JP5779565B2

JP5779565B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5779565B2
Application number: JP2012222663A
Authority: JP
Inventors: 英俊村尾
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2032-10-05
Also published as: JP2013097378A

Description

本発明の実施形態は、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとを備えた画像形成装置に関する。

従来、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとの切替機構を備えた画像形成装置がある。この切替機構は、ドラム駆動部、現像駆動部の夫々に備えられる。モノクロ印刷モードの場合にＢｋ（ブラック）出力軸のみに駆動力を伝え、カラー印刷モードの時には、Ｂｋ，Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の夫々の出力軸に駆動力を伝える。

このような画像形成装置では、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとを検知するためのセンサと、このセンサの検知結果に基づき切り替え動作を行なうモータとを備える。センサとモータにより、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとの切り替えを行うことができる。
しかしながらこのセンサとモータは、夫々、ドラム駆動部と現像駆動部に１つ以上設けられる。そのため、モータおよびセンサは、夫々２つ以上必要であり、コストが上がってしまうという問題点がある。

特開２００５−７０５９６公報

本発明が解決しようとする課題は、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとの切り替えを１つのモータおよび１つのセンサで行うことを可能とする画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、実施形態の画像形成装置は、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードを備えた画像形成装置であって、黒用感光体ドラムを含む複数のカラー用感光体ドラムを駆動するドラム駆動ユニットと、前記ドラム駆動ユニットよりも下方に設けられ、黒用現像ローラを含む複数のカラー用現像ローラを駆動する現像駆動ユニットと、前記ドラム駆動ユニットと前記現像駆動ユニットとを連結し、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとで駆動する前記ドラム駆動ユニットと前記現像駆動ユニットとを切替る切替機構ユニットと、制御部と、を有し、前記切替機構ユニットは、一つのモータと、前記モータの動作に伴って上下方向に移動可能に構成され、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとで異なる位置をとるプレートと、上下方向とは異なる方向に延びる前記ドラム駆動ユニットを切替るための第１の切替軸と、上下方向とは異なる方向に延びる前記現像駆動ユニットを切替るための第２の切替軸と、前記ドラム駆動ユニットと協働して前記複数のカラー用感光体ドラムを連結駆動可能な位置にあって、前記プレートの背面でかつ前記第１の切替軸上に設けられた、互いに係合又は係合解除可能な第１のドラム駆動軸継手と第２のドラム駆動軸継手とを有し、前記プレートの移動に同期して前記第１のドラム駆動軸継手と前記第２のドラム駆動軸継手とが係合解除するドラム駆動軸継手と、前記現像駆動ユニットと協働して前記複数のカラー用現像ローラを連結駆動可能な位置にあって、前記プレートの背面でかつ前記第２の切替軸上に設けられた、互いに係合又は係合解除可能な第１の現像軸継手と第２の現像軸継手とを有し、前記プレートの移動に同期して第１の現像軸継手と第２の現像軸継手とが係合解除する現像駆動軸継手と、前記プレートがカラー印刷モード用の位置にあるかモノクロ印刷用モード用の位置にあるかを検知する一つのセンサと、を有し、前記制御部は、カラー印刷かモノクロ印刷かの命令と、前記センサの検出結果に伴い、前記プレートをモノクロ印刷モード又はカラー印刷モードに応じた位置に移動させることにより、カラー印刷モードにおいて前記第１のドラム駆動軸継手と前記第２の駆動軸継手および前記第１の現像駆動軸継手と前記第２の現像駆動軸継手とを係合し、モノクロ印刷モードにおいて前記第１のドラム駆動軸継手と前記第２の駆動軸継手および前記第１の現像駆動軸継手と前記第２の現像駆動軸継手とを係合解除するよう制御することを特徴とする。

本実施形態の画像形成装置を示す断面図。図１に示す画像形成装置の画像形成部本体を示す外観斜視図。図２に示す画像形成部本体の内部構成を示す説明図。本実施形態の画像形成装置の切替機構ユニットを説明するための概略説明図。図４に示す切替機構ユニットのモノクロ印刷モードのときの状態を表す図であり、（ａ）はドラム駆動軸継手、（ｂ）は現像駆動軸継手の説明図。本実施形態の画像形成装置のモノクロ印刷モード時の切替機構ユニットを説明する図であり、（ａ）は切替機構ユニットに設けられた切替ギアを示し、（ｂ）は切替機構ユニットを示す説明図。本実施形態の画像形成装置のカラー印刷モード時の切替機構ユニットを説明する図であり、（ａ）は切替機構ユニットに設けられた切替ギアを示し、（ｂ）は切替機構ユニットを示す説明図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１は、実施形態の画像形成装置（ＭＦＰ、Ｍｕｌｔｉ−ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ）１０１の概略を示す。

画像形成装置１０１は、出力すべき画像情報を、例えば“ハードコピー”または“プリントアウト”と称されるトナー像がシート媒体に定着する状態の“出力画像”として出力する画像形成部本体１、画像形成部本体１が形成したトナー像の出力に用いる任意サイズの用紙（出力媒体）を供給可能な用紙供給部３、画像形成部本体１が画像形成する対象である画像情報を、画像情報を保持した読み取り対象物（以下、原稿と称する）から画像データとして取り込む画像読取部５を含む。

画像読取部５は、詳述しないが、原稿を支持する原稿テーブル（原稿ガラス）５ａと、原稿の画像情報を画像データに変換する画像センサ、例えばＣＣＤセンサと、詳述しないが、原稿の画像情報を光の明暗としてＣＣＤセンサの図示しない受光面に案内する光学要素を含む。画像読取部５は、説明を省略する照明装置からの照明光を原稿テーブル５ａにセットされた原稿に照射して得られる反射光を、ＣＣＤセンサで画像信号に変換する。

画像形成部本体１は、潜像を保持する第１〜第４の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが保持する潜像に現像剤、すなわちトナーを供給して現像する第１〜第４の現像装置１３ａ〜１３ｄ、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが保持するトナーの像を順に保持する転写ベルト１５、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに残るトナーを個々の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄから取り除くクリーナ１７ａ〜１７ｄ、転写ベルト１５が保持するトナー像を、トナー像を保持して出力するシート状の媒体、例えば用紙あるいは透明な樹脂シートであるＯＨＰシート等に転写する転写装置１９、転写装置１９による転写によりトナー像が移動したシート媒体にトナー像を固定する定着装置２３および感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに潜像を形成する露光装置２１等を含む。

第１〜第４の現像装置１３ａ〜１３ｄは、減法混色によりカラー画像を得るために用いるＹ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＢｋ（ブラック）の任意の色のトナーを収容し、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのそれぞれが保持する潜像を、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢｋの対応する色で可視化する。各色の順は、画像形成プロセスやトナーの特性に応じて、所定の順に決定する。

転写ベルト１５は、第１〜第４の感光体ドラム（Ｙ）１１ａ〜１１ｄおよび対応する現像装置１３ａ〜１３ｄが形成した各色のトナー像を、トナー像の形成の順に保持する。

用紙供給部３は、トナー像が移動するためのシート媒体を、所定のタイミングで、転写装置１９に供給する。

複数のカセットスロット３１に位置する詳述しないカセットは、任意のサイズのシート媒体を収容する。詳述しない画像形成動作に応じ、ピックアップローラ３３が対応するカセットからシート媒体を取り出す。シート媒体のサイズは、画像形成に際して要求のある倍率および画像形成部本体１が形成するトナー像の大きさに対応する。

分離機構３５は、ピックアップローラ３３がカセットから取り出すシート媒体が２枚以上になることを阻止する（１枚に分離する）。

複数の搬送ローラ３７は、分離機構３５が１枚に分離したシート媒体をアライニングローラ３９に向けて送る。

アライニングローラ３９は、転写装置１９が転写ベルト１５からトナー像を転写する（トナー像が（転写位置で）移動する）タイミングに合わせて、シート媒体を転写装置１９と転写ベルト１５が接する転写位置に送る。

定着装置２３は、画像情報に対応するトナー像をシート媒体に定着し、画像出力（ハードコピーまたはプリントアウト）として、画像読取部５と画像形成部本体１との間の空間に位置するストック部５１に送る。

転写ベルト１５は、転写ベルト１５に残るトナー（以下余剰（廃）トナーと称する）を保持し、ベルト面の移動に従い、所定位置に、廃（余剰）トナーを移動する。転写ベルト１５と所定の位置で接するベルトクリーナ４１は、転写ベルト１５のベルト面が保持する廃トナーを転写ベルト１５から除去する。

上記説明は、カラー原稿のコピー動作について説明したが、モノクロ原稿のコピーの場合は、画像形成部本体１のモノクロ画像を形成する第１の感光体ドラム１１ａおよび第１の現像装置１３ａが動作する。

続いて図２および図３を用いて、画像形成装置１０１が含むドラム駆動ユニット１０、現像駆動ユニット１２および切替機構ユニット６０の機構と動作について説明をする。

切替機構ユニット６０は、図３に示すドラム駆動軸継手６２と現像駆動軸継手６４とを中継するユニットであり、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとの切り替えを行う。

ドラム駆動ユニット１０と現像駆動ユニット１２は夫々、切替機構ユニット６０に設けられたドラム駆動軸継手６２および現像駆動軸継手６４を備える。ドラム駆動軸継手６２および現像駆動軸継手６４が夫々、係合と係合の解除とを行うことにより、ドラム駆動ユニット１０と現像駆動ユニット１２の連結および連結解除が行われる。

まずドラム駆動ユニット１０について説明をする。ドラム駆動ユニット１０は、４つの画像形成ユニットの第１ないし第４の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが、切替機構ユニット６０に切替モータ６８から得た駆動力により回転される機構を備える。モノクロ印刷モードでは、例えば、第１の感光体ドラム（Ｂｋ）１１ａのみが回転する。カラー印刷モードでは第１の感光体ドラム１１ａと連携して、第２ないし第４の感光体ドラム１１ｂ〜１１ｄも回転する。

モノクロ印刷モードの場合、図４に示す第１のドラム駆動軸継手６２ａと第２のドラム駆動軸継手６２ｂとが係合していない。この場合、第１の感光体ドラム（Ｂｋ）１１ａのみに切替モータ６８の駆動力が伝達され、第１の感光体ドラム（Ｂｋ）１１ａのみが回転する。

カラー印刷モードの場合、第１のドラム駆動軸継手６２ａと第２のドラム駆動軸継手６２ｂとが係合している。この場合、第１のドラム駆動軸継手６２ａは、第１の感光体ドラム（Ｂｋ）１１ａに切替モータ６８の駆動力を伝達し、それと共に、第２のドラム駆動軸継手６２ｂは、第２の感光体ドラム（Ｃ）１１ｂに、切替モータ６８の駆動力を伝達する。

第２の感光体ドラム（Ｃ）１１ｂに伝達された駆動力は、図３に示すように第１のサブギア７１ａを介して第３の感光体ドラム（Ｍ）１１ｃに伝達され、第３の感光体ドラム（Ｍ）１１ｃが回転する。第３の感光体ドラム（Ｍ）１１ｃに伝達された駆動力は、第２のサブギア７１ｂを介して第４の感光体ドラム（Ｙ）１１ｄに伝達され、第４の感光体ドラム（Ｙ）１１ｄが回転する。

このようにして、カラー印刷モードの場合、第１のドラム駆動軸継手６２ａと第２のドラム駆動軸継手６２ｂとが係合して連動することにより、第１ないし第４の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが回転する。

第１のドラム駆動軸継手６２ａと第２のドラム駆動軸継手６２ｂとが係合した状態であるドラム駆動軸継手６２と、第１のサブギア７１ａと、第２のサブギア７１ｂは、第１ないし第４の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの夫々に、回転位相の差が発生しないように組み立てられる。

続いて現像駆動ユニット１２について説明をする。現像駆動ユニット１２は、第１〜第４現像装置１３ａ〜１３ｄのそれぞれの第１〜第４の現像ローラ１４ａ〜１４ｄを回転する機構を備える。

第１の現像装置１３ａの第１の現像ローラ１４ａは、切替機構ユニット６０に設けられた切替モータ６８により回転される。なお、不図示のＲＡＭに一時的に保持された黒画像データが露光装置２１に転送された時点から所定時間経過（黒画像露光終了）後に、不図示の制御部からの指示（制御コマンド）に応じて黒現像位置から所定の待避位置に、第１の現像装置１３ａが待避される。

カラー印刷モードの場合も同様に、切替モータ６８により、第１の現像装置１３ａの第１の現像ローラ１４ａが回転される。第１の現像ローラ１４ａの回転が現像駆動軸継手６４により中継されて第４の現像装置１３ｄの現像ローラ１４ｂが回転され、第３のサブギア７２ａにより、第３の現像装置１３ｃの現像ローラ１４ｃが回転され、第３のサブギア７２ｂにより第４の現像装置１３ｄの現像ローラ１４ｄが回転される。

続いて図４ないし図７を用いて切替機構ユニット６０について説明をする。切替機構ユニット６０は、図３に示すドラム駆動ユニット１０と現像駆動ユニット１２とを中継し、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとの切り替えを行う。ドラム駆動ユニット１０と、現像駆動ユニット１２のギア列には、不図示のモノクロ印刷モードとカラー印刷モードとを切り替えるための不図示の切替軸が、夫々設けられている。切替軸上には、ドラム駆動軸継手６２および現像駆動軸継手６４が設けられる。

ドラム駆動軸継手６２は第１のドラム駆動軸継手６２ａと第２のドラム駆動軸継手６２ｂとが係合したものである。図５（ａ）は第１のドラム駆動軸継手６２ａと第２のドラム駆動軸継手６２ｂとの係合が解除されたときの状態を表す図である。第１のドラム駆動軸継手６２ａと第２のドラム駆動軸継手６２ｂとの間にはドラム駆動連結解除バネ７４が設けられている。係合が解除されたとき、ドラム駆動連結解除バネ７４によって、第１のドラム駆動軸継手６２ａと第２のドラム駆動軸継手６２ｂとが、押し戻される。
現像駆動軸継手６４は第１の現像駆動軸継手６４ａと第２の現像駆動軸継手６４ｂとが係合したものである。図５（ｂ）は第１の現像駆動軸継手６４ａと第２の現像駆動軸継手６４ｂとの係合が解除されたときの状態を表す図である。第１の現像駆動軸継手６４ａと第２の現像駆動軸継手６４ｂとの間には現像駆動連結解除バネ７５が設けられている。係合が解除されたとき、現像駆動連結解除バネ７５によって、第１の現像駆動軸継手６４ａと第２の現像駆動軸継手６４ｂとが押し戻される。

切替機構ユニット６０（図４参照）は、中継部材６９を備えたプレート６６と、中継部材６９と噛み合い、クランク機構によりプレート６６をスライドさせる切替ギア６７とを備える。プレート６６はドラム駆動軸継手６２および現像駆動軸継手６４と同期して動作する。

切替モータ６８の直下に設けられた夫々の切替ギア６７を回転させ、切替ギア６７に繋がる中継部材６９と中継部材６９に繋がるプレート６６とをクランク機構を利用し上下方向に動作させる。このクランク機構は１方向にのみ回転する。

ドラム駆動軸継手６２および現像駆動軸継手６４の動作は、切替機構ユニット６０に設置した１つのセンサ（不図示）の検知結果の出力に基づいて、図示しないＣＰＵを含む制御部からの動作指示により行われる。このセンサはモノクロ印刷モードとカラー印刷モードとを検知する。センサによる検知結果に基づき、カラー印刷モードにする信号が本体から出た場合にセンサがモノクロ印刷モードと検知している場合にはモータを動作させ、センサがカラー印刷モードと検知している場合にはモータを動作させない。モノクロ印刷モードにする信号が本体から出た場合にセンサがカラー印刷モードと検知している場合にはモータを動作させ、センサがモノクロ印刷モードと検知している場合にはモータを動作させない。

モノクロ印刷モードにするという命令が本体から来た場合に、切替機構部品プレート６６がカラー印刷モードであった場合にプレート６６は矢印Ａ方向にスライドする。このときの切替ギア６７の位相は０度である。

図７に示すように、カラー印刷モードにするという命令が本体から来た場合に、切替機構部品プレート６６がモノクロ印刷モードであった場合にプレート６６は矢印Ｂ方向にスライドする。このときの切替ギア６７の位相は１８０度である。
プレート６６は矢印Ａとは逆の矢印Ｂ方向にスライドする。これにより、プレート６６の裏に設置している第１のドラム駆動軸継手６２ａが第２のドラム駆動軸継手６２ｂ側に係合され、モノクロ駆動ギア列７０ａとカラー駆動ギア列７０ｂとが連結される。

カラー印刷モードのとき、プレート６６は、ドラム駆動軸継手６２と現像駆動軸継手６４を動作させる。ドラム駆動軸継手６２と現像駆動軸継手６４は、切替機構のフレームの勾配をスライドして上昇し、前後に移動する。

以上のことにより、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとの切り替えを１つのモータおよび１つのセンサで行うことが可能となる。これによりコストを削減することができる。

さらには、切り替え動作に１方向回転方向のクランク機構を用いることにより、モータを正転、逆転させなくとも良い。そのためモータを正転時から逆転時に切り替える際に機構部品が噛んでモータがロックしてしまう危険性を回避することができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・ドラム駆動ユニット
１１ａ・・・黒用感光体ドラム（第１の感光体ドラム）
１１ｂ〜１１ｄ・・・カラー用感光体ドラム（第２〜第４の感光体ドラム）
１２・・・現像駆動ユニット
１４ａ・・・黒用現像ローラ（第１の現像ローラ）
１４ｂ〜１４ｄ・・・カラー用現像ローラ（第２〜第４の現像ローラ）
６０・・・切替機構ユニット
６２・・・ドラム駆動軸継手
６２ａ・・・第１のドラム駆動軸継手
６２ｂ・・・第２のドラム駆動軸継手
６４・・・現像駆動軸継手
６４ａ・・・第１の現像駆動軸継手
６４ｂ・・・第１の現像駆動軸継手
６８・・・モータ（切替モータ）
６９・・・中継部材
７４・・・ドラム駆動連結解除バネ
７５・・・現像駆動連結解除バネ
１０１・・・画像形成装置

Claims

モノクロ印刷モードとカラー印刷モードを備えた画像形成装置であって、
黒用感光体ドラムを含む複数のカラー用感光体ドラムを駆動するドラム駆動ユニットと、
前記ドラム駆動ユニットよりも下方に設けられ、黒用現像ローラを含む複数のカラー用現像ローラを駆動する現像駆動ユニットと、
前記ドラム駆動ユニットと前記現像駆動ユニットとを連結し、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとで駆動する前記ドラム駆動ユニットと前記現像駆動ユニットとを切替る切替機構ユニットと、
制御部と、を有し、
前記切替機構ユニットは、
一つのモータと、
前記モータの動作に伴って上下方向に移動可能に構成され、モノクロ印刷モードとカラー印刷モードとで異なる位置をとるプレートと、
上下方向とは異なる方向に延びる前記ドラム駆動ユニットを切替るための第１の切替軸と、
上下方向とは異なる方向に延びる前記現像駆動ユニットを切替るための第２の切替軸と、
前記ドラム駆動ユニットと協働して前記複数のカラー用感光体ドラムを連結駆動可能な位置にあって、前記プレートの背面でかつ前記第１の切替軸上に設けられた、互いに係合又は係合解除可能な第１のドラム駆動軸継手と第２のドラム駆動軸継手とを有し、前記プレートの移動に同期して前記第１のドラム駆動軸継手と前記第２のドラム駆動軸継手とが係合解除するドラム駆動軸継手と、
前記現像駆動ユニットと協働して前記複数のカラー用現像ローラを連結駆動可能な位置にあって、前記プレートの背面でかつ前記第２の切替軸上に設けられた、互いに係合又は係合解除可能な第１の現像軸継手と第２の現像軸継手とを有し、前記プレートの移動に同期して第１の現像軸継手と第２の現像軸継手とが係合解除する現像駆動軸継手と、
前記プレートがカラー印刷モード用の位置にあるかモノクロ印刷用モード用の位置にあるかを検知する一つのセンサと、を有し、
前記制御部は、カラー印刷かモノクロ印刷かの命令と、前記センサの検出結果に伴い、前記プレートをモノクロ印刷モード又はカラー印刷モードに応じた位置に移動させることにより、カラー印刷モードにおいて前記第１のドラム駆動軸継手と前記第２の駆動軸継手および前記第１の現像駆動軸継手と前記第２の現像駆動軸継手とを係合し、モノクロ印刷モードにおいて前記第１のドラム駆動軸継手と前記第２の駆動軸継手および前記第１の現像駆動軸継手と前記第２の現像駆動軸継手とを係合解除するよう制御することを特徴とする画像形成装置。