JP7259603B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
筐体からのドロワの着脱経路と干渉することがない。
離間機構は、第1カム部を有するカムと、筐体に設けられた支持軸と、支持軸と係合し、支持軸の軸方向に沿って突出位置と待機位置との間でスライド移動可能であるとともに、支持軸の軸周りに作動位置と非作動位置との間で回動可能なカムフォロワであって、第1カム部に接触可能な接触部と支持軸から離れる方向に延びるアームを有するカムフォロワと、カバーの開閉に連動して移動可能であり、リリース係合部を有するリリース部材と、を備える。
リリース部材は、カバーが閉鎖位置から開放位置に移動するときに、リリース係合部がアームに接触してカムフォロワを作動位置から非作動位置へ回動させる。
カムフォロワは、作動位置にある場合は、カムが回転するにつれて、接触部が第1カム部に案内されて突出位置と待機位置との間でスライド移動可能である。そして、カムフォロワは、突出位置にある場合は、第2開口に入って現像カートリッジを押圧し現像ローラを離間位置に位置させ、待機位置にある場合は、第2開口から抜けて現像ローラを接触位置に位置させる。一方、カムフォロワは、非作動位置にある場合は、接触部が第1カム部に案内されず、カムの回転とは無関係に待機位置に維持される。
この場合、カムは、センサによって検出される被検出部を有し、制御部は、カバーが前記開放位置から前記閉鎖位置に移動した場合に、カムの回転を開始させ、センサが被検出部を2回検出した後、3回検出する前にカムの回転を停止させることができる。
ストッパは、カバーが開放位置から閉鎖位置に移動したときに、カムフォロワが作動位置に位置する場合に、リリース係合部とストッパの間にアームが位置するように配置され、モータが逆回転する場合に、アームと接触してカムフォロワの作動位置から非作動位置への回動を規制することができる。そして、ストッパは、カバーが開放位置から閉鎖位置に移動したときに、カムフォロワが非作動位置に位置する場合に、第1バネの付勢力によりカムフォロワが作動位置に向けて回動させられると、アームに押されることにより揺動し、カムフォロワの非作動位置から作動位置に向けての回動を許容することが望ましい。
画像形成装置は、第2レバーを1つの要素に向けて揺動させる方向に付勢する第3バネをさらに備え、第2レバーが1つの要素に係合している状態において、モータが逆回転し、第1レバーが第2カム部に押されると、第1レバーが第2バネの付勢力に抗して第2レバーに対して相対的に揺動する構成とすることもできる。
カム150は、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。
具体的に、カムフォロワ170は、図17(a),(b)に示す、接触部172が第1カム部152の端面に接触可能な作動位置と、図18(a),(b)に示す、第1カム部152の端面に接触不可能な非作動位置との間で回動可能である。カムフォロワ170は、非作動位置においては、回転軸線方向から見て第1カム部152と重ならない位置に配置される。
また、カムフォロワ170は、作動位置にある場合は、カム150の第1カム部152の端面であるカム面152Fに接触するので、カム150が回転するにつれて第1カム部152に案内されて、図4(b)に示す、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。
一方、カムフォロワ170は、カバー11が開放位置から閉鎖位置に移動することに伴うリリース部材180の移動により非作動位置にある場合は、接触部172が第1カム部152に案内されず、カム150の回転とは無関係に待機位置に維持される。
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。本実施形態では、第2突出部63Bは、第1突出部63Aの上方に配置されている。
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。
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、ドロワ90の被当接部94に当接して、現像カートリッジ60(60Y,60M,60C,60K)をシートSの移動方向に平行な方向へ向けて付勢し、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、第2方向における感光ドラム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をドロワ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、ドロワ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。
このようにして、離間機構は、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を、接触位置から離間位置に移動させるときに、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。
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152は、現像ローラ61の離間機構を構成する、円板部151から突出した部分である。第1カム部152は、回転軸線方向における端面にカム面152Fを有する。
カム面152Fは、第1保持面F1と、第2保持面F2と、第1案内面F3と、第2案内面F4とを有する。
第1保持面F1は、カムフォロワ170を待機位置に保持する。
第2保持面F2は、カムフォロワ170を突出位置に保持する。
第1案内面F3は、第1保持面F1と第2保持面F2を繋ぐ、第1保持面F1に対して傾斜した面である。第1案内面F3は、カム150が回転するにつれてカムフォロワ170を第1保持面F1から第2保持面F2に案内する。
第2案内面F4は、第2保持面F2と第1保持面F1を繋ぐ、第1保持面F1に対して傾斜した面である。第2案内面F4は、カム150が回転するにつれてカムフォロワ170を第2保持面F2から第1保持面F1に案内する。
なお、図10および図16から図23において、第1カム部152に付したドットハッチは、第2保持面F2を表す。
スライド軸部171は、筐体10に固定された支持軸179にスライド移動可能に支持されて、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、第1カム部152のカム面152Fに対向し、カム面152Fに接触可能である。
アーム173は、支持軸179およびスライド軸部171から離れる方向に延びている。アーム173は、スライド軸部171から、接触部172とは異なる方向、本実施形態では、一例として下方に延びている。
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。
筐体10には、ブラックとシアンに対応して、センサの一例としての離間センサ4C,4Kが設けられている。
離間センサ4C,4Kは、カム150C,150Kの位相の原点を検知可能な位相センサである。離間センサ4C,4Kは、カム150C,150Kが、第3現像ローラ61C、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離間信号を出力し、カム150C,150Kが所定の位相範囲に位置しない場合に離間信号を出力しない。本実施形態においては、便宜上、離間信号を出力する場合をONと呼び、離間信号を出力しない場合をOFFと呼ぶ。離間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。
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に駆動力を伝達する駆動伝達機構100とを備えている。前記した離間機構の一部であるカム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、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。
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。
YMCクラッチ140Aは、例えば、電磁クラッチであり、通電すること(ONとする)により、大径ギヤ140Lと小径ギヤ140Sが一体に回転し、通電を止めると(OFFとする)、大径ギヤ140Lが空転して小径ギヤ140Sが回転しない。
また、マゼンタのカム150Mは、イエローのカム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、シアンのカム150Cは、マゼンタのカム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。
そして、YMCクラッチ140Aに通電することにより、カム150Y,150M,150Cは同時に回転し、YMCクラッチ140Aの通電を止めることにより、カム150Y,150M,150Cは、ともに停止する。
そして、Kクラッチ140Kに通電することにより、カム150Kは回転し、Kクラッチ140Kの通電を止めることにより、カム150Kは停止する。
図7に示すように、リリース部材180は、カバー11を開くのに連動してカップリング軸119を回転軸線方向に移動させるともに、カムフォロワ170を作動位置から非作動位置へ移動させる部材である。
リリース係合部182Aは、作動位置にあるカムフォロワ170のアーム173の後側で上方に突出し、アーム173の後側に位置する。このため、カバー11が閉鎖位置から開放位置に移動するときに、リリース部材180が前方へ直動すると、リリース係合部182Aがアーム173に接触してカムフォロワ170を作動位置から非作動位置へ回動させることが可能となっている。また、カバー11が閉鎖位置に位置する状態において、モータ3を正回転させて第1カム部152が接触部172を案内する場合に、リリース係合部182Aは、アーム173と接触してカムフォロワ170の支持軸179の軸回りの回動を規制する。
図11(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。具体的に、クラッチ120は、一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。
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。
そして、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、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が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。
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であるサンギヤ121、リングギヤ122およびキャリア123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。
第1レバー161は、支持軸102Aの中心軸である揺動軸X2の周りで揺動可能であり、第2カム部153に接触可能である。第1レバー161は、支持軸102Aに嵌合する孔161Bを有する回転支持部161Aと、回転支持部161Aから延びる第1アーム161Cと、回転支持部161Aから第1アーム161Cとは反対側に突出した突起161Dとを有する。
制御部2は、画像形成装置1の全体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。
このため、制御部2は、例えば、図13、図14に示すような処理を行う。
つまり、制御部2は、ステップS111からS114までの処理によって、離間センサ4CがON→OFF→ON→OFFと、2回ONになり、さらにOFFになった後、所定時間経過した時点でカム150(150Y,150M,150C)を停止させる。
なお、ここでは、イエロー、マゼンタ、シアンの3色のカム150等を初期位置に戻す処理について説明したが、ブラックの場合にも、対象とするセンサが離間センサ4Kであり、対象とするクラッチがKクラッチ140Kであるだけであり、同様の処理をすることができるので詳細な説明を省略する。
カバー11が閉鎖位置にあり、画像形成装置1が通常動作をしている場合、カムフォロワ170の接触部172は、図16(a),(b)のように、第1カム部152の第1保持面F1に位置している場合(現像ローラ61が接触位置にある場合)や、図17(a),(b)のように、第2保持面F2に位置している場合(現像ローラ61が離間位置にある場合)がある。いずれの場合であっても、モータ3が正回転してカム150が正回転(図16、図17において時計回りに回転)している場合、接触部172と第1カム部152の間で働く摩擦力は、接触部172を上方に引っ張り上げ、カムフォロワ170を図の反時計回りに付勢するので、カムフォロワ170は、アーム173がリリース係合部182Aに接触することによって姿勢が決まる。
図19(a),(b)のように接触部172が第1カム部152の外周面に当たっている状態から図20(a)に示すように、カム150が逆回転すると、第1カム部152の壁が接触部172から離れた時点で、カムフォロワ170は、第1バネ176の付勢力により非作動位置から作動位置へ、図の反時計回りに回動する。このとき、ストッパ183は、カムフォロワ170のアーム173に押されて下方へ一度揺動する。
2 制御部
3 モータ
4C,4K 離間センサ
10 筐体
10A 第1開口
11 カバー
50 感光ドラム
60 現像カートリッジ
61 現像ローラ
90 ドロワ
91(91L,91R) サイドフレーム
91A 第2開口
100 駆動伝達機構
120 クラッチ
121 サンギヤ
140A YMCクラッチ
140K Kクラッチ
150 カム
152 第1カム部
153 第2カム部
154 被検出部
160 レバー
161 第1レバー
162 第2レバー
169 第3バネ
170 カムフォロワ
171 スライド軸部
172 接触部
173 アーム
176 第1バネ
179 支持軸
180 リリース部材
182A リリース係合部
183 ストッパ
Claims (8)
- 第1開口を有する筐体と、
前記第1開口を閉鎖する閉鎖位置と前記第1開口を開放する開放位置との間で移動可能なカバーと、
前記筐体に対して前記第1開口を通って着脱可能なドロワであって、感光ドラムと、前記感光ドラムの端部を支持する側壁とを有し、前記側壁に第2開口を有するドロワと、
現像ローラを有し、前記ドロワに着脱可能な現像カートリッジと、
前記現像ローラを駆動するモータと、
前記現像ローラを、前記感光ドラムに接触する接触位置と、前記感光ドラムから離間した離間位置との間で移動可能な離間機構と、を備える画像形成装置であって、
前記離間機構は、
第1カム部を有するカムと、
前記筐体に設けられた支持軸と、
前記支持軸と係合し、前記支持軸の軸方向に沿って突出位置と待機位置との間でスライド移動可能であるとともに、前記支持軸の軸周りに作動位置と非作動位置との間で回動可能なカムフォロワであって、前記第1カム部に接触可能な接触部と前記支持軸から離れる方向に延びるアームを有するカムフォロワと、
前記カバーの開閉に連動して移動可能であり、リリース係合部を有するリリース部材と、を備え、
前記リリース部材は、前記カバーが前記閉鎖位置から前記開放位置に移動するときに、前記リリース係合部が前記アームに接触して前記カムフォロワを前記作動位置から前記非作動位置へ回動させ、
前記カムフォロワは、
前記作動位置にある場合は、前記カムが回転するにつれて、前記接触部が前記第1カム部に案内されて前記突出位置と前記待機位置との間でスライド移動可能であり、
前記突出位置にある場合は、前記第2開口に入って前記現像カートリッジを押圧し前記現像ローラを前記離間位置に位置させ、
前記待機位置にある場合は、前記第2開口から抜けて前記現像ローラを前記接触位置に位置させ、
前記非作動位置にある場合は、前記接触部が前記第1カム部に案内されず、前記カムの回転とは無関係に前記待機位置に維持されること
を特徴とする画像形成装置。 - 前記離間機構は、前記カムフォロワを前記突出位置から前記待機位置へ向けて付勢するとともに、前記非作動位置から前記作動位置へ向けて付勢する第1バネをさらに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。
- 前記カムの位相の原点を検出可能なセンサと、
制御部と、をさらに備え、
前記カムは、前記センサによって検出される被検出部を有し、
前記制御部は、
前記カバーが前記開放位置から前記閉鎖位置に移動した場合に、前記カムの回転を開始させ、前記センサが前記被検出部を2回検出した後、3回検出する前に前記カムの回転を停止させることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記カムは、前記第1カム部とともに回転する第2カム部をさらに有し、
前記離間機構は、
前記モータからの駆動力を前記現像ローラに伝達する伝達状態と、前記モータからの駆動力を前記現像ローラに伝達しない切断状態とで切替可能なクラッチと、
前記第2カム部に案内されて揺動するレバーであって、前記クラッチを前記伝達状態と前記切断状態とに切り替え可能なレバーと、をさらに備えることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記カバーが前記閉鎖位置に位置する状態において、前記リリース係合部は、前記モータを正回転させて前記第1カム部が前記接触部を案内する場合に、前記アームと接触して前記カムフォロワの前記支持軸の軸回りの回動を規制することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記リリース部材の直動とともに移動し、前記リリース部材に対して揺動可能なストッパをさらに備え、
前記ストッパは、
前記カバーが前記開放位置から前記閉鎖位置に移動したときに、前記カムフォロワが前記作動位置に位置する場合に、前記リリース係合部と前記ストッパの間に前記アームが位置するように配置され、前記モータが逆回転する場合に、前記アームと接触して前記カムフォロワの前記作動位置から前記非作動位置への回動を規制し、
前記カバーが前記開放位置から前記閉鎖位置に移動したときに、前記カムフォロワが前記非作動位置に位置する場合に、前記第1バネの付勢力により前記カムフォロワが前記作動位置に向けて回動させられると、前記アームに押されることにより揺動し、前記カムフォロワの前記非作動位置から前記作動位置に向けての回動を許容することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記クラッチは、遊星歯車機構を有し、
前記レバーは、前記第2カム部に案内されることにより、前記遊星歯車機構の1つの要素に係合して前記クラッチを前記伝達状態とする伝達位置と、前記1つの要素から離脱して前記クラッチを前記切断状態とする非伝達位置と、の間を揺動可能であること
を特徴とする請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記レバーは、
揺動軸の周りで揺動可能であり、前記第2カム部に接触可能な第1レバーと、
前記揺動軸の周りで揺動可能な第2レバーであって、前記1つの要素に係合可能な第2レバーと、
前記第2レバーに設けられた、前記第2レバーの前記第1レバーに対する一方向の回転を規制する回転規制部と、
前記第2レバーに設けられた前記回転規制部が前記第1レバーに接触することにより前記第1レバーが前記第2レバーに対して回転しないように付勢する第2バネと、を有し、
前記画像形成装置は、前記第2レバーを前記1つの要素に向けて揺動させる方向に付勢する第3バネをさらに備え、
前記第2レバーが前記1つの要素に係合している状態において、前記モータが逆回転し、前記第1レバーが前記第2カム部に押されると、前記第1レバーが前記第2バネの付勢力に抗して前記第2レバーに対して相対的に揺動することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
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