(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体と現像ローラを有する複数のプロセスカートリッジを有するカラー画像形成装置に用いられる駆動装置において、
（i）モータと、
（ii）移動可能に設けられた切換部材と、
（iii）前記現像ローラの回転、停止を制御する複数のクラッチであって、
前記モータからの駆動力を伝達する駆動部品と、
前記現像ローラに前記駆動力を伝達する回転軸と、前記駆動部品とかみ合うことによって同一回転し、前記回転軸の軸方向に移動可能な駆動側係合部品と、
前記回転軸に固定された、前記駆動側係合部品と係合する従動側係合部品と、
前記駆動側係合部品を前記従動側係合部品とかみ合う方向に付勢する弾性部材と、
前記駆動側係合部品を前記軸方向に移動させて、前記駆動側係合部品と前記従動側係合部品との係合、解除をおこなう制御手段であって、前記回転軸周りに回転する、カム部を有するレバー部材を有し、前記切換部材の移動によって前記レバー部材が回動して、前記カム部により前記駆動側係合部品を前記軸方向に移動させる制御手段と、
を有し、
前記駆動側係合部品と前記従動側係合部品は、係合した際にお互いに食い込む方向に傾いた複数の駆動伝達面を有しており、該駆動伝達面は回転中心に対して対称に配置されているクラッチと、
を有し、
前記切換部材を移動させることによって、前記複数のプロセスカートリッジに設けられた複数の前記レバー部材を回動させ、前記現像ローラの回転、停止をおこなうことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記駆動部品を歯車とし、前記駆動側係合部品および前記従動側係合部品を前記歯車に内包した構造とすることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記複数のプロセスカートリッジにおいて、黒色の前記プロセスカートリッジが有する前記カム部と、他色の前記プロセスカートリッジが有する前記カム部の形状を異ならせ、全色のクラッチを連結したフルカラープリント状態と、全色のクラッチを切断した待機状態と、および前記黒色のプロセスカートリッジが有するクラッチのみを連結したモノカラー状態の３つの状態を切換え可能としたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記切換部材に弾性力を付加し、前記駆動側係合部品と前記従動側係合部品との係合が解除する方向に前記複数のクラッチを付勢するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の駆動装置を具備することを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等に用いられる駆動装置及びこれを具備したカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インライン型カラー画像形成装置において、現像剤の浪費の問題を解消するため、電子写真感光体と現像器の回転を別々に制御して現像器の回転を最低限に抑える方法が考えられている。また、インライン特有の複数色の色ズレ対策として、各色独立のモータで感光体の回転を制御する方法が採用されてきている。両者の組み合わせを低コストで実現するためには、各色１つのモータで感光体と現像器を駆動し、現像駆動に回転、停止を制御するクラッチを入れる方法が考えられる。
【０００３】
従来の画像形成装置の現像駆動では、電磁クラッチやバネクラッチを用いていることが多いが、コストが高い、形状が限られる、スリップによる動作不良等の問題があった。
【０００４】
これを回避するための機械式クラッチとして、歯車が公転することで相手歯車と係合、離間する遊星式クラッチがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記遊星式クラッチは、かみ合いの衝撃に起因する歯面摩耗がピッチムラ等の画像不良の原因になる。また、遊星歯車の動作を確実にするための空転トルクによる効率悪化等の問題が生じる。また、駆動の接続、解除の際にモータの正逆回転を伴うため、１つのモータで感光体と現像器を同時に駆動する構成には適さない。
【０００６】
このため、従来のインラインカラー画像形成装置の現像駆動において、感光体を回転している最中でも駆動の断続が可能な、コストや信頼性に優れた機械式のクラッチは使用されていなかった。
【０００７】
そこで本発明は、インラインカラー画像形成装置において特に有効な、駆動側が回転中であっても比較的大きなトルクを確実に断続することが可能な、小型で低コストな機械式クラッチを採用した駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の代表的な構成は、電子写真感光体と現像ローラを有する複数のプロセスカートリッジを有するカラー画像形成装置に用いられる駆動装置において、（i）モータと、（ii）移動可能に設けられた切換部材と、（iii）前記現像ローラの回転、停止を制御する複数のクラッチであって、前記モータからの駆動力を伝達する駆動部品と、前記現像ローラに前記駆動力を伝達する回転軸と、前記駆動部品とかみ合うことによって同一回転し、前記回転軸の軸方向に移動可能な駆動側係合部品と、前記回転軸に固定された、前記駆動側係合部品と係合する従動側係合部品と、前記駆動側係合部品を前記従動側係合部品とかみ合う方向に付勢する弾性部材と、前記駆動側係合部品を前記軸方向に移動させて、前記駆動側係合部品と前記従動側係合部品との係合、解除をおこなう制御手段であって、前記回転軸周りに回転する、カム部を有するレバー部材を有し、前記切換部材の移動によって前記レバー部材が回動して、前記カム部により前記駆動側係合部品を前記軸方向に移動させる制御手段と、を有し、前記駆動側係合部品と前記従動側係合部品は、係合した際にお互いに食い込む方向に傾いた複数の駆動伝達面を有しており、該駆動伝達面は回転中心に対して対称に配置されているクラッチと、を有し、前記切換部材を移動させることによって、前記複数のプロセスカートリッジに設けられた複数の前記レバー部材を回動させ、前記現像ローラの回転、停止をおこなうことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る駆動装置及びカラー画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態にかかるカラー画像形成装置の断面図、図２はプロセスカートリッジの断面図、図３はプロセスカートリッジの斜視図、図４はプロセスカートリッジのカラー画像形成装置への装着方法を示す斜視図、図５はプロセスカートリッジのカラー画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図、図６はプロセスカートリッジのカラー画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図、図７はプロセスカートリッジの離間解除状態を示す断面図、図８はプロセスカートリッジの、ブラック離間解除、他色離間状態を示す断面図、図９は動作切換え機構を示す斜視図、図１０はカートリッジを駆動する駆動部の斜視図、図１１は機械式クラッチを示す斜視図、図１２はフルカラー記録時のクラッチの状態を示す模式図、図１３はモノカラー記録時のクラッチの状態を示す模式図である。
【００１０】
［全体構成］
まずカラー画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概要説明する。なお、図１はカラー画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタＡの全体構成を示す縦断面図である。
【００１１】
図１に示すように、カラー画像形成装置Ａは、垂直方向に並設された４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えている。感光体ドラム１は、図１０に示す駆動手段によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。
【００１２】
感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）（現像ユニット）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。
【００１３】
ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像ユニット４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を形成している。
【００１４】
以下、感光体ドラム１から順に詳述する。
【００１５】
感光体ドラム１は、例えば直径30ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。
【００１６】
帯電装置２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００１７】
スキャナユニット３は、感光ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ10（10ａ、10ｂ、10ｃ、10ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。またスキャナユニット３は、図５に示すように長手方向において左右側板間ピッチより長く形成され、側板32の開口穴35から突起部33が外側に飛び出すように取り付けられる。その際のスキャナユニットの押圧方法は、圧縮バネ36によって矢印で示す約４５°下方に約１０Ｎの力で押圧されている。これにより確実に突き当てに押し付け、位置決めがされている。
【００１８】
現像ユニット４はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納したトナー容器41（41ａ、41ｂ、41ｃ、41ｄ）から構成され、トナー容器41内のトナーを送り機構42によってトナー供給ローラ43へ送り込み、図２中時計方向に回転するトナー供給ローラ43および現像ローラ40の外周に圧接された現像ブレード44によって図示時計方向に回転する現像ローラ40の外周にトナーを塗布し、且つトナーに電荷を付与する。
【００１９】
そして潜像が形成された感光ドラム１と対向した現像ローラ40に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光ドラム１上にトナー現像を行うものである。
【００２０】
すべての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト11が配設される。静電転写ベルト11は１０11〜１０14Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト11は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像を転写される。
【００２１】
この静電転写ベルト11の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向した位置に転写ローラ12（12ａ、12ｂ、12ｃ、12ｄ）が並設される。これら転写ローラ12から正極性の電荷が静電転写ベルト11を介して転写材Ｓに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の転写材Ｓに、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。
【００２２】
静電転写ベルト11は周長約７００ｍｍ、厚さ１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ13、従動ローラ14ａ、14ｂ、テンションローラ15の４本のローラにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト11が循環移動して転写材Ｓが従動ローラ14ａ側から駆動ローラ13側へ搬送される間にトナー像を転写される。
【００２３】
給送部16は、画像形成部に転写材Ｓを給送搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給送カセット17に収納されている。画像形成時には給送ローラ18（半月ローラ）、レジストローラ対19が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット17内の転写材Ｓを１枚毎分離給送するとともに、転写材Ｓ先端はレジストローラ対19に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト11の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対19によって静電転写ベルト11へと給送されていく。
【００２４】
定着部20は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ21ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ21ｂとからなる。
【００２５】
すなわち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部20を通過する際に定着ローラ対21で搬送されるとともに、定着ローラ対21によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。
【００２６】
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、記録タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像ユニット４内の現像ローラ40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。
【００２７】
転写材Ｓ搬送方向最上流側の感光体ドラム１ａ周面上に形成されたトナー像の先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの記録開始位置が一致するように、レジローラ対19が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト11へ給送する。
【００２８】
転写材Ｓは静電吸着ローラ22と静電転写ベルト11とによって挟み込むようにして静電転写ベルト11の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト11と静電吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト11の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト11の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
【００２９】
このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。
【００３０】
４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、ベルト駆動ローラ13の曲率により静電転写ベルト11から曲率分離され、定着部20に搬入される。転写材Ｓは、定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対23によって、排出部24から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００３１】
［プロセスカートリッジ］
プロセスカートリッジについて図２及び図３により詳細に説明する。図２及び図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面および斜視図を示している。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは同一構成である。
【００３２】
プロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体すなわち感光体ドラム１と、帯電手段およびクリーニング手段を備えた感光体ドラムユニット50、および感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段である現像ローラ40を有する現像ユニット４に分かれている。
【００３３】
感光体ドラムユニット50は、感光体ドラム１が軸受31（31ａ、31ｂ）を介してクリーニング枠体51に回転自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段２、および感光ドラム上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード60が配置されている。クリーニングブレード60近傍には、トナー送り機構52が設けられ、トナー送り機構52は図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力をに伝達されることにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動される。そしてクリーニングブレード60によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構52によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室53に順次送られる。
【００３４】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ40、およびトナーが収容されたトナー容器41と現像枠体45とから構成される。現像ローラ40は軸受部材を介して回転自在に現像枠体45に支持され、また現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ43と現像ブレード44がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器41内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ43に搬送するための送り機構42が設けられている。
【００３５】
そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材47、48にそれぞれ設けられた支持軸49を中心に、ピン49ａによって現像ユニット４全体が感光体ドラムユニット50に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。そして、現像ユニット４はプロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸49を中心に回転モーメントにより現像ローラ40が感光体ドラム１に接触するよう、加圧バネ54によって現像ユニット４が常に付勢されている。さらに現像ユニット４のトナー容器41には、現像ローラ40を感光体ドラム１から離間させる際にプリンタ本体Ａの離間手段（後述）が当接するためのリブ46が一体的に設けられている。
【００３６】
［駆動装置］
次にプロセスカートリッジ７をプリンタ本体Ａに装着した際の動作機構について説明する。なお、図４においては、構成をわかりやすく説明するため、帯電手段２、現像ユニット４、クリーニング装置６を一体的に構成したプロセスカートリッジ７（図２参照）を感光体ドラム１と軸受31のみで簡略して示した。
【００３７】
前述したように、プロセスカートリッジ７は単体の状態では図２のように現像ローラ40が感光体ドラム１に常に接触した状態になっている。プロセスカートリッジ７のプリンタ本体Ａへの装着は、図４に示すように矢印方向から第１のガイド溝34に沿って、感光ドラム１を支持する軸受31を挿入することによって行なわれる。そして図６に示すように軸受31がガイド溝34の突き当て面37、38に押しつけられることでプロセスカートリッジ７の位置が決まる。
【００３８】
図５に示すように、左右側板32には軸39が加締められており、軸39にねじりコイルバネ30が支持され、その端部30ａが左右側板32の穴32ａにはまり込み固定されている。プロセスカートリッジ７がない状態においては、ねじりコイルバネ30は左右側板32からの曲げ起こし32ｂにより回転方向に規制されている。そしてプロセスカートリッジ７が挿入されると、ねじりコイルバネ30は半時計周り方向にその力に反しながら回転し、軸受31を乗り越えたとき、図５のように位置し、矢印方向に約１０Ｎの力でプリンタ本体内にプロセスカートリッジ７を押圧する。
【００３９】
この際、プリンタ本体Ａのプロセスカートリッジ７の挿入方向奥側には、図１及び図７、図８に示すように現像ユニット４の付勢力に抗して現像ローラ40を感光ドラム１から離間させるための離間手段としての離間板80が配置されている。イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック各色の現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に設けられたリブ46ａ、46ｂ、46ｃ、46ｄを押し上げるために離間板80（80ａ、80ｂ、80ｃ、80ｄ）がそれぞれ設けられている。
【００４０】
図９に示す駆動手段によりカム93が回転し、そのカム93によって離間板80が押し上げられた状態であり現像ローラ40を感光体ドラム１から離間させる離間位置、およびカム93による離間板80の押し上げを解除した状態であり現像ローラ40を感光体ドラム１に接触させる現像位置に移動可能に設けられている。そして現像作動時のみ離間板80の押し上げを解除して現像ユニット４を現像位置に移動させる。
【００４１】
ここで、離間板80の押し上げ、解除の動作モードを限定することにより、構造を比較的簡単にすることができる。即ち、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック全色の離間板80が押し上げられる待機状態（図１）、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック全色の離間板80の押し上げが解除されたフルカラー状態（図７）、およびイエロー、マゼンダ、シアンの３色のみ離間板80が押し上げられるモノカラー状態（図８）の３つの状態を選択できるようにする。
【００４２】
図９において、離間板は、ブラック用80ｄと、80ａ、80ｂ、80ｃを一体化したカラー用80ｚの２種類とし、これを動かすカム93に各々の離間板に対応する２種類のプロフィールを持たせることにより、前述のモード切換えが可能となる。
【００４３】
カートリッジを駆動する駆動装置は、図１０のように各色毎に１つずつ設けた駆動モータ100から、感光体ドラム１を駆動する系列101と現像ローラ40を駆動する系列102に分岐し、モータ100側にクラッチＣＬを設け、感光体ドラム１回転時の現像ローラ40の回転停止を切換えられるようにしている。
【００４４】
この構成により、各色の感光体ドラム１の駆動を独立に制御できるため、インライン型フルカラー画像形成装置で常に問題となる色ずれを低減する制御を講じることが可能となる。また、現像駆動用に別のモータを設ける必要がなく、コストをおさえることができる。
【００４５】
次に、駆動装置のクラッチＣＬの詳細を、図１１を用いて説明する。
【００４６】
モータ100とかみ合う駆動部品としての歯車111は、不図示の固定部材により従動側の回転軸118に対して回転可能かつ軸方向の位置を決められている。歯車111の内側は大きく肉抜きされており、中心近傍の摺動ボス111ａの内周は従動側の回転軸118に対する位置決め及び摺動面となり、外周は駆動側係合部品113の位置決め及び摺動面となる。同じく歯車111の内側の外周近傍には４ヶ所の回り止め111ｂがあり、駆動側係合部品113の回り止めとなっている。
【００４７】
駆動側係合部品113は、内周面113ａが歯車111の摺動ボス111ａの外周部とはめ合うことにより摺動可能に支持されるのと同時に、外周部に設けた回り止め113ｂが歯車111の回り止め111ｂとかみ合うことにより歯車111と同一回転する。一方、係合部品113には４ヶ所の突起113ｃがあり、これが従動側の係合部品114の突起114ｃとかみ合うと回転を伝達することができる。
【００４８】
突起113ｃの駆動伝達面は、回転により相手部品と食い込む方向に傾けて形成している。これにより、回転中にクラッチをつなげても確実にかみ合い、大きなトルクが加わっても歯飛びが生じない。また、前記駆動伝達面の間を緩やかな斜面でつなげることにより、回転中にクラッチを接続させるときでもスムーズに係合することができる。
【００４９】
駆動側係合部品113の従動側の端面には、後述する解除部材115と回転摺動する摺動部113ｄを有している。また、係合部品113は弾性部材としてのコイルバネ112により常に従動側係合部品114の方向に付勢されている。コイルバネ112の両端に接している部品が同一回転するため、バネの端部摺動に関する問題や巻き径が変化することに起因する動作不良は生じない。
【００５０】
従動側係合部品114は、内周面114ａおよび溝114ｂに回転軸118および平行ピン119がはめ合い固定される。また、４ヶ所の突起114ｃがあり、これが従動側の係合部品113の突起113ｃとかみ合うと回転を伝達する。突起114ｃの駆動伝達面は、相手部品113ｃと同様に食い込む方向に傾けており、また、駆動伝達面の間を緩やかな斜面でつないでいる。
【００５１】
駆動側係合部材113、従動側係合部材114、コイルバネ112は、歯車111の内側に内包されている。これにより、スペースを有効に利用してコンパクトにできるとともに、歯面から伝えられた駆動力をそのまま内側に伝えるため係合部品にねじれや倒れの力が発生せず、部品強度を確保しやすく大トルクの伝達が可能となる。
【００５２】
回転軸118は、軸受部材117を介して駆動ユニットのフレーム120に対して回転自由に支持され、端部に固定した歯車121からカートリッジの現像駆動部へ回転を伝達する。軸受部材117は駆動ユニットのフレーム120に固定されており、外周部に、回り止めと位置決め機能を有し軸方向に摺動可能な摺動部117ａと、回転摺動する円筒面117ｂの２つの摺動部を有する。
【００５３】
軸受部材117の摺動部117ｂとはめ合い回動するのがレバー部材116であり、レバー部116ａを後述する切換部材91により操作する。レバー部材116にはカム部116ｃがあり、解除部材115のカム部115ｃと当接して軸方向位置を制御している。また、カム部115ｃ、116ｃは回転中心に対して対称に複数設られている。これにより、解除部材115が傾くことによる動作不良や動作抵抗の増加を防ぐことができる。
【００５４】
解除部材115は、内側の摺動部115ａが軸受部材117の摺動部117ａとはめ合い、回転を規制され軸方向に移動可能に支持される。カム部115ｃはレバーのカム部117ｃに対応した形状となっており、これと当接して軸方向位置が決まるのと同時に、カムと反対側の摺動部115ｂが駆動側係合部品113と当接してこれの位置を決めることになる。
【００５５】
即ち、レバー部材116のカム部116ｃと解除部材115のカム部115ｃの山と山が合わさった状態においては、解除部材115は歯車111の方向に押し出され、摺動部115ｂが駆動側係合部材113の摺動部113ｄと当接してバネ112に反して駆動側係合部材113を従動側係合部材114から引き離し、いわゆるクラッチが切れた状態となる。
【００５６】
この状態でモータ100が回転すると摺動部113ｄ、115ｂが摺動するが、クラッチが切れて従動側の負荷が無いので摺動抵抗による損失は問題とならない。
【００５７】
一方、レバー部材116を回してレバー部材116のカム部116ｃと解除部材115のカム部115ｃの山と谷が合わさった状態においては、解除部材115は従動側の歯車121の方向に移動し、駆動側係合部材113がバネ112の弾性力により押圧され、従動側係合部材114とかみ合い、クラッチがつながり回転が伝達される。係合部材が完全に係合した状態において、駆動側係合部材113と解除部材115およびレバー部材116との間に隙間が生じる設定とすることにより、摺動部113ｄ、115ｂにはほとんど摺動負荷が発生せず、効率の低下がほとんど無い。
【００５８】
なお、上記クラッチＣＬの構成は、駆動側と従動側を反対にした構成とすることも可能である。
【００５９】
図１２（ｂ）、図１３（ｂ）に示すように、レバー部材116および解除部材115のカム形状を、ブラック用と他の色用とで異ならせている。すなわち、ブラック用のカムは富士山形をしており、ホームポジションにおいては山の頂点と頂点が当接してクラッチが切れ、そこからレバーをどちらの方向に回してもクラッチがつながる。他の色のカム形状は、片側はブラック用と同様の斜面を有するが、もう片側は頂点と同じ高さの平坦部となっている。
【００６０】
ホームポジションではクラッチが切れており、そこからカムの山と谷が当接する方向にレバーを回すとクラッチがつながるが（図１２（ｂ））、反対側に回してもクラッチは切れたままである（図１３（ｂ））。
【００６１】
この構成にすれば、ホームポジションを基準として、全てのクラッチＣＬをつなげたフルカラープリント状態、ブラックのクラッチＣＬｄだけをつなげたモノカラー状態を簡単に設定することが可能となる。
【００６２】
図１１に示すように、現像駆動のクラッチＣＬと離間板80を動かすカム93とは、切換部材91を１つのモータ90で上下動させて行うことができる。切換部材91を動作させる際の負荷抵抗は、フルカラープリント終了後に４つ全てのクラッチＣＬを切る時が最大となる。
【００６３】
これに対し、図１２（ａ）のように切換部材91を下方向に引っ張るバネ122を設けることにより、フルカラープリント終了時に最上部に移動している切換部材91を強いバネ力で下方に引き下げ、全色のクラッチＣＬを切る際の負荷を低減することができる。このバネ力はプリント終了時に離間用のカム93を回転させて全色の現像ローラを離間させる際の負荷の低減に対しても効果的である。
【００６４】
一方、モノカラープリント終了時は、図１３（ａ）のように最下部に移動している切換部材91に対するバネ力が小さいため、ブラックのクラッチＣＬｄを切る際の負荷の増加は微小である。さらには、ホームポジション位置近傍でバネ力がゼロとなるようなバネの設定により、全色のクラッチＣＬを切る場合とブラックのみのクラッチを切る場合の双方に対して有効な設定も可能である。
【００６５】
また、図１２（ｂ）等に示すように、全色のクラッチＣＬを切るときに使用するカムの斜面を、ブラックのクラッチＣＬｄのみ切るときの斜面より緩くすることにより、負荷を均等に配分することができる。
【００６６】
［動作］
プロセスカートリッジ７のプリンタ本体Ａ装着の際には、本体側の現像駆動および離間装置はホームポジションとなっており、切換部材91は不図示のセンサーにより正確に位置決めされている。このとき、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック全色の離間板80は押し上げられた状態となっており、プロセスカートリッジ７の挿入動作に沿って現像ユニット４に設けられたリブ46が離間板80に乗り上げ、現像ローラ40は感光体ドラム１と所定間隙だけ離間された状態となる。
【００６７】
この離間状態は電源オフ時および現像が行なわれていない状態で常に維持される。従ってプロセスカートリッジ７を装着した状態で長時間使用しない場合であっても、現像ローラ40は感光体ドラム１に対して常に離間された状態になるので、現像ローラ40を長期間感光ドラム１に接触させることにより発生するローラ層の永久変形を確実に防止することができる。
【００６８】
記録動作を、フルカラープリントとモノカラープリントに分けて説明する。
【００６９】
フルカラープリントの場合、プリント信号により記録動作が開始されると、プロセスカートリッジを駆動する全てのモータ100と転写ベルトの駆動モータが回転する。このとき、切換部材91はホームポジションにあり、全てのクラッチＣＬが切れていて全ての現像ローラ40は回転しない。
【００７０】
次に、図１２（ａ）のように、ステッピングモータ90が図中時計回りに第１段階まで回転し、切換部材91を上方向の第１段階まで上げることにより、全てのクラッチＣＬのレバー部材116が角度θ１だけ回転し、図１２（ｂ）のように全ての解除部材115および駆動側係合部材113が図中右側に移動して従動側係合部材114と係合しクラッチが接続され、全ての現像ローラ40が回転する。
【００７１】
ここで、ステッピングモータ90を第１段階まで回してからカートリッジ駆動モータ100を回転させた場合、クラッチがつながる際の衝撃負荷は小さくなるが、現像ローラ40の回転時間を短くする目的に対しては不利である。
【００７２】
次に、ステッピングモータ90が時計回りに第２段階まで回転すると、切換部材91は上方向の第２段階まで上昇し、レバー部材116が角度θ２まで回転する（不図示）。このとき解除部材115の位置は駆動側係合部品113と係合部品114の係合を維持する位置にあるため（図１２（ｃ））、全ての現像ローラ40は回転したままである。一方、離間用のカム93は回転してカラー用とブラック用の離間板80ｚ、80ｄの押し上げが解除され、全ての現像ローラ40は感光ドラム１に接触して記録可能状態となる。
【００７３】
記録終了後は、ステッピングモータ90を第１段階まで戻すことにより現像ローラ40を感光体ドラム１から離間さる。そして、ステッピングモータ90を初期状態まで戻す回転を行うことにより全てのクラッチＣＬを切って現像ローラ40の回転を停止させ、カートリッジ駆動モータ100および転写ベルト駆動ローラを停止する。なお、ステッピングモータ90を第１段階から初期状態まで戻す回転を、カートリッジ駆動モータ100および転写ベルト駆動ローラを停止させた後に行ってもよい。
【００７４】
モノカラープリントの場合、プリント信号により記録動作が開始されると、プロセスカートリッジを駆動する全てのモータ100と転写ベルトの駆動モータが回転する。このとき、全てのクラッチＣＬが切れているため現像ローラ40は回転しない。
【００７５】
次に、図１３（ａ）のように、ステッピングモータ90が図中反時計回りに第１段階まで回転し、切換部材91を下方向の第１段階まで下げると、全てのクラッチＣＬのレバー部材116が角度θ３だけ回転し、図１３（ｂ）のようにブラックのクラッチＣＬｄだけが接続され、他のクラッチＣＬａ〜ＣＬｃは切れたままなので、ブラックの現像ローラだけが回転する。
【００７６】
ここで、ステッピングモータ90を第１段階まで回してからカートリッジ駆動モータ100を回転させた場合、クラッチがつながる際の衝撃負荷は小さくなるが、現像ローラの回転時間を短くする目的に対しては不利である。
【００７７】
次に、ステッピングモータ90が反時計回りに第２段階まで回転すると、切換部材91は下方向の第２段階まで下降し、レバー部材116が角度θ４まで回転する（不図示）。このとき、図１３（ｃ）に示すように、ブラックの解除部材115の位置は第１段階の状態を維持しているため、ブラックの現像ローラ40は回転したままである。一方、離間用のカム93が回転してブラック用の離間板80ｄだけ押し上げが解除され、ブラックの現像ローラ40が感光ドラム１に接触して記録可能状態となる。
【００７８】
記録終了後は、ステッピングモータ90を第１段階まで戻すことにより現像ローラ40を感光体ドラム１から離間さる。そしてステッピングモータ90を初期状態まで戻す回転を行うことにより現像ローラ40の回転を停止させ、カートリッジ駆動モータ100および転写ベルト駆動ローラを停止する。なお、ステッピングモータ90を第１段階から初期状態まで戻す回転を、カートリッジ駆動モータ100および転写ベルト駆動ローラを停止させた後に行ってもよい。
【００７９】
このようにして画像形成を行う過程においては、スキャナユニット３による静電潜像を形成する前に、感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与するために前回転が行われる。そして、トナー像を現像後に、感光体ドラム１周面の電位を除電するために後回転等の行程が行なわれる。この前回転および後回転の際に、感光体ドラムに対して現像ローラ40が離間されているため、かぶり等によるトナーの浪費が無く、また、感光体ドラム１が現像ローラ40と摺擦して表層が削れるのを軽減することができる。
【００８０】
また、全色の離間板80が押し上げられる待機状態（図１）、全色の離間板80の押し上げが解除されたフルカラー状態（図７）、イエロー、マゼンダ、シアンの３色のみ離間板80が押し上げられるモノカラー状態（図８）の３つの状態を選択できるようにしてモードを集約することで、部品構成と制御を簡略化することができる。
【００８１】
また、複数のクラッチＣＬを解除する方向に付勢するように、切換部材91にバネ122により弾性力を付加することにより、動作トルクを低減し、モータ等の電器部品や機械部品のコストダウンが可能となる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動側が回転中であっても比較的大きなトルクを確実に断続することが可能な、小型で低コストな機械式クラッチを採用した駆動装置を得ることができる。
【００８３】
また、クラッチ動作の制御を単純にすることができる。
【００８５】
特に、カラー画像形成装置に複数の駆動装置を併設することにより、高品質で低コストなインラインカラー画像形成装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるカラー画像形成装置の断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの断面図である。
【図３】プロセスカートリッジの斜視図である。
【図４】プロセスカートリッジのカラー画像形成装置への装着方法を示す斜視図である。
【図５】プロセスカートリッジのカラー画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【図６】プロセスカートリッジのカラー画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。
【図７】プロセスカートリッジの離間解除状態を示す断面図である。
【図８】プロセスカートリッジの、ブラック離間解除、他色離間状態を示す断面図である。
【図９】動作切換え機構を示す斜視図である。
【図１０】カートリッジを駆動する駆動部の斜視図である。
【図１１】機械式クラッチを示す斜視図である。
【図１２】フルカラー記録時のクラッチの状態を示す模式図である。
【図１３】モノカラー記録時のクラッチの状態を示す模式図である。
【符号の説明】
Ａ   …フルカラーレーザービームプリンタ
ＣＬ  …クラッチ
Ｓ    …転写材
１    …感光体ドラム
２    …帯電装置
３    …スキャナユニット
４    …現像ユニット
５    …静電転写装置
６    …クリーニング装置
７    …プロセスカートリッジ
９    …ポリゴンミラー
10    …結像レンズ
11    …静電転写ベルト
12    …転写ローラ
13    …駆動ローラ
14ａ、14ｂ  …従動ローラ
15    …テンションローラ
16    …給送部
17    …給送カセット
18    …給送ローラ
19    …レジストローラ対
20    …定着部
21ａ  …加熱ローラ
21ｂ  …加圧ローラ
22    …静電吸着ローラ
23    …排出ローラ対
24    …排出部
30    …ねじりコイルバネ
30ａ  …端部
31    …軸受
32    …側板
32ａ  …穴
32ｂ  …曲げ起こし
33    …突起部
34    …ガイド溝
35    …開口穴
36    …圧縮バネ
37    …突き当て面
38    …突き当て面
39    …軸
40    …現像ローラ
41    …トナー容器
42    …送り機構
43    …トナー供給ローラ
44    …現像ブレード
45    …現像枠体
46    …リブ
47、48    …軸受部材
49    …支持軸
49ａ  …ピン
50    …感光体ドラムユニット
51    …クリーニング枠体
52    …トナー送り機構
53    …廃トナー室
54    …加圧バネ
60    …クリーニングブレード
80    …離間板
80ｄ  …ブラック用
80ｚ  …カラー用
91    …切換部材
93    …カム
100   …モータ
101、102   …系列
111   …歯車
111ａ …摺動ボス
111ｂ …回り止め
112   …コイルバネ
113   …駆動側係合部品
113ａ …内周面
113ｃ …突起
113ｄ …摺動部
114   …係合部品
114ａ …内周面
114ｂ …溝
114ｃ …突起
115   …解除部材
115ｂ …摺動部
115ｃ …カム部
116   …レバー部材
116ａ …レバー部
116ｃ …カム部
117   …軸受部材
117ａ …摺動部
117ｂ …円筒面
118   …回転軸
119   …平行ピン
120   …フレーム
121   …歯車
122   …バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003884960.tif 000008
【図８】
0003884960.tif 000009
【図９】
0003884960.tif 000010
【図１０】
0003884960.tif 000011
【図１１】
0003884960.tif 000012
【図１２】
0003884960.tif 000013
【図１３】
0003884960.tif 000014