ローラを対応する感光ドラムに対して接触、離間させる複数のカムとを備える画像形成装置が知られている(特許文献1)。
特開2012−128017号公報
ところで、従来技術は、複数のカムのすべてが、同じ形状のカム面を有するので、カムが1回転する間に、対応する現像ローラを感光ドラムに対して、例えば、離間している状態から接触する状態とし、再び離間する状態とするだけの構成であった。しかしながら、1つの現像ローラだけを用いてモノクロ印刷を行う場合などには、一の現像ローラだけを接触する状態とすれば良いから、例えば、印刷ジョブの入力から画像が形成されたシートの排出までの時間を短縮化するため、一の現像ローラを、他の現像ローラよりも短い時間で離間位置から接触位置へ、また、接触位置から離間位置へ移動させることができる構成が望まれる。
そこで、本発明は、一の現像ローラを、他の現像ローラよりも短い時間で離間位置から接触位置へ、また、接触位置から離間位置へ移動させ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。
前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、複数の感光ドラムと、複数の現像ローラと、第1カムと、第2カムと、第3カムと、第4カムと、を備える。
複数の感光ドラムは、第1感光ドラムと、第2感光ドラムと、第3感光ドラムと、第4感光ドラムとを含む。
複数の現像ローラは、第1感光ドラムにトナーを供給する第1現像ローラと、第2感光ドラムにトナーを供給する第2現像ローラと、第3感光ドラムにトナーを供給する第3現像ローラと、第4感光ドラムにトナーを供給する第4現像ローラとを含む複数の現像ローラであって、複数の感光ドラムのうちの対応する感光ドラムに接触する接触位置と、当該感光ドラムから離間する離間位置との間で移動可能である。
第1カムは、回転することで第1現像ローラを接触位置と離間位置との間で移動させる。
第2カムは、第1カムと機械的に接続されて第1カムと同時に回転する第2カムであって、回転することで第2現像ローラを接触位置と離間位置との間で移動させる。
第3カムは、第1カムおよび第2カムと機械的に接続されて第1カムおよび第2カムと同時に回転する第3カムであって、回転することで第3現像ローラを接触位置と離間位置との間で移動させる。
第4カムは、第1カム、第2カムおよび第3カムとは独立して回転する第4カムであって、回転することで第4現像ローラを接触位置と離間位置との間で移動させる。
第1カム、第2カムおよび第3カムは、1回転する間に、離間位置にある対応する現像ローラを接触位置、離間位置の順に移動させるカム面を有する。
第4カムは、1回転する間に、離間位置にある第4現像ローラを接触位置、離間位置、接触位置、離間位置の順に移動させるカム面を有する。
このような構成によれば、第4現像ローラを、その他の現像ローラとは独立して、その他の現像ローラよりも短い時間で離間位置から接触位置へ、また、接触位置から離間位置へ移動させることができる。
前記した画像形成装置において、第3カムは、1つの第1被検知部を有し、第4カムは、2つの第2被検知部を有し、画像形成装置は、第1被検知部を検知可能な第1位相センサであって、第1被検知部を検知することで第1カム、第2カムおよび第3カムの位相を検知する第1位相センサと、第2被検知部を検知可能な第2位相センサであって、第2被検知部を検知することで第4カムの位相を検知する第2位相センサと、を備える構成とすることができる。
これによれば、第4カムを、その他のカムとは別に制御しやすい。また、位相センサを第1カム、第2カム、第3カムのそれぞれに対応して設ける必要がないため、位相センサの数を最小源とすることができる。
前記した画像形成装置において、第1被検知部は、第3現像ローラが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に第1位相センサに検知される位置に配置され、第2被検知部は、第4現像ローラが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に第2位相センサに検知される2つの位置に1つずつ配置されている構成とすることができる。
これによれば、現像ローラが離間位置に位置することを直接位相センサで検知して判定できるので、現像ローラが離間位置に位置することを精度よく検知することができる。
前記した画像形成装置において、第1感光ドラム、第2感光ドラムおよび第3感光ドラムは、シートの搬送方向の上流側から下流側に向かってこの順に配置されている構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、第1カム、第2カムおよび第3カムは、第2現像ローラを第1現像ローラ以降のタイミングで離間位置から接触位置に向けて移動させ始めるとともに、第3現像ローラを第2現像ローラよりも後のタイミングで離間位置から接触位置に向けて移動させ始め、また、第1現像ローラ、第2現像ローラおよび第3現像ローラをこの順に接触位置から離間位置に向けて移動させ始めるように構成することができる。
これによれば、第1現像ローラ、第2現像ローラおよび第3現像ローラを、同時に接触位置に移動させ、また、同時に離間位置に移動させる場合と比較して、現像ローラと感光ドラムが接触する時間を短くすることができる。
前記した画像形成装置は、制御部を備え、第4感光ドラムは、前記搬送方向において第3感光ドラムの下流側に配置され、制御部は、第4現像ローラが第3現像ローラよりも後のタイミングで離間位置から接触位置に向けて移動し始め、第4現像ローラが第3現像ローラよりも後のタイミングで接触位置から離間位置に向けて移動し始めるように第4カムを制御する構成とすることができる。
これによれば、第4現像ローラを、第3現像ローラと同時に接触位置に移動させ、また、同時に離間位置に移動させる場合と比較して、第4現像ローラと第4感光ドラムが接触する時間を短くすることができる。
前記した画像形成装置は、第1現像ローラを有する第1現像カートリッジ、第2現像ローラを有する第2現像カートリッジ、第3現像ローラを有する第3現像カートリッジ、および、第4現像ローラを有する第4現像カートリッジを含む複数の現像カートリッジと、複数の現像ローラの回転軸線方向にスライド移動可能な複数のカムフォロワであって、複数の現像カートリッジのうちの対応する現像カートリッジを押圧することにより対応する現像ローラを接触位置から離間位置に移動させる複数のカムフォロワと、を備え、第1カム、第2カム、第3カムおよび第4カムは、複数の現像ローラの回転軸線と平行な軸周りに回転可能であり、第1カム、第2カムおよび第3カムは、前記回転軸線方向に突出し、対応するカムフォロワと接触することで当該カムフォロワをスライド移動させて対応する現像カートリッジを押圧する1つの第1押圧部を有し、第4カムは、前記回転軸線方向に突出し、対応するカムフォロワと接触することで当該カムフォロワをスライド移動させて第4現像カートリッジを押圧する2つの第2押圧部を有する構成とすることができる。
前記した画像形成装置は、複数の現像カートリッジを支持する支持部材を備え、複数の現像カートリッジは、それぞれ、対応するカムフォロワに押圧されることで前記回転軸線方向にスライド移動可能なスライド部材を有し、スライド部材は、支持部材に当接して、対応する現像カートリッジを前記回転軸線方向と直交する方向に付勢する、前記回転軸線方向に対して傾斜した斜面を有する構成とすることができる。
また、前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、複数の感光ドラムと、複数の現像ローラと、第5カムと、第6カムと、を備える。
複数の感光ドラムは、第5感光ドラムと、第6感光ドラムとを含む。
複数の現像ローラは、第5感光ドラムにトナーを供給する第5現像ローラと、第6感光ドラムにトナーを供給する第6現像ローラとを含む複数の現像ローラであって、複数の感光ドラムのうちの対応する感光ドラムに接触する接触位置と、当該感光ドラムから離間する離間位置との間で移動可能である。
第5カムは、回転することで第5現像ローラを接触位置と離間位置との間で移動させる。
第6カムは、第5カムとは独立して回転する第6カムであって、回転することで第6現像ローラを接触位置と離間位置との間で移動させる。
第5カムは、1回転する間に、離間位置にある第5現像ローラを接触位置、離間位置の順に移動させるカム面を有する。
第6カムは、1回転する間に、離間位置にある第6現像ローラを接触位置、離間位置、接触位置、離間位置の順に移動させるカム面を有する。
このような構成によれば、第6現像ローラを、第5現像ローラとは独立して、第5現像ローラよりも短い時間で離間位置から接触位置へ、また、接触位置から離間位置へ移動させることができる。
前記した画像形成装置において、第5カムは、1つの第3被検知部を有し、第6カムは、2つの第4被検知部を有し、画像形成装置は、第3被検知部を検知可能な第3位相センサであって、第3被検知部を検知することで第5カムの位相を検知する第3位相センサと、第4被検知部を検知可能な第4位相センサであって、第4被検知部を検知することで第6カムの位相を検知する第4位相センサと、を備える構成とすることができる。
これによれば、第6カムを第5カムとは別に制御しやすい。
前記した画像形成装置において、第3被検知部は、第5現像ローラが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に第3位相センサに検知される位置に配置され、第4被検知部は、第6現像ローラが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に第4位相センサに検知される2つの位置に1つずつ配置されている構成とすることができる。
これによれば、現像ローラが離間位置に位置することを精度よく検知することができる。
本発明によれば、一の現像ローラを、他の現像ローラよりも短い時間で離間位置から接触位置へ、また、接触位置から離間位置へ移動させることができる。
実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 支持部材、カムおよびカムフォロワの斜視図である。 現像カートリッジの斜視図(a)と、側面図(b)である。 スライド部材を説明する、現像カートリッジの周辺を上から見た模式図であり、カムフォロワが待機位置に位置するとき(a)と、突出位置に位置するとき(b)を示す。 支持部材のサイドフレームの内面(現像カートリッジ側)を示す図である。 駆動伝達機構を軸方向に沿って左側から見た図である。 駆動伝達機構を右上から見た斜視図である。 駆動伝達機構を軸方向に沿って右側から見た図である。 クラッチをサンギヤ側から見た分解斜視図(a)と、キャリア側から見た分解斜視図(b)である。 イエローの現像ローラが接触位置にあり、クラッチが伝達状態にあるときの、第1カム、カムフォロワ、レバーを示す斜視図(a)と、側面図(b)である。 イエローの現像ローラが離間位置にあり、クラッチが切断状態にあるときの、第1カム、カムフォロワ、レバーを示す斜視図(a)と、側面図(b)である。 ブラックの現像ローラが接触位置にあり、クラッチが伝達状態にあるときの、第4カム、カムフォロワ、レバーを示す斜視図(a)と、側面図(b)である。 ブラックの現像ローラが離間位置にあり、クラッチが切断状態にあるときの、第4カム、カムフォロワ、レバーを示す斜視図(a)と、側面図(b)である。 各カムのプロファイルを示す図である。 第3カムの第1被検知部が第1位相センサにより検知された状態を示す側面図(a)と、第4カムの第2被検知部が第2位相センサにより検知された状態を示す側面図(b)である。
図1に示すように、実施形態に係る画像形成装置1は、カラープリンタであり、筐体10と、シート供給部20と、画像形成部30と、制御部2とを主に備えている。なお、本実施形態においては、図1の左側を前、右側を後、上下をそのまま上下とし、図1の紙面手前側を右、紙面奥側を左とする。
シート供給部20は、筐体10内の下部に設けられ、シートSを収容するシートトレイ21と、シートトレイ21からシートSを画像形成部30に供給する供給機構22とを備えている。シートトレイ21は筐体10から前側に引き出して取り外し可能に構成されている。供給機構22は、筐体10内の前部に設けられ、給紙ローラ23と、分離ローラ24と、分離パッド25と、レジストレーションローラ27とを備えている。シートSは、画像形成装置1が画像を形成することができる媒体であって、普通紙、封筒、葉書、薄紙、厚紙、光沢紙、樹脂シート、シール等を含む。
シート供給部20では、シートトレイ21内のシートSが、給紙ローラ23により送り出された後、分離ローラ24と分離パッド25との間で1枚ずつに分離される。その後、シートSは、回転が停止した状態のレジストレーションローラ27によって先端位置が規制された後、レジストレーションローラ27が回転することで画像形成部30に供給される。
画像形成部30は、露光装置40と、複数の感光ドラム50と、複数の現像カートリッジ60と、搬送装置70と、定着器80とを備えている。
露光装置40は、図示しないレーザダイオード、偏向器、レンズおよびミラーを有している。露光装置40は、複数の感光ドラム50を露光する複数のレーザ光を発して、感光ドラム50の表面を走査するように構成されている。
感光ドラム50は、イエローに対応した第1感光ドラム50Yと、マゼンタに対応した第2感光ドラム50Mと、シアンに対応した第3感光ドラム50Cと、ブラックに対応した第4感光ドラム50Kとを含む。本実施形態においては、第3感光ドラム50Cが「第5感光ドラム」に相当し、第4感光ドラム50Kが「第6感光ドラム」に相当する。なお、本明細書および図面において、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色に対応して設けられている部材には、色を区別して示す場合に、それぞれ、Y,M,C,Kを付して示す。一方、色を区別しないで説明する場合には、符号にY,M,C,Kを付さず、名称も第1、第2などを省略する。
第1感光ドラム50Y、第2感光ドラム50Mおよび第3感光ドラム50Cは、シートSの搬送方向の上流側から下流側に向かってこの順に配置されている。また、第4感光ドラム50Kは、シートSの搬送方向において第3感光ドラム50Cの下流側に配置されている。このため、感光ドラム50Y,50M,50C,50Kは、シートSの移動方向の上流側から下流側に向かってこの順に配置されている。
現像カートリッジ60は、各感光ドラム50に対応して設けられている。具体的には、現像カートリッジ60は、第1感光ドラム50Yにトナーを供給する第1現像ローラ61Yを有する第1現像カートリッジ60Yと、第2感光ドラム50Mにトナーを供給する第2現像ローラ61Mを有する第2現像カートリッジ60Mと、第3感光ドラム50Cにトナーを供給する第3現像ローラ61Cを有する第3現像カートリッジ60Cと、第4感光ドラム50Kにトナーを供給する第4現像ローラ61Kを有する第4現像カートリッジ60Kとを含む。
第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61M、第3現像ローラ61Cおよび第4現像ローラ61Kは、シートSの移動方向の上流側から下流側に向かってこの順に配置されている。本実施形態においては、第3現像ローラ61Cが「第5現像ローラ」に相当し、第4現像ローラ61Kが「第6現像ローラ」に相当する。
各現像カートリッジ60は、図1に実線で示した、現像ローラ61が複数の感光ドラム50のうちの対応する感光ドラム50に接触する接触位置と、図1に仮想線で示した、現像ローラ61が対応する感光ドラム50から離間する離間位置との間で移動可能である。
図2に示すように、画像形成装置1は、複数の感光ドラム50Y,50M,50C,50Kを回転可能に支持する支持部材90を備えている。支持部材90は、複数の現像カートリッジ60Y,60M,60C,60Kを着脱可能に支持する。支持部材90は、筐体10のカバー11(図1参照)を開くことで形成される開口を通って、筐体10に対して着脱可能である。支持部材90は、感光ドラム50の軸方向に離れて配置された一対のサイドフレーム91と、一対のサイドフレーム91の前部同士を連結する連結フレーム92と、一対のサイドフレーム91の後部同士を連結する連結フレーム93とを備える。一対のサイドフレーム91は、右側のサイドフレーム91Rと、左側のサイドフレーム91Lとを含む。支持部材90には、各感光ドラム50に対向して配置された、感光ドラム50を帯電させるための帯電器52(図1参照)が設けられている。
図1に戻り、搬送装置70は、シートトレイ21と感光ドラム50との間に設けられている。搬送装置70は、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、無端状のベルトからなる搬送ベルト73と、4つの転写ローラ74とを備えている。搬送ベルト73は、駆動ローラ71と従動ローラ72との間に張設され、外側の面が各感光ドラム50に対向配置されている。転写ローラ74は、対応する感光ドラム50との間で搬送ベルト73を挟持するように搬送ベルト73の内側に配置されている。
定着器80は、感光ドラム50および搬送装置70の後方に設けられている。定着器80は、加熱ローラ81と、加熱ローラ81に対向して配置された加圧ローラ82とを備えている。シートSの搬送方向における定着器80の下流側には、搬送ローラ15と排出ローラ16が設けられている。
画像形成部30では、まず、感光ドラム50の表面が、帯電器52により一様に帯電された後、露光装置40から照射される光により露光される。これにより、感光ドラム50上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、現像カートリッジ60内に収容されたトナーは現像ローラ61の表面に担持され、現像ローラ61が感光ドラム50に対向して接触するときに、感光ドラム50上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム50上でトナー像が形成される。
次に、搬送ベルト73上に供給されたシートSが感光ドラム50と転写ローラ74との間を通過することで、感光ドラム50上に形成されたトナー像がシートS上に転写される。そして、シートS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、シートS上に転写されたトナー像がシートSに熱定着される。定着器80から排出されたシートSは、搬送ローラ15および排出ローラ16によって筐体10の上面の排紙トレイ13に蓄積される。
制御部2は、画像形成装置1の動作を制御する装置である。制御部2は、CPU、ROM、RAM、入出力部等を有し、予め記憶されたプログラムを実行することで各処理を実行する。制御部2は、後述する位相センサ4C,4K(図7参照)等からの信号に基づいてYMCクラッチ140AおよびKクラッチ140KのONとOFFを制御することでカム150の動作を制御し、これによって、現像ローラ61の感光ドラム50に対する接触と離間を制御する。
図2に示すように、画像形成装置1は、現像ローラ61を、複数の感光ドラム50のうち対応する感光ドラム50に接触する接触位置と、当該感光ドラム50から離間した離間位置との間で移動させる離間機構5を有する。離間機構5は、複数の、カム150と、支持軸179と、カムフォロワ170と、バネ176とを備える。
カム150は、第1カム150Yと、第2カム150Mと、第3カム150Cと、第4カム150Kとを含む。本実施形態においては、第3カム150Cが「第5カム」に相当し、第4カム150Kが「第6カム」に相当する。第1カム150Y、第2カム150M、第3カム150Cおよび第4カム150Kは、複数の現像ローラ61の回転軸線61X(図1参照)と平行な軸周りに回転可能である。各カム150は、複数の現像ローラ61の回転軸線方向(以下、単に「回転軸線方向」という。)に突出する第1カム部152を有する。
支持軸179は、左右に長く延びるシャフトである。支持軸179は、筐体10の図示しないサイドフレームに設けられている。
カムフォロワ170は、支持軸179と係合し、支持軸179の軸方向に沿ってスライド移動可能である。カムフォロワ170は、第1カム部152と接触可能な接触部172を有する。カムフォロワ170は、図4(b)に示す、接触部172が第1カム部152の端面に接触して現像ローラ61を離間位置に位置させる突出位置と、図4(a)に示す、現像ローラ61を接触位置に位置させる待機位置との間でスライド移動可能である。カムフォロワ170は、待機位置から突出位置に移動した場合、複数の現像カートリッジ60のうちの対応する現像カートリッジ60を押圧することにより対応する現像ローラ61を接触位置から離間位置に移動させる。また、カムフォロワ170が突出位置から待機位置に移動すると、対応する現像カートリッジ60は、離間位置から接触位置に移動する。カムフォロワ170は待機位置において、対応する現像カートリッジ60から離間する。
カム150とカムフォロワ170は、各現像カートリッジ60に対応して設けられている。カム150とカムフォロワ170の詳細な構造については後述する。
図2に戻り、支持部材90は、サイドフレーム91R,91Lの上部に、後述するスライド部材64に当接する被当接部94が設けられている。被当接部94は、上下方向に沿った軸回りに回転可能なローラからなる。また、支持部材90は、各現像カートリッジ60に対応して設けられた、押圧部材95を備えている。図4(a),(b)に示すように、押圧部材95は、各現像カートリッジ60ごとに、感光ドラム50の軸方向の両端部に設けられている。押圧部材95は、バネ95Aにより後方へ向けて付勢されており、支持部材90に現像カートリッジ60が装着されると、現像カートリッジ60の突起63Dを押圧して、現像ローラ61を対応する感光ドラム50に接触させるようになっている。
図3(a),(b)に示すように、複数の現像カートリッジ60(60Y,60M,60C,60K)は、それぞれ、トナーを収容するケース63と、スライド部材64と、カップリング65を有する。
ケース63は、一方の側面に、回転軸線方向に突出する突出部として、第1突出部63Aおよび第2突出部63Bを有する。
第1突出部63Aは、現像ローラ61の回転軸線61Xと同軸に配置され、回転軸線方向に突出している。第2突出部63Bは、第1突出部63Aから所定距離離れて配置されている。第1突出部63Aおよび第2突出部63Bは、ともに、回転軸線方向に平行な軸線周りに回転可能なローラである。図示は省略するが、ケース63は、他方の側面にも、一方の側面と対称な位置に第1突出部63Aと第2突出部63Bが設けられている。また、ケース63は、前側の面の上部に、押圧部材95により押圧される突起63Dを有している。突起63Dは、ケース63の、回転軸線方向における両端部に設けられている。
カップリング65は、後述するカップリング軸119(図7参照)と係合して、カップリング軸119から回転駆動力が入力される。
スライド部材64は、ケース63に対して回転軸線方向にスライド移動可能な部材である。図4(a),(b)に示すように、スライド部材64は、対応するカムフォロワ170に押圧されることで回転軸線方向にスライド移動可能である。スライド部材64は、シャフト191と、第1当接部材192と、第2当接部材193とを備える。第1当接部材192は、シャフト191の一端に固定され、第2当接部材193は、シャフト191の他端に固定されている。
シャフト191は、ケース63に形成された、回転軸線方向に延びる孔に貫通して配置され、ケース63にスライド移動可能に支持されている。
第1当接部材192は、回転軸線方向における端面である押圧面192Aと、回転軸線方向に対して傾斜した斜面192Bとを有する。押圧面192Aは、カムフォロワ170により押圧される面である。斜面192Bは、スライド部材64がカムフォロワ170により回転軸線方向に押圧された場合に、支持部材90の被当接部94に当接して、対応する現像カートリッジ60を回転軸線方向と直交する方向、具体的には、シートSの移動方向に平行な方向に向けて付勢し、現像カートリッジ60を移動させる(図4(b)参照)。斜面192Bは、シャフト191の一端から他端に向かうにつれて、感光ドラム50から対応する現像ローラ61に向かう方向(前方)に位置するように傾斜している。
第2当接部材193は、第1当接部材192の斜面192Bと同様に傾斜した斜面193Bを有している。斜面193Bもスライド部材64がカムフォロワ170により回転軸線方向に押圧された場合に、支持部材90の被当接部94に当接して、対応する現像カートリッジ60をシートSの移動方向に平行な方向に向けて付勢し、現像カートリッジ60を移動させる(図4(b)参照)。
第1当接部材192とケース63の間には、スライド部材64を回転軸線方向の一方、ここでは、左側に向けて付勢するバネ194が配置されている。バネ194は、圧縮コイルバネであり、コイル内にシャフト191が通るようにシャフト191の外側に配置されている。
図5に示すように、支持部材90は、一方のサイドフレーム91Lの内側の面に、支持面としての第1支持面96Aおよび第2支持面96Bを有する。第1支持面96Aおよび第2支持面96Bは、現像ローラ61が接触位置から離間位置に移動するときに、第1突出部63Aおよび第2突出部63Bをそれぞれ下から支持する。第1支持面96Aおよび第2支持面96Bは、シートSの移動方向に延びている。第1支持面96Aは、第1突出部63Aを支持するように配置されている。第1支持面96Aは、現像カートリッジ60を支持部材90に装着するときの現像ローラ61の案内と上下方向の位置決めの機能を兼ねている。第2支持面96Bは、第2突出部63Bを支持するように第1支持面96Aの上方に配置されている。図示は省略するが、支持部材90は、他方のサイドフレーム91Rの内側の面にも、一方のサイドフレーム91Lと左右対称な第1支持面96Aおよび第2支持面96Bを有している。
現像ローラ61が感光ドラム50に接触する接触位置に位置するとき、図5の現像カートリッジ60Y,60M,60Cのように第1突出部63Aが第1支持面96Aにおける後寄りに位置する。一方、現像ローラ61が感光ドラム50から離間する離間位置に位置するとき、図5の第4現像カートリッジ60Kのように第1突出部63Aが第1支持面96Aにおける前寄りに位置する。
離間機構5(図2参照)は、現像ローラ61を、接触位置から離間位置に移動させるときに、現像ローラ61を、シートSの移動方向の下流側から上流側へ向けて移動させる。
次に、現像ローラ61を駆動・停止するための構成と、現像ローラ61を感光ドラム50に対して接触・離間させるように動かすための構成の詳細について説明する。
図6に示すように、画像形成装置1は、現像ローラ61を駆動するモータ3と、モータ3から現像ローラ61に駆動力を伝達する駆動伝達機構100とを備えている。離間機構5を構成するカム150は、駆動伝達機構100と機械的に接続されている。駆動伝達機構100は、現像ローラ61が離間位置にある場合において、現像ローラ61に駆動力を伝達しないように構成されている。
駆動伝達機構100は、モータ3の駆動力を現像ローラ61に伝達するための駆動伝達ギヤ列100Dを含んでなり、駆動伝達ギヤ列100Dの駆動力の伝達を制御するための駆動制御ギヤ列100Cと機械的に接続されている。図6および図8において、駆動伝達ギヤ列100Dの各ギヤ同士の噛み合いは、太い実線で示し、駆動制御ギヤ列100Cの各ギヤ同士の噛み合いは、太い破線で示す。
駆動伝達ギヤ列100Dは、第1アイドルギヤ110(110A,110B)と、第2アイドルギヤ113A,113B,113Cと、第3アイドルギヤ115(115Y,115M,115C,115K)と、4つのクラッチ120と、カップリングギヤ117(117Y,117M,117C,117K)とを含んでなる。各ギヤは、支持プレート102または図示しないフレームに支持されており、感光ドラム50の軸方向に平行な回転軸周りに回転可能である。
モータ3は、回転駆動する出力軸3Aを有している。出力軸3Aには、図示しないギヤが設けられている。
クラッチ120は、第3アイドルギヤ115と噛み合って、第3アイドルギヤ115から駆動力を受ける。クラッチ120の構成については後述する。
カップリングギヤ117は、クラッチ120と噛み合っており、それぞれ、同軸で一体に回転するカップリング軸119(図7参照)を有している。カップリング軸119は、カバー11の開閉に連動して軸方向に移動可能に構成され、カバー11を閉めると現像カートリッジ60のカップリング65(図3(a)参照)と係合する。
イエローのカップリングギヤ117Yは、モータ3から、第1アイドルギヤ110A、第2アイドルギヤ113A、第3アイドルギヤ115Yおよびクラッチ120を介して駆動力が伝達される。また、マゼンタのカップリングギヤ117Mは、モータ3から、第1アイドルギヤ110A、第2アイドルギヤ113A、第3アイドルギヤ115Mおよびクラッチ120を介して駆動力が伝達される。また、シアンのカップリングギヤ117Cは、モータ3から、第1アイドルギヤ110B、第2アイドルギヤ113B、第3アイドルギヤ115Cおよびクラッチ120を介して駆動力が伝達される。また、ブラックのカップリングギヤ117Kは、モータ3から、第1アイドルギヤ110B、第2アイドルギヤ113B、第3アイドルギヤ115C、第2アイドルギヤ113C、第3アイドルギヤ115Kおよびクラッチ120を介して駆動力が伝達される。
図7および図8に示すように、駆動制御ギヤ列100Cは、第4アイドルギヤ131(131A,131B)と、第5アイドルギヤ132(132A,132B)と、YMCクラッチ140Aと、Kクラッチ140Kと、第6アイドルギヤ133(133A,133B)と、第7アイドルギヤ134と、第8アイドルギヤ135と、第9アイドルギヤ136と、第10アイドルギヤ137と、カム150(150Y,150M,150C,150K)とを含んでなる。各ギヤは、支持プレート102または図示しないフレームに支持されており、感光ドラム50の軸方向に平行な回転軸周りに回転可能である。
YMCクラッチ140Aは、カム150Y,150M,150Cに駆動力を伝達する系列の駆動制御ギヤ列100Cの、駆動力の伝達と切断を切り替える。すなわち、YMCクラッチ140Aは、カム150Y,150M,150Cの回転と停止を切り替え可能である。YMCクラッチ140Aは、大径ギヤ140Lと、大径ギヤ140Lよりも歯数が少ない小径ギヤ140Sとを備える。YMCクラッチ140Aは、大径ギヤ140Lが第5アイドルギヤ132Aと噛み合っており、小径ギヤ140Sが第6アイドルギヤ133Aと噛み合っている。YMCクラッチ140Aは、例えば、電磁クラッチであり、通電してONとすることにより大径ギヤ140Lと小径ギヤ140Sが一体に回転し、通電を止めてOFFとすることにより大径ギヤ140Lが空転して小径ギヤ140Sが回転しない。
Kクラッチ140Kは、YMCクラッチ140Aと同じ構成を有している。Kクラッチ140Kは、第4カム150Kに駆動力を伝達する系列の駆動制御ギヤ列100Cの、駆動力の伝達と切断を切り替える。すなわち、Kクラッチ140Kは、第4カム150Kの回転と停止を切り替え可能である。Kクラッチ140Kは、大径ギヤ140Lが第5アイドルギヤ132Bと噛み合っており、小径ギヤ140Sが第6アイドルギヤ133Bと噛み合っている。
第7アイドルギヤ134は、第6アイドルギヤ133Aと第1カム150Yの間に配置されており、第6アイドルギヤ133Aと、第1カム150Yのギヤ部150Gとに噛み合っている。
第8アイドルギヤ135は、第1カム150Yと第2カム150Mの間に配置されており、第1カム150Yのギヤ部150Gと第2カム150Mのギヤ部150Gとに噛み合っている。これにより、第2カム150Mは、第1カム150Yと機械的に接続され、第1カム150Yと同時に回転する。
第9アイドルギヤ136は、第2カム150Mと第3カム150Cの間に配置されており、第2カム150Mのギヤ部150Gと第3カム150Cのギヤ部150Gとに噛み合っている。これにより、第3カム150Cは、第1カム150Yおよび第2カム150Mと機械的に接続され、第1カム150Yおよび第2カム150Mと同時に回転する。
第10アイドルギヤ137は、第6アイドルギヤ133Bと第4カム150Kの間に配置されており、第6アイドルギヤ133Bと、第4カム150Kのギヤ部150Gとに噛み合っている。
イエローの第1カム150Yは、モータ3から、第1アイドルギヤ110A、第4アイドルギヤ131A、第5アイドルギヤ132A、YMCクラッチ140A、第6アイドルギヤ133Aおよび第7アイドルギヤ134を介して駆動力が伝達される。また、マゼンタの第2カム150Mは、イエローの第1カム150Yから、第8アイドルギヤ135を介して駆動力が伝達される。また、シアンの第3カム150Cは、マゼンタの第2カム150Mから、第9アイドルギヤ136を介して駆動力が伝達される。カム150Y,150M,150Cは、YMCクラッチ140AをONとすることにより同時に回転し、YMCクラッチ140AをOFFとすることにより停止する。
一方、ブラックの第4カム150Kは、モータ3から、第1アイドルギヤ110B、第4アイドルギヤ131B、第5アイドルギヤ132B、Kクラッチ140K、第6アイドルギヤ133Bおよび第10アイドルギヤ137を介して駆動力が伝達される。第4カム150Kは、Kクラッチ140KをONとすることにより回転し、Kクラッチ140KをOFFとすることにより停止する。第4カム150Kは、第1カム150Y、第2カム150Mおよび第3カム150Cとは独立して回転する。
次に、クラッチ120の構成について説明する。
図9(a),(b)に示すように、クラッチ120は、遊星歯車機構を有してなる。クラッチ120は、モータ3からの駆動力を現像ローラ61に伝達する伝達状態と、モータ3からの駆動力を現像ローラ61に伝達しない切断状態とで切替可能に構成されている。クラッチ120は、1つの軸を中心に回転可能な要素であるサンギヤ121、リングギヤ122およびキャリア123と、キャリア123に支持されるプラネタリギヤ124とを備えて構成されている。
サンギヤ121は、ギヤ部121Aと一体に回転する円板部121Bと、円板部121Bの外周に設けられた複数の爪部121Cとを有する。爪部121Cは、尖った先端を有し、この尖った先端が周方向において、一方の回転方向に傾いている。
リングギヤ122は、内周面に設けられたインナーギヤ122Aと、外周面に設けられた入力ギヤ122Bとを有する。
キャリア123は、プラネタリギヤ124を回転可能に支持する4つの軸部123Aを有する。また、キャリア123は、外周面に出力ギヤ123Bが設けられている。
プラネタリギヤ124は、4つ設けられ、それぞれ、キャリア123の軸部123Aに回転可能に支持されている。プラネタリギヤ124は、サンギヤ121のギヤ部121Aに噛み合っているとともにリングギヤ122のインナーギヤ122Aに噛み合っている。
クラッチ120は、リングギヤ122の入力ギヤ122Bが第3アイドルギヤ115と噛み合い、キャリア123の出力ギヤ123Bがカップリングギヤ117と噛み合っている(図6参照)。クラッチ120は、サンギヤ121が回転しないように止められた状態では、入力ギヤ122Bに入力された駆動力を出力ギヤ123Bに伝達できる伝達状態となる。一方、クラッチ120は、サンギヤ121が回転できる状態では、入力ギヤ122Bに入力された駆動力を出力ギヤ123Bに伝達できない切断状態となる。クラッチ120は、切断状態かつ出力ギヤ123Bに負荷が掛かっている状態で入力ギヤ122Bに駆動力が入力された場合は、出力ギヤ123Bは回転せず、サンギヤ121が空転する。
図8に示すように、駆動伝達機構100は、複数のレバー160をさらに備える。レバー160は、支持プレート102に固定された支持軸102Aに揺動可能に支持されている。レバー160は、各カム150に対応して設けられている。レバー160は、カム150と協働することにより、遊星歯車機構の要素のうちの1つの要素であるサンギヤ121に係合してサンギヤ121が回転しないように規制し、クラッチ120を伝達状態とし、サンギヤ121から離脱してクラッチ120を切断状態とする機能を有する。すなわち、レバー160は、クラッチ120を伝達状態と切断状態とに切り替え可能である。
次に、カムフォロワ170、カム150およびレバー160の詳細な構造について説明する。
図10(a),(b)に示すように、カムフォロワ170は、スライド軸部171と、接触部172と、バネ掛け部174とを有する。
スライド軸部171は、筐体10に固定された支持軸179(図2参照)にスライド移動可能に支持されている。これにより、カムフォロワ170は、回転軸線方向にスライド移動可能である。
接触部172は、スライド軸部171から延出して設けられている。接触部172の、回転軸線方向の端面は、カム150のカム面F10,F20(カム面F20については図12(a)参照)に対向し、カム面F10,F20に接触可能である。
バネ掛け部174は、スライド軸部171から離れる方向に延びている。本実施形態では、バネ掛け部174は、一例として前方に延びている。
バネ176は、引張バネである。バネ176の一端は、バネ掛け部174に引っ掛けられている。バネ176の他端は、支持プレート102における、バネ掛け部174よりも下の位置に引っ掛けられている。これにより、バネ176は、カムフォロワ170を、支持プレート102に近づく方、すなわち、突出位置から待機位置へ向けて付勢する。
カム150は、回転することで、対応する現像ローラ61を接触位置と離間位置との間で移動させる部材である。具体的には、第1カム150Yは、第1現像ローラ61Yを接触位置と離間位置との間で移動させ、第2カム150Mは、第2現像ローラ61Mを接触位置と離間位置との間で移動させ、第3カム150Cは、第3現像ローラ61Cを接触位置と離間位置との間で移動させ、第4カム150Kは、第4現像ローラ61Kを接触位置と離間位置との間で移動させる。
図10(a),(b)に示すように、第1カム150Yは、それぞれ、円板部151と、ギヤ部150Gと、1つの第1カム部152Aと、1つの第2カム部153Aと、1つの第1被検知部154Aとを有する。本実施形態においては、第1カム部152Aが「第1押圧部」に相当する。第1カム部152Aは、第1カム150Y(、第2カム150Mおよび第3カム150C)に設けられた第1カム部152である。
円板部151は、略円板形状を有し、支持プレート102(図7参照)に回転可能に支持されている。ギヤ部150Gは、円板部151の外周に形成されている。
第1カム部152Aは、円板部151から突出した部分である。第1カム部152Aは、対応するカムフォロワ170の接触部172と接触することで当該カムフォロワ170を待機位置から突出位置にスライド移動させて、対応する現像カートリッジ60を押圧する。
第1カム150Yは、第1カム部152Aの端面を含む、回転軸線方向における端面にカム面F10を有する。カム面F10は、第1保持面F11と、第2保持面F12と、第1案内面F13と、第2案内面F14とを有する。
第1保持面F11は、カムフォロワ170を待機位置に保持する面であり、第2保持面F12は、カムフォロワ170を突出位置に保持する面である。なお、図10から図13および図8に付したドットハッチは、第2保持面F12,F22を表す。
第1案内面F13は、第1保持面F11と第2保持面F12を繋ぐ、第1保持面F11に対して傾斜した面である。第1案内面F13は、第1カム150Yが回転するにつれてカムフォロワ170を第1保持面F11から第2保持面F12に案内する。
第2案内面F14は、第2保持面F12と第1保持面F11を繋ぐ、第1保持面F11に対して傾斜した面である。第2案内面F14は、第1カム150Yが回転するにつれてカムフォロワ170を第2保持面F12から第1保持面F11に案内する。
第2カム部153Aは、レバー160と協働してクラッチ120の伝達と切断を切り替える部分であり、回転軸線方向から見て円弧状に延びている。第2カム部153Aは、円板部151の側面のうち、第1カム部152Aが配置された側面とは反対側の側面から突出している。
第1被検知部154Aは、円板部151の側面のうち、第1カム部152Aが配置された側面から回転軸線方向に突出している。第1被検知部154Aは、第1カム部152Aよりも回転中心に近い位置に位置する。
図7および図8に示すように、第2カム150Mおよび第3カム150Cは、第1カム150Yと同様の構成を有している。第1カム150Y、第2カム150Mおよび第3カム150Cは、その回転方向における第1カム部152Aの長さが、カム150Yだけがカム150M,150Cよりも長い点が異なるだけで、他の構成は略同じである。カム150M,150Cは、同じ部品が用いられている。本実施形態においては、第3カム150Cに設けられた第1被検知部154Aが「第3被検知部」に相当する。第3カム150Cの第1被検知部154Aは、後述する第1位相センサ4Cにより検出される。
図12(a),(b)に示すように、第4カム150Kは、円板部151と、ギヤ部150Gと、2つの第1カム部152Kと、2つの第2カム部153Kと、2つの第2被検知部154Kとを有する。本実施形態においては、第1カム部152Kが「第2押圧部」に相当し、第2被検知部154Kが「第4被検知部」に相当する。第1カム部152Kは、第4カム150Kに設けられた第1カム部152である。なお、第4カム150Kの構成については、カム150Y,150M,150Cと同様の点については同一の符号を付すなどして適宜説明を省略し、カム150Y,150M,150Cと異なる点について詳細に説明する。
第4カム150Kの円板部151の径は、カム150Y,150M,150Cの円板部151の径と略同じである。
第1カム部152Kは、円板部151から突出した部分である。第1カム部152Kは、対応するカムフォロワ170の接触部172と接触することで当該カムフォロワ170を待機位置から突出位置にスライド移動させて、第4現像カートリッジ60Kを押圧する。第1カム部152Kは、カム150の回転方向における長さがカム150Y,150M,150Cの第1カム部152Aよりも短い。
第4カム150Kは、第1カム部152Kの端面を含む、回転軸線方向における端面にカム面F20を有する。カム面F20は、第1保持面F21と、第2保持面F22と、第1案内面F23と、第2案内面F24とを2つずつ有する。
第1保持面F21は、カムフォロワ170を待機位置に保持する面であり、第2保持面F22は、カムフォロワ170を突出位置に保持する面である。
第1案内面F23は、第1保持面F21と第2保持面F22を繋ぐ、第1保持面F21に対して傾斜した面である。第1案内面F23は、第4カム150Kが回転するにつれてカムフォロワ170を第1保持面F21から第2保持面F22に案内する。
第2案内面F24は、第2保持面F22と第1保持面F21を繋ぐ、第1保持面F21に対して傾斜した面である。第2案内面F24は、第4カム150Kが回転するにつれてカムフォロワ170を第2保持面F22から第1保持面F21に案内する。
1組の第1保持面F21、第1案内面F23、第2保持面F22および第2案内面F24と、もう1組の第1保持面F21、第1案内面F23、第2保持面F22および第2案内面F24は、回転対称に形成され、第4カム150Kの回転方向においてこの順に配置されている。
第2カム部153Kは、レバー160と協働してクラッチ120の伝達と切断を切り替える部分である。第2カム部153Kは、円板部151の側面のうち、第1カム部152Kが配置された側面とは反対側の側面から突出している。第2カム部153Kは、カム150の回転方向における長さがカム150Y,150M,150Cの第2カム部153Aよりも短い。
第2被検知部154Kは、円板部151の側面のうち、第1カム部152Kが配置された側面から回転軸線方向に突出している。第2被検知部154Kは、第1カム部152Kよりも回転中心に近い位置に位置する。第2被検知部154Kは、後述する第2位相センサ4Kにより検出される。
第1カム150Y、第2カム150M、第3カム150Cおよび第4カム150Kは、略同じ回転速度で回転し、1回転する時間が略同じとなるように設けられている。
レバー160は、回転支持部162Aと、回転支持部162Aから延びるように設けられた第1アーム161Cと、回転支持部162Aから第1アーム161Cと異なる方向に延びる第2アーム162Cとを有する。
回転支持部162Aは、支持プレート102の支持軸102Aに揺動可能に支持されている。
第2アーム162Cの先端は、クラッチ120を構成するサンギヤ121の円板部121Bの外周面に向けて延びている。レバー160は、バネ掛け部162Eを有しており、バネ掛け部162Eには、バネ169の一端が引っ掛けられている。バネ169は、引っ張りバネであり、他端が支持プレート102の図示しないバネ掛け部に引っ掛けられている。バネ169は、レバー160を図の時計回りに付勢している。これにより、バネ169は、第2アーム162Cの先端をサンギヤ121(円板部121B)の外周面に向けて揺動させる方向に付勢する。レバー160は、第2アーム162Cの先端がサンギヤ121の外周面の爪部121Cに係合することでサンギヤ121の回転を規制することが可能である。
第1アーム161Cの先端部は、第2カム部153A,153Kと接触可能である。レバー160は、図10および図12に示す伝達位置と、図11および図13に示す非伝達位置との間で揺動可能である。図10および図12に示す、伝達位置は、第1アーム161Cの先端部が第2カム部153A,153Kから離れ、第2アーム162Cの先端がサンギヤ121の爪部121Cに係合してクラッチ120を伝達状態とする位置である。また、図11および図13に示す、非伝達位置は、第1アーム161Cの先端部が第2カム部153A,153Kと接触して押し動かされることで、第2アーム162Cの先端がサンギヤ121の爪部121Cから離脱してクラッチ120を切断状態とする位置である。
ここで、カム150、レバー160およびカムフォロワ170と、対応する現像ローラ61の動作について説明する。なお、参照する図では、イエローとブラックに対応する部材のみを示しているが、マゼンタおよびシアンに対応する部材ついても、カム150の回転方向における第1カム部152Aの長さが異なるだけで、基本的な動作はイエローに対応する部材と同じである。
図10および図12に示すように、現像ローラ61が接触位置に位置するとき、カムフォロワ170は、接触部172がカム面F10,F20の第1保持面F11,F21に接触する待機位置に位置し(図4(a)参照)、スライド軸部171が対応する現像カートリッジ60のスライド部材64から離間している。また、このとき、レバー160は、第1アーム161Cの先端部が第2カム部153Aから離れ、第2アーム162Cの先端がクラッチ120のサンギヤ121の爪部121Cと係合する伝達位置に位置することで、クラッチ120を伝達状態としている。この状態で、モータ3が回転すると、クラッチ120からカップリングギヤ117、カップリング軸119、現像カートリッジ60のカップリング65(図3(a)参照)を介して現像ローラ61に駆動力が伝達され、現像ローラ61が回転する。
現像ローラ61を離間位置に移動させるとき、クラッチ140A,140KをONとしてカム150を回転させる。そうすると、カムフォロワ170は、接触部172が第1案内面F13,F23と摺動して第1案内面F13,F23に押し動かされ、待機位置から突出位置に向けてスライド移動していく。これにより、スライド軸部171が、現像カートリッジ60のスライド部材64を回転軸線方向に押圧し、現像カートリッジ60を支持部材90の反力によって前側に押し動かす(図4(b)参照)。そして、現像ローラ61は、接触部172が第1案内面F13,F23の第2保持面F12,F22に近い位置にあるときに感光ドラム50から離間する。
現像ローラ61が感光ドラム50から離間すると、図11および図13に示すように、レバー160は、第1アーム161Cの先端部が第2カム部153A,153Kに接触して揺動し、第2アーム162Cの先端がサンギヤ121の爪部121Cから外れる非伝達位置に位置することで、クラッチ120を切断状態とする。この状態では、モータ3が回転しても、サンギヤ121が空転するだけで現像ローラ61は回転しない。
カムフォロワ170の接触部172が第2保持面F12,F22に接触すると、現像ローラ61は離間位置に保持される。現像ローラ61を離間位置に維持する場合、クラッチ140A,140KをOFFとしてカム150を停止させる。
現像ローラ61を接触位置に移動させるとき、クラッチ140A,140KをONとしてカム150を回転させる。そうすると、カムフォロワ170は、接触部172が第2案内面F14,F24と摺動し、バネ176の付勢力によって突出位置から待機位置に向けてスライド移動していく。これにより、スライド軸部171が、現像カートリッジ60のスライド部材64から離間し、現像カートリッジ60がバネ95Aの付勢力によって移動する(図4(b)参照)。そして、現像ローラ61は、接触部172が第2案内面F14,F24の第1保持面F11,F12に近い位置にあるときに感光ドラム50に接触する。
このとき、レバー160は、現像ローラ61が感光ドラム50に接触する直前に、図10および図12に示すように、第1アーム161Cの先端部が第2カム部153A,153Kから離れてバネ169の付勢力によって揺動し、第2アーム162Cの先端がサンギヤ121の爪部121Cと係合する伝達位置に位置することで、クラッチ120を伝達状態とする。
カムフォロワ170の接触部172が第1保持面F11,F21に接触すると、現像ローラ61は接触位置に保持される。現像ローラ61を接触位置に維持する場合、クラッチ140A,140KをOFFとしてカム150を停止させる。
図10および図14に示すように、第1カム150Yのカム面F10は、第1カム150Yが1回転する間(R0〜R40)に、離間位置(R0)にある第1現像ローラ61Yを接触位置(R11〜R12)、離間位置(R13〜R40)の順に移動させるように構成されている。また、第1カム150Yと同様の構成を有する第2カム150Mおよび第3カム150Cのカム面F10も、カム150M,150Cが1回転する間に、離間位置(R0)にある対応する現像ローラ61M,61Cを接触位置(R21〜R22)、離間位置(R23〜R40)の順に移動させるように構成されている。すなわち、カム面F10は、カム150Y,150M,150Cが1回転する間に、対応する現像ローラ61Y,61M,61Cを1回、離間位置と接触位置との間で移動させるように構成されている。
一方、図12および図14に示すように、ブラックの第4カム150Kのカム面F20は、第4カム150Kが1回転する間に、離間位置(R0)にある第4現像ローラ61Kを接触位置(R31〜R32)、離間位置(R33〜R34)、接触位置(R35〜R36)、離間位置(R37〜R40)の順に移動させるように構成されている。すなわち、カム面F20は、第4カム150Kが1回転する間に、第4現像ローラ61Kを2回、離間位置と接触位置との間で移動させるように構成されている。
図8に示すように、第1カム150Y、第2カム150Mおよび第3カム150Cは、第1カム部152Aの位相が所定角度ずつずれるように組み付けられている。具体的には、第1カム150Yと第2カム150Mは、第1カム部152Aの回転方向の上流端の位相が揃っており、第3カム150Cは、第1カム部152Aの回転方向の上流端の位相がカム150Y,150Mに対し回転方向の上流側に所定角度ずれている。また、カム150Y,150M,150Cは、第1カム部152Aの回転方向の下流端の位相が回転方向の上流側に所定角度ずつずれている。
これにより、カム150Y,150M,150Cは、現像ローラ61Y,61M,61Cが離間位置に位置する場合に制御部2がYMCクラッチ140AをONとして同時に回転すると、シートSの移動に合わせて、第1現像ローラ61Yを離間位置から接触位置に向けて移動させ始め、第2現像ローラ61Mを第1現像ローラ61Y以降のタイミングで離間位置から接触位置に向けて移動させ始めるとともに、第3現像ローラ61Cを第2現像ローラ61Mよりも後のタイミングで離間位置から接触位置に向けて移動させ始める。
具体的には、カム150Y,150M,150Cは、同時に回転すると、まず、第1現像ローラ61Yを接触位置に向けて移動させ始め、第2現像ローラ61Mを第1現像ローラ61Yと略同じタイミングで接触位置に向けて移動させ始めるとともに、第3現像ローラ61Cを第2現像ローラ61Mよりも後のタイミングで接触位置に向けて移動させ始める。これにより、第1現像ローラ61Yと第2現像ローラ61Mが略同時に接触位置に移動し、第1現像ローラ61Yと第2現像ローラ61Mが接触位置に移動した後に第3現像ローラ61Cが接触位置に移動する。
また、カム150Y,150M,150Cは、現像ローラ61Y,61M,61Cが接触位置に位置する場合に制御部2がYMCクラッチ140AをONとして同時に回転すると、シートSの移動に合わせて、第1現像ローラ61Y、第2現像ローラ61Mおよび第3現像ローラ61Cをこの順に接触位置から離間位置に向けて移動させ始める。これにより、現像ローラ61Y,61M,61Cがこの順に離間位置に移動する。
一方、第4カム150Kは、制御部2が、Kクラッチ140KのONとOFFをYMCクラッチ140Aとは独立して制御することにより、カム150Y,150M,150Cとは独立して回転する。そして、第4カム150Kは、複数の現像ローラ61Y,61M,61C,61Kを使ってシートSに画像を形成するカラー印刷をする場合には、制御部2により、第3カム150Cよりも所定角度、位相が遅れて動作するように制御される。
具体的には、制御部2は、第4現像ローラ61Kが離間位置に位置する場合に、第3現像ローラ61Cが離間位置から接触位置に向けて移動し始めるタイミングよりも後のタイミングでKクラッチ140KをONとして第4カム150Kを回転させる。これにより、シートSの移動に合わせて、第4現像ローラ61Kが第3現像ローラ61Cよりも後のタイミングで離間位置から接触位置に向けて移動し始める。そして、これにより、第3現像ローラ61Cが接触位置に移動した後に第4現像ローラ61Kが接触位置に移動する。
また、制御部2は、第4現像ローラ61Kが接触位置に位置する場合に、第3現像ローラ61Cが接触位置から離間位置に向けて移動し始めるタイミングよりも後のタイミングでKクラッチ140KをONとして第4カム150Kを回転させる。これにより、シートSの移動に合わせて、第4現像ローラ61Kが第3現像ローラ61Cよりも後のタイミングで接触位置から離間位置に向けて移動し始める。そして、これにより、第3現像ローラ61Cが接触位置に移動した後に第4現像ローラ61Kが離間位置に移動する。
なお、制御部2は、第4現像ローラ61Kだけを使ってシートSに画像を形成するモノクロ印刷をする場合には、YMCクラッチ140Aを一切動かさず、現像ローラ61Y,61M,61Cを離間位置に位置させたままとし、Kクラッチ140Kだけを制御して、第4現像ローラ61Kを離間位置と接触位置との間で移動させる。
図7に示すように、画像形成装置1は、第1位相センサ4Cと、第2位相センサ4Kとをさらに備えている。本実施形態においては、第1位相センサ4Cが「第3位相センサ」に相当し、第2位相センサ4Kが「第4位相センサ」に相当する。
第1位相センサ4Cは、カム150Y,150M,150Cの位相を検知するセンサであり、カム150Y,150M,150Cが所定の位相範囲に位置する場合に所定の信号を出力し、カム150Y,150M,150Cが所定の位相範囲に位置しない場合に所定の信号を出力しない。
詳しくは、第1位相センサ4Cは、シアンの第3カム150Cに設けられた第1被検知部154Aを検知可能であり、当該第1被検知部154Aを検知することで第1カム150Y、第2カム150Mおよび第3カム150Cの位相を検知する。より詳しくは、第1位相センサ4Cは、符号を省略して示す、検出光を発する発光部と、発光部と対向して配置されて発光部からの検出光を受光可能な受光部とを有しており、第3カム150Cに設けられた第1被検知部154Aを検知した場合に所定の信号を出力する。
具体的には、第1位相センサ4Cは、発光部と受光部の間にシアンの第1被検知部154Aが入って発光部の検出光を遮り、受光部が検出光を受光しないときに信号を制御部2に出力し、発光部と受光部の間から当該第1被検知部154Aが外れて受光部が発光部の検出光を受光したときに信号を制御部2に出力しない。第1位相センサ4Cは、直接的には第3カム150Cの位相を検知するものであるが、間接的にカム150Y,150Mの位相を検知することができる。なお、信号を出力する場合と出力しない場合は、どちらの電圧が高くても構わない。
第2位相センサ4Kは、第4カム150Kの位相を検知するセンサである。詳しくは、第2位相センサ4Kは、第2被検知部154Kを検知可能であり、第2被検知部154Kを検知することで第4カム150Kの位相を検知する。より詳しくは、第2位相センサ4Kは、第1位相センサ4Cと同様に発光部と受光部を有し、発光部と受光部の間に第2被検知部154Kが入って発光部の検出光を遮り、受光部が検出光を受光しないときに信号を制御部2に出力し、発光部と受光部の間から第2被検知部154Kが外れて受光部が発光部の検出光を受光したときに信号を制御部2に出力しない。
図15(a)に示すように、第3カム150Cに設けられた第1被検知部154Aは、第3現像ローラ61Cが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合、具体的には、カムフォロワ170の接触部172が第2保持面F12に接触する場合に第1位相センサ4Cに検知される位置に配置されている。また、図15(b)に示すように、第4カム150Kに設けられた2つの第2被検知部154Kは、第4現像ローラ61Kが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合、具体的には、カムフォロワ170の接触部172が第2保持面F22に接触する場合に第2位相センサ4Kに検知される2つの位置に1つずつ配置されている。
なお、本実施形態では、カム150Y,150Mにも第1被検知部154A(シアンの第1被検知部154Aと同様の形状の部分)が設けられているが、画像形成装置1にはカム150Y,150Mに対応する位相センサが設けられていないので、これらは、位相センサに検知される部分としては機能しない。
以上のような本実施形態によれば、カム150Y,150M,150Cのカム面F10が、カム150Y,150M,150Cが1回転する間に、対応する現像ローラ61Y,61M,61Cを1回、離間位置と接触位置との間で移動させるように構成されているのに対し、カム150Y,150M,150とは独立して回転する第4カム150Kのカム面F20が、第4カム150Kが1回転する間に、第4現像ローラ61Kを2回、離間位置と接触位置との間で移動させるように構成されているので、第4現像ローラ61Kを、現像ローラ61Y,61M,61Cとは独立して、現像ローラ61Y,61M,61Cよりも短い時間で離間位置から接触位置へ、また、接触位置から離間位置へ移動させることができる。
そして、このように、第4現像ローラ61Kを、現像ローラ61Y,61M,61Cとは独立して、現像ローラ61Y,61M,61Cよりも短い時間で離間位置と接触位置との間で移動させることができることで、例えば、第4現像ローラ61Kだけを用いたモノクロ印刷をする場合に、印刷ジョブの入力から画像が形成されたシートSの排出までの時間を短縮化することができる。
また、画像形成装置1は、カム150Y,150M,150Cの位相を検知する第1位相センサ4Cと、第4カム150Kの位相を検知する第2位相センサ4Kとを備えるので、第4カム150Kを、カム150Y,150M,150Cとは別に制御しやすい。また、第1位相センサ4Cは、第3カム150Cに設けられた第1被検知部154Aを検知することでカム150Y,150M,150Cの位相を検知するので、位相センサを3つのカム150Y,150M,150Cのそれぞれに対応して設ける必要がない。これにより、位相センサの数を最小源とすることができる。
また、第1被検知部154Aが、第3現像ローラ61Cが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に第1位相センサ4Cに検知される位置に配置され、第2被検知部154Kが、第4現像ローラ61Kが離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に第2位相センサ4Kに検知される2つの位置に1つずつ配置されているので、現像ローラ61が離間位置に位置することを直接位相センサ4C,4Kで検知して判定することができる。これにより、現像ローラ61が離間位置に位置することを精度よく検知することができる。
また、カム150Y,150M,150Cは、第1現像ローラ61Yと第2現像ローラ61Mを略同時に接触位置に移動させるとともに、第3現像ローラ61Cを第2現像ローラ61Mよりも後に接触位置に移動させ、また、現像ローラ61Y,61M,61Cをこの順に離間位置に移動させるように構成されているので、現像ローラ61Y,61M,61Cを、同時に接触位置に移動させ、また、同時に離間位置に移動させる場合と比較して、現像ローラ61と感光ドラム50が接触する時間を短くすることができる。
また、制御部2は、第4現像ローラ61Kを、第3現像ローラ61Cよりも後に接触位置に移動させ、また、第3現像ローラ61Cよりも後に離間位置に移動させるように第4カム150Kを制御するので、第4現像ローラ61Kを、第3現像ローラ61Cと同時に接触位置に移動させ、また、同時に離間位置に移動させる場合と比較して、第4現像ローラ61Kと第4感光ドラム50Kが接触する時間を短くすることができる。
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することが可能である。
例えば、前記実施形態においては、位相センサ4C,4Kを、第3カム150Cと第4カム150Kに対応して設けたが、位相センサを、各カムのそれぞれに対応して設けてもよい。
また、前記実施形態で説明した、現像ローラ61を感光ドラム50に対して接触・離間させる構成は一例である。例えば、前記実施形態においては、カム150は、回転軸線方向における端面にカム面F10,F20を有する端面カムであったが、カムは、例えば、板カム等であってもよい。また、前記実施形態においては、カム150が、カムフォロワ170を介して現像カートリッジ60を押圧する構成であったが、例えば、カムが、直接、現像カートリッジを押圧する構成であってもよい。また、前記実施形態においては、現像カートリッジ60は、前後に移動するように支持されていたが、現像カートリッジは、上下に移動するように支持されていてもよい。
また、前記実施形態においては、4色のトナーを用いて画像を形成する画像形成装置1を例示したが、画像形成装置は、2色や3色、または、5色以上のトナーを用いて画像を形成する装置であってもよい。すなわち、感光ドラムや現像ローラ、カムの数は、4つに限定されず、2つや3つ、5つ以上であってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、複合機やコピー機等であってもよい。
また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
1 画像形成装置
2 制御部
4C 第1位相センサ
4K 第2位相センサ
50 感光ドラム
50Y 第1感光ドラム
50M 第2感光ドラム
50C 第3感光ドラム
50K 第4感光ドラム
60 現像カートリッジ
60Y 第1現像カートリッジ
60M 第2現像カートリッジ
60C 第3現像カートリッジ
60K 第4現像カートリッジ
61 現像ローラ
61Y 第1現像ローラ
61M 第2現像ローラ
61C 第3現像ローラ
61K 第4現像ローラ
61X 回転軸線
64 スライド部材
90 支持部材
150Y 第1カム
150M 第2カム
150C 第3カム
150K 第4カム
152A,152K 第1カム部
154A 第1被検知部
154K 第2被検知部
170 カムフォロワ
192B,193B 斜面
F10,F20 カム面
S シート

Claims (11)

  1. 第1感光ドラムと、第2感光ドラムと、第3感光ドラムと、第4感光ドラムとを含む複数の感光ドラムと、
    前記第1感光ドラムにトナーを供給する第1現像ローラと、前記第2感光ドラムにトナーを供給する第2現像ローラと、前記第3感光ドラムにトナーを供給する第3現像ローラと、前記第4感光ドラムにトナーを供給する第4現像ローラとを含む複数の現像ローラであって、前記複数の感光ドラムのうちの対応する感光ドラムに接触する接触位置と、当該感光ドラムから離間する離間位置との間で移動可能な複数の現像ローラと、
    回転することで前記第1現像ローラを前記接触位置と前記離間位置との間で移動させる第1カムと、
    前記第1カムと機械的に接続されて前記第1カムと同時に回転する第2カムであって、回転することで前記第2現像ローラを前記接触位置と前記離間位置との間で移動させる第2カムと、
    前記第1カムおよび前記第2カムと機械的に接続されて前記第1カムおよび前記第2カムと同時に回転する第3カムであって、回転することで前記第3現像ローラを前記接触位置と前記離間位置との間で移動させる第3カムと、
    前記第1カム、前記第2カムおよび前記第3カムとは独立して回転する第4カムであって、回転することで前記第4現像ローラを前記接触位置と前記離間位置との間で移動させる第4カムと、を備え、
    前記第1カム、前記第2カムおよび前記第3カムは、1回転する間に、前記離間位置にある対応する現像ローラを前記接触位置、前記離間位置の順に移動させるカム面を有し、
    前記第4カムは、1回転する間に、前記離間位置にある前記第4現像ローラを前記接触位置、前記離間位置、前記接触位置、前記離間位置の順に移動させるカム面を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第3カムは、1つの第1被検知部を有し、
    前記第4カムは、2つの第2被検知部を有し、
    前記画像形成装置は、
    前記第1被検知部を検知可能な第1位相センサであって、前記第1被検知部を検知することで前記第1カム、前記第2カムおよび前記第3カムの位相を検知する第1位相センサと、
    前記第2被検知部を検知可能な第2位相センサであって、前記第2被検知部を検知することで前記第4カムの位相を検知する第2位相センサと、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. 前記第1被検知部は、前記第3現像ローラが前記離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に前記第1位相センサに検知される位置に配置され、
    前記第2被検知部は、前記第4現像ローラが前記離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に前記第2位相センサに検知される2つの位置に1つずつ配置されてい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1感光ドラム、前記第2感光ドラムおよび前記第3感光ドラムは、シートの搬送方向の上流側から下流側に向かってこの順に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記第1カム、前記第2カムおよび前記第3カムは、
    前記第2現像ローラを前記第1現像ローラ以降のタイミングで前記離間位置から前記接触位置に向けて移動させ始めるとともに、前記第3現像ローラを前記第2現像ローラよりも後のタイミングで前記離間位置から前記接触位置に向けて移動させ始め、
    前記第1現像ローラ、前記第2現像ローラおよび前記第3現像ローラをこの順に前記接触位置から前記離間位置に向けて移動させ始めるように構成され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. 制御部を備え、
    前記第4感光ドラムは、前記搬送方向において前記第3感光ドラムの下流側に配置され、
    前記制御部は、前記第4現像ローラが前記第3現像ローラよりも後のタイミングで前記離間位置から前記接触位置に向けて移動し始め、前記第4現像ローラが前記第3現像ローラよりも後のタイミングで前記接触位置から前記離間位置に向けて移動し始めるように前記第4カムを制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記第1現像ローラを有する第1現像カートリッジと、前記第2現像ローラを有する第2現像カートリッジと、前記第3現像ローラを有する第3現像カートリッジと、前記第4現像ローラを有する第4現像カートリッジとを含む複数の現像カートリッジと、
    前記複数の現像ローラの回転軸線方向にスライド移動可能な複数のカムフォロワであって、前記複数の現像カートリッジのうちの対応する現像カートリッジを押圧することにより対応する現像ローラを前記接触位置から前記離間位置に移動させる複数のカムフォロワと、を備え、
    前記第1カム、前記第2カム、前記第3カムおよび前記第4カムは、前記複数の現像ローラの回転軸線と平行な軸周りに回転可能であり、
    前記第1カム、前記第2カムおよび前記第3カムは、前記回転軸線方向に突出し、対応するカムフォロワと接触することで当該カムフォロワをスライド移動させて対応する現像カートリッジを押圧する1つの第1押圧部を有し、
    前記第4カムは、前記回転軸線方向に突出し、対応するカムフォロワと接触することで当該カムフォロワをスライド移動させて前記第4現像カートリッジを押圧する2つの第2押圧部を有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記複数の現像カートリッジを支持する支持部材を備え、
    前記複数の現像カートリッジは、それぞれ、対応するカムフォロワに押圧されることで前記回転軸線方向にスライド移動可能なスライド部材を有し、
    前記スライド部材は、前記支持部材に当接して、対応する現像カートリッジを前記回転軸線方向と直交する方向に付勢する、前記回転軸線方向に対して傾斜した斜面を有することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 第5感光ドラムと、第6感光ドラムとを含む複数の感光ドラムと、
    前記第5感光ドラムにトナーを供給する第5現像ローラと、前記第6感光ドラムにトナーを供給する第6現像ローラとを含む複数の現像ローラであって、前記複数の感光ドラムのうちの対応する感光ドラムに接触する接触位置と、当該感光ドラムから離間する離間位置との間で移動可能な複数の現像ローラと、
    回転することで前記第5現像ローラを前記接触位置と前記離間位置との間で移動させる第5カムと、
    前記第5カムとは独立して回転する第6カムであって、回転することで前記第6現像ローラを前記接触位置と前記離間位置との間で移動させる第6カムと、を備え、
    前記第5カムは、1回転する間に、前記離間位置にある前記第5現像ローラを前記接触位置、前記離間位置の順に移動させるカム面を有し、
    前記第6カムは、1回転する間に、前記離間位置にある前記第6現像ローラを前記接触位置、前記離間位置、前記接触位置、前記離間位置の順に移動させるカム面を有することを特徴とする画像形成装置。
  10. 前記第5カムは、1つの第3被検知部を有し、
    前記第6カムは、2つの第4被検知部を有し、
    前記画像形成装置は、
    前記第3被検知部を検知可能な第3位相センサであって、前記第3被検知部を検知することで前記第5カムの位相を検知する第3位相センサと、
    前記第4被検知部を検知可能な第4位相センサであって、前記第4被検知部を検知することで前記第6カムの位相を検知する第4位相センサと、を備えることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
  11. 前記第3被検知部は、前記第5現像ローラが前記離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に前記第3位相センサに検知される位置に配置され、
    前記第4被検知部は、前記第6現像ローラが前記離間位置にある所定の位相範囲に位置する場合に前記第4位相センサに検知される2つの位置に1つずつ配置されていることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
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