画像形成装置
【課題】ロータリの駆動安定性を確保しつつロータリの位置決めする際の静穏化を実現することができ、かつ部品の高精度化を追求せずにロータリの停止位置精度を向上する。【解決手段】ソレノイド２９のオンで、その励磁力で揺動ブラケット２５が回動軸２３ａを中心に時計回りに回動し、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃから離間する。これにより、ロック手段２１は非ロック位置となり、ロータリー１３のロック解除状態となる。ソレノイド２９のオフで、付勢ばね２７ので付勢力で揺動ブラケット２５が回動軸２３ａを中心に反時計回りに回動し、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃに当接する。これにより、ロック手段２１はロック位置となり、ロータリー１３のロック状態となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリに装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行うロータリ現像方式の現像装置を備えた、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置の技術分野に関しし、特に、潜像担持体に対して複数の現像器の現像剤担持体を選択的に現像位置に設定するようにロータリを所定位置に位置決めしてロックするロック手段を備えている画像形成装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、ロータリに装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行う現像装置を備えた画像形成装置が種々開発されている。この画像形成装置は、画像形成動作時にロータリを回転させて各現像器の現像ローラを順次現像位置に設定して感光体の潜像を各色毎に順次現像して画像を形成するようになっている。
【０００３】
ロータリを所定位置に順次位置決めしてロックする方法として、ロータリを回転するための駆動モータのホールド力を利用するのが最も単純であるが、ホールド時の駆動モータの消費電力やホールド性等を考慮すると、駆動モータのホールド力に頼らず、何らかの機械的手段でロータリの位置決めをすることが望ましい。そこで、従来は、画像形成装置本体に設けられたレバーの凸部または凹部をロータリの凹部または凸部にそれぞれ係合させることで、ロータリを機械的に位置決めすることが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
これらの特許文献１に開示の機械的なロータリの位置決め手段は、レバーに設けられた凸部であるストップローラがロータリーに一体的に回転可能に設けられたカムの凹溝に付勢ばねの付勢力で係合することによりロータリが機械的に位置決めるとともに、カムのカムプロファイルでストップローラをカムの凹溝から脱出させることによりロータリが位置決め解除されるようになっている。また、特許文献２に開示の機械的なロータリの位置決め手段は、レバーに設けられた凹部がロータリーに一体に設けられ凸部に付勢ばねの付勢力で係合することによりロータリが機械的に位置決めるとともに、ソレノイドの励磁力でレバーの凹部をロータリーの凸部から脱出させることによりロータリが位置決め解除されるようになっている。
【特許文献１】[特公平７−１１７７８４号公報]
【特許文献２】[特開２００４−１４５２７２号公報]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の特許文献１および２に開示の機械的なロータリの位置決め手段では、回転するロータリを位置決めするためにレバーがロータリに係合する際、ロータリとレバーとの衝突音が発生する。特に、近年の画像形成速度の高速化に伴い、ロータリの切替回転速度も高速化しているとともに、レバーのロータリーとの係合位置と係合解除位置との間での切り換え動作も迅速化しているため、ロータリとレバーとの衝撃が大きくなり、衝撃による衝突音が無視できない状況であるという問題がある。
【０００６】
このため、緩衝材等のダンパーを用いることで衝撃を緩和し、衝突音を低減することが考えられる。しかし、このようなダンパーを用いた場合、複数の現像器内にトナー残量の不均衡やいくつかの現像器のロータリー内への未装着等によって生じるロータリーの偏荷重、あるいは現像時の現像駆動反力等によってロータリーに発生するモーメント等でロータリーが捻られた状態で、レバーをロータリーとの係合から解除するため移動させようとすると、レバーとロータリーとの係合解除方向の表面摩擦が増加することにより、レバーをロータリーとの係合から解除する力が大きくなってしまい、ロータリの駆動安定性がその影響を受けるという問題が生じる。
【０００７】
しかも、ロータリ駆動部におけるモータの駆動力をロータリーに伝達する歯車動力伝達機構のバックラッシュと慣性とによって生じる歯車の弾性変形により、ロータリーの回転停止位置ずれが生じるが、この回転停止位置ずれを許容するためレバーおよびロータリの凹凸部（係合部）にクリアランス（係合がた）を持たせなければならない。しかし、モータの停止後に、ロータリが前述の偏荷重によりこのモータ停止で停止した位置から前述の係合がた分不定に動いた位置に停止する。このため、係合がたを大きく取り過ぎると、ロータリの停止位置がそれだけ大きくずれてしまい、特にロータリ駆動モータに多用されているステッピングモータの場合には、モータが次の起動時に脱調するおそれがある。具体的には、ロータリーの軸上の換算角度として、ロータリー停止位置角度誤差をδ、ロータリ駆動部のバックラッシュをＢ、ストップ手段の係合がたをｓ、ロータリ駆動減速比をｎ、および駆動モータステップ角をθとすると、
δ ＝ Ｂ＋ｓ ＜ ｎ×θ
を満足しなければならない。しかし、これを満足させるためには、前述のクリアランスを小さくする必要があるが、そのためには、レバーおよびロータリの凹凸部の寸法公差を厳しく設定しなければならないだけでなく、凹凸部の係合不良が生じたり、前述のロータリーの捻れによりレバーの係合解除時の移動力が増大したりする。
【０００８】
このように、レバーとロータリーとの係合制御を行うソレノイドの制御とロータリー回転制御を正確に合わせ込んだり、部品の寸法公差を厳しく設定したりするなど、ロータリの停止位置精度を確保するための調整が必要でありかつレバーおよびロータリー等の部品の高精度化を図る必要があるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロータリの駆動安定性を確保しつつロータリの位置決めする際の静穏化を実現することができ、しかも、部品の高精度化を追求することなくロータリの停止位置精度を向上することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、回転可能に設けられかつ複数の現像器を搭載するロータリーと、このロータリーを回転駆動する駆動源と、前記現像器を選択的に所定位置に設定するために前記ロータリーを位置決めしかつこの位置決め位置にロックするロック手段とを備え、前記ロック手段により前記ロータリーを位置決めすることで前記複数の現像器のうち１つの現像器を選択的に像担持体に対向する現像位置に設定し、この現像位置に設定された現像器により前記像担持体上の潜像を現像するようになっている画像形成装置において、前記ロック手段が、画像形成装置本体に前記ロータリの回転に連動して回転するようにかつ位置が固定されて設けられた第１歯車と、この第１歯車と同心でかつ一体的に回転する第１弾性摩擦部材と、前記画像形成装置本体に前記ロータリの回転に連動しかつ前記第１歯車の回転方向と同じ回転方向に回転するようにかつ揺動可能に設けられた第２歯車と、この第２歯車と同心でかつ一体的に回転するようにかつ前記第１弾性摩擦部材に離接可能に設けられた第２弾性摩擦部材と、この第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材に対して離接制御する離接制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２の発明は、前記駆動源の駆動力が伝達されるロータリー歯車が前記ロータリーと一体的に回転可能に設けられ、このロータリー歯車に前記第１および第２歯車がともにアイドラ歯車を介して常時回転接続されていることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記駆動源の駆動力が歯車動力伝達機構を介して前記ロータリーに伝達されるようになっており、前記第１歯車が、前記歯車動力伝達機構の歯車であることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記離接制御手段が、オン時に前記第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材から離間させるソレノイドと、このソレノイドのオフ時に前記第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材に当接させる付勢ばねとからなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
このように構成された本発明の画像形成装置によれば、ロータリのロック状態およびロック解除状態を、それぞれ第２弾性摩擦部材の第１弾性摩擦部材への圧接および第２弾性摩擦部材の第１弾性摩擦部材からの離間により設定しているので、ロータリの位置決めおよびロックを簡単に行うことができる。
【００１３】
その場合、第１および第２弾性摩擦部材の回転方向を同じに設定していることから、第１および第２弾性摩擦部材の圧接部において、第１弾性摩擦部材の接線方向の移動と第２弾性摩擦部材の接線方向の移動とが互いに逆向きとなるため、第１および第２弾性摩擦部材間の摩擦力を、例えば一般的な摩擦ブレーキのように回転しない摩擦材を回転する第１弾性摩擦部材に単純に圧接する場合に比べてはるかに大きくなる。したがって、大きなロック力が得られ、ロータリーのロックを確実なものにすることができる。これにより、ロータリーの停止位置精度を向上することができる。
【００１４】
更に、第２弾性摩擦部材を第１弾性摩擦部材に圧接するだけであるので、ロータリの位置決め停止時の衝撃を小さくできるので、衝撃による衝突音を低減することができる。特に、互いに係合する２つの部材が弾性摩擦部材であることから、衝突音をより効果的に低減することができる。
これにより、近年の画像形成速度の高速化に伴い、ロータリの切替回転速度の高速化の要求およびロータリーのロック位置とロック解除位置との間での切り換え動作の迅速化の要求にも、大きな衝撃および大きな衝突音を発生させることなく柔軟に対応することができる。
【００１５】
更に、第２弾性摩擦部材を第１弾性摩擦部材に単に当接させかつを第１弾性摩擦部材から単に離間させるだけであるので、各現像器内のトナー残量の不均衡やいくつかの現像器のロータリー内への未装着等によって生じるロータリーの偏荷重、あるいは現像時の現像駆動反力等によってロータリーに発生するモーメント等でロータリーが捻られた状態でロータリーをロック解除する際、第１弾性摩擦部材と第２弾性摩擦部材との間に、第２弾性摩擦部材が第１弾性摩擦部材から離間する方向の表面摩擦が増加することはなく、第２弾性摩擦部材を第１弾性摩擦部材との係合から解除する力を小さくすることができ、ロータリーの駆動安定性を確保することができる。
【００１６】
しかも、ロータリの停止位置精度を高精度にできることから、この停止位置精度を確保するための調整を不要にできる。したがって、ロータリの停止位置精度を確保するための調整を不要にできるので、ロック手段およびロータリー等の各部品の精度をそれほど高精度にしなくても済ませることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を概略的に示す図、図２はこの例の画像形成装置に用いられているロータリー式現像装置を模式的に示す図である。
【００１８】
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、概略的には、露光装置２、ロータリー式現像装置３、露光装置２によって露光されて静電潜像が形成されるとともにこの静電潜像がロータリー式現像装置３からのトナーによって現像されて可視像化されたトナー像が形成される感光体４、無端状の転写ベルトからなる中間転写媒体５、感光体４上のトナー像を中間転写媒体５に一次転写する一次転写装置６、中間転写媒体５上に一次転写されたトナー像を紙等の記録媒体（以下、紙を例に説明する）７に二次転写する二次転写装置８、給紙カセット９に収容された紙７を給紙ローラ１０ａで二次転写装置８に給送する給紙装置１０、紙７に二次転写されたトナー像を定着する定着ユニット１１、および定着ユニット１１で定着されて所定の画像が形成された紙７を収容する排紙トレイ１２からなっている。
【００１９】
図２に示すように、ロータリー式現像装置３は、回転可能に設けられたロータリーフレーム１３ａを有するロータリー１３と、このロータリー１３に搭載されかつ現像カートリッジで構成された、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像器１４,１５,１６,１７とを備えている。
【００２０】
図２において、各現像器１４,１５,１６,１７はロータリー１３の周方向にこれらの順に時計回りでかつ等間隔で配設されており、それぞれ、現像ローラ１４ａ,１５ａ,１６ａ,１７ａと、各現像ローラ１４ａ,１５ａ,１６ａ,１７ａにそれぞれそれらと同軸にかつそれらと一体回転可能に設けられた現像ローラ駆動歯車１４ｂ,１５ｂ,１６ｂ,１７ｂと、図示しない現像器駆動モータの駆動力が入力される入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃと、各入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃに入力された現像器駆動モータの駆動力をそれぞれ対応する各現像ローラ駆動歯車１４ｂ,１５ｂ,１６ｂ,１７ｂに減速して伝達する歯車動力伝達機構１４ｄ,１５ｄ,１６ｄ,１７ｄとを備えている。なお、図示しないが、各現像器１４,１５,１６,１７は、それぞれ、従来と同様にトナー貯溜部、トナー貯溜部のトナーを現像ローラ１４ａ,１５ａ,１６ａ,１７ａに供給するトナー供給手段、および感光体４に搬送される現像ローラ１４ａ,１５ａ,１６ａ,１７ａ上のトナーの薄層を規制するトナー規制手段等を備えていることは言うまでもない。
【００２１】
また、ロータリー１３の軸方向（図１および図２の図面に直交する方向）の一端側においてこのロータリー１３の外周に近接して、現像器駆動モータからの駆動力が伝達されかつこの駆動力を入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃの１つに選択的に噛合して伝達可能な現像駆動出力歯車１８が回転可能に設けられている。この現像駆動出力歯車１８は図示しない歯車動力伝達機構を介して同じく図示しない現像器駆動駆動モータに接続されており、この現像器駆動駆動モータの駆動力が歯車動力伝達機構で減速されて現像駆動出力歯車に伝達されるようになっている。
【００２２】
更に、現像駆動出力歯車１８には、ワンウェイクラッチが内蔵されている。そして、後述するロータリー１３を駆動する際には、現像駆動出力歯車１８と現像駆動入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃのいずれかが噛み合ったとしても、ワンウェイクラッチがロータリー１３の回転方向に対応する回転方向に対しては空転することにより現像駆動入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃには駆動力が伝達されない。また、現像器１４,１５,１６,１７のいずれかを選択的に駆動する（すなわち、現像動作をさせる）際には、ワンウェイクラッチが現像方向に対応する回転方向に対してはロック（接続）することにより、現像駆動入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃの選択された現像駆動入力歯車に駆動力が伝達されるようになっている。
【００２３】
更に、ロータリー１３の同じく軸方向の一端側においてロータリー歯車１９がこのロータリー１３と同軸にかつこれと一体的に回転可能に設けられるとともに、このロータリー歯車１９に噛合しかつ後述する図３に示すロータリー駆動モータ３０からの駆動力が伝達されるロータリー駆動出力歯車２０が回転可能に設けられている。このロータリー駆動出力歯車２０は図示しない歯車動力伝達機構を介してロータリー駆動モータ３０に接続されている。そして、ロータリー駆動モータ３０の駆動力が歯車動力伝達機構で減速されてロータリー駆動出力歯車２０に伝達されるようになっている。
なお、前述の現像器駆動駆動モータとロータリー駆動モータとを共通の１つの駆動モータで構成することもできる。
【００２４】
このように構成されたロータリー式現像装置３は、ロータリー１３が図２に矢印で示すように反時計回りに９０度ずつ回転駆動されることで、各現像器１４,１５,１６,１７がこれらの順に感光体４に対向する現像位置に設定されて、感光体４上の静電潜像を各色毎に順次トナー像に現像する。
【００２５】
ところで、各現像器１４,１５,１６,１７がそれぞれ現像位置に設定されて現像動作を行う際には、ロータリー１３を現像位置に停止させる、つまりロック位置に位置決めし、かつそのロック位置に保持しなければならない。また、現像位置以外の位置にも、同じくロータリー１３を所定のロック位置に位置決めし、かつそのロック位置に保持する必要がある。
【００２６】
そこで、この例の画像形成装置１では、図３に示すようにロータリー１３の軸方向の一端側に、ロータリー１３を所定のロック位置に位置決めしかつそのロック位置に保持するロック手段２１が設けられている。このロック手段２１は、画像形成装置本体に固定された固定ブラケット２２と、この固定ブラケット２２に回転軸２３ａで回転可能に支持されかつロータリー歯車１９に常時噛合するアイドル歯車２３と、同じく固定ブラケット２２に回転軸２４ａで回転可能にかつ取付位置が固定されて支持されるとともにアイドル歯車２３に常時噛合する第１ロック作動歯車（本発明の第１歯車に相当）２４ｂおよびこの第１ロック作動歯車２４ｂと同心でかつ一体的に回転する第１弾性摩擦部材２４ｃとを有する第１ロック作動機構２４と、アイドル歯車２３の回転軸２３ａを中心に揺動可能に設けられた揺動ブラケット２５と、この揺動ブラケット２５に回転軸２６ａで回転可能に支持されかつアイドル歯車２３に常時噛合する第２ロック作動歯車（本発明の第２歯車に相当）２６ｂおよびこの第２ロック作動歯車２６ｂと同心でかつ一体的に回転するとともに第１弾性摩擦部材２４ｃに離接可能に設けられた第２弾性摩擦部材２６ｃとを有する第２ロック作動機構２６と、固定ブラケット２２および揺動ブラケット２５間に縮設されて第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃに当接する方向（つまり、図３において反時計回り）に揺動ブラケット２５を付勢する付勢ばね２７と、画像形成装置本体に回動可能に設けられた揺動ブラケット２５を回動するレバー２８と、このレバー２８を作動するソレノイド２９とからなっている。
【００２７】
なお、図３において、３０はロータリー１３の駆動源である例えばステッピングモータからなるロータリー駆動モータであり、このロータリー駆動モータ３０の駆動力が図示しない歯車動力伝達機構を介してロータリー駆動出力歯車２０に伝達されて、このロータリー駆動出力歯車２０が回転することでロータリー１３が回転駆動されるようになる。
そして、この例の画像形成装置１では、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともにアイドラ歯車２３を介してロータリー歯車１９に常時回転接続されて、ロータリー１３に回転に連動してロータリー１３と同方向に回転する。
【００２８】
このロック手段２１においては、図３に示すようにソレノイド２９がオン（励磁）されたときは、このソレノイド２９はその励磁力でレバー２８を反時計回りに回動させる。すると、揺動ブラケット２５はこのレバー２８の回転力で付勢ばね２７の付勢力に抗して回動軸２３ａを中心に時計回りに回動するので、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃからこの第１弾性摩擦部材２４ｃの径方向に離間し、ロック手段２１は非ロック位置となる。このとき、第２弾性摩擦部材２６ｃおよび第２ロック作動歯車２６ｂがアイドル歯車２３の回動軸２３ａを中心に時計回りに回動するので、第２ロック作動歯車２６ｂとアイドル歯車２３との噛合は維持されている。
これにより、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂはともに自由になるので、アイドル歯車２３も回転自由となる。したがって、ロータリー１３は回転可能となり、ロータリー１３のロック解除状態となる。
【００２９】
また、図４に示すようにソレノイド２９がオフ（非励磁）されたときは、このソレノイド２９はレバー２８に励磁力を作用しない。すると、揺動ブラケット２５は付勢ばね２７の付勢力で回動軸２３ａを中心に反時計回りに回動するので、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃにこの第１弾性摩擦部材２４ｃの径方向に当接し、ロック手段２１はロック位置となる。このとき、第２弾性摩擦部材２６ｃおよび第２ロック作動歯車２６ｂがアイドル歯車２３の回動軸２３ａを中心に反時計回りに回動するので、第２ロック作動歯車２６ｂとアイドル歯車２３との噛合は維持されている。そして、ロータリー１３が、例えば反時計回りに回転しようとすると、アイドル歯車２３が時計回りに回転しようとするとともに、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに反時計回りに回転しようとする。しかし、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃに付勢ばね２７の付勢力で圧接しているため、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃ間の摩擦力で第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに回転不能となっている。このため、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに回転しないので、アイドル歯車２３も回転不能となる。したがって、ロータリー１３も回転不能となり、ロータリー１３のロック状態となる。
【００３０】
このとき、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃの圧接部においては、第１弾性摩擦部材２４ｃの接線方向の移動と第２弾性摩擦部材２６ｃの接線方向の移動とが互いに逆向き（カウンター方向）となっていて摺擦方向となっているため、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃ間の摩擦力は、例えば一般的な摩擦ブレーキのように回転しようとしない摩擦材を第２弾性摩擦部材２６ｃに単純に圧接する場合に比べてはるかに大きくなる。したがって、大きなロック力が得られ、ロータリー１３のロックは確実なものとなる。
また、ロータリー１３の停止位置誤差は、歯車動力伝達機構の歯車のバックラッシュによる変位角内となるので、前述の特許文献１および２に開示されているようなレバーの凹凸嵌合方式における凹凸部材の高精度化の要求や部品の組立調整を必要とすることなく、ロータリー１３の停止位置を高精度に設定することができる。
【００３１】
更に、このロック手段２１によるロック機能は可逆であるので、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃが互いに圧接されたロック手段２１のロック位置では、ロータリー１３が逆に時計回りに回転しようとしたときも、ロータリー１３が回転不能となり、ロータリー１３のロック状態となる。したがって、ロック手段２１がロック位置にあるときは、例えば４つの現像器内にトナー残量の不均衡やいくつかの現像器のロータリー１３内への未装着等によって生じるロータリー１３の偏荷重、あるいは現像時の現像駆動反力等によってロータリー１３にモーメントが発生し、ロータリー１３が正転（反時計回り；つまり、現像動作時の回転方向）または逆転しようとしても、確実にロック状態に保持される。
このようにして、ソレノイド２９と付勢ばね２７とにより、第１および第２弾性摩擦部材を離接制御する本発明の離接制御手段が構成されている。
【００３２】
次に、各現像器１４,１５,１６,１７を切り換えてそれぞれ現像位置に設定するために、ロック手段２１によりロータリー１３を現像位置に対応するロック位置へ位置決めする動作について説明する。
いま、図１および図２に示すようにイエロー（Ｙ）の現像器１４が現像位置に設定され、ロータリー１３が図４に示すロック状態に設定されているとする。現像器１４によるイエロー（Ｙ）の現像が終了すると、まず、ロータリー駆動モータ３０を駆動した後、図３に示すようにソレノイド２９をオンして第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃから離間させてロータリー１３のロックを解除する。
【００３３】
すると、ロータリー駆動モータ３０の駆動力でロータリー１３が反時計回りに回転駆動する。このとき、アイドル歯車２３に噛合している第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに回転自由となっているため、アイドル歯車２３も自由に回転可能となっており、ロータリー１３の回転でこれらのアイドル歯車２３、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに空回転するだけであるので、ロータリー１３はアイドル歯車２３、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂに影響されることなくスムーズに回転する。
【００３４】
ロータリー駆動モータ３０が９０度回転してロック位置になると、制御装置がソレノイド２９をオフして付勢ばね２７の付勢力で第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃに圧接させる。第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃに完全に当接するのに十分な時間が経過した後、制御装置がロータリー駆動モータ３０を停止する。これにより、ロータリー１３はロック位置に停止しかつそのロック状態が保持される。このロータリー１３のロック位置では、次のマゼンタ（Ｍ）の現像器１５が現像位置に設定される。以下、同様にしてロータリ１３のロック状態およびロック解除状態が設定されかつロータリ１３の回転駆動が制御されることで、シアン（Ｃ）の現像器１６およびブラック（Ｋ）の現像器１７が順次現像位置に設定される。
なお、ロック手段２１によるロータリー１３のロック位置の設定は、現像機の現像位置に限らず、所望する所定位置にロータリー１３をロックする場合にも行うことができる。
【００３５】
この例の画像形成装置１によれば、ロータリー式現像装置３のロータリ１３のロック状態およびロック解除状態を、それぞれ第２弾性摩擦部材２６ｃの第１弾性摩擦部材２４ｃへの圧接および第２弾性摩擦部材２６ｃの第１弾性摩擦部材２４ｃからの離間により設定しているので、ロータリ１３の位置決めおよびロックを簡単に行うことができる。
【００３６】
このとき、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃの回転方向が同じに設定されていることから、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃの圧接部において、第１弾性摩擦部材２４ｃの接線方向の移動と第２弾性摩擦部材２６ｃの接線方向の移動とが互いに逆向き（カウンター方向）となっているため、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃ間の摩擦力を、例えば一般的な摩擦ブレーキのように回転しない摩擦材を第１弾性摩擦部材２４ｃに単純に圧接する場合に比べてはるかに大きくなる。したがって、大きなロック力が得られ、ロータリー１３のロックを確実なものにすることができる。これにより、ロータリー１３の停止位置精度を向上することができる。
【００３７】
更に、第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃに圧接するだけであるので、ロータリ１３の位置決め停止時の衝撃を小さくできるので、衝撃による衝突音を低減することができ、静穏化を実現することができる。特に、互いに係合する２つの部材が弾性摩擦部材であることから、衝突音をより効果的に低減することができる。
これにより、近年の画像形成速度１の高速化に伴い、ロータリ１３の切替回転速度の高速化の要求およびロータリー１３のロック位置とロック解除位置との間での切り換え動作の迅速化の要求にも、大きな衝撃および大きな衝突音を発生させることなく柔軟に対応することができる。
【００３８】
更に、第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃにこの第１弾性摩擦部材２４ｃの径方向に当接させかつを第１弾性摩擦部材２４ｃからこの第１弾性摩擦部材２４ｃの径方向に離間させているので、各現像器１４,１５,１６,１７内のトナー残量の不均衡やいくつかの現像器のロータリー１３内への未装着等によって生じるロータリー１３の偏荷重、あるいは現像時の現像駆動反力等によってロータリー１３に発生するモーメント等でロータリーが捻られた状態でロータリー１３をロック解除する際、第１弾性摩擦部材２４ｃと第２弾性摩擦部材２６ｃとの間に、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃから離間する方向の表面摩擦が増加することはなく、第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃとの係合から解除する力を小さくすることができ、ロータリー１３の駆動安定性を確保することができる。
【００３９】
しかも、ロータリ１３の停止位置精度を高精度にできることから、この停止位置精度を確保するための調整を不要にできる。したがって、ロック手段２１およびロータリー１３等の各部品の精度をそれほど高精度にしなくても済ませることができる。
【００４０】
図５は本発明の実施の形態の他の例を示し、ロータリーのロック解除状態を示す図３と同様の図であり、図６はこの例におけるロータリーのロック状態を示す図４と同様の図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことでその詳細な説明は省略する。
【００４１】
前述の図３および図４に示す例では、ロック手段２１にアイドル歯車２３と第１ロック作動機構２４の第１ロック歯車２４ｂとの専用の部品を用いているが、図５および図６に示すようにこの例の画像形成装置１では、アイドル歯車２３に代えて既存のロータリー駆動出力歯車２０を用いているとともに、第１ロック歯車２４ｂに代えて、第１ロック作動機構３１の第１ロック歯車として、ロータリー駆動モータ３０とロータリー駆動出力歯車２０との間の歯車動力伝達機構の歯車でありかつロータリー駆動出力歯車２０に常時噛合する既存のモータピニオン３１ｂを用いている。この例の場合、固定ブラケット２２に、ロータリー駆動出力歯車２０が回転軸２０ａにより回転可能に、またモータピニオン３１ｂが回転軸３１ａにより、それぞれ回転可能に設けられている。
【００４２】
また、第１ロック作動機構３１は、モータピニオン３１ｂと同心でかつ一体的に回転する第１弾性摩擦部材３１ｃを備えている。更に、第２ロック作動機構２６の第２ロック歯車２６ｂを回転可能に支持する揺動ブラケット２５がロータリー駆動出力歯車２０の回転軸２０ａを中心に回動可能に支持されているとともに、第２ロック歯車２６ｂがロータリー駆動出力歯車２０に常時噛合している。
この例の第１ロック作動機構３１の第１弾性摩擦部材３１ｃと第２ロック作動機構２６の第２弾性摩擦部材２６ｃは、前述の例の第１弾性摩擦部材２４ｃと第２弾性摩擦部材２６ｃの作用と同じ作用を行うようになっている。
【００４３】
この例の画像形成装置１によれば、前述の例のアイドル歯車２３および第１ロック歯車２４ｂのような専用の部品を用いずに、既存のロータリー駆動出力歯車２０およびモータピニオン３１ｂを用いているので、部品点数を削減することができるとともに、ロータリー式現像装置３をコンパクトにかつ安価に形成することができる。
この例の画像形成装置１の他の構成、他の動作および他の作用効果は、前述の例と同じである。
【００４４】
なお、前述の各例では、第１および第２ロック歯車２４ｂ,２６ｂがいずれもロータリ駆動歯車１９に直接噛合していないが、これらの第１および第２ロック歯車２４ｂ,２６ｂをともにロータリ駆動歯車１９に直接噛合させるようにすることもできる。この場合には、揺動ブラケット２５をロータリ１３の回転軸（不図示）に揺動可能に設ければよい。
【００４５】
また、前述の例では、いずれもロータリ駆動歯車１９に常時噛合するアイドル歯車２３あるいはロータリー駆動出力歯車２０と、これらのそれぞれ常時噛合する第１ロック歯車としての第１ロック歯車２４ｂあるいはモータピニオン３１ｂを用いているが、例えば、アイドル歯車としてロータリー駆動出力歯車２０に常時噛合するモータピニオン３１ｂを用い、第１ロック歯車としてこのモータピニオン３１ｂに常時噛合するもう１つのモータピニオンを用いるなど、歯車動力伝達機構の歯車のみを用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の画像形成装置は、ロータリに装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行うロータリ現像方式の現像装置を備えるとともに、潜像担持体に対して複数の現像器の現像剤担持体を選択的に現像位置に設定するようにロータリを所定位置に位置決めしてロックするロック手段を備えている、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を概略的に示す図である。
【図２】この例の画像形成装置に用いられているロータリー式現像装置を模式的に示す図である。
【図３】この例の画像形成装置におけるロータリーのロック解除状態を示す図である。
【図４】この例の画像形成装置におけるロータリーのロック状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の他の例を示し、ロータリーのロック解除状態を示す図３と同様の図である。
【図６】この例の画像形成装置におけるロータリーのロック状態を示す図４と同様の図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…画像形成装置、２…露光装置、３…ロータリー式現像装置、４…感光体、５…中間転写媒体、６…一次転写装置、７…記録媒体、８…二次転写装置、１０…給紙装置、１１…定着ユニット、１３…ロータリー、１４,１５,１６,１７…イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像器、１９…ロータリー歯車、２０…ロータリー駆動出力歯車、２１…ロック手段、２２…固定ブラケット、２３ａ…回転軸、２３…アイドル歯車、２４,３１…第１ロック作動機構、２４ｂ,３１ｂ…第１ロック作動歯車、２４ｃ,３１ｃ…第１弾性摩擦部材、２５…揺動ブラケット、２６…第２ロック作動機構、２６ｂ…第２ロック作動歯車、２６ｃ…第２弾性摩擦部材、２７…付勢ばね、２８…レバー、２９…ソレノイド、３０…ロータリー駆動モータ、３１…第１ロック作動機構、３１ｂ…モータピニオン、３１ｃ…第１弾性摩擦部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリに装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行うロータリ現像方式の現像装置を備えた、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置の技術分野に関しし、特に、潜像担持体に対して複数の現像器の現像剤担持体を選択的に現像位置に設定するようにロータリを所定位置に位置決めしてロックするロック手段を備えている画像形成装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、ロータリに装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行う現像装置を備えた画像形成装置が種々開発されている。この画像形成装置は、画像形成動作時にロータリを回転させて各現像器の現像ローラを順次現像位置に設定して感光体の潜像を各色毎に順次現像して画像を形成するようになっている。
【０００３】
ロータリを所定位置に順次位置決めしてロックする方法として、ロータリを回転するための駆動モータのホールド力を利用するのが最も単純であるが、ホールド時の駆動モータの消費電力やホールド性等を考慮すると、駆動モータのホールド力に頼らず、何らかの機械的手段でロータリの位置決めをすることが望ましい。そこで、従来は、画像形成装置本体に設けられたレバーの凸部または凹部をロータリの凹部または凸部にそれぞれ係合させることで、ロータリを機械的に位置決めすることが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
これらの特許文献１に開示の機械的なロータリの位置決め手段は、レバーに設けられた凸部であるストップローラがロータリーに一体的に回転可能に設けられたカムの凹溝に付勢ばねの付勢力で係合することによりロータリが機械的に位置決めるとともに、カムのカムプロファイルでストップローラをカムの凹溝から脱出させることによりロータリが位置決め解除されるようになっている。また、特許文献２に開示の機械的なロータリの位置決め手段は、レバーに設けられた凹部がロータリーに一体に設けられ凸部に付勢ばねの付勢力で係合することによりロータリが機械的に位置決めるとともに、ソレノイドの励磁力でレバーの凹部をロータリーの凸部から脱出させることによりロータリが位置決め解除されるようになっている。
【特許文献１】[特公平７−１１７７８４号公報]
【特許文献２】[特開２００４−１４５２７２号公報]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の特許文献１および２に開示の機械的なロータリの位置決め手段では、回転するロータリを位置決めするためにレバーがロータリに係合する際、ロータリとレバーとの衝突音が発生する。特に、近年の画像形成速度の高速化に伴い、ロータリの切替回転速度も高速化しているとともに、レバーのロータリーとの係合位置と係合解除位置との間での切り換え動作も迅速化しているため、ロータリとレバーとの衝撃が大きくなり、衝撃による衝突音が無視できない状況であるという問題がある。
【０００６】
このため、緩衝材等のダンパーを用いることで衝撃を緩和し、衝突音を低減することが考えられる。しかし、このようなダンパーを用いた場合、複数の現像器内にトナー残量の不均衡やいくつかの現像器のロータリー内への未装着等によって生じるロータリーの偏荷重、あるいは現像時の現像駆動反力等によってロータリーに発生するモーメント等でロータリーが捻られた状態で、レバーをロータリーとの係合から解除するため移動させようとすると、レバーとロータリーとの係合解除方向の表面摩擦が増加することにより、レバーをロータリーとの係合から解除する力が大きくなってしまい、ロータリの駆動安定性がその影響を受けるという問題が生じる。
【０００７】
しかも、ロータリ駆動部におけるモータの駆動力をロータリーに伝達する歯車動力伝達機構のバックラッシュと慣性とによって生じる歯車の弾性変形により、ロータリーの回転停止位置ずれが生じるが、この回転停止位置ずれを許容するためレバーおよびロータリの凹凸部（係合部）にクリアランス（係合がた）を持たせなければならない。しかし、モータの停止後に、ロータリが前述の偏荷重によりこのモータ停止で停止した位置から前述の係合がた分不定に動いた位置に停止する。このため、係合がたを大きく取り過ぎると、ロータリの停止位置がそれだけ大きくずれてしまい、特にロータリ駆動モータに多用されているステッピングモータの場合には、モータが次の起動時に脱調するおそれがある。具体的には、ロータリーの軸上の換算角度として、ロータリー停止位置角度誤差をδ、ロータリ駆動部のバックラッシュをＢ、ストップ手段の係合がたをｓ、ロータリ駆動減速比をｎ、および駆動モータステップ角をθとすると、
δ ＝ Ｂ＋ｓ ＜ ｎ×θ
を満足しなければならない。しかし、これを満足させるためには、前述のクリアランスを小さくする必要があるが、そのためには、レバーおよびロータリの凹凸部の寸法公差を厳しく設定しなければならないだけでなく、凹凸部の係合不良が生じたり、前述のロータリーの捻れによりレバーの係合解除時の移動力が増大したりする。
【０００８】
このように、レバーとロータリーとの係合制御を行うソレノイドの制御とロータリー回転制御を正確に合わせ込んだり、部品の寸法公差を厳しく設定したりするなど、ロータリの停止位置精度を確保するための調整が必要でありかつレバーおよびロータリー等の部品の高精度化を図る必要があるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロータリの駆動安定性を確保しつつロータリの位置決めする際の静穏化を実現することができ、しかも、部品の高精度化を追求することなくロータリの停止位置精度を向上することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、回転可能に設けられかつ複数の現像器を搭載するロータリーと、このロータリーを回転駆動する駆動源と、前記現像器を選択的に所定位置に設定するために前記ロータリーを位置決めしかつこの位置決め位置にロックするロック手段とを備え、前記ロック手段により前記ロータリーを位置決めすることで前記複数の現像器のうち１つの現像器を選択的に像担持体に対向する現像位置に設定し、この現像位置に設定された現像器により前記像担持体上の潜像を現像するようになっている画像形成装置において、前記ロック手段が、画像形成装置本体に前記ロータリの回転に連動して回転するようにかつ位置が固定されて設けられた第１歯車と、この第１歯車と同心でかつ一体的に回転する第１弾性摩擦部材と、前記画像形成装置本体に前記ロータリの回転に連動しかつ前記第１歯車の回転方向と同じ回転方向に回転するようにかつ揺動可能に設けられた第２歯車と、この第２歯車と同心でかつ一体的に回転するようにかつ前記第１弾性摩擦部材に離接可能に設けられた第２弾性摩擦部材と、この第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材に対して離接制御する離接制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２の発明は、前記駆動源の駆動力が伝達されるロータリー歯車が前記ロータリーと一体的に回転可能に設けられ、このロータリー歯車に前記第１および第２歯車がともにアイドラ歯車を介して常時回転接続されていることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記駆動源の駆動力が歯車動力伝達機構を介して前記ロータリーに伝達されるようになっており、前記第１歯車が、前記歯車動力伝達機構の歯車であることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記離接制御手段が、オン時に前記第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材から離間させるソレノイドと、このソレノイドのオフ時に前記第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材に当接させる付勢ばねとからなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
このように構成された本発明の画像形成装置によれば、ロータリのロック状態およびロック解除状態を、それぞれ第２弾性摩擦部材の第１弾性摩擦部材への圧接および第２弾性摩擦部材の第１弾性摩擦部材からの離間により設定しているので、ロータリの位置決めおよびロックを簡単に行うことができる。
【００１３】
その場合、第１および第２弾性摩擦部材の回転方向を同じに設定していることから、第１および第２弾性摩擦部材の圧接部において、第１弾性摩擦部材の接線方向の移動と第２弾性摩擦部材の接線方向の移動とが互いに逆向きとなるため、第１および第２弾性摩擦部材間の摩擦力を、例えば一般的な摩擦ブレーキのように回転しない摩擦材を回転する第１弾性摩擦部材に単純に圧接する場合に比べてはるかに大きくなる。したがって、大きなロック力が得られ、ロータリーのロックを確実なものにすることができる。これにより、ロータリーの停止位置精度を向上することができる。
【００１４】
更に、第２弾性摩擦部材を第１弾性摩擦部材に圧接するだけであるので、ロータリの位置決め停止時の衝撃を小さくできるので、衝撃による衝突音を低減することができる。特に、互いに係合する２つの部材が弾性摩擦部材であることから、衝突音をより効果的に低減することができる。
これにより、近年の画像形成速度の高速化に伴い、ロータリの切替回転速度の高速化の要求およびロータリーのロック位置とロック解除位置との間での切り換え動作の迅速化の要求にも、大きな衝撃および大きな衝突音を発生させることなく柔軟に対応することができる。
【００１５】
更に、第２弾性摩擦部材を第１弾性摩擦部材に単に当接させかつを第１弾性摩擦部材から単に離間させるだけであるので、各現像器内のトナー残量の不均衡やいくつかの現像器のロータリー内への未装着等によって生じるロータリーの偏荷重、あるいは現像時の現像駆動反力等によってロータリーに発生するモーメント等でロータリーが捻られた状態でロータリーをロック解除する際、第１弾性摩擦部材と第２弾性摩擦部材との間に、第２弾性摩擦部材が第１弾性摩擦部材から離間する方向の表面摩擦が増加することはなく、第２弾性摩擦部材を第１弾性摩擦部材との係合から解除する力を小さくすることができ、ロータリーの駆動安定性を確保することができる。
【００１６】
しかも、ロータリの停止位置精度を高精度にできることから、この停止位置精度を確保するための調整を不要にできる。したがって、ロータリの停止位置精度を確保するための調整を不要にできるので、ロック手段およびロータリー等の各部品の精度をそれほど高精度にしなくても済ませることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を概略的に示す図、図２はこの例の画像形成装置に用いられているロータリー式現像装置を模式的に示す図である。
【００１８】
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、概略的には、露光装置２、ロータリー式現像装置３、露光装置２によって露光されて静電潜像が形成されるとともにこの静電潜像がロータリー式現像装置３からのトナーによって現像されて可視像化されたトナー像が形成される感光体４、無端状の転写ベルトからなる中間転写媒体５、感光体４上のトナー像を中間転写媒体５に一次転写する一次転写装置６、中間転写媒体５上に一次転写されたトナー像を紙等の記録媒体（以下、紙を例に説明する）７に二次転写する二次転写装置８、給紙カセット９に収容された紙７を給紙ローラ１０ａで二次転写装置８に給送する給紙装置１０、紙７に二次転写されたトナー像を定着する定着ユニット１１、および定着ユニット１１で定着されて所定の画像が形成された紙７を収容する排紙トレイ１２からなっている。
【００１９】
図２に示すように、ロータリー式現像装置３は、回転可能に設けられたロータリーフレーム１３ａを有するロータリー１３と、このロータリー１３に搭載されかつ現像カートリッジで構成された、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像器１４,１５,１６,１７とを備えている。
【００２０】
図２において、各現像器１４,１５,１６,１７はロータリー１３の周方向にこれらの順に時計回りでかつ等間隔で配設されており、それぞれ、現像ローラ１４ａ,１５ａ,１６ａ,１７ａと、各現像ローラ１４ａ,１５ａ,１６ａ,１７ａにそれぞれそれらと同軸にかつそれらと一体回転可能に設けられた現像ローラ駆動歯車１４ｂ,１５ｂ,１６ｂ,１７ｂと、図示しない現像器駆動モータの駆動力が入力される入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃと、各入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃに入力された現像器駆動モータの駆動力をそれぞれ対応する各現像ローラ駆動歯車１４ｂ,１５ｂ,１６ｂ,１７ｂに減速して伝達する歯車動力伝達機構１４ｄ,１５ｄ,１６ｄ,１７ｄとを備えている。なお、図示しないが、各現像器１４,１５,１６,１７は、それぞれ、従来と同様にトナー貯溜部、トナー貯溜部のトナーを現像ローラ１４ａ,１５ａ,１６ａ,１７ａに供給するトナー供給手段、および感光体４に搬送される現像ローラ１４ａ,１５ａ,１６ａ,１７ａ上のトナーの薄層を規制するトナー規制手段等を備えていることは言うまでもない。
【００２１】
また、ロータリー１３の軸方向（図１および図２の図面に直交する方向）の一端側においてこのロータリー１３の外周に近接して、現像器駆動モータからの駆動力が伝達されかつこの駆動力を入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃの１つに選択的に噛合して伝達可能な現像駆動出力歯車１８が回転可能に設けられている。この現像駆動出力歯車１８は図示しない歯車動力伝達機構を介して同じく図示しない現像器駆動駆動モータに接続されており、この現像器駆動駆動モータの駆動力が歯車動力伝達機構で減速されて現像駆動出力歯車に伝達されるようになっている。
【００２２】
更に、現像駆動出力歯車１８には、ワンウェイクラッチが内蔵されている。そして、後述するロータリー１３を駆動する際には、現像駆動出力歯車１８と現像駆動入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃのいずれかが噛み合ったとしても、ワンウェイクラッチがロータリー１３の回転方向に対応する回転方向に対しては空転することにより現像駆動入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃには駆動力が伝達されない。また、現像器１４,１５,１６,１７のいずれかを選択的に駆動する（すなわち、現像動作をさせる）際には、ワンウェイクラッチが現像方向に対応する回転方向に対してはロック（接続）することにより、現像駆動入力歯車１４ｃ,１５ｃ,１６ｃ,１７ｃの選択された現像駆動入力歯車に駆動力が伝達されるようになっている。
【００２３】
更に、ロータリー１３の同じく軸方向の一端側においてロータリー歯車１９がこのロータリー１３と同軸にかつこれと一体的に回転可能に設けられるとともに、このロータリー歯車１９に噛合しかつ後述する図３に示すロータリー駆動モータ３０からの駆動力が伝達されるロータリー駆動出力歯車２０が回転可能に設けられている。このロータリー駆動出力歯車２０は図示しない歯車動力伝達機構を介してロータリー駆動モータ３０に接続されている。そして、ロータリー駆動モータ３０の駆動力が歯車動力伝達機構で減速されてロータリー駆動出力歯車２０に伝達されるようになっている。
なお、前述の現像器駆動駆動モータとロータリー駆動モータとを共通の１つの駆動モータで構成することもできる。
【００２４】
このように構成されたロータリー式現像装置３は、ロータリー１３が図２に矢印で示すように反時計回りに９０度ずつ回転駆動されることで、各現像器１４,１５,１６,１７がこれらの順に感光体４に対向する現像位置に設定されて、感光体４上の静電潜像を各色毎に順次トナー像に現像する。
【００２５】
ところで、各現像器１４,１５,１６,１７がそれぞれ現像位置に設定されて現像動作を行う際には、ロータリー１３を現像位置に停止させる、つまりロック位置に位置決めし、かつそのロック位置に保持しなければならない。また、現像位置以外の位置にも、同じくロータリー１３を所定のロック位置に位置決めし、かつそのロック位置に保持する必要がある。
【００２６】
そこで、この例の画像形成装置１では、図３に示すようにロータリー１３の軸方向の一端側に、ロータリー１３を所定のロック位置に位置決めしかつそのロック位置に保持するロック手段２１が設けられている。このロック手段２１は、画像形成装置本体に固定された固定ブラケット２２と、この固定ブラケット２２に回転軸２３ａで回転可能に支持されかつロータリー歯車１９に常時噛合するアイドル歯車２３と、同じく固定ブラケット２２に回転軸２４ａで回転可能にかつ取付位置が固定されて支持されるとともにアイドル歯車２３に常時噛合する第１ロック作動歯車（本発明の第１歯車に相当）２４ｂおよびこの第１ロック作動歯車２４ｂと同心でかつ一体的に回転する第１弾性摩擦部材２４ｃとを有する第１ロック作動機構２４と、アイドル歯車２３の回転軸２３ａを中心に揺動可能に設けられた揺動ブラケット２５と、この揺動ブラケット２５に回転軸２６ａで回転可能に支持されかつアイドル歯車２３に常時噛合する第２ロック作動歯車（本発明の第２歯車に相当）２６ｂおよびこの第２ロック作動歯車２６ｂと同心でかつ一体的に回転するとともに第１弾性摩擦部材２４ｃに離接可能に設けられた第２弾性摩擦部材２６ｃとを有する第２ロック作動機構２６と、固定ブラケット２２および揺動ブラケット２５間に縮設されて第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃに当接する方向（つまり、図３において反時計回り）に揺動ブラケット２５を付勢する付勢ばね２７と、画像形成装置本体に回動可能に設けられた揺動ブラケット２５を回動するレバー２８と、このレバー２８を作動するソレノイド２９とからなっている。
【００２７】
なお、図３において、３０はロータリー１３の駆動源である例えばステッピングモータからなるロータリー駆動モータであり、このロータリー駆動モータ３０の駆動力が図示しない歯車動力伝達機構を介してロータリー駆動出力歯車２０に伝達されて、このロータリー駆動出力歯車２０が回転することでロータリー１３が回転駆動されるようになる。
そして、この例の画像形成装置１では、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともにアイドラ歯車２３を介してロータリー歯車１９に常時回転接続されて、ロータリー１３に回転に連動してロータリー１３と同方向に回転する。
【００２８】
このロック手段２１においては、図３に示すようにソレノイド２９がオン（励磁）されたときは、このソレノイド２９はその励磁力でレバー２８を反時計回りに回動させる。すると、揺動ブラケット２５はこのレバー２８の回転力で付勢ばね２７の付勢力に抗して回動軸２３ａを中心に時計回りに回動するので、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃからこの第１弾性摩擦部材２４ｃの径方向に離間し、ロック手段２１は非ロック位置となる。このとき、第２弾性摩擦部材２６ｃおよび第２ロック作動歯車２６ｂがアイドル歯車２３の回動軸２３ａを中心に時計回りに回動するので、第２ロック作動歯車２６ｂとアイドル歯車２３との噛合は維持されている。
これにより、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂはともに自由になるので、アイドル歯車２３も回転自由となる。したがって、ロータリー１３は回転可能となり、ロータリー１３のロック解除状態となる。
【００２９】
また、図４に示すようにソレノイド２９がオフ（非励磁）されたときは、このソレノイド２９はレバー２８に励磁力を作用しない。すると、揺動ブラケット２５は付勢ばね２７の付勢力で回動軸２３ａを中心に反時計回りに回動するので、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃにこの第１弾性摩擦部材２４ｃの径方向に当接し、ロック手段２１はロック位置となる。このとき、第２弾性摩擦部材２６ｃおよび第２ロック作動歯車２６ｂがアイドル歯車２３の回動軸２３ａを中心に反時計回りに回動するので、第２ロック作動歯車２６ｂとアイドル歯車２３との噛合は維持されている。そして、ロータリー１３が、例えば反時計回りに回転しようとすると、アイドル歯車２３が時計回りに回転しようとするとともに、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに反時計回りに回転しようとする。しかし、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃに付勢ばね２７の付勢力で圧接しているため、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃ間の摩擦力で第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに回転不能となっている。このため、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに回転しないので、アイドル歯車２３も回転不能となる。したがって、ロータリー１３も回転不能となり、ロータリー１３のロック状態となる。
【００３０】
このとき、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃの圧接部においては、第１弾性摩擦部材２４ｃの接線方向の移動と第２弾性摩擦部材２６ｃの接線方向の移動とが互いに逆向き（カウンター方向）となっていて摺擦方向となっているため、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃ間の摩擦力は、例えば一般的な摩擦ブレーキのように回転しようとしない摩擦材を第２弾性摩擦部材２６ｃに単純に圧接する場合に比べてはるかに大きくなる。したがって、大きなロック力が得られ、ロータリー１３のロックは確実なものとなる。
また、ロータリー１３の停止位置誤差は、歯車動力伝達機構の歯車のバックラッシュによる変位角内となるので、前述の特許文献１および２に開示されているようなレバーの凹凸嵌合方式における凹凸部材の高精度化の要求や部品の組立調整を必要とすることなく、ロータリー１３の停止位置を高精度に設定することができる。
【００３１】
更に、このロック手段２１によるロック機能は可逆であるので、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃが互いに圧接されたロック手段２１のロック位置では、ロータリー１３が逆に時計回りに回転しようとしたときも、ロータリー１３が回転不能となり、ロータリー１３のロック状態となる。したがって、ロック手段２１がロック位置にあるときは、例えば４つの現像器内にトナー残量の不均衡やいくつかの現像器のロータリー１３内への未装着等によって生じるロータリー１３の偏荷重、あるいは現像時の現像駆動反力等によってロータリー１３にモーメントが発生し、ロータリー１３が正転（反時計回り；つまり、現像動作時の回転方向）または逆転しようとしても、確実にロック状態に保持される。
このようにして、ソレノイド２９と付勢ばね２７とにより、第１および第２弾性摩擦部材を離接制御する本発明の離接制御手段が構成されている。
【００３２】
次に、各現像器１４,１５,１６,１７を切り換えてそれぞれ現像位置に設定するために、ロック手段２１によりロータリー１３を現像位置に対応するロック位置へ位置決めする動作について説明する。
いま、図１および図２に示すようにイエロー（Ｙ）の現像器１４が現像位置に設定され、ロータリー１３が図４に示すロック状態に設定されているとする。現像器１４によるイエロー（Ｙ）の現像が終了すると、まず、ロータリー駆動モータ３０を駆動した後、図３に示すようにソレノイド２９をオンして第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃから離間させてロータリー１３のロックを解除する。
【００３３】
すると、ロータリー駆動モータ３０の駆動力でロータリー１３が反時計回りに回転駆動する。このとき、アイドル歯車２３に噛合している第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに回転自由となっているため、アイドル歯車２３も自由に回転可能となっており、ロータリー１３の回転でこれらのアイドル歯車２３、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂがともに空回転するだけであるので、ロータリー１３はアイドル歯車２３、第１および第２ロック作動歯車２４ｂ,２６ｂに影響されることなくスムーズに回転する。
【００３４】
ロータリー駆動モータ３０が９０度回転してロック位置になると、制御装置がソレノイド２９をオフして付勢ばね２７の付勢力で第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃに圧接させる。第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃに完全に当接するのに十分な時間が経過した後、制御装置がロータリー駆動モータ３０を停止する。これにより、ロータリー１３はロック位置に停止しかつそのロック状態が保持される。このロータリー１３のロック位置では、次のマゼンタ（Ｍ）の現像器１５が現像位置に設定される。以下、同様にしてロータリ１３のロック状態およびロック解除状態が設定されかつロータリ１３の回転駆動が制御されることで、シアン（Ｃ）の現像器１６およびブラック（Ｋ）の現像器１７が順次現像位置に設定される。
なお、ロック手段２１によるロータリー１３のロック位置の設定は、現像機の現像位置に限らず、所望する所定位置にロータリー１３をロックする場合にも行うことができる。
【００３５】
この例の画像形成装置１によれば、ロータリー式現像装置３のロータリ１３のロック状態およびロック解除状態を、それぞれ第２弾性摩擦部材２６ｃの第１弾性摩擦部材２４ｃへの圧接および第２弾性摩擦部材２６ｃの第１弾性摩擦部材２４ｃからの離間により設定しているので、ロータリ１３の位置決めおよびロックを簡単に行うことができる。
【００３６】
このとき、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃの回転方向が同じに設定されていることから、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃの圧接部において、第１弾性摩擦部材２４ｃの接線方向の移動と第２弾性摩擦部材２６ｃの接線方向の移動とが互いに逆向き（カウンター方向）となっているため、第１および第２弾性摩擦部材２４ｃ,２６ｃ間の摩擦力を、例えば一般的な摩擦ブレーキのように回転しない摩擦材を第１弾性摩擦部材２４ｃに単純に圧接する場合に比べてはるかに大きくなる。したがって、大きなロック力が得られ、ロータリー１３のロックを確実なものにすることができる。これにより、ロータリー１３の停止位置精度を向上することができる。
【００３７】
更に、第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃに圧接するだけであるので、ロータリ１３の位置決め停止時の衝撃を小さくできるので、衝撃による衝突音を低減することができ、静穏化を実現することができる。特に、互いに係合する２つの部材が弾性摩擦部材であることから、衝突音をより効果的に低減することができる。
これにより、近年の画像形成速度１の高速化に伴い、ロータリ１３の切替回転速度の高速化の要求およびロータリー１３のロック位置とロック解除位置との間での切り換え動作の迅速化の要求にも、大きな衝撃および大きな衝突音を発生させることなく柔軟に対応することができる。
【００３８】
更に、第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃにこの第１弾性摩擦部材２４ｃの径方向に当接させかつを第１弾性摩擦部材２４ｃからこの第１弾性摩擦部材２４ｃの径方向に離間させているので、各現像器１４,１５,１６,１７内のトナー残量の不均衡やいくつかの現像器のロータリー１３内への未装着等によって生じるロータリー１３の偏荷重、あるいは現像時の現像駆動反力等によってロータリー１３に発生するモーメント等でロータリーが捻られた状態でロータリー１３をロック解除する際、第１弾性摩擦部材２４ｃと第２弾性摩擦部材２６ｃとの間に、第２弾性摩擦部材２６ｃが第１弾性摩擦部材２４ｃから離間する方向の表面摩擦が増加することはなく、第２弾性摩擦部材２６ｃを第１弾性摩擦部材２４ｃとの係合から解除する力を小さくすることができ、ロータリー１３の駆動安定性を確保することができる。
【００３９】
しかも、ロータリ１３の停止位置精度を高精度にできることから、この停止位置精度を確保するための調整を不要にできる。したがって、ロック手段２１およびロータリー１３等の各部品の精度をそれほど高精度にしなくても済ませることができる。
【００４０】
図５は本発明の実施の形態の他の例を示し、ロータリーのロック解除状態を示す図３と同様の図であり、図６はこの例におけるロータリーのロック状態を示す図４と同様の図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことでその詳細な説明は省略する。
【００４１】
前述の図３および図４に示す例では、ロック手段２１にアイドル歯車２３と第１ロック作動機構２４の第１ロック歯車２４ｂとの専用の部品を用いているが、図５および図６に示すようにこの例の画像形成装置１では、アイドル歯車２３に代えて既存のロータリー駆動出力歯車２０を用いているとともに、第１ロック歯車２４ｂに代えて、第１ロック作動機構３１の第１ロック歯車として、ロータリー駆動モータ３０とロータリー駆動出力歯車２０との間の歯車動力伝達機構の歯車でありかつロータリー駆動出力歯車２０に常時噛合する既存のモータピニオン３１ｂを用いている。この例の場合、固定ブラケット２２に、ロータリー駆動出力歯車２０が回転軸２０ａにより回転可能に、またモータピニオン３１ｂが回転軸３１ａにより、それぞれ回転可能に設けられている。
【００４２】
また、第１ロック作動機構３１は、モータピニオン３１ｂと同心でかつ一体的に回転する第１弾性摩擦部材３１ｃを備えている。更に、第２ロック作動機構２６の第２ロック歯車２６ｂを回転可能に支持する揺動ブラケット２５がロータリー駆動出力歯車２０の回転軸２０ａを中心に回動可能に支持されているとともに、第２ロック歯車２６ｂがロータリー駆動出力歯車２０に常時噛合している。
この例の第１ロック作動機構３１の第１弾性摩擦部材３１ｃと第２ロック作動機構２６の第２弾性摩擦部材２６ｃは、前述の例の第１弾性摩擦部材２４ｃと第２弾性摩擦部材２６ｃの作用と同じ作用を行うようになっている。
【００４３】
この例の画像形成装置１によれば、前述の例のアイドル歯車２３および第１ロック歯車２４ｂのような専用の部品を用いずに、既存のロータリー駆動出力歯車２０およびモータピニオン３１ｂを用いているので、部品点数を削減することができるとともに、ロータリー式現像装置３をコンパクトにかつ安価に形成することができる。
この例の画像形成装置１の他の構成、他の動作および他の作用効果は、前述の例と同じである。
【００４４】
なお、前述の各例では、第１および第２ロック歯車２４ｂ,２６ｂがいずれもロータリ駆動歯車１９に直接噛合していないが、これらの第１および第２ロック歯車２４ｂ,２６ｂをともにロータリ駆動歯車１９に直接噛合させるようにすることもできる。この場合には、揺動ブラケット２５をロータリ１３の回転軸（不図示）に揺動可能に設ければよい。
【００４５】
また、前述の例では、いずれもロータリ駆動歯車１９に常時噛合するアイドル歯車２３あるいはロータリー駆動出力歯車２０と、これらのそれぞれ常時噛合する第１ロック歯車としての第１ロック歯車２４ｂあるいはモータピニオン３１ｂを用いているが、例えば、アイドル歯車としてロータリー駆動出力歯車２０に常時噛合するモータピニオン３１ｂを用い、第１ロック歯車としてこのモータピニオン３１ｂに常時噛合するもう１つのモータピニオンを用いるなど、歯車動力伝達機構の歯車のみを用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の画像形成装置は、ロータリに装着された複数の現像器により、フルカラー等の２色以上の多色現像を行うロータリ現像方式の現像装置を備えるとともに、潜像担持体に対して複数の現像器の現像剤担持体を選択的に現像位置に設定するようにロータリを所定位置に位置決めしてロックするロック手段を備えている、静電複写機やプリンタ等の画像形成装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を概略的に示す図である。
【図２】この例の画像形成装置に用いられているロータリー式現像装置を模式的に示す図である。
【図３】この例の画像形成装置におけるロータリーのロック解除状態を示す図である。
【図４】この例の画像形成装置におけるロータリーのロック状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の他の例を示し、ロータリーのロック解除状態を示す図３と同様の図である。
【図６】この例の画像形成装置におけるロータリーのロック状態を示す図４と同様の図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…画像形成装置、２…露光装置、３…ロータリー式現像装置、４…感光体、５…中間転写媒体、６…一次転写装置、７…記録媒体、８…二次転写装置、１０…給紙装置、１１…定着ユニット、１３…ロータリー、１４,１５,１６,１７…イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像器、１９…ロータリー歯車、２０…ロータリー駆動出力歯車、２１…ロック手段、２２…固定ブラケット、２３ａ…回転軸、２３…アイドル歯車、２４,３１…第１ロック作動機構、２４ｂ,３１ｂ…第１ロック作動歯車、２４ｃ,３１ｃ…第１弾性摩擦部材、２５…揺動ブラケット、２６…第２ロック作動機構、２６ｂ…第２ロック作動歯車、２６ｃ…第２弾性摩擦部材、２７…付勢ばね、２８…レバー、２９…ソレノイド、３０…ロータリー駆動モータ、３１…第１ロック作動機構、３１ｂ…モータピニオン、３１ｃ…第１弾性摩擦部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられかつ複数の現像器を搭載するロータリーと、このロータリーを回転駆動する駆動源と、前記現像器を選択的に所定位置に設定するために前記ロータリーを位置決めしかつこの位置決め位置にロックするロック手段とを備え、前記ロック手段により前記ロータリーを位置決めすることで前記複数の現像器のうち１つの現像器を選択的に像担持体に対向する現像位置に設定し、この現像位置に設定された現像器により前記像担持体上の潜像を現像するようになっている画像形成装置において、
前記ロック手段は、画像形成装置本体に前記ロータリの回転に連動して回転するようにかつ取付位置が固定されて設けられた第１歯車と、この第１歯車と同心でかつ一体的に回転する第１弾性摩擦部材と、前記画像形成装置本体に前記ロータリの回転に連動しかつ前記第１歯車の回転方向と同じ回転方向に回転するようにかつ揺動可能に設けられた第２歯車と、この第２歯車と同心でかつ一体的に回転するようにかつ前記第１弾性摩擦部材に離接可能に設けられた第２弾性摩擦部材と、この第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材に対して離接制御する離接制御手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動源の駆動力が伝達されるロータリー歯車が前記ロータリーと一体的に回転可能に設けられ、このロータリー歯車に前記第１および第２歯車がともにアイドラ歯車を介して常時回転接続されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動源の駆動力が歯車動力伝達機構を介して前記ロータリーに伝達されるようになっており、前記第１歯車は、前記歯車動力伝達機構の歯車であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記離接制御手段は、オン時に前記第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材から離間させるソレノイドと、このソレノイドのオフ時に前記第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材に当接させる付勢ばねとからなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転可能に設けられかつ複数の現像器を搭載するロータリーと、このロータリーを回転駆動する駆動源と、前記現像器を選択的に所定位置に設定するために前記ロータリーを位置決めしかつこの位置決め位置にロックするロック手段とを備え、前記ロック手段により前記ロータリーを位置決めすることで前記複数の現像器のうち１つの現像器を選択的に像担持体に対向する現像位置に設定し、この現像位置に設定された現像器により前記像担持体上の潜像を現像するようになっている画像形成装置において、
前記ロック手段は、画像形成装置本体に前記ロータリの回転に連動して回転するようにかつ取付位置が固定されて設けられた第１歯車と、この第１歯車と同心でかつ一体的に回転する第１弾性摩擦部材と、前記画像形成装置本体に前記ロータリの回転に連動しかつ前記第１歯車の回転方向と同じ回転方向に回転するようにかつ揺動可能に設けられた第２歯車と、この第２歯車と同心でかつ一体的に回転するようにかつ前記第１弾性摩擦部材に離接可能に設けられた第２弾性摩擦部材と、この第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材に対して離接制御する離接制御手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動源の駆動力が伝達されるロータリー歯車が前記ロータリーと一体的に回転可能に設けられ、このロータリー歯車に前記第１および第２歯車がともにアイドラ歯車を介して常時回転接続されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動源の駆動力が歯車動力伝達機構を介して前記ロータリーに伝達されるようになっており、前記第１歯車は、前記歯車動力伝達機構の歯車であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記離接制御手段は、オン時に前記第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材から離間させるソレノイドと、このソレノイドのオフ時に前記第２弾性摩擦部材を前記第１弾性摩擦部材に当接させる付勢ばねとからなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１２６５９６（Ｐ２００６−１２６５９６Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１６１５５（Ｐ２００４−３１６１５５）
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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