JP5740346B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、静電潜像を形成した像担持体に現像ローラーからトナーを供給し像担持体の表面にトナー像を形成する現像器を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置では、像担持体である感光体の表面が所定の電位に帯電されると画像データに基づいて感光体上に静電潜像が形成される。静電潜像を形成した感光体に現像器からトナーが供給され、静電潜像に応じたトナー像が感光体上に形成され、そして感光体上のトナー像が記録媒体である用紙上に転写される。現像器は現像容器内にトナーを収容し現像容器内で撹拌したトナーを現像ローラーに供給し、現像ローラーから感光体にトナーを供給している。

印刷を繰り返すうち、感光体の表面に用紙の紙粉が付着し、付着した紙粉が感光体の表面に残留トナーとともに現像器内に戻されることがある。現像ローラー上にトナーの薄層を形成する規制ブレードと現像ローラーとの間に紙粉が挟まれると、挟まれた紙粉により現像ローラー上のトナーが掻き取られ、現像ローラー上のトナーが感光体に均一に供給できなくなる。その結果、画像不良が発生することがあり、また現像ローラー上に付着した紙粉により現像ローラーの表面が損傷することがあった。

そこで、現像ローラー上の紙粉等の異物を現像ローラーから取り除く技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の画像形成装置は、駆動源によって現像ローラーが回転させられ、現像ローラーの回転によって現像ローラー上のトナーを感光体に供給してトナー像を形成している。そして、画像形成装置に電源の投入時、或いは所定枚数の印刷毎に、制御手段は、現像ローラーを逆回転する指示を駆動源に出して、現像ローラーの逆回転によって、現像ローラーと規制ブレードとの間の異物や現像ローラー上の異物を取り除いている。

特開平３−２５５４８２号公報（特許請求の範囲、第４図）

通常、現像ローラーを回転させる駆動源に作用する負荷は、現像器内のトナー量に応じて異なり、現像ローラーを回転停止させるとき、その負荷に応じて停止位置に誤差が発生する。上述した特許文献１に記載の画像形成装置では、現像器内のトナー量が少なく、現像ローラーが逆回転方向にオーバーランすると、現像容器内のトナーが現像ローラーの通常のトナー供給方向と逆方向から現像容器の外部に吐き出され、画像形成装置内がトナーによって汚染されるという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像ローラーの逆回転量を正確に制御することで、現像ローラー上から異物を取り除き、現像器外にトナーが漏れ出ることを防ぐ画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１の発明の画像形成装置は、静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体に現像ローラーからトナーを供給し前記像担持体の表面にトナー像を形成する現像器と、該現像器により形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを含み、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に記録する画像形成部と、給紙部に収容された記録媒体を送出し、前記給紙部により送出された記録媒体を前記画像形成部へ搬送する搬送部と、該搬送部及び前記画像形成部の前記現像ローラーを含む各ローラーを回転させるために第１の方向或いは第１の方向の逆方向である第２の方向に回転する駆動源と、該駆動源から前記搬送部への回転駆動力を断続させる第１クラッチ部と、前記駆動源から前記画像形成部への回転駆動力を断続させる第２クラッチ部と、前記駆動源の回転駆動を制御するとともに前記第１及び第２クラッチ部の断続を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、記録媒体の搬送及び画像形成を実行する印刷時、前記駆動源を第１の方向に回転駆動させて前記第１及び第２クラッチ部を夫々断続させ、非印刷時、前記第１及び第２クラッチ部を夫々接続した状態で前記駆動源を第２の方向に所定量だけ回転駆動させた後、前記駆動源の回転駆動を停止させる逆回転モードを実行可能であることを特徴としている。

また、第２の発明では、上記の画像形成装置において、前記制御部は、逆回転モード時、前記駆動源の第２の方向への回転駆動によって前記現像ローラーが１回転する前に、前記駆動源の回転駆動を停止させることを特徴としている。

また、第３の発明では、上記の画像形成装置において、前記搬送部は、前記画像形成部での画像形成のタイミングに合わせて前記画像形成部への記録媒体の搬送のタイミングを調整するレジストローラー対を有し、前記第１クラッチ部は、前記レジストローラー対への回転駆動力を断続することを特徴としている。

また、第４の発明では、上記の画像形成装置において、前記第２クラッチ部は前記現像ローラーへの回転駆動力を断続することを特徴としている。

また、第５の発明では、上記の画像形成装置において、前記像担持体は、第１の方向への回転駆動力を伝達する一方、第２の方向への回転駆動力を伝達しない片方向クラッチ部に接続されることを特徴としている。

また、第６の発明では、上記の画像形成装置において、前記駆動源によって加熱部材が回転させられる定着部を備え、前記加熱部材は、第１の方向への回転駆動力を伝達する一方、第２の方向への回転駆動力を伝達しない片方向クラッチ部に接続されることを特徴としている。

また、第７の発明では、上記の画像形成装置において、前記片方向クラッチ部は、ラチェット歯と該ラチェット歯に係脱可能な係合部とを有するラチェット機構で構成され、前記駆動源が第１の方向に回転した場合、前記ラチェット歯は前記係合部に係合し、第１の方向への回転駆動力が前記クラッチ機構から前記像担持体或いは前記定着部に伝達される一方、前記駆動源が第２の方向に回転した場合、前記ラチェット歯は前記係合部に係合せず、第２の方向への回転駆動力が前記ラチェット機構から前記像担持体或いは前記定着部に伝達されることがないとともに、前記駆動源の第２の方向への所定量の回転に対して、前記ラチェット歯が前記係合部を乗り越えて回転しないように前記ラチェット歯の歯数が構成されることを特徴としている。

第１の発明によれば、印刷時、駆動源が第１の方向に回転駆動して、記録媒体の搬送中に所定のタイミングで第１クラッチ部を断続することで、記録媒体を給紙部から画像形成部に搬送し、また、所定のタイミングで第２クラッチ部を断続することで、画像形成部に送られた記録媒体にトナー像を形成する。非印刷時の逆回転モードでは、駆動源が第２の方向に所定量だけ回転駆動することで、現像ローラーが画像形成時と逆方向に回転し、現像ローラー上から紙粉等の異物を取り除くことができる。さらに、駆動源が第２の方向に回転駆動するとき、第１及び第２クラッチ部が夫々接続された状態である。これによって、駆動源の回転を停止させるとき、画像形成部及び搬送部の各ローラーを回転させる駆動トルクに対応する負荷が駆動源に作用し、現像器内のトナー量の多少に係らず駆動源への負荷が一定となる。このような負荷が駆動源に作用することで、現像ローラーが逆方向に回転した後、過不足なく所定の位置で正確に停止するため、トナーが現像器外に漏れ出ることがない。

本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図 実施形態に係る現像器の概略構成を示す断面図 実施形態に係る画像形成部及び搬送部の駆動部を示す斜視図 実施形態に係る第１クラッチ部の構成を示す側面図 実施形態に係る制御部とその周辺の構成を示すブロック図 実施形態に係る制御部の画像形成の手順を示すフローチャート 実施形態に係る制御部の逆回転モードの手順を示すフローチャート

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図であり、右側を画像形成装置の前方側として図示している。画像形成装置１の装置本体１ａの下部には、積載された記録媒体である用紙を収容する給紙カセット２（給紙部）が配置されている。この給紙カセット２の上方には、装置本体１ａの前方から後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて装置本体１ａの上面に形成された排紙部３に至る用紙搬送路４が形成されている。この用紙搬送路４に沿って上流側から順に、ピックアップローラー５、フィードローラー６、中間搬送ローラー７、レジストローラー対８、画像形成部９、定着部１０及び排出ローラー対２１が配置されている。ピックアップローラー５、フィードローラー６、中間搬送ローラー７、及びレジストローラー対８は、用紙を送出、搬送する搬送部６０を構成する。

給紙カセット２には、給紙カセット２に対して回動自在に支持された用紙積載板１２が設けられている。用紙積載板１２上に積載された用紙がピックアップローラー５によって用紙搬送路４に向けて送出され、ピックアップローラー５によって複数枚の用紙が同時に送出された場合には、フィードローラー６とリタードローラー１３とによって用紙が捌かれ、最上位の１枚のみが搬送されるように構成されている。用紙搬送路４に送出された用紙は、中間搬送ローラー７によって装置本体１ａの後方へと搬送方向を変えられてレジストローラー対８へと搬送される。そして、用紙は、ゴム製ローラーと金属製或いは樹脂製ローラーとからなるレジストローラー対８によってタイミングを調整されて画像形成部９へと供給される。フィードローラー６、中間搬送ローラー７及びレジストローラー対８は、一つのモーター（図略）によって回転駆動させられる。

画像形成部９は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図１において時計回りに回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲に配置される帯電部１５、現像器１４、クリーニング部１７、用紙搬送路４を挟んで感光体ドラム１１に対向するように配置される転写手段である転写ローラー１８、及び感光体ドラム１１の上方に配置される光走査ユニット１９から構成されており、現像器１４の上方には、現像器１４へトナーを補給するトナーコンテナ２０が配置されている。

帯電部１５には、図示しない電源が接続された導電性ゴムローラー１５ａが備えられており、この導電性ゴムローラー１５ａが感光体ドラム１１に当接するように配置されている。そして、感光体ドラム１１が回転すると、導電性ゴムローラー１５ａが感光体ドラム１１の表面に接触して従動回転し、この時、導電性ゴムローラー１５ａに所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム１１の表面が一様に帯電させられることになる。感光体ドラム１１は、搬送部６０のローラーを駆動するモーター（図略）によって回転駆動させられる。

次いで、パーソナルコンピューター等から入力された画像データに基づくビーム光が光走査ユニット１９から感光体ドラム１１上に射出され、感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。現像器１４から供給されるトナーが静電潜像に付着して感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成される。そして、レジストローラー対８から、感光体ドラム１１と転写ローラー１８とで形成される転写ニップ部に用紙が所定のタイミングで供給され、転写ローラー１８により用紙上に感光体ドラム１１の表面のトナー像が転写される。

トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム１１から分離されて定着部１０に向けて搬送される。定着部１０は、画像形成部９の用紙搬送方向の下流側に配置されており、ヒーター等の加熱手段により加熱される加熱ローラー１３と、加熱ローラー１３に圧接されることで加熱ローラー１３が回転すると従動回転する加圧ローラー１６と、を有する。画像形成部９にてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラー１３及び加圧ローラー１６によって加熱、加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。加熱ローラー１３は、搬送部６０のローラーを駆動するモーター（図略）によって回転駆動させられる。尚、加圧ローラー１６を回転駆動し、加熱ローラー１３を従動回転させてもよい。

画像形成された用紙は、排出ローラー対２１によって排紙部３に排出される。一方、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留しているトナーはクリーニング部１７により除去され、感光体ドラム１１は帯電部１５によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。

図２は上記画像形成装置１に用いられる現像器１４の概略構成を示す断面図である。

現像器１４は、一成分磁性現像剤を収容する現像容器２２と、この現像剤（以下、「トナー」と記すことがある）を撹拌および搬送する第１の撹拌部材２３及び第２の撹拌部材２４と、現像ローラー２６と、磁極部材２５と、規制部材２７とを備えている。

第１及び第２の撹拌部材２３、２４は、現像容器２２内に、仕切り部材を挟んで回転可能に配設されている。また、第１及び第２の撹拌部材２３、２４は、軸方向に螺旋状に形成されるスクリューを備える。第１及び第２の撹拌部材２３、２４が回転すると、トナーが撹拌され、撹拌されたトナーが仕切り部材に設けた連通部を介して、現像容器２２内を長手方向（図２の紙面の表裏方向）に循環し、トナー相互の摩擦によってトナーが帯電する。そして、第２の撹拌部材２４によって、トナーが現像ローラー２６の表面に供給される。

現像ローラー２６は、アルミニウム等の非磁性材料で円筒状に形成され、磁極部材２５を内蔵している。また、現像ローラー２６は、第２の撹拌部材２４に隣接する位置で現像容器２２内に回転可能に支持される。現像ローラー２６、第１及び第２の撹拌部材２３、２４、感光体ドラム１１及び転写ローラー１８は、前述の搬送部６０のローラーを駆動するモーター（図略）によって回転駆動させられる。

また、現像ローラー２６は、現像容器２２の開口から露出し、感光体ドラム１１に一定の間隔を有して対向している。この対向する領域には、現像ローラー２６の表面に担持されたトナーを感光体ドラム１１に向けて供給するための現像領域Ｄが形成されている。

磁極部材２５は、周方向に複数の磁極部を有し、現像ローラー２６の表面に向けて磁界を発生させることで、帯電したトナーを現像ローラー２６の表面に担持させる。

規制部材２７は、現像ローラー２６の表面に担持されたトナーを所定の層厚に規制するものであり、ブレード状をなし、現像ローラー２６の回転方向に対して現像領域Ｄの上流側で現像ローラー２６の表面と所定間隔を隔てて、現像容器２２に取り付けられている。

第２の撹拌部材２４から供給されたトナーが現像ローラー２６の表面に担持され、担持されたトナーは、規制部材２７により一定の層厚に規制され、さらに、現像ローラー２６の回転によって現像流域Ｄに向けて搬送される。現像ローラー２６に所定のバイアス電圧が印加されることにより、現像ローラー２６と感光体ドラム１１との間に電位差が生じ、現像領域Ｄにおいて、現像ローラー２６上のトナーは感光体ドラム１１に供給され、感光体ドラム１１上の静電潜像はトナー像に現像される。

ローラー等の部材を含む画像形成部９及び搬送部６０は、図３に示す構成によって回転駆動させられる。図３は画像形成部９及び搬送部６０のローラー等を回転駆動させる駆動部３０の構成を示す斜視図である。

駆動部３０は、駆動源であるモーター６５（図３では不可視、図５参照）と、モーター６５の回転軸と一体に設けられるモーターギア３２と、モーター６５の回転駆動力を搬送部６０の各ローラー等に伝達する搬送ギア列６６と、モーター６５の回転駆動力を現像器１４に伝達する現像ギア列４５、４６と、モーター６５の回転駆動力を感光体ドラム１１（図１参照）に伝達するドラムギア４７と、モーター６５の回転駆動力を定着部１０（図１参照）に伝達する定着ギア列４８、４９と、を有し、更に、モーター６５からレジストローラー対８（図１参照）への回転駆動力を断続する第１クラッチ部５１と、モーター６５から現像器１４への回転駆動力を断続する第２クラッチ部５２と、を有する。

モーター６５は、インナーローター方式のＤＣモーターからなり、第１の方向と、第１の方向の逆方向である第１の方向とに回転可能である。モーター６５が第１の方向に回転駆動すると、用紙を搬送する搬送部６０と画像形成部９（図１参照）及び定着部１０（図１参照）の各ローラー等は夫々所定の方向に回転して、印刷可能となる。そして印刷時、モーター６５の第１の方向への回転駆動によって、搬送部６０は用紙を搬送し、画像形成部９は用紙にトナー像を形成し、更に、定着部１０はトナー像が転写された用紙を定着処理する。一方、非印刷時、モーター６５が第２の方向に回転駆動すると、画像形成部９及び搬送部６０の各ローラー等は夫々所定の方向に対して逆方向に回転して、現像ローラー２６（図２参照）も逆方向に回転し、現像ローラー２６上に付着した紙粉等の異物が現像ローラー２６上から取り除かれる。

搬送ギア列６６は平歯車からなるギア３３〜３８で構成される。ギア３３は平歯車からなるモーターギア３２に噛合し、モーター６５の回転駆動力はギア３３〜３８の順に減速しながら伝達される。ギア３８は夫々平歯車からなるフィードギア３９及びレジストギア４０に噛合する。フィードギア３９はフィードローラー６（図１参照）に対して回転駆動力を伝達し、レジストギア４０はレジストローラー対８（図１参照）の一方のローラーに対して回転駆動力を伝達する。また、ギア３８は中間搬送ローラー７（図１参照）に対して回転駆動力を伝達する。従って、モーター６５が回転駆動すると、モーターギア３２及び搬送ギア列６６（ギア３３〜３８）が回転し、フィードギア３９を介してフィードローラー６が回転し、また中間搬送ローラー７が回転し、さらにレジストギア４０を介してレジストローラー対８が回転する。

また、モーターギア３２は平歯車からなるドラムギア４７に噛合し、ドラムギア４７は感光体ドラム１１に対して回転駆動力を伝達する。モーター６５が回転駆動すると、モーターギア３２及びドラムギア４７を介して感光体ドラム１１は所定の減速比で回転する。また、搬送ギア列６６のギア３３は夫々平歯車からなる定着ギア列４８、４９のギア４８に噛合し、ギア４９は加熱ローラー１３（図１参照）に対して回転駆動力を伝達する。モーター６５が回転駆動すると、モーターギア３２、ギア３３及び定着ギア列４８、４９を介して加熱ローラー１３は所定の減速比で回転する。

更に、搬送ギア列６６のギア３５は夫々平歯車からなる現像ギア列４５、４６のギア４５に噛合する。ギア４６は第２クラッチ部５２に接続され、第２クラッチ部５２は現像器１４の現像ローラー２６（図２参照）に接続される。モーター６５が回転駆動すると、モーターギア３２と、ギア３３〜３５と、現像ギア列４５、４６及び第２クラッチ部５２を介して、現像ローラー２６及び第１及び第２の撹拌部材２３、２４（現像器１４、図２参照）は所定の減速比で回転する。

第２クラッチ部５２は、モーター６５から現像器１４への回転駆動力を伝達または遮断するものであり、例えば電磁クラッチからなる。第２クラッチ部５２が通電されているとき、電磁クラッチ内のバネが軸に巻き付いてモーター６５から現像器１４へ回転駆動力が伝達される。一方、第２クラッチ部５２が通電されていないとき、バネの軸への巻き付きを開放してモーター６５から現像器１４への回転駆動力の伝達が遮断される。画像形成が実行されるとき、第２クラッチ部５２は接続され、モーター６５から現像器１４への回転駆動力が伝達される。画像形成が実行さなれないとき、第２クラッチ部５２は遮断され、モーター６５から現像器１４への回転駆動力の伝達が遮断される。現像器１４を画像形成に必要とされる時間のみ駆動させることで、現像器１４内のトナーの劣化が抑制される。尚、第２クラッチ部５２はバネを有する電磁クラッチに替えて、摩擦力によって連結する電磁クラッチ、或いは噛み合いによって連結する電磁クラッチ等であってもよい。

レジストギア４０には第１クラッチ部５１が配設される。第１クラッチ部５１は図４に示すように構成される。図４は第１クラッチ部５１の構成を示す側面図である。

第１クラッチ部５１は、モーター６５からレジストローラー対８（図１参照）への回転駆動力を伝達または遮断するものであり、ソレノイド５５と、係止爪５６と、バネ部材５７とを有する。

ソレノイド５５は、ソレノイド本体５５ａと、ソレノイド本体５５ａに対して進退可能に保持される出力軸５５ｂとを有する。ソレノイド５５に通電していないとき、出力軸５５ｂはソレノイド本体５５ａ側に引き込まれる方向に移動し（図４の状態）、一方、ソレノイド５５に通電しているとき、出力軸５５ｂはソレノイド本体５５ａ側から突出する方向に移動する。

係止爪５６は、レジストギア４０の歯部に係脱可能であり、レジストギア４０の歯部に係合しているとき（図４の状態）、レジストローラー対８の回転を停止させる一方、レジストギア４０の歯部から離脱しているとき、レジストローラー対８の回転を可能とする。係止爪５６は、支軸５６ａにおいて回動可能に軸支され、支軸５６ａから一方に延在する係合部５６ｂと、支軸５６ａから係合部５６ｂと反対方向に延在する押圧部５６ｃとを有する。押圧部５６ｃには引張スプリングからなるバネ部材５７の一端が連結されており、係止爪５６は、バネ部材５７によって係合部５６ｂがレジストギア４０の歯部に係合する方向に付勢されている。

ソレノイド５５に通電していないとき、出力軸５５ｂがソレノイド本体５５ａ側に引き込まれた状態にあり、出力軸５５ｂは押圧部５６ｃに当接しておらず、バネ部材５７の付勢力によって係合部５６ｂがレジストギア４０の歯部に係合している（図４の状態）。その結果、モーター６５からレジストローラー対８（図１参照）への回転駆動力の伝達が遮断される。一方、ソレノイド５５に通電されているとき、出力軸５５ｂがバネ部材５７の付勢力に抗して押圧部５６ｃを押し下げ、係合部５６ｂがレジストギア４０の歯部から離脱する。その結果、モーター６５からレジストローラー対８への回転駆動力が伝達される。

図５は、モーター６５と第１及び第２クラッチ部５１、５２を制御する制御部７１とその周辺の構成を示すブロック図である。

制御部７１には、モーター６５を駆動させるモーター駆動回路７２と、第１クラッチ部５１と、第２クラッチ部５２と、レジストセンサー７５と、転写センサー７６と、印刷モード等の操作及びその表示が行われる操作パネル７４が接続される。

制御部７１は、マイクロコンピュータとＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶素子及び計時部等で構成され、記憶素子に設定されたプログラムに従って入出力を制御し、モーター６５の第１及び第２の回転方向とモーター６５の駆動時間とを制御し、さらに第１及び第２クラッチ部５１、５２の継続を制御する。具体的には、制御部７１は、操作パネル７４から入力される印刷モードや後述する逆回転モードのモード指示、或いは印刷指示に基づいて、また、用紙の通過を検知するレジストセンサー７５及び転写センサー７６から入力される用紙検知信号に基づいて、モーター６５が第１の方向または第２の方向に回転するようにモーター駆動回路７２を制御するとともに、第１及び第２クラッチ部５１、５２の断続を制御する。

モーター６５は、制御部７１からの制御信号に基づいてモーター駆動回路７２を介して駆動制御され、画像形成部９の現像器１４（現像ローラー２６、撹拌部材２３、２４）と感光体ドラム１１及び転写ローラー１８を回転駆動させ、また定着部１０（加熱ローラー１３）を回転駆動させ、さらに、搬送部６０のフィードローラー６と中間搬送ローラー７及びレジストローラー対８を回転駆動させる。また、モーター６５は、操作パネル７４から印刷指示が行われると、第１の方向へ回転駆動する。非印刷時、現像ローラー２６上から紙粉等の異物を取り除くための逆回転モードの信号に基づいて、モーター６５は第２の方向へ回転駆動する。

第１クラッチ部５１はレジストローラー対８を断続可能に接続される。レジストセンサー７５が用紙の通過を検知した場合、モーター６５とレジストローラー対８は第１クラッチ部５１によって接続され、モーター６５の回転駆動力はレジストローラー対８へ伝達される。従って、モーター６５が回転しているとき、フィードローラー６及び中間搬送ローラー７とともにレジストローラー対８は回転駆動する。一方、転写センサー７６が用紙の通過を検知した場合、モーター６５とレジストローラー対８は第１クラッチ部５１によって遮断され、モーター６５の回転駆動力はレジストローラー対８へ伝達されない。従って、モーター６５が回転し、フィードローラー６及び中間搬送ローラー７が回転駆動していても、レジストローラー対８は回転を停止している。また、逆回転モードの信号入力があると、モーター６５とレジストローラー対８は第１クラッチ部５１によって接続される。

第２クラッチ部５２は現像器１４を断続可能に接続される。印刷の指示によって操作パネル７４から制御部７１に開始信号が入力されたとき、モーター６５と現像器１４は第２クラッチ部５２によって接続され、モーター６５の回転駆動力は現像器１４へ伝達される。モーター６５が回転しているとき、感光体ドラム１１及び転写ローラー１８とともに現像器１４は回転駆動する。一方、転写センサー７６が用紙の通過を検知した場合、モーター６５と現像器１４は第２クラッチ部５２によって遮断され、モーター６５の回転駆動力は現像器１４へ伝達されない。従って、モーター６５が回転し、感光体ドラム１１及び転写ローラー１８が回転駆動していても、現像器１４は回転を停止している。また、逆転モードの信号入力があると、モーター６５と現像器１４は第２クラッチ部５２によって接続される。

レジストセンサー７５は、用紙の先端の通過を検知するものであり、用紙搬送方向に対してレジストローラー対８の上流側直近に配設される。レジストセンサー７５は、例えばＬＥＤを有する発光部と、フォトダイオードを有する受光部とを備え、用紙の先端がレジストセンサー７５を通過すると、用紙で反射する発光部からの光を受光部によって受光し、これによって用紙の先端の通過を検知することがきる。レジストセンサー７５は、用紙の先端の通過を検知すると、用紙先端通過信号（用紙検知信号）を制御部７１に出力する。制御部７１は、開始信号が操作パネル７４から入力され、且つ用紙先端通過信号がレジストセンサー７５から入力されて所定時間後に第１クラッチ部５１を接続する。即ち、ソレノイド５５（図４参照）を通電することで、モーター６５の回転駆動力はレジストローラー対８へ伝達される。従って、レジストローラー対８の回転駆動によって、用紙は感光体ドラム１１と転写ローラー１８（図１参照）とのニップ部に搬送される。

転写センサー７６は、用紙の後端の通過を検知するものであり、用紙搬送方向に対して転写ローラー１８の下流側直近に配設される。転写センサー７６は、例えばＬＥＤを有する発光部と、フォトダイオードを有する受光部とを備え、用紙の後端が転写センサー７６を通過すると、受光部によって受光していた発光部からの光を受光しなくなり、これによって用紙の後端の通過を検知することがきる。転写センサー７６は、用紙の後端の通過を検知すると、用紙後端通過信号（用紙検知信号）を制御部７１に出力する。制御部７１は、用紙後端通過信号が転写センサー７６から入力されると、第２クラッチ部５２を遮断する。これによって、モーター６５の回転駆動力は現像器１４へ伝達されない。さらに、制御部７１は第２クラッチ部５２を遮断後、第１クラッチ部５１を遮断する。即ち、ソレノイド５５（図４参照）を非通電とすることで、モーター６５の回転駆動力がレジストローラー対８へ伝達されない。従って、現像器１４及びレジストローラー対８は回転を停止する。尚、レジストセンサー７５及び転写センサー７６は、発光部を設けずに用紙表面から反射光のみを受光する受光部を設けて、受光部によって用紙の検知を行ってもよく、或いはカンチレバーを直接用紙に突き当てて用紙の検知を行ってもよい。

制御部７１は、印刷時、図６に示すフローチャートに基づいてモーター６５の駆動を制御し、また第１及び第２クラッチ部５１、５２の断続を制御する。また、制御部７１は、逆回転モード時、図７に示すフローチャートに基づいてモーター６５の駆動を制御し、また第１及び第２クラッチ部５１、５２の断続を制御する。

図６に示すように、ステップ１で画像形成装置１の電源がオンされたとき、第１クラッチ部５１及び第２クラッチ部５２は遮断された状態にある。

ステップ２では操作パネル７４から印刷の指示が行われると、開始信号が入力される。ステップ３では開始信号の入力に基づいて、第２クラッチ部５２が接続され、さらにステップ４で開始信号に基づいてモーター６５が第１の方向に回転駆動する。モーター６５の第１の方向への回転駆動及び第２クラッチ部５２の接続によって、フィードローラー６及び中間搬送ローラー７が回転駆動し、また感光体ドラム１１と現像器１４及び転写ローラー１８が回転駆動し、さらに定着部１０が回転駆動するが、レジストローラー対８は回転を停止している。

また、開始信号の入力に基づいて、静電潜像が感光体ドラム１１上に形成され、さらに現像器１４によってトナー像が感光体ドラム１１上に形成されるとともに、用紙がフィードローラー６及び中間搬送ローラー７によって給紙カセット２からレジストローラー対８へ搬送される。

ステップ５では、用紙の先端がレジストローラー対８に到着したとき、レジストセンサー７５が用紙を検知し、レジストセンサー７５から制御部７１に用紙先端通過信号が入力される。

ステップ６では、感光体ドラム１１上でのトナー像形成のタイミングに合わせて用紙先端通過信号の入力から所定時間後に、第１クラッチ部５１を接続する。第１クラッチ部５１の接続によって、レジストローラー対８が回転駆動する。用紙がレジストローラー対８から転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部で感光体ドラム１１上のトナー像が用紙上に転写される。

ステップ７では、トナー像を転写された用紙が転写ニップ部を通過し、用紙の後端が転写センサー７６を通過したとき、転写センサー７６が用紙を検知し、転写センサー７６から制御部７１に用紙後端通過信号が入力される。

ステップ８では、用紙後端通過信号の入力に基づいて、第２クラッチ部５２を遮断する。第２クラッチ部５２の遮断によって、現像器１４は回転を停止する。ステップ９では、用紙後端通過信号の入力から所定時間後（現像器１４の回転停止後）、第１クラッチ部５１を遮断する。第１クラッチ部５１の遮断によって、レジストローラー対８は回転を停止する。その後、トナー像を転写した用紙は定着部１０によって定着処理され、さらに画像形成された用紙は、排出ローラー対２１によって排紙部３に排出される。

図７に示すように、逆回転モードは、所定の印刷枚数になった場合、或いは操作パネル７４から逆回転モードが指示された場合、非印刷時に実行される。

ステップ１では、画像形成装置１の電源がオンされ、画像形成が行われていないとき、第１クラッチ部５１及び第２クラッチ部５２は遮断された状態になる。

ステップ２では、逆回転モードが入力される。制御部７１は、印刷枚数を計数し、所定の印刷枚数に到達した場合、逆回転モード信号が入力される。或いは、操作パネル７４に逆回転モードが設けられ、ユーザーが逆回転モードを指示することで逆回転モード信号が入力される。

ステップ３では逆回転モード信号の入力に基づいて、第１クラッチ部５１を接続し、またステップ４では、第１クラッチ部５１の接続後、所定の時間が経過して、第２クラッチ部５２を接続する。尚、第１クラッチ部５１及び第２クラッチ部５２は同時に接続してもよい。

ステップ５では、第１クラッチ部５１及び第２クラッチ部５２の接続後、モーター６５を第２の方向に回転駆動させる。モーター６５の第２の方向への回転駆動と、第１及び第２クラッチ部５１、５２の接続によって、搬送部６０のレジストローラー対８等のすべてのローラー等の部材が回転駆動し、また画像形成部９の現像ローラー２６等のすべてのローラー等の部材が回転駆動し、さらに定着部１０が回転駆動する。各ローラー等の部材は画像形成時と逆方向に回転する。

現像ローラー２６が画像形成時と逆方向に回転することで、現像ローラー２６と規制ブレード２１（図２参照）との間の紙粉等の異物や現像ローラー２６上の異物が現像ローラー２６上から取り除かれる。

ステップ６では、逆回転の開始から所定時間の経過後、つまりモーター６５が所定量回転すると、モーター６５の回転を停止する（ステップ７）。第１及び第２クラッチ部５１、５２が夫々接続された状態でモーター６５が回転駆動している場合、画像形成部９のローラー等の部材の回転駆動トルクがモーター６５に作用するとともに、搬送部６０のローラーの回転駆動トルクがモーター６５に作用する。この状態において、モーター６５の回転を停止させると、モーター６５に画像形成部９や搬送部６０の各ローラーを回転させる駆動トルクに対応する負荷がかかる。現像容器２２内のトナー量に応じてモーター６５にかかる負荷は変動するが、画像形成部９や搬送部６０の駆動トルクに対応するモーター６５への負荷は、トナー量に応じた負荷に比べると大きく、また一定となる。このような負荷がモーター６５に作用することで、現像ローラー２６が逆方向に回転した後、過不足なく所定の位置で正確に停止するため、トナーが現像器１４外に漏れ出ることがない。尚、現像ローラー２６が逆方向に１回転する前に、モーター６５の回転を停止させることが好ましい。さらに、現像ローラー２６を逆方向に４０〜５０°の範囲で回転させた後、モーター６５の回転を停止させることが一層好ましい。

ステップ８では、第１クラッチ部５１を遮断し、またステップ９では、第１クラッチ部５１の遮断後、所定の時間が経過して、第２クラッチ部５２を遮断する。尚、第１クラッチ部５１及び第２クラッチ部５２は同時に遮断してもよい。

尚、上記ステップ５において、モーター６５を第２の方向に回転駆動させることで、感光体ドラム１１は画像形成時と逆方向に回転するが、これを避けるために、ドラムギア４７に片方向クラッチ部を設けてもよい。片方向クラッチ部は、例えば、ドラムギア４７の回転軸に設けたラチェット歯と、ドラムギア４７に設けられラチェット歯に係合する爪とで構成される。回転軸が画像形成する方向に回転するとき、爪がラチェット歯に係合し、回転軸の回転力がドラムギア４７に伝達される。一方、回転軸が画像形成時の逆方向に回転するとき、爪がラチェット歯に係合せず、回転軸の回転力がドラムギア４７に伝達されない。このようなラチェット機構によって、モーター６５が第２の方向に回転するとき感光体ドラム１１は回転しないが、モーター６５が第１の方向に回転するとき感光体ドラム１１は回転することになる。

また、定着部１０（加熱ローラー１３、図１参照）にも同様の片方向クラッチ部を設けて、モーター６５が第２の方向に回転するとき定着部１０は回転しないが、モーター６５が第１の方向に回転するとき定着部１０は回転するように構成にしてもよい。

具体的には、片方向クラッチ部はラチェット機構で構成される。定着部１０（加熱ローラー１３）に駆動力を伝達するギア４９（図３参照）には駆動側ラチェット歯（ラチェット歯）が設けられ、また定着部１０側には従動側ラチェット歯（係合部）が設けられ、駆動側ラチェット歯及び従動側ラチェット歯は同数の歯数を有して互いに係脱可能に対向するように構成される。また、駆動側ラチェット歯及び従動側ラチェット歯の一方のラチェット歯は、対向する方向にバネ部材等によって付勢されている。モーター６５が第１の方向に回転する場合、モーター６５の回転駆動力が定着ギア列４８、４９（図３参照）に伝達され、駆動側ラチェット歯が従動側ラチェット歯に係合し、ギア４９の回転力が定着部１０に伝達される。一方、モーター６５が第２の方向に回転する場合、モーター６５の回転駆動力が定着ギア列４８、４９に伝達されるが、駆動側ラチェット歯が従動側ラチェット歯に係合せず、ギア４９の回転力が定着部１０側に伝達されないために、定着部１０は回転しない。

さらに、モーター６５が第２の方向に回転する場合、駆動側ラチェット歯が従動側ラチェット歯を乗り越えて先のラチェット歯に係合する、所謂、歯飛び現象が発生しないように、モーター６５の第２の方向への所定の回転角に対してラチェット歯の歯数が構成される。例えば、現像ローラー２６（図２参照）の逆回転角を４０°とする場合、現像ギア列４５、４６（図３参照）の減速比を５．５６に設定すると、モーター６５の回転角は２２２．４°となる。一方、定着ギア列４８、４９の減速比を１０．４７に設定すると、モーター６５が２２２．４°回転すると、定着ギア列４８、４９に減速されて、ギア４９（駆動側ラチェット歯）は２１．２°回転する。そこで、駆動側ラチェット歯（従動側ラチェット歯）の歯数を８個とすることで、ラチェット歯の円周角ピッチが４５°となり、ラチェット歯の円周角ピッチが駆動側ラチェット歯の回転角（２１．２°）よりも大きくなり、歯飛び現象が発生することがない。従って歯飛びによる騒音は発生しない。

尚、上記構成では、ラチェット機構は、駆動側ラチェット歯をラチェット歯として、従動側ラチェット歯を係合部として構成したが、駆動側ラチェット歯を係合部とし、従動側ラチェット歯をラチェット歯として構成してもよい。また、ラチェット機構は、係合部をラチェット歯の少なくとも１個の歯に係脱する爪状部材で構成して、爪状部材がラチェット歯に係合する方向にバネ部材等で付勢されるようにしてもよい。

また、ラチェット歯の歯飛び現象を発生させない構成は、感光体ドラム１１の駆動力伝達構成に適用してもよい。

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、静電潜像を形成した像担持体に現像ローラーからトナーを供給し像担持体の表面にトナー像を形成する現像器を備えた画像形成装置に利用することができる。

１ 画像形成装置
２ 給紙カセット（給紙部）
６ フィードローラー
８ レジストローラー対
９ 画像形成部
１０ 定着部
１１ 感光体ドラム（像担持体）
１４ 現像器
１８ 転写ローラー（転写手段、転写部）
２６ 現像ローラー
２７ 規制部材
３０ 駆動部
３２ モーターギア
３３〜３８ ギア
３９ フィードギア
４０ レジストギア
４５、４６ 現像ギア列
４７ ドラムギア
４８、４９ 定着ギア列
５１ 第１クラッチ部
５２ 第２クラッチ部
５５ ソレノイド
５５ａ ソレノイド本体
５５ｂ 出力軸
５６ 係止爪
５７ バネ部材
６０ 搬送部
６５ モーター（駆動源）
６６ 搬送ギア列
７１ 制御部
７２ モーター駆動回路
７４ 操作パネル
７５ レジストセンサー
７６ 転写センサー

Claims (7)

1. 静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体に現像ローラーからトナーを供給し前記像担持体の表面にトナー像を形成する現像器と、該現像器により形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを含み、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に記録する画像形成部と、
   給紙部に収容された記録媒体を送出し、前記給紙部により送出された記録媒体を前記画
   像形成部へ搬送する搬送部と、
   該搬送部及び前記画像形成部の前記現像ローラーを含む各ローラーを回転させるために第１の方向或いは第１の方向の逆方向である第２の方向に回転する駆動源と、
   該駆動源から前記搬送部への回転駆動力を断続させる第１クラッチ部と、
   前記駆動源から前記画像形成部への回転駆動力を断続させる第２クラッチ部と、
   前記駆動源の回転駆動を制御するとともに前記第１及び第２クラッチ部の断続を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、記録媒体の搬送及び画像形成を実行する印刷時、前記駆動源を第１の方向に回転駆動させて前記第１及び第２クラッチ部を夫々断続させ、非印刷時、前記第１及び第２クラッチ部を夫々接続した状態で前記駆動源を第２の方向に所定量だけ回転駆動させた後、前記駆動源の回転駆動を停止させる逆回転モードを実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、逆回転モード時、前記駆動源の第２の方向への回転駆動によって前記現像ローラーが１回転する前に、前記駆動源の回転駆動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記搬送部は、前記画像形成部での画像形成のタイミングに合わせて前記画像形成部への記録媒体の搬送のタイミングを調整するレジストローラー対を有し、
   前記第１クラッチ部は、前記レジストローラー対への回転駆動力を断続することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２クラッチ部は前記現像ローラーへの回転駆動力を断続することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体は、第１の方向への回転駆動力を伝達する一方、第２の方向への回転駆動力を伝達しない片方向クラッチ部に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記駆動源によって加熱部材が回転させられる定着部を備え、
   前記加熱部材は、第１の方向への回転駆動力を伝達する一方、第２の方向への回転駆動力を伝達しない片方向クラッチ部に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記片方向クラッチ部は、ラチェット歯と該ラチェット歯に係脱可能な係合部とを有するラチェット機構で構成され、
   前記駆動源が第１の方向に回転した場合、前記ラチェット歯は前記係合部に係合し、第１の方向への回転駆動力が前記ラチェット機構から前記像担持体或いは前記定着部に伝達される一方、前記駆動源が第２の方向に回転した場合、前記ラチェット歯は前記係合部に係合せず、第２の方向への回転駆動力が前記ラチェット機構から前記像担持体或いは前記定着部に伝達されることがないとともに、前記駆動源の第２の方向への所定量の回転に対して、前記ラチェット歯が前記係合部を乗り越えて回転しないように前記ラチェット歯の歯数が構成されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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