駆動切替え装置及び画像形成装置
【課題】機構を簡易な構成とし、駆動源を減らし、取り扱い易く、小型化軽量・安価な構成で各駆動を選択的に切替えることが可能な駆動切替え機構を提供する。
【解決手段】回転を発生させる１つの駆動源１と、前記駆動源１からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段２５・２６・２７・２８と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子１３・１４・１５・１６と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タ４８で制御することを特徴とする駆動切替え装置２００。
【解決手段】回転を発生させる１つの駆動源１と、前記駆動源１からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段２５・２６・２７・２８と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子１３・１４・１５・１６と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タ４８で制御することを特徴とする駆動切替え装置２００。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ等の情報出力装置、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置などの各種装置における各種駆動力の切替え部分の駆動切替え装置及び、この駆動切替え装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像を形成するための画像形成装置としては、いわゆるタンデム方式のものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
この画像形成装置は、複数の電子写真画像形成部、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー画像を形成する４つの画像形成部が設けられている。各画像形成部は、例えば、トナーを担持する現像ローラと、この現像ローラと対向して配設され、静電潜像が形成される感光ドラムと、このドラムに対向して配設され、ドラム上に静電潜像を形成するための帯電器及び露光装置等を有する。
【０００４】
このようなタンデム方式の画像形成装置では、各色毎にドラムを備えているので、各色毎に現像された画像が、その色毎に順次、転写ベルトに転写される。これにより、モノクロ画像を形成する速度とほぼ同じ速度でカラー画像が形成されるため、カラー画像を形成するための画像形成装置の方式として幅広く用いられている。
【０００５】
タンデム方式の画像形成装置では、カラー画像を形成する場合には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色にそれぞれ対応して設けられている４つのドラムをすべて駆動させる。そして、その色毎の可視像を順次転写ベルトに転写させることによりカラー画像を形成するようにしている。さらに、カラー画像を形成する場合には、各色に対応したドラムの駆動のみならず、各色の現像装置やトナー補給手段やトナー収納部の攪拌手段も、それぞれ駆動され、消費されるトナーに見合った量のトナーが補給用トナー収納部から現像装置に供給されている。
【０００６】
このように、タンデム方式のカラー画像形成装置では、モノクロ画像を形成する場合の装置(白黒機)に対して、多くの被駆動要素が存在し、そして、それに応じて、駆動源やその切替え手段を必要としている。
【０００７】
しかし、これらの要求に応じて、それぞれに対して、駆動源であるモータや駆動切替え手段である各種クラッチ・ソレノイド機構を設けると、コストの上昇を招く。また、これらのモータやクラッチ・ソレノイドを駆動するための電源や制御回路が必要となり、装置は複雑化や大型化し、その消費電力も増加してくる。
【０００８】
そのため、ドラムの駆動に対しては、１つのモータから４つのドラムに動力が伝達されるような動力伝達経路を構成する。そして、カラー画像を形成する場合の４つのドラムの駆動と、モノクロ画像を形成する場合の１つのドラムの駆動との切替えを、その動力伝達経路途中に電磁クラッチを介在させて、その電磁クラッチの切替えにより行なうことが提案されている。このように、電磁クラッチによる駆動の切替え手段は増えるものの、４つのドラムに対応させて４つのモータをそれぞれ設ける必要がなく、コストの低減化及び装置構成の簡略化を図ることができる。
【０００９】
また、タンデム方式の画像形成装置における従来のトナー補給搬送機構は、一例として、図２９〜図３２のような構成が取られている。
【００１０】
図２９は、トナー補給搬送機構部分の全体図である。２１１・２１２・２１３・２１４は４つのトナー容器である。トナー容器２１１には、黒色（Ｋ色）のトナー画像を形成する画像形成部Ｋ（不図示）の現像装置（現像容器）に対する補給用のＫ色トナーが収容されている。トナー容器２１２には、マゼンタ色（Ｍ色）のトナー画像を形成する画像形成部Ｍの現像装置に対する補給用のＭ色トナーが収容されている。トナー容器２１３には、シアン色（Ｃ色）のトナー画像を形成する画像形成部Ｃの現像装置に対する補給用のＣ色トナーが収容されている。トナー容器２１４には、イエロー色（Ｙ色）のトナー画像を形成する画像形成部Ｙの現像装置に対する補給用のＹ色トナーが収容されている。
【００１１】
図３０のような、トナーモ−タ（ステッピングモ−タ）２４２とギア列からなる駆動機構で搬送スクリュー２４１を回転させる。これにより、各トナー容器２１１・２１２・２１３・２１４内のトナーを、搬送スクリュー筒２２１・２２２・２２３・２２４の端部に設けられた開口２３１・２３２・２３３・２３４から対応する現像装置の現像室へ搬送している。図３１は、各色画像形成部のトナー補給搬送機構を代表して、Ｙ色画像形成部のトナー補給搬送機構部分を拡大して示した図である。図３２はその機構でのトナー搬送路部分を切断した断面図であり、トナー搬送を判りやすく示した図である。
【００１２】
トナー補給搬送の方法は、画像濃度（現像室内のトナーとキャリアの比）の安定化のため、現像室内へ適量のトナー補給を、搬送スクリュー２４１を回転するトナーモ−タ（ステッピングモ−タ）２４２を駆動させて行っている。トナー補給量の決定つまりトナーモ−タ２４２の回転の制御値は、画像形成中に画像を色分析したビデオカウント値を用いて各色トナーの消費量を算出し、その消費量分のトナー補給するように決定される。さらに、実際の濃度との差を、パッチの濃度の変化を検知し、トナー補給の補正量を決め、１ジョブ終了後や所定枚数後の紙間に、トナーモ−タ２４２を回転させて、搬送スクリュー端部にある開口部より、現像室部分へトナー補給をしている。このように、トナー搬送スクリュー２４１の回転は、記録画像により、その回転する量が決まるため、各色ごとに、トナーモ−タ２４２が配置され、個々に制御されている。
【００１３】
そして、トナー容器内のトナー攪拌２４３は、このモ−タ２４２を逆転させ、駆動ギア軸に配設されたワンウエイクラッチ２４４を介することで、トナー補給スクリュー２４１の回転出力と区別して攪拌２４３の回転出力を得ている。
【００１４】
公知の駆動切替え技術として、常時回転の駆動を、遊星歯車列と電磁ソレノイドからなるトリガ手段にて、選択的に２つの出力に切換えて使用する例が提案されている。
【００１５】
近年、自動車産業を初め、複写機等の画像形成装置でも、動力の切替え減速手段として遊星歯車機構が多く利用されてきている（特許文献２・３）。
【００１６】
遊星歯車機構は、モータなどの駆動源を回転したままで複数の被駆動部を選択的に切替える時、コンパクトな構成のギア列で動力を伝達し、スリップなどの損失も少ない。そして、動力切替え時のスリップなどによる不安定さも少なく、確実にスムーズに切替えることが可能である。駆動源の回転を必要な速度に減速、回転方向を変えることも、遊星歯車の構成、ギア比により可能である。ギア列で駆動伝達切替えを行えるので静音化にも有効な機構であり、複写機の給紙クラッチなどクラッチ機構としても使用されている（特許文献３）。
【００１７】
複写機の給紙クラッチなどの例として遊星歯車機構を用いたクラッチ機構を図３３により説明する。太陽歯車Ａと、それに噛合う遊星歯車Ｂと、太陽歯車Ａと同じ回転中心軸の遊星歯車Ｂと噛合う内歯車Ｃと、遊星歯車Ｂを回転可能に支持し同時に太陽歯車Ａと同じ回転中心軸で回転可能な支持部材（以下、キャリアと記す）Ｄと、を有する。内歯車Ｃは、駆動源からの駆動が伝達されている駆動の入力軸Ｇに結合され一体となって回転している。さらに、駆動源からの駆動力で回転している入力軸Ｇつまり内歯車Ｃ（入力側）、被駆動部（負荷側）にギア列でつながっているキャリアＤ、そして太陽歯車Ａの回転を止めるレバーＦを持ったソレノイドＥを配している。レバーＦが引かれた状態の時は、太陽歯車Ａへは負荷が繋がってないので、太陽歯車Ａが空転可能な状態である。そこで、内歯車Ｃ（入力側）の回転は、遊星歯車Ｂを回転させるが、被駆動部へ繋がって負荷のかかったキャリアＤはその負荷抵抗があるので、遊星歯車Ｂと噛合っている太陽歯車Ａの方が回転する。つまり、出力のキャリアＤは停止している。そして信号によりソレノイドが動作して前記レバーＦが太陽歯車Ａの回転を止めると、内歯車Ｃ（入力側）の回転は、遊星歯車Ｂを回転させるが、太陽歯車Ａは停止されているので、遊星歯車Ｂが太陽歯車Ａの周りを公転運動する。ここで、キャリアＤには遊星歯車Ｂの支軸が形成されているので、遊星歯車Ｂの公転運動と共に、キャリアＤが回転し負荷側へ駆動力が伝わる。このようにして負荷側へ駆動力を断続するクラッチの役割を果たしている。
【００１８】
太陽歯車Ａ、内歯車Ｂ、キャリアＤのいずれを入力側、出力側、制御側にしても成立する。
【特許文献１】特開２００２−３４１６２１号公報
【特許文献２】特開昭６１−８９８５１号公報
【特許文献３】特開２００１−２２７５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、駆動源の数を減らす手段として、このような電磁クラッチによる駆動の切替えには、必要とされる出力分の電磁クラッチが必要である。そして、その分の電磁クラッチ自体や、電磁クラッチを切替えるための制御回路が必要となり、コストの上昇や装置構成の複雑化が不回避となる。
【００２０】
また、特に、トナー補給搬送機構では、現像装置部には消費されるトナーに見合った量のトナー供給が必要で、消費されるトナーの量は記録画像によって左右され、従って補充されるトナー量は、逐次制御されて搬送される。そのため、トナー搬送部では各色ごとに搬送駆動源や駆動切替え手段が配置され、装置構成が複雑化すると共に装置の小型化の障害となり、コスト低減を阻んでいた。
【００２１】
また、安価な駆動切替え機構として、遊星歯車列と電磁ソレノイドを使用した例の場合でも、カラー画像形成装置の場合、カラートナーの種類数分の切替えメカ機構・電磁ソレノイドが存在し、個々の制御回路が必要となる。そのため、コストの上昇や装置構成の複雑化が不回避となっている。
【００２２】
本発明は、このような不具合を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、機構を簡易な構成とし、駆動源を減らし、取り扱い易く、小型化軽量・安価な構成で各駆動を選択的に切替えることが可能な駆動切替え機構を提供することにある。
【００２３】
また、この駆動切替え装置を用いて、簡易な構成により、各駆動を選択的に切替えて、カラー画像の選択的な画像形成を、構成が簡単で取り扱い易く、小型化・安価な構成で実現することのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の目的を達成するための本発明に係る駆動切替え装置の代表的な構成は、回転を発生させる１つの駆動源と、前記駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、駆動源と制御アクチュエ−タの数が減り、装置構成の簡易となり、装置の小型軽量化・駆動エネルギ−（電力）の省エネ化の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
【実施例】
【００２７】
以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
【００２８】
［第１実施例］
（１）画像形成部
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。図２は図１の部分的な拡大図である。この画像形成装置３００は、タンデム方式−中間転写方式の４色フルカラー電子写真プリンタ（カラー画像形成装置:情報出力装置）である。
【００２９】
プリンタ３００には、コンピュータ（パソコン）・ワークステーション・イメージリーダー等の外部装置４００が接続されている。この外部装置４００からプリンタ３００の制御デバイス（制御回路部、制御基板）３５０に対して電気的なカラー画像情報が入力する。そして、プリンタ３００は作像動作して、記録材Ｐ上に入力画像情報に対応したフルカラー画像を形成して出力する。
【００３０】
Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋは、第１〜第４の４つの画像形成部（画像形成ユニット）であり、図面上、右側から左側に順に水平に対して左下がりに所定の間隔をおいて一列に配置されている。第１の画像形成部Ｙはイエロー色（Ｙ色）のトナー画像を形成する画像形成部、第２の画像形成部Ｍはマゼンタ色（Ｍ色）のトナー画像を形成する画像形成部である。第３の画像形成部Ｃはシアン色（Ｃ色）のトナー画像を形成する画像形成部、第４の画像形成部Ｋは黒色（Ｋ色）のトナー画像を形成する画像形成部である。
【００３１】
各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋは電子写真プロセス機構であり、それぞれ、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光ドラム：以下、ドラムと記す）３０１を有する。各ドラム３０１は駆動機構（不図示）によりそれぞれ矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。各ドラム３０１の周囲にはドラム回転方向に沿って、一次帯電ローラ３０２、現像装置３０３、一次転写ローラ３０４、ドラムクリーナ３０５が配置されている。一次帯電ローラ３０２は、ドラム３０１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段である。現像装置３０３は、ドラム３０１の表面に形成された静電潜像をトナー画像として顕画化する現像手段である。一次転写ローラ３０４は、ドラム３０１に形成されたトナー画像を次に説明する中間転写ベルト３０７に一次転写する転写手段である。ドラムクリーナ３０５は、中間転写ベルト３０７に対するトナー画像の一次転写後のドラム表面に残留した一次転写残トナーを除去するクリーニング手段である。
【００３２】
各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの上側には、中間転写ベルトユニット３０６が配置されている。このユニット３０６は各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム３０１の上面に接触する中間転写体としての、可撓性を有する、誘電体製のエンドレスベルト（中間転写ベルト：以下、ベルトと記す）３０７を有する。このベルト３０７は、左側の駆動ローラ３０８と、右側の従動ロ−ラ３０９と、駆動ローラ３０８の下側のテンションローラ３１０と、の並行３本のローラ間に懸回張設されている。そして、ベルト３０７は、駆動ローラ３０８により、矢印の時計方向（ドラム３０１の回転に順方向）に、ドラム３０１の回転速度に対応した速度で循環移動駆動される。各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム３０１は、その上面が、従動ローラ３０９とテンションローラ３１０との間の下行側ベルト部分の下面に接している。また、ベルト３０７の内側には、下行側ベルト部分を介して各画像形成部のドラム３０１に対向させて４個の一次転写ローラ３０４が配設されている。各画像形成部のドラム３０１とベルト３０７との当接部が各画像形成部における一次転写部である。また、駆動ローラ３０８には、このローラ３０８を二次転写対向ローラとしてベルト３０７を介して二次転写ローラ３１９が接触している。このベルト３０７と二次転写ローラ３１９との当接部が二次転写部である。従動ローラ３０９のベルト懸回部には、ベルトクリーナ装置３１１が配設されている。
【００３３】
第１〜第４の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの下側には、各画像形成部のドラム３０１に対する像露光手段として、レーザースキャナ（レーザー走査露光装置）３１２が配設されている。このレーザースキャナ３１２は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザー発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。
【００３４】
レーザースキャナ３１２は、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム３０１の一様帯電面を、各色の画像情報に応じて変調されたレーザー光ＬＹ・ＬＭ・ＬＣ・ＬＫによって走査露光することによって各色の画像情報に応じた静電潜像を形成する。各画像形成部の現像装置３０３には、それぞれ、Ｙ色トナーを含む現像剤、Ｍ色トナーを含む現像剤、Ｃ色トナーを含む現像剤、Ｋ色トナーを含む現像剤が収納されている。そして、各現像装置３０３は各画像形成部のドラム上に形成される静電潜像を対応色のトナーでトナー画像として現像する。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００３５】
ここで、上記４つの画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいて、それぞれ、ドラム３０１と、このドラム３０１に作用するいくつかのプロセス手段を、一括してプリンタ本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ（ＣＲＧ）としてある。本実施例では、ドラム３０１と、一次帯電ローラ３０２と、現像装置３０３と、ドラムクリーナ３０５を、カートリッジ枠体内に一体的に組み付けてプリンタ本体に対して取り外し可能に装着して使用されるカートリッジとしてある。プリンタ本体内の所定の装着位置（潜像形成位置）に装着されている状態にある各カートリッジは、それぞれ、位置決め手段（不図示）により所定に位置決め固定された状態に保持されている。また、各カートリッジ側の駆動入力部（不図示）に対してプリンタ本体側の駆動出力部（不図示）が結合している。また、各カートリッジ側の電気接点（不図示）に対してプリンタ本体側の給電系統（不図示）が導通化している。
【００３６】
プリンタの制御デバイス３５０は外部装置４００から入力した電気的なカラー画像情報に基づいて、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋを作像動作させる。これにより、第１〜第４の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいて、それぞれ、回転するドラム３０１の面に対して所定の制御タイミングで、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の色トナー画像が形成される。
【００３７】
各画像形成部のドラム３０１の面に形成される色トナー画像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム３０１の回転方向と順方向に、且つ各ドラム３０１の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト３０７の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト３０７の面に上記の４つの色トナー画像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。各画像形成部の一次転写ローラ３０４には、所定の制御タイミングにて電源部（不図示）から、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の一次転写バイアスが印加される。これにより、ドラム表面のトナー画像がベルト３０７の外面に対して静電転写される。各画像形成部のドラムクリーナ装置３０５は、クリーニングブレード等で構成され、ドラム３０１上の一次転写残トナーをドラム表面から掻き落としドラム表面を清掃する。
【００３８】
一方、所定の給紙タイミングにて、記録材Ｐを積載収容させた給紙カセット３１３のピックアップローラ３１４が駆動される。これにより、記録材Ｐが繰り出され、給紙ローラ３１５とリタードローラ３１６により１枚分離給紙される。そして、その記録材Ｐが縦搬送パス３１７を通ってレジストローラ３１８に搬送される。
【００３９】
レジストローラ３１８は、前記の画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写部に送り出す。即ち、回転するベルト３０７上に形成された未定着のフルカラートナー画像の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせて記録材Ｐの先端部が二次転写部に到達するように記録材Ｐをタイミング搬送する。これにより、二次転写部において、ベルト３０７上の未定着のフルカラートナー画像が一括して記録材Ｐの面に順次に二次転写されていく。二次転写ローラ３１９には、所定の制御タイミングにて電源（不図示）から、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の二次転写バイアスが印加される。これにより、ベルト３０７の表面のトナー画像が記録材Ｐに対して静電転写される。
【００４０】
二次転写部を出た記録材は、ベルト３０７の面から分離され、縦搬送ガイド３２０によって、画像加熱定着装置（定着ユニット）３２１の定着ニップ部に案内される。そして、この定着装置３２１により、上記の複数色のトナー画像が溶融混色されて記録材表面に固着画像として定着される。定着装置３２１を出た記録材Ｐはフルカラー画像形成物として搬送パス３２２を通って外排紙ローラ３２３により排紙トレイ３２４上に送り出される。これにより、一連の画像形成動作を終了する。
【００４１】
二次転写部にて記録材分離後のベルト３０７の面はベルトクリーナ装置３１１により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
【００４２】
モノ黒プリントモードの場合には、Ｋ色トナー画像を形成する第４の画像形成部Ｋのみが作像動作制御される。
【００４３】
本実施例のプリンタ３００は、第１〜第４の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋを中間転写ベルト３０７の移動方向において、上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配置したが、この色順に限られない。
【００４４】
（２）現像装置３０３
本実施例のプリンタ３００において、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの現像装置３０３は、現像剤として、非磁性トナーと磁性キャリアを所定の重量比（ＴＤ比＝トナー重量／（トナー重量＋キャリア重量）で混合した二成分現像剤を用いた二成分現像方式である。
【００４５】
図３によりこの現像装置３０３を説明する。３２５は現像装置３０３の現像室（現像容器）であり、この現像室内に所定量の現像剤（二成分現像剤）が収容されている。また、この現像室３２５内には、現像剤攪拌搬送スクリュー３２６・３２７、現像スリーブ３２８、現像剤規制ブレード３２９が配設されている。
【００４６】
現像室３２５内の現像剤は現像剤攪拌搬送スクリュー３２６・３２７の回転により現像室３２５内を攪拌されながら循環搬送される。これにより、トナーとキャリアが均一に混合されるとともに、トナーが所定の極性、所定の帯電量で摩擦帯電される。
【００４７】
現像スリーブ３２８はアルミニウム等の非磁性材製の筒体であり、ドラム３０１に対して所定の隙間間隔（Ｓ−Ｄギャップ）をあけてドラム３０１に並行に配列されている。現像スリーブ３２８の内部にはマグネットロール３３０が非回転に固定して配設されている。現像スリーブ３２８はこのマグネットロール３３０の外回りを矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。現像室３２５内を循環搬送される現像剤の一部が現像スリーブ３２８の外面にマグネットロール３３０の磁力により現像剤層（磁気ブラシ層）として磁気吸着されて担持され、現像スリーブ３２８の回転に伴い搬送される。そして、その現像剤層の厚さが、現像スリーブ３２８に対して所定の隙間間隔（Ｓ−Ｂギャップ）をあけて配設されている現像剤規制ブレード３２９によって規制される。層厚規制を受けた現像剤層は、引き続く現像スリーブ３２８の回転によりドラム３０１と現像スリーブ３２８の対向部である現像部位に搬送される。現像スリーブ３２８には電源部（不図示）より所定の現像バイアスが所定の制御タイミングで印加される。ドラム３０１に形成されている静電潜像は現像部位において現像スリーブ３２８に担持されている現像剤層と現像バイアスによりトナー画像として現像される。静電潜像の現像に供された現像スリーブ３２８上の現像剤層は引き続く現像スリーブ３２８の回転により現像室内に戻し搬送され、マグネットローラ３３０の反発磁極部の作用により現像スリーブ３２８の外面から離脱する。そして、その現像スリーブの外面に新たに現像剤が供給されて担持される。
【００４８】
（３）トナー補給搬送機構１００
各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいては、現像装置３０３の現像室３２５内に収容されている二成分現像剤のトナーが静電潜像の現像に供されて逐次に消費されるので、現像剤のＴＤ比が低下していく。そこで、制御デバイス３５０は、画像濃度（現像室内の二成分現像剤のＴＤ比）の安定化のため、トナー補給搬送機構１００（図３・図４）のトナー容器３３１から現像装置３０３の現像室３２５内に適時・適量のトナーを補給するトナー補給動作を実行する。トナー補給量の決定、つまりトナー補給搬送機構の動作制御値は、プリンタの画像形成動作中に画像を色分析したビデオカウント値を用いて各色トナーの消費量を算出し、その消費量分のトナーを補給するように決定される。さらに、実際の現像画像濃度との差を、パッチの濃度の変化を検知しトナー補給の補正量を決める。そして、１ジョブ終了後や所定枚数後の紙間に、トナー補給搬送機構を動作させて、現像装置３０３の現像室内に適量のトナーを補給して混入させるトナー補給動作が実行される。
【００４９】
本実施例におけるトナー補給搬送機構１００は、図５・図６のように、第１〜第４の４つのトナー容器（トナーホッパー）３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋを有する。この各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋは、各色の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの現像装置３０３とは別に配設されたトナー収納部である。第１のトナー容器３３１Ｙには、第１の画像形成部Ｙの現像装置３０３に対して補給するＹ色トナーが収容されている。第２のトナー容器３３１Ｍには、第２の画像形成部Ｍの現像装置３０３に対して補給するＭ色トナーが収容されている。第３のトナー容器３３１Ｃには、第３の画像形成部Ｃの現像装置３０３に対して補給するＣ色トナーが収容されている。第４のトナー容器３３１Ｋは、第４の画像形成部Ｋの現像装置３０３に対して補給するＫ色トナーが収容されている。
【００５０】
第１〜第４の４つのトナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋは、それぞれ、収容しているトナーの色がそれぞれ異なるだけで、構成は同じである。各トナー容器３３１はその下部にトナー補給スクリュー部３３２を有し、図３・図４のように、そのトナー補給スクリュー部３３２を介して、それぞれ、対応する現像装置３０３の現像室３２５と連絡している。
【００５１】
トナー補給スクリュー部３３２は、トナー搬送筒部３３３と、この筒部内に配設したトナー搬送スクリュー１０４（図７）と、トナー容器３３１とトナー搬送筒部３３３とを連通させている連通パイプ部３３４を有する。トナー容器３３１内のトナーは連通パイプ部３３４からトナー搬送筒部３３３内に流入する。そして、トナー搬送スクリュー１０４が回転駆動されると、トナー搬送筒部３３３内のトナーが筒部先端側に搬送され、筒部先端側の開口部３３５から現像装置３０３の現像室３２５内の現像剤に補給される。上記のトナー搬送スクリュー１０４が、補給用トナーを収容したトナー収納部から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段である。
【００５２】
現像室３２５内に補給されたトナーは、現像剤攪拌搬送スクリュー３２６・３２７の回転により現像室３２５内の現像剤に攪拌されながら循環搬送されて均一に混合されるとともに、所定の極性、所定の帯電量で摩擦帯電される。
【００５３】
また、第１〜第４の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの内部には、それぞれ、回転駆動されて、トナー容器中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根（トナー攪拌手段）７１・７２・７３・７４（図７）が配設されている。
【００５４】
上記の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋにおいて、トナー搬送スクリュー１０４とトナー攪拌羽根７１・７２・７３・７４は、駆動切替え装置２００により動作される。上記の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋにおいて、トナー搬送スクリュー１０４とトナー攪拌羽根７１・７２・７３・７４とが複数の被駆動手段である。
【００５５】
図５は駆動切替え装置２００の全体を正面側から見た斜視図、図６は裏側から見た斜視図である。図７は、図６において各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの内部を見せた切り欠き図である。図８は駆動切替え装置２００の正面図、図９は上面図、図１０は背面図である。図１１は、図９における（１１）−（１１）線視の断面図である。図１２は、図９における（１２）−（１２）線視の断面図である。図１３は、図９における（１３）−（１３）線視の断面図である。図１４と図１５はトナー搬送スクリュー駆動系のギア列だけの斜視図である。図１６は駆動モータと駆動切替え部分の斜視図である。図１７はバネクラッチ機構部分の平面図である。
【００５６】
駆動切替え装置２００は、回転を発生させる１つの駆動源と、駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、駆動切替え手段と制御子とを複数備える。
【００５７】
即ち、回転を発生させる１つの駆動源としての駆動モータ１を有する。この駆動モータ１の出力軸にドライブギア２が固着されている。このドライブギア２は、回転軸４に固着されている２段ギア３の大ギア３ａに噛合している。また、回転軸４にはギア５とギア４１が同軸に固着されている。従って、ドライブギア２の回転により、２段ギア３・ギア５・ギア４１が一体に回転する。
【００５８】
２段ギア３の小ギア３ｂは、第１〜第４の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの後述する遊星歯車機構（差動遊星歯車機構）２５・２６・２７・２８と連結されているギア列への入力ギア５１（図１０・図１１）に噛合っている。遊星歯車機構２５・２６・２７・２８が複数の駆動切替え手段である。
【００５９】
ギア５は、バネクラッチ機構Ｔ（駆動切替え機構部に切替え信号を送る切替え制御部分）への駆動入力ギア６に噛合っている。
【００６０】
ギア４１は、第１〜第４の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根７１・７２・７３・７４と連結されているギア列への第１の入力ギア６１ａ（図９）に噛合っている。第１の入力ギア６１ａは回転軸６１ｃに固着されており、この回転軸６１ｃに第２の入力ギア６１ｂが第１の入力ギア６１ａと同軸に固着されている。従って、ギア４１の回転により第１の入力ギア６１ａと第２の入力ギア６１ｂが一体に回転する。
【００６１】
ギア６は、バネクラッチ機構Ｔの入力ギア７に噛合っており、入力ギア７を回転駆動する。主として図１６・図１７を参照して、４６はバネクラッチ機構Ｔの駆動入力環であり、自由状態においては入力ギア７とともに回転している。４９は駆動入力環４６に対する係脱レバーであり、ソレノイド４８により吸引・吸引解除される。ソレノイド４８に対する通電がＯＦＦ（励磁解除）されているときは、係脱レバー４９はソレノイド４８に対する吸引が解除されることで駆動入力環４６に向って移動して、レバー４９の先端爪部が駆動入力環４６の係止溝に対して係合する。これにより、駆動入力環４６の回転が引き止められることで、バネクラッチ機構Ｔはクラッチ−ＯＦＦになる。このクラッチ−ＯＦＦ状態時には、入力ギア７の回転がバネクラッチ機構Ｔの出力ギアとしてのかさ歯車１１に伝達されず、かさ歯車１１の回転が停止される。また、ソレノイド４８に対する通電がＯＮ（励磁）されているときは、係脱レバー４９はソレノイド４８に対して吸引されることで駆動入力環４６から離れる方向に移動して、レバー４９の先端爪部が駆動入力環４６の係止溝から外れる。これにより、駆動入力環４８の引き止めが解除されられ、バネクラッチ機構Ｔはクラッチ−ＯＮになる。このクラッチ−ＯＮ状態時には、入力ギア７の回転がバネクラッチ機構Ｔの出力ギアとしてのかさ歯車１１に伝達される。このかさ歯車１１と噛合うかさ歯車１３は、カムシャフト１２に固定され、且つカムシャフト１２を回転軸としている。カムシャフト１２は定置配置の軸受け部材（不図示）に回転可能に保持されている。従って、ソレノイド４８の励磁・励磁解除を制御することで、バネクラッチ機構ＴをＯＮ・ＯＦＦしてカムシャフト１２を所定角度回転させることができる。カムシャフト１２にはカム１３・１４・１５・１７が各色のトナー補給搬送部に対応して配置されており、カムシャフト１２と一体的に回転する。このカム１３・１４・１５・１６により各色のトナー補給搬送部に実際に動力を伝達する遊星歯車機構２５・２６・２７・２８の動力断続を制御する。
【００６２】
遊星歯車機構２５・２６・２７・２８は同じ構成であるためその一つ２５について、図１８により説明する。（ａ）は遊星歯車機構２５（２６・２７・２８）の側面図、（ｂ）は（ａ）における（ｂ）−（ｂ）線視の断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ａ）における（ｄ）−（ｄ）線視の断面図である。遊星歯車機構２５（２６・２７・２８）は、動力入力部であるギア（駆動入力ギア）２９を一体化された太陽ギア３０、遊星ギア３１、遊星ギア３１を回転自在に支持する支持部材（以下、キャリアと記す）キャリア３２、内歯ギア３３がある。また、内歯ギア３３の外周に出力ギア３５が形成され、太陽ギア３０、キャリア３２、内歯ギア３３を同軸上で回転自在に支持する軸３４を有する。また、キャリア３２には突起３２ａが形成されている。
【００６３】
カムシャフト１２が回転し、カム１３（１４・１５・１６）が突起３２ａに契合する位置にくると、キャリア３３の回転が停止される。すると、動力が伝わって回転している太陽ギア３０の回転は、遊星ギア３１に伝わる。遊星ギア３１の支持軸を持ったキャリア３２の回転が規制されているので、遊星ギア３１はその位置で回転し、その動力を内歯ギア３３へ伝える。すなわち、トナー搬送部のトナーを供給するためのトナー搬送スクリュー１０４へ伝達する出力側の内ギア３３が回転する。
【００６４】
カムシャフト１２が回転し、カム１３が突起３２ａに契合する位置から外れると、キャリア３３の回転は規制されない。このとき、太陽ギア３０の回転は、遊星ギア３１に伝わるが、内歯ギア３３にはトナー搬送スクリュー１０４へ動力を伝達しているアイドラ１１０（図８・図１１）が噛合していて回転負荷がかかった状態である。そのため、遊星ギア３１が公転し、遊星ギア３１に回転軸が形成されたキャリア３３が回される。
【００６５】
つまり、動力が伝わって回転している太陽ギア３０の回転は、回転規制されていなく負荷のかかっていないキャリア３３に回転が伝わり、回転負荷がかかった内歯ギア３３の回転は停止される。
【００６６】
このようにして、カムシャフト１２が回転し、カム１３が、キャリア３３の回転をＯＮ／ＯＦＦすることで、駆動力をトナー搬送スクリュー１０４側に伝達する出力のＯＦＦ／ＯＮの制御を行なう。
【００６７】
上記複数の遊星歯車機構２５・２６・２７・２８が、１つの駆動モータ１からの動力を、複数の被駆動手段としての、各トナー容器におけるトナー搬送スクリュー１０４とトナー攪拌羽根７１・７２・７３・７４とに伝達する駆動切替え手段である。
【００６８】
また、遊星歯車機構２５・２６・２７・２８への動力伝達は段ギア３からギア列を介して別ルートのギア列で伝えられる。
【００６９】
図１５を参照して、例えば、Ｙ色トナー搬送部の駆動切替えのための遊星歯車機構２５へ動力を伝えるルートは次ぎのようになる。即ち、２段ギア３からアイドラギア３４、隣りのＭ色トナー搬送部用遊星歯車機構２６の入力ギア３５、アイドラギア３６、を経てＹ色トナー搬送部の遊星歯車機構２５のギア２９へ繋がるルートである。
【００７０】
Ｃ色、Ｋ色の各トナー搬送部も同じようにトナー搬送部用遊星歯車機構の入力ギアとその間のアイドラギアで繋がり、夫々のトナ−搬送部用遊星歯車機構を介し搬送スクリュー１０４まで駆動が伝えられるように構成している。
【００７１】
前述したように、ソレノイド４８の励磁・励磁解除を制御することで、バネクラッチ機構ＴをＯＮ・ＯＦＦして、カムシャフト１２を所定角度回転させることができる。カム１３・１４・１５・１６はカムシャフト１２に対し所定角度ずつ位相を変えて取り付けられている。そして、ソレノイド４８の励磁・励磁解除を繰り返すことにより、前記遊星歯車機構２５・２６・２７・２８のキャリア３２の突起部３２ａに係合する位置に順次くるよう配置されている。また、かさ歯車１１にはセンサー板４５がとりつけられており、前記ホームポジション用の割付溝１０でかさ歯車１１が停止した時、センサー４４で検知できるようになっている。これは動作途中で電源を切るなり停止した時、どの色のトナーから供給を始めてよいかわからないので、一度、ホームポジションまで回転させて動作を始めるためである。
【００７２】
図１９・図２０・図２１に、それぞれ、１つのトナー容器におけるトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の正面図・上面図・背面図を示す。図２２は、図２０における（２２）−（２２）線視の断面図である。図２３は、図２０における（２３）−（２３）線視の断面図である。このトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の構成は、第１〜第４のトナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの各トナー容器とも同じ構成である。
【００７３】
１０３はトナー容器の中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根７１（７２・７３・７４）と一体に回転するトナー攪拌羽根ギアである。１０５はトナー搬送スクリュー１０４と一体に回転するトナー搬送スクリューギアである。
【００７４】
トナー攪拌羽根ギア１０３は、図１９〜図２３のように、伝達アイドラギア１０６・１０７・１０８・１０９を介して入力ギア６１ｂと噛合っている。トナー搬送スクリューギア１０５は伝達アイドラギア１０９・１１０を介して、駆動切替え手段としての遊星歯車機構（遊星歯車機構を用いたクラッチ機構）２５（２６・２７・２８）と噛合っている。
【００７５】
遊星歯車機構２５・２６・２７・２８に対し切替え動作を作動させるための複数の制御子、その複数の制御子に対する動作信号、及び制御アクチュエ−タについて説明する。
【００７６】
駆動モ−タ１の回転は、駆動モータ１に固着されたドライブギア２から２段ギア３に伝わる。そして、２段ギア３から軸４を介してギア５と、ギア５と噛合うギア６を経て、バネクラッチ機構Ｔを含む駆動切替え機構部に切替え信号を送る切替え制御部分（駆動切替え部分）へ伝えられる。
【００７７】
切替え制御部分は、駆動切替え手段である遊星歯車機構２５・２６・２７・２８のキャリア３２部分に形成された突起３２ａを係止する位置に、それぞれ、制御子としてのカム（突出形状部）１３〜１６を形成したカムシャフト（制御軸）１２を有する。即ち、複数の制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状（カム）１３・１４・１５・１６からなる制御軸の形態である。この複数のカム１３・１４・１５・１６は同じ軸を中心とし個々に位相が異なる。そして、ソレノイド４８にてカムシャフト１２の回転が停止するバネクラッチ機構Ｔを有する。この制御軸としてのカムシャフト１２の回転をＯＮ・ＯＦＦさせるソレノイド構造が制御アクチュエータである。そして、制御子としての４つのカム１３・１４・１５・１６に対する動作信号を、カム１３・１４・１５・１６の数よりも少ない制御アクチュエータで制御している。本実施例では、４つのカム１３・１４・１５・１６に対する動作信号は、１つの制御アクチュエータで制御し、それぞれのカム１３・１４・１５・１６に対し個々の制御値である。
【００７８】
カムシャフト１２のカム１３・１４・１５・１６が、それぞれ、第１〜第４の４つのトナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋのトナー搬送・攪拌機構に対応して配置されており、カムシャフト１２と一体的に回転する。ソレノイド４８のＯＮ／ＯＦＦによって、回転しているカムシャフト１２を、カムシャフトに設けた回転位置検出手段（ロ−タリエンコ−ダ等の装置）で検出して、所定の位置で、所定の時間停止させる事が可能となる。
【００７９】
次に、駆動切替え装置の動作について、手順を追って説明する。図２４Ａ・図２４Ｂのフロ−チャ−トは、駆動切替え装置２００の制御を表し、これらは、制御デバイス３５０の中に組み込まれている。コピ−開始の信号にて、設定コピ−枚数と記録画像を認識し、第１〜第４の各色の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム３０１への書き込み記録画像の映像信号より、「画像信号−トナー量比較」テ−ブルにて記録画像に必要な使用トナー量を予測算出する。その使用量を補充するためのトナー補給スクリュー１０４の回転数（時間）を「補給トナー量−スクリュー回転数」テ−ブルで算出する。そして、各色のカム１３・１４・１５・１６の静止時間を計算する。そして、Ｓ８の色判別部の制御にて、色順（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの順）で、前記のカム静止時間カム静止ソレノイド４８を順次動作させ切替る。つまり、Ｙ色位置でカムをＹ補給時間静止させ、駆動モ−タをＯＮにして、Ｙ色の搬送スクリューを回転させ、この静止時間の分、Ｙトナ−を搬送補給する。同様に、Ｓ９からＳ１４のステップをＭ色・Ｃ色・Ｋ色の順に行なわせ、Ｋ色終了の後、色判別部の制御にて、Ｓ１５のステップに進み、一枚の画像形成分のトナ−が搬送される。これらのステップを順次行い、Ｓ１の枚数カウントにて、所定枚数カウントされると、Ｓ１６のステップに進み、コピ−終了となる。ここで、トナー補給・攪拌の駆動源である駆動モ−タ１は画像形成と共に回転させている。
【００８０】
従って、前述のように、駆動モ−タ１とギア列でつながっている攪拌羽根・遊星ギア駆動切替えの太陽ギアと切替え制御部分のバネクラッチ機構Ｔの駆動入力環４６は回転している。
【００８１】
ここで、例えば、第１の画像形成部Ｙの現像装置３０３への第１のトナー容器３３１Ｙからのトナー搬送は、制御デバイス３５０からの信号で、カム静止ソレノイド４８を駆動させてカムシャフト１２を回転させる。そして、第１のトナー容器３３１Ｙに対応する遊星歯車機構２５のキャリア３２の突起３２ａを停止させる位置でカム１３を所定時間静止させる。この所定時間の静止期間において、第１のトナー容器３３１Ｙのトナー搬送スクリュー１０４に遊星歯車機構２５の出力側ギアが回転し、アイドラギアを介して第１のトナー容器３３１Ｙのトナー搬送スクリュー１０４が回転する。これにより、トナー搬送筒部３３３の開口部３３５から現像装置３０３の現像室３２５内に所定の計算量のＹ色トナーが補給される。
【００８２】
同様の制御手順で、第２〜第４の画像形成部Ｍ・Ｃ・Ｋの現像装置３０３にも対応するトナー容器３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋから適時・適量のトナー補給がなされ、所定コピ−完了後、駆動がＯＦＦされ、画像コピ−が終了する。
【００８３】
上記のように、駆動切替え手段とその制御子とを複数備え、複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御する。これにより、駆動源と制御アクチュエ−タの数が減り、装置構成の簡易となり、装置の小型軽量化・駆動エネルギ−（電力）の省エネ化の効果がある。
【００８４】
さらに、回転を発生させる駆動源は１つの駆動源であって、制御子に対する動作信号は１つの制御アクチュエ−タで制御し、それぞれの制御子に対して個々の制御値をとることが可能であるので、簡易な装置構成で複雑な制御切替えが可能となる効果がある。
【００８５】
さらに、駆動切替え手段は、遊星歯車機構を用いたクラッチ機構で、制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状からなる制御軸で、制御アクチュエ−タは制御軸の回転をＯＮ／ＯＦＦさせるソレノイド構造である。この構成により、簡易な装置構成である効果と合わせて、簡単な制御方法で個々に駆動切替えできる効果がある。
【００８６】
さらに、画像形成装置及びその被駆動手段を、カラー画像形成装置の各スクリューの回転トナー搬送手段と各トナー収納部のトナー攪拌手段とすることで、複雑化したトナー補給搬送・攪拌機構を構成が簡単で取り扱い易くなる。これにより、画像形成装置の小型化・安価な構成で実現することのできる効果がある。
【００８７】
前述したように、従来のカラー画像形成装置では、白黒機に対し、画像作成過程で多くの駆動切替え機構や駆動源を必要としている。特に、トナー補給機構部分の駆動切替えにおいて、各色ごとに切替え機構・駆動源が存在するような複雑な機構を有していた。これら駆動切替え機構や駆動源の増加は、装置構成を複雑化し機能の信頼性を悪化させたり、動力エネルギ−を増やし省エネの阻害要因であった。これらの機構を簡易な構成とし、駆動源を減らし、取り扱い易く、小型化軽量・安価な構成で実現する駆動切替え機構が望まれていた。
【００８８】
そこで、本実施例では、１つの駆動源（モ−タ）１からの動力を、複数の遊星クラッチと、１つのアクチュエ−タ（ソレノイド）とで構成する事で駆動切替えする機構にしている。この構成にて、１つの駆動源と１つのアクチュエータとを用いて複数の被駆動部へ動力を選択的に伝達する動力伝達装置である。特に、課題となっているカラートナーの補給搬送機構で、複数（４色）のカラートナーの搬送（スクリュー）と攪拌との回転制御を行なわせることができる。複数個のモ−タが一つになる。これにより、消費電力を下げることができ、また、減速装置等のギア系列の共有が可能で、駆動ユニット重量の低減や省スペ−ス化、さらに、電源の小型化や駆動源を減らすことで信頼性向上に、そして、装置全体の小型軽量化等を得る事ができる。
【００８９】
［第２実施例］
図２５・図２５により第２実施例について説明する。本実施例では、遊星歯車機構２５（２６・２７・２８）の出力側ギア列に、さらに、トナー補給スクリューギア２０１とトナー攪拌部材への駆動入力ギア２０２を配置する。そして、駆動源の駆動モ−タ１の正転と逆転で、その駆動力を切替える揺動ア−ム切替え機構２０３を配置した。図２５では、揺動ア−ムがトナー補給スクリューギア２０１側に切替えりトナー補給スクリュー１０４が回転する。図２６では、揺動ア−ムがトナー攪拌部材への駆動入力ギア２０２側に切替えりアイドラギア列２０６を経てトナー攪拌羽根７１（７２・７３・７４）が回転する。
【００９０】
本実施例は、補給用トナーがボックスや筒状の容器に入った装置において、容器内のトナーが凝集し、イニシャル時の攪拌トルクが増え、大きな攪拌駆動源が必要とする場合でも、各色ごとに駆動させることで対応させた事例を示す。これにより、駆動源の駆動モ−タ１のパワ−を減らし、消費電力や電源回路を省エネ化することができる。
【００９１】
［第３実施例］
図２７・図２８により第３実施例について説明する。実施例は、駆動源である駆動モ−タ１と遊星歯車機構２５・２６・２７・２８の入力側プ−リ間をベルト２１０と２１１にてつないだ構成である。駆動伝達手段をギアからベルトに替えたものである。特に、ベルト駆動伝達手段では、ベルトの撓み駆動源回転のＯＮ／ＯＦＦ時の衝撃にベルトのたるみを吸収する機構が必須であるが、本発明の駆動切替え装置では、駆動は連続で切替えられる。そのため、さらに有利で、このベルト２１０・２１１と遊星歯車機構２５・２６・２７・２８との組合せで、なおいっそうのシンプルな切替え機構の提案となる。
【００９２】
図では、トナー攪拌ギア側の駆動は、図を見やすくするため省略しているが、第１実施例や第２実施例の駆動切替え装置と同様の効果を得る事ができる。
【００９３】
以上の各実施例は、本発明の駆動切替え装置を、画像形成装置のトナー補給搬送部分に使用した例であるが、これ以外のドラム駆動部分の黒画像とカラー画像の時の切替えや、給紙部分の複数段のカセットの個々の駆動切替えにも適応可能である。また、搬送部の片面・両面時の紙パス駆動切替えや、搬送路中の用紙搬送速度切替えにも適応可能である。いずれもの場合でも、駆動切替え機構を簡略化し、駆動源・切替えクラッチ・ソレノイドを減らし、小型化・省エネで安価な装置構成で実現することができる。
【００９４】
本発明は、コンピュータ等の情報出力装置・複写機・ファクシミリ等の画像形成装置などの装置におけるトナー補給搬送部分の駆動切替え装置や給紙ロ−ラ駆動や搬送ロ−ラ駆動や両面搬送駆動の切替え部分にも応用可能である。また、現像駆動・ドラム・中間転写体の駆動等を始めとする駆動機構の速度切替え・ＯＮ／ＯＦＦ切替え・正転／逆転の切替え部分にも応用可能である。
【００９５】
本発明によれば、複雑化した駆動切替え装置を、簡易な機構構成で実現して、特に、カラー画像の画像形成装置を、簡単で取り扱い易く、小型化・省エネで安価な装置構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】第１実施例の画像形成装置の概略構成図
【図２】図１の部分的な拡大図
【図３】現像装置の説明図
【図４】現像装置とトナー容器の連絡部分を見せた斜視図
【図５】駆動切替え装置全体を正面から見た斜視図
【図６】同じく裏側から見た斜視図
【図７】図６の一部切り欠き図
【図８】駆動切替え装置全体の正面図
【図９】駆動切替え装置全体の上面図
【図１０】駆動切替え装置全体の背面図
【図１１】図９の（１１）−（１１）線視の断面図
【図１２】図９の（１２）−（１２）線視の断面図
【図１３】図９の（１３）−（１３）線視の断面図
【図１４】トナー搬送スクリュー駆動系のギア列だけを正面から見た斜視図
【図１５】同じく裏側から見た斜視図
【図１６】駆動モータと駆動切替え部分の斜視図
【図１７】バネクラッチ機構部分の平面図
【図１８】遊星歯車機構の説明図
【図１９】１つのトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の正面図
【図２０】同じく上面図
【図２１】同じく背面図
【図２２】図２０の（２２）−（２２）線視の断面図
【図２３】図２０の（２３）−（２３）線視の断面図
【図２４Ａ】トナー補給の制御フロー図（その１）
【図２４Ｂ】トナー補給の制御フロー図（その２）
【図２５】第２実施例の説明図（その１）
【図２６】第２実施例の説明図（その２）
【図２７】第３実施例の説明図（その１）
【図２８】第３実施例の説明図（その２）
【図２９】従来例のトナー補給搬送機構の説明図（その１）
【図３０】従来例のトナー補給搬送機構の説明図（その２）
【図３１】従来例のトナー補給搬送機構の説明図（その３）
【図３２】従来例のトナー補給搬送機構の説明図（その４）
【図３３】遊星歯車機構の説明図
【符号の説明】
【００９７】
１：駆動モ−タ、１２：カムシャフト、１３〜１６：アクチュエータ駆動部、２５〜２８：駆動切替え機構、７１〜７４：トナー攪拌羽根、１０４：トナー搬送スクリュー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ等の情報出力装置、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置などの各種装置における各種駆動力の切替え部分の駆動切替え装置及び、この駆動切替え装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像を形成するための画像形成装置としては、いわゆるタンデム方式のものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
この画像形成装置は、複数の電子写真画像形成部、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー画像を形成する４つの画像形成部が設けられている。各画像形成部は、例えば、トナーを担持する現像ローラと、この現像ローラと対向して配設され、静電潜像が形成される感光ドラムと、このドラムに対向して配設され、ドラム上に静電潜像を形成するための帯電器及び露光装置等を有する。
【０００４】
このようなタンデム方式の画像形成装置では、各色毎にドラムを備えているので、各色毎に現像された画像が、その色毎に順次、転写ベルトに転写される。これにより、モノクロ画像を形成する速度とほぼ同じ速度でカラー画像が形成されるため、カラー画像を形成するための画像形成装置の方式として幅広く用いられている。
【０００５】
タンデム方式の画像形成装置では、カラー画像を形成する場合には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色にそれぞれ対応して設けられている４つのドラムをすべて駆動させる。そして、その色毎の可視像を順次転写ベルトに転写させることによりカラー画像を形成するようにしている。さらに、カラー画像を形成する場合には、各色に対応したドラムの駆動のみならず、各色の現像装置やトナー補給手段やトナー収納部の攪拌手段も、それぞれ駆動され、消費されるトナーに見合った量のトナーが補給用トナー収納部から現像装置に供給されている。
【０００６】
このように、タンデム方式のカラー画像形成装置では、モノクロ画像を形成する場合の装置(白黒機)に対して、多くの被駆動要素が存在し、そして、それに応じて、駆動源やその切替え手段を必要としている。
【０００７】
しかし、これらの要求に応じて、それぞれに対して、駆動源であるモータや駆動切替え手段である各種クラッチ・ソレノイド機構を設けると、コストの上昇を招く。また、これらのモータやクラッチ・ソレノイドを駆動するための電源や制御回路が必要となり、装置は複雑化や大型化し、その消費電力も増加してくる。
【０００８】
そのため、ドラムの駆動に対しては、１つのモータから４つのドラムに動力が伝達されるような動力伝達経路を構成する。そして、カラー画像を形成する場合の４つのドラムの駆動と、モノクロ画像を形成する場合の１つのドラムの駆動との切替えを、その動力伝達経路途中に電磁クラッチを介在させて、その電磁クラッチの切替えにより行なうことが提案されている。このように、電磁クラッチによる駆動の切替え手段は増えるものの、４つのドラムに対応させて４つのモータをそれぞれ設ける必要がなく、コストの低減化及び装置構成の簡略化を図ることができる。
【０００９】
また、タンデム方式の画像形成装置における従来のトナー補給搬送機構は、一例として、図２９〜図３２のような構成が取られている。
【００１０】
図２９は、トナー補給搬送機構部分の全体図である。２１１・２１２・２１３・２１４は４つのトナー容器である。トナー容器２１１には、黒色（Ｋ色）のトナー画像を形成する画像形成部Ｋ（不図示）の現像装置（現像容器）に対する補給用のＫ色トナーが収容されている。トナー容器２１２には、マゼンタ色（Ｍ色）のトナー画像を形成する画像形成部Ｍの現像装置に対する補給用のＭ色トナーが収容されている。トナー容器２１３には、シアン色（Ｃ色）のトナー画像を形成する画像形成部Ｃの現像装置に対する補給用のＣ色トナーが収容されている。トナー容器２１４には、イエロー色（Ｙ色）のトナー画像を形成する画像形成部Ｙの現像装置に対する補給用のＹ色トナーが収容されている。
【００１１】
図３０のような、トナーモ−タ（ステッピングモ−タ）２４２とギア列からなる駆動機構で搬送スクリュー２４１を回転させる。これにより、各トナー容器２１１・２１２・２１３・２１４内のトナーを、搬送スクリュー筒２２１・２２２・２２３・２２４の端部に設けられた開口２３１・２３２・２３３・２３４から対応する現像装置の現像室へ搬送している。図３１は、各色画像形成部のトナー補給搬送機構を代表して、Ｙ色画像形成部のトナー補給搬送機構部分を拡大して示した図である。図３２はその機構でのトナー搬送路部分を切断した断面図であり、トナー搬送を判りやすく示した図である。
【００１２】
トナー補給搬送の方法は、画像濃度（現像室内のトナーとキャリアの比）の安定化のため、現像室内へ適量のトナー補給を、搬送スクリュー２４１を回転するトナーモ−タ（ステッピングモ−タ）２４２を駆動させて行っている。トナー補給量の決定つまりトナーモ−タ２４２の回転の制御値は、画像形成中に画像を色分析したビデオカウント値を用いて各色トナーの消費量を算出し、その消費量分のトナー補給するように決定される。さらに、実際の濃度との差を、パッチの濃度の変化を検知し、トナー補給の補正量を決め、１ジョブ終了後や所定枚数後の紙間に、トナーモ−タ２４２を回転させて、搬送スクリュー端部にある開口部より、現像室部分へトナー補給をしている。このように、トナー搬送スクリュー２４１の回転は、記録画像により、その回転する量が決まるため、各色ごとに、トナーモ−タ２４２が配置され、個々に制御されている。
【００１３】
そして、トナー容器内のトナー攪拌２４３は、このモ−タ２４２を逆転させ、駆動ギア軸に配設されたワンウエイクラッチ２４４を介することで、トナー補給スクリュー２４１の回転出力と区別して攪拌２４３の回転出力を得ている。
【００１４】
公知の駆動切替え技術として、常時回転の駆動を、遊星歯車列と電磁ソレノイドからなるトリガ手段にて、選択的に２つの出力に切換えて使用する例が提案されている。
【００１５】
近年、自動車産業を初め、複写機等の画像形成装置でも、動力の切替え減速手段として遊星歯車機構が多く利用されてきている（特許文献２・３）。
【００１６】
遊星歯車機構は、モータなどの駆動源を回転したままで複数の被駆動部を選択的に切替える時、コンパクトな構成のギア列で動力を伝達し、スリップなどの損失も少ない。そして、動力切替え時のスリップなどによる不安定さも少なく、確実にスムーズに切替えることが可能である。駆動源の回転を必要な速度に減速、回転方向を変えることも、遊星歯車の構成、ギア比により可能である。ギア列で駆動伝達切替えを行えるので静音化にも有効な機構であり、複写機の給紙クラッチなどクラッチ機構としても使用されている（特許文献３）。
【００１７】
複写機の給紙クラッチなどの例として遊星歯車機構を用いたクラッチ機構を図３３により説明する。太陽歯車Ａと、それに噛合う遊星歯車Ｂと、太陽歯車Ａと同じ回転中心軸の遊星歯車Ｂと噛合う内歯車Ｃと、遊星歯車Ｂを回転可能に支持し同時に太陽歯車Ａと同じ回転中心軸で回転可能な支持部材（以下、キャリアと記す）Ｄと、を有する。内歯車Ｃは、駆動源からの駆動が伝達されている駆動の入力軸Ｇに結合され一体となって回転している。さらに、駆動源からの駆動力で回転している入力軸Ｇつまり内歯車Ｃ（入力側）、被駆動部（負荷側）にギア列でつながっているキャリアＤ、そして太陽歯車Ａの回転を止めるレバーＦを持ったソレノイドＥを配している。レバーＦが引かれた状態の時は、太陽歯車Ａへは負荷が繋がってないので、太陽歯車Ａが空転可能な状態である。そこで、内歯車Ｃ（入力側）の回転は、遊星歯車Ｂを回転させるが、被駆動部へ繋がって負荷のかかったキャリアＤはその負荷抵抗があるので、遊星歯車Ｂと噛合っている太陽歯車Ａの方が回転する。つまり、出力のキャリアＤは停止している。そして信号によりソレノイドが動作して前記レバーＦが太陽歯車Ａの回転を止めると、内歯車Ｃ（入力側）の回転は、遊星歯車Ｂを回転させるが、太陽歯車Ａは停止されているので、遊星歯車Ｂが太陽歯車Ａの周りを公転運動する。ここで、キャリアＤには遊星歯車Ｂの支軸が形成されているので、遊星歯車Ｂの公転運動と共に、キャリアＤが回転し負荷側へ駆動力が伝わる。このようにして負荷側へ駆動力を断続するクラッチの役割を果たしている。
【００１８】
太陽歯車Ａ、内歯車Ｂ、キャリアＤのいずれを入力側、出力側、制御側にしても成立する。
【特許文献１】特開２００２−３４１６２１号公報
【特許文献２】特開昭６１−８９８５１号公報
【特許文献３】特開２００１−２２７５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、駆動源の数を減らす手段として、このような電磁クラッチによる駆動の切替えには、必要とされる出力分の電磁クラッチが必要である。そして、その分の電磁クラッチ自体や、電磁クラッチを切替えるための制御回路が必要となり、コストの上昇や装置構成の複雑化が不回避となる。
【００２０】
また、特に、トナー補給搬送機構では、現像装置部には消費されるトナーに見合った量のトナー供給が必要で、消費されるトナーの量は記録画像によって左右され、従って補充されるトナー量は、逐次制御されて搬送される。そのため、トナー搬送部では各色ごとに搬送駆動源や駆動切替え手段が配置され、装置構成が複雑化すると共に装置の小型化の障害となり、コスト低減を阻んでいた。
【００２１】
また、安価な駆動切替え機構として、遊星歯車列と電磁ソレノイドを使用した例の場合でも、カラー画像形成装置の場合、カラートナーの種類数分の切替えメカ機構・電磁ソレノイドが存在し、個々の制御回路が必要となる。そのため、コストの上昇や装置構成の複雑化が不回避となっている。
【００２２】
本発明は、このような不具合を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、機構を簡易な構成とし、駆動源を減らし、取り扱い易く、小型化軽量・安価な構成で各駆動を選択的に切替えることが可能な駆動切替え機構を提供することにある。
【００２３】
また、この駆動切替え装置を用いて、簡易な構成により、各駆動を選択的に切替えて、カラー画像の選択的な画像形成を、構成が簡単で取り扱い易く、小型化・安価な構成で実現することのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の目的を達成するための本発明に係る駆動切替え装置の代表的な構成は、回転を発生させる１つの駆動源と、前記駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、駆動源と制御アクチュエ−タの数が減り、装置構成の簡易となり、装置の小型軽量化・駆動エネルギ−（電力）の省エネ化の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
【実施例】
【００２７】
以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
【００２８】
［第１実施例］
（１）画像形成部
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。図２は図１の部分的な拡大図である。この画像形成装置３００は、タンデム方式−中間転写方式の４色フルカラー電子写真プリンタ（カラー画像形成装置:情報出力装置）である。
【００２９】
プリンタ３００には、コンピュータ（パソコン）・ワークステーション・イメージリーダー等の外部装置４００が接続されている。この外部装置４００からプリンタ３００の制御デバイス（制御回路部、制御基板）３５０に対して電気的なカラー画像情報が入力する。そして、プリンタ３００は作像動作して、記録材Ｐ上に入力画像情報に対応したフルカラー画像を形成して出力する。
【００３０】
Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋは、第１〜第４の４つの画像形成部（画像形成ユニット）であり、図面上、右側から左側に順に水平に対して左下がりに所定の間隔をおいて一列に配置されている。第１の画像形成部Ｙはイエロー色（Ｙ色）のトナー画像を形成する画像形成部、第２の画像形成部Ｍはマゼンタ色（Ｍ色）のトナー画像を形成する画像形成部である。第３の画像形成部Ｃはシアン色（Ｃ色）のトナー画像を形成する画像形成部、第４の画像形成部Ｋは黒色（Ｋ色）のトナー画像を形成する画像形成部である。
【００３１】
各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋは電子写真プロセス機構であり、それぞれ、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光ドラム：以下、ドラムと記す）３０１を有する。各ドラム３０１は駆動機構（不図示）によりそれぞれ矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。各ドラム３０１の周囲にはドラム回転方向に沿って、一次帯電ローラ３０２、現像装置３０３、一次転写ローラ３０４、ドラムクリーナ３０５が配置されている。一次帯電ローラ３０２は、ドラム３０１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段である。現像装置３０３は、ドラム３０１の表面に形成された静電潜像をトナー画像として顕画化する現像手段である。一次転写ローラ３０４は、ドラム３０１に形成されたトナー画像を次に説明する中間転写ベルト３０７に一次転写する転写手段である。ドラムクリーナ３０５は、中間転写ベルト３０７に対するトナー画像の一次転写後のドラム表面に残留した一次転写残トナーを除去するクリーニング手段である。
【００３２】
各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの上側には、中間転写ベルトユニット３０６が配置されている。このユニット３０６は各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム３０１の上面に接触する中間転写体としての、可撓性を有する、誘電体製のエンドレスベルト（中間転写ベルト：以下、ベルトと記す）３０７を有する。このベルト３０７は、左側の駆動ローラ３０８と、右側の従動ロ−ラ３０９と、駆動ローラ３０８の下側のテンションローラ３１０と、の並行３本のローラ間に懸回張設されている。そして、ベルト３０７は、駆動ローラ３０８により、矢印の時計方向（ドラム３０１の回転に順方向）に、ドラム３０１の回転速度に対応した速度で循環移動駆動される。各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム３０１は、その上面が、従動ローラ３０９とテンションローラ３１０との間の下行側ベルト部分の下面に接している。また、ベルト３０７の内側には、下行側ベルト部分を介して各画像形成部のドラム３０１に対向させて４個の一次転写ローラ３０４が配設されている。各画像形成部のドラム３０１とベルト３０７との当接部が各画像形成部における一次転写部である。また、駆動ローラ３０８には、このローラ３０８を二次転写対向ローラとしてベルト３０７を介して二次転写ローラ３１９が接触している。このベルト３０７と二次転写ローラ３１９との当接部が二次転写部である。従動ローラ３０９のベルト懸回部には、ベルトクリーナ装置３１１が配設されている。
【００３３】
第１〜第４の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの下側には、各画像形成部のドラム３０１に対する像露光手段として、レーザースキャナ（レーザー走査露光装置）３１２が配設されている。このレーザースキャナ３１２は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザー発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。
【００３４】
レーザースキャナ３１２は、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム３０１の一様帯電面を、各色の画像情報に応じて変調されたレーザー光ＬＹ・ＬＭ・ＬＣ・ＬＫによって走査露光することによって各色の画像情報に応じた静電潜像を形成する。各画像形成部の現像装置３０３には、それぞれ、Ｙ色トナーを含む現像剤、Ｍ色トナーを含む現像剤、Ｃ色トナーを含む現像剤、Ｋ色トナーを含む現像剤が収納されている。そして、各現像装置３０３は各画像形成部のドラム上に形成される静電潜像を対応色のトナーでトナー画像として現像する。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００３５】
ここで、上記４つの画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいて、それぞれ、ドラム３０１と、このドラム３０１に作用するいくつかのプロセス手段を、一括してプリンタ本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ（ＣＲＧ）としてある。本実施例では、ドラム３０１と、一次帯電ローラ３０２と、現像装置３０３と、ドラムクリーナ３０５を、カートリッジ枠体内に一体的に組み付けてプリンタ本体に対して取り外し可能に装着して使用されるカートリッジとしてある。プリンタ本体内の所定の装着位置（潜像形成位置）に装着されている状態にある各カートリッジは、それぞれ、位置決め手段（不図示）により所定に位置決め固定された状態に保持されている。また、各カートリッジ側の駆動入力部（不図示）に対してプリンタ本体側の駆動出力部（不図示）が結合している。また、各カートリッジ側の電気接点（不図示）に対してプリンタ本体側の給電系統（不図示）が導通化している。
【００３６】
プリンタの制御デバイス３５０は外部装置４００から入力した電気的なカラー画像情報に基づいて、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋを作像動作させる。これにより、第１〜第４の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいて、それぞれ、回転するドラム３０１の面に対して所定の制御タイミングで、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の色トナー画像が形成される。
【００３７】
各画像形成部のドラム３０１の面に形成される色トナー画像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム３０１の回転方向と順方向に、且つ各ドラム３０１の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト３０７の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト３０７の面に上記の４つの色トナー画像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。各画像形成部の一次転写ローラ３０４には、所定の制御タイミングにて電源部（不図示）から、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の一次転写バイアスが印加される。これにより、ドラム表面のトナー画像がベルト３０７の外面に対して静電転写される。各画像形成部のドラムクリーナ装置３０５は、クリーニングブレード等で構成され、ドラム３０１上の一次転写残トナーをドラム表面から掻き落としドラム表面を清掃する。
【００３８】
一方、所定の給紙タイミングにて、記録材Ｐを積載収容させた給紙カセット３１３のピックアップローラ３１４が駆動される。これにより、記録材Ｐが繰り出され、給紙ローラ３１５とリタードローラ３１６により１枚分離給紙される。そして、その記録材Ｐが縦搬送パス３１７を通ってレジストローラ３１８に搬送される。
【００３９】
レジストローラ３１８は、前記の画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写部に送り出す。即ち、回転するベルト３０７上に形成された未定着のフルカラートナー画像の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせて記録材Ｐの先端部が二次転写部に到達するように記録材Ｐをタイミング搬送する。これにより、二次転写部において、ベルト３０７上の未定着のフルカラートナー画像が一括して記録材Ｐの面に順次に二次転写されていく。二次転写ローラ３１９には、所定の制御タイミングにて電源（不図示）から、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の二次転写バイアスが印加される。これにより、ベルト３０７の表面のトナー画像が記録材Ｐに対して静電転写される。
【００４０】
二次転写部を出た記録材は、ベルト３０７の面から分離され、縦搬送ガイド３２０によって、画像加熱定着装置（定着ユニット）３２１の定着ニップ部に案内される。そして、この定着装置３２１により、上記の複数色のトナー画像が溶融混色されて記録材表面に固着画像として定着される。定着装置３２１を出た記録材Ｐはフルカラー画像形成物として搬送パス３２２を通って外排紙ローラ３２３により排紙トレイ３２４上に送り出される。これにより、一連の画像形成動作を終了する。
【００４１】
二次転写部にて記録材分離後のベルト３０７の面はベルトクリーナ装置３１１により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
【００４２】
モノ黒プリントモードの場合には、Ｋ色トナー画像を形成する第４の画像形成部Ｋのみが作像動作制御される。
【００４３】
本実施例のプリンタ３００は、第１〜第４の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋを中間転写ベルト３０７の移動方向において、上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配置したが、この色順に限られない。
【００４４】
（２）現像装置３０３
本実施例のプリンタ３００において、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの現像装置３０３は、現像剤として、非磁性トナーと磁性キャリアを所定の重量比（ＴＤ比＝トナー重量／（トナー重量＋キャリア重量）で混合した二成分現像剤を用いた二成分現像方式である。
【００４５】
図３によりこの現像装置３０３を説明する。３２５は現像装置３０３の現像室（現像容器）であり、この現像室内に所定量の現像剤（二成分現像剤）が収容されている。また、この現像室３２５内には、現像剤攪拌搬送スクリュー３２６・３２７、現像スリーブ３２８、現像剤規制ブレード３２９が配設されている。
【００４６】
現像室３２５内の現像剤は現像剤攪拌搬送スクリュー３２６・３２７の回転により現像室３２５内を攪拌されながら循環搬送される。これにより、トナーとキャリアが均一に混合されるとともに、トナーが所定の極性、所定の帯電量で摩擦帯電される。
【００４７】
現像スリーブ３２８はアルミニウム等の非磁性材製の筒体であり、ドラム３０１に対して所定の隙間間隔（Ｓ−Ｄギャップ）をあけてドラム３０１に並行に配列されている。現像スリーブ３２８の内部にはマグネットロール３３０が非回転に固定して配設されている。現像スリーブ３２８はこのマグネットロール３３０の外回りを矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。現像室３２５内を循環搬送される現像剤の一部が現像スリーブ３２８の外面にマグネットロール３３０の磁力により現像剤層（磁気ブラシ層）として磁気吸着されて担持され、現像スリーブ３２８の回転に伴い搬送される。そして、その現像剤層の厚さが、現像スリーブ３２８に対して所定の隙間間隔（Ｓ−Ｂギャップ）をあけて配設されている現像剤規制ブレード３２９によって規制される。層厚規制を受けた現像剤層は、引き続く現像スリーブ３２８の回転によりドラム３０１と現像スリーブ３２８の対向部である現像部位に搬送される。現像スリーブ３２８には電源部（不図示）より所定の現像バイアスが所定の制御タイミングで印加される。ドラム３０１に形成されている静電潜像は現像部位において現像スリーブ３２８に担持されている現像剤層と現像バイアスによりトナー画像として現像される。静電潜像の現像に供された現像スリーブ３２８上の現像剤層は引き続く現像スリーブ３２８の回転により現像室内に戻し搬送され、マグネットローラ３３０の反発磁極部の作用により現像スリーブ３２８の外面から離脱する。そして、その現像スリーブの外面に新たに現像剤が供給されて担持される。
【００４８】
（３）トナー補給搬送機構１００
各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいては、現像装置３０３の現像室３２５内に収容されている二成分現像剤のトナーが静電潜像の現像に供されて逐次に消費されるので、現像剤のＴＤ比が低下していく。そこで、制御デバイス３５０は、画像濃度（現像室内の二成分現像剤のＴＤ比）の安定化のため、トナー補給搬送機構１００（図３・図４）のトナー容器３３１から現像装置３０３の現像室３２５内に適時・適量のトナーを補給するトナー補給動作を実行する。トナー補給量の決定、つまりトナー補給搬送機構の動作制御値は、プリンタの画像形成動作中に画像を色分析したビデオカウント値を用いて各色トナーの消費量を算出し、その消費量分のトナーを補給するように決定される。さらに、実際の現像画像濃度との差を、パッチの濃度の変化を検知しトナー補給の補正量を決める。そして、１ジョブ終了後や所定枚数後の紙間に、トナー補給搬送機構を動作させて、現像装置３０３の現像室内に適量のトナーを補給して混入させるトナー補給動作が実行される。
【００４９】
本実施例におけるトナー補給搬送機構１００は、図５・図６のように、第１〜第４の４つのトナー容器（トナーホッパー）３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋを有する。この各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋは、各色の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの現像装置３０３とは別に配設されたトナー収納部である。第１のトナー容器３３１Ｙには、第１の画像形成部Ｙの現像装置３０３に対して補給するＹ色トナーが収容されている。第２のトナー容器３３１Ｍには、第２の画像形成部Ｍの現像装置３０３に対して補給するＭ色トナーが収容されている。第３のトナー容器３３１Ｃには、第３の画像形成部Ｃの現像装置３０３に対して補給するＣ色トナーが収容されている。第４のトナー容器３３１Ｋは、第４の画像形成部Ｋの現像装置３０３に対して補給するＫ色トナーが収容されている。
【００５０】
第１〜第４の４つのトナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋは、それぞれ、収容しているトナーの色がそれぞれ異なるだけで、構成は同じである。各トナー容器３３１はその下部にトナー補給スクリュー部３３２を有し、図３・図４のように、そのトナー補給スクリュー部３３２を介して、それぞれ、対応する現像装置３０３の現像室３２５と連絡している。
【００５１】
トナー補給スクリュー部３３２は、トナー搬送筒部３３３と、この筒部内に配設したトナー搬送スクリュー１０４（図７）と、トナー容器３３１とトナー搬送筒部３３３とを連通させている連通パイプ部３３４を有する。トナー容器３３１内のトナーは連通パイプ部３３４からトナー搬送筒部３３３内に流入する。そして、トナー搬送スクリュー１０４が回転駆動されると、トナー搬送筒部３３３内のトナーが筒部先端側に搬送され、筒部先端側の開口部３３５から現像装置３０３の現像室３２５内の現像剤に補給される。上記のトナー搬送スクリュー１０４が、補給用トナーを収容したトナー収納部から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段である。
【００５２】
現像室３２５内に補給されたトナーは、現像剤攪拌搬送スクリュー３２６・３２７の回転により現像室３２５内の現像剤に攪拌されながら循環搬送されて均一に混合されるとともに、所定の極性、所定の帯電量で摩擦帯電される。
【００５３】
また、第１〜第４の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの内部には、それぞれ、回転駆動されて、トナー容器中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根（トナー攪拌手段）７１・７２・７３・７４（図７）が配設されている。
【００５４】
上記の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋにおいて、トナー搬送スクリュー１０４とトナー攪拌羽根７１・７２・７３・７４は、駆動切替え装置２００により動作される。上記の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋにおいて、トナー搬送スクリュー１０４とトナー攪拌羽根７１・７２・７３・７４とが複数の被駆動手段である。
【００５５】
図５は駆動切替え装置２００の全体を正面側から見た斜視図、図６は裏側から見た斜視図である。図７は、図６において各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの内部を見せた切り欠き図である。図８は駆動切替え装置２００の正面図、図９は上面図、図１０は背面図である。図１１は、図９における（１１）−（１１）線視の断面図である。図１２は、図９における（１２）−（１２）線視の断面図である。図１３は、図９における（１３）−（１３）線視の断面図である。図１４と図１５はトナー搬送スクリュー駆動系のギア列だけの斜視図である。図１６は駆動モータと駆動切替え部分の斜視図である。図１７はバネクラッチ機構部分の平面図である。
【００５６】
駆動切替え装置２００は、回転を発生させる１つの駆動源と、駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、駆動切替え手段と制御子とを複数備える。
【００５７】
即ち、回転を発生させる１つの駆動源としての駆動モータ１を有する。この駆動モータ１の出力軸にドライブギア２が固着されている。このドライブギア２は、回転軸４に固着されている２段ギア３の大ギア３ａに噛合している。また、回転軸４にはギア５とギア４１が同軸に固着されている。従って、ドライブギア２の回転により、２段ギア３・ギア５・ギア４１が一体に回転する。
【００５８】
２段ギア３の小ギア３ｂは、第１〜第４の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの後述する遊星歯車機構（差動遊星歯車機構）２５・２６・２７・２８と連結されているギア列への入力ギア５１（図１０・図１１）に噛合っている。遊星歯車機構２５・２６・２７・２８が複数の駆動切替え手段である。
【００５９】
ギア５は、バネクラッチ機構Ｔ（駆動切替え機構部に切替え信号を送る切替え制御部分）への駆動入力ギア６に噛合っている。
【００６０】
ギア４１は、第１〜第４の各トナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根７１・７２・７３・７４と連結されているギア列への第１の入力ギア６１ａ（図９）に噛合っている。第１の入力ギア６１ａは回転軸６１ｃに固着されており、この回転軸６１ｃに第２の入力ギア６１ｂが第１の入力ギア６１ａと同軸に固着されている。従って、ギア４１の回転により第１の入力ギア６１ａと第２の入力ギア６１ｂが一体に回転する。
【００６１】
ギア６は、バネクラッチ機構Ｔの入力ギア７に噛合っており、入力ギア７を回転駆動する。主として図１６・図１７を参照して、４６はバネクラッチ機構Ｔの駆動入力環であり、自由状態においては入力ギア７とともに回転している。４９は駆動入力環４６に対する係脱レバーであり、ソレノイド４８により吸引・吸引解除される。ソレノイド４８に対する通電がＯＦＦ（励磁解除）されているときは、係脱レバー４９はソレノイド４８に対する吸引が解除されることで駆動入力環４６に向って移動して、レバー４９の先端爪部が駆動入力環４６の係止溝に対して係合する。これにより、駆動入力環４６の回転が引き止められることで、バネクラッチ機構Ｔはクラッチ−ＯＦＦになる。このクラッチ−ＯＦＦ状態時には、入力ギア７の回転がバネクラッチ機構Ｔの出力ギアとしてのかさ歯車１１に伝達されず、かさ歯車１１の回転が停止される。また、ソレノイド４８に対する通電がＯＮ（励磁）されているときは、係脱レバー４９はソレノイド４８に対して吸引されることで駆動入力環４６から離れる方向に移動して、レバー４９の先端爪部が駆動入力環４６の係止溝から外れる。これにより、駆動入力環４８の引き止めが解除されられ、バネクラッチ機構Ｔはクラッチ−ＯＮになる。このクラッチ−ＯＮ状態時には、入力ギア７の回転がバネクラッチ機構Ｔの出力ギアとしてのかさ歯車１１に伝達される。このかさ歯車１１と噛合うかさ歯車１３は、カムシャフト１２に固定され、且つカムシャフト１２を回転軸としている。カムシャフト１２は定置配置の軸受け部材（不図示）に回転可能に保持されている。従って、ソレノイド４８の励磁・励磁解除を制御することで、バネクラッチ機構ＴをＯＮ・ＯＦＦしてカムシャフト１２を所定角度回転させることができる。カムシャフト１２にはカム１３・１４・１５・１７が各色のトナー補給搬送部に対応して配置されており、カムシャフト１２と一体的に回転する。このカム１３・１４・１５・１６により各色のトナー補給搬送部に実際に動力を伝達する遊星歯車機構２５・２６・２７・２８の動力断続を制御する。
【００６２】
遊星歯車機構２５・２６・２７・２８は同じ構成であるためその一つ２５について、図１８により説明する。（ａ）は遊星歯車機構２５（２６・２７・２８）の側面図、（ｂ）は（ａ）における（ｂ）−（ｂ）線視の断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ａ）における（ｄ）−（ｄ）線視の断面図である。遊星歯車機構２５（２６・２７・２８）は、動力入力部であるギア（駆動入力ギア）２９を一体化された太陽ギア３０、遊星ギア３１、遊星ギア３１を回転自在に支持する支持部材（以下、キャリアと記す）キャリア３２、内歯ギア３３がある。また、内歯ギア３３の外周に出力ギア３５が形成され、太陽ギア３０、キャリア３２、内歯ギア３３を同軸上で回転自在に支持する軸３４を有する。また、キャリア３２には突起３２ａが形成されている。
【００６３】
カムシャフト１２が回転し、カム１３（１４・１５・１６）が突起３２ａに契合する位置にくると、キャリア３３の回転が停止される。すると、動力が伝わって回転している太陽ギア３０の回転は、遊星ギア３１に伝わる。遊星ギア３１の支持軸を持ったキャリア３２の回転が規制されているので、遊星ギア３１はその位置で回転し、その動力を内歯ギア３３へ伝える。すなわち、トナー搬送部のトナーを供給するためのトナー搬送スクリュー１０４へ伝達する出力側の内ギア３３が回転する。
【００６４】
カムシャフト１２が回転し、カム１３が突起３２ａに契合する位置から外れると、キャリア３３の回転は規制されない。このとき、太陽ギア３０の回転は、遊星ギア３１に伝わるが、内歯ギア３３にはトナー搬送スクリュー１０４へ動力を伝達しているアイドラ１１０（図８・図１１）が噛合していて回転負荷がかかった状態である。そのため、遊星ギア３１が公転し、遊星ギア３１に回転軸が形成されたキャリア３３が回される。
【００６５】
つまり、動力が伝わって回転している太陽ギア３０の回転は、回転規制されていなく負荷のかかっていないキャリア３３に回転が伝わり、回転負荷がかかった内歯ギア３３の回転は停止される。
【００６６】
このようにして、カムシャフト１２が回転し、カム１３が、キャリア３３の回転をＯＮ／ＯＦＦすることで、駆動力をトナー搬送スクリュー１０４側に伝達する出力のＯＦＦ／ＯＮの制御を行なう。
【００６７】
上記複数の遊星歯車機構２５・２６・２７・２８が、１つの駆動モータ１からの動力を、複数の被駆動手段としての、各トナー容器におけるトナー搬送スクリュー１０４とトナー攪拌羽根７１・７２・７３・７４とに伝達する駆動切替え手段である。
【００６８】
また、遊星歯車機構２５・２６・２７・２８への動力伝達は段ギア３からギア列を介して別ルートのギア列で伝えられる。
【００６９】
図１５を参照して、例えば、Ｙ色トナー搬送部の駆動切替えのための遊星歯車機構２５へ動力を伝えるルートは次ぎのようになる。即ち、２段ギア３からアイドラギア３４、隣りのＭ色トナー搬送部用遊星歯車機構２６の入力ギア３５、アイドラギア３６、を経てＹ色トナー搬送部の遊星歯車機構２５のギア２９へ繋がるルートである。
【００７０】
Ｃ色、Ｋ色の各トナー搬送部も同じようにトナー搬送部用遊星歯車機構の入力ギアとその間のアイドラギアで繋がり、夫々のトナ−搬送部用遊星歯車機構を介し搬送スクリュー１０４まで駆動が伝えられるように構成している。
【００７１】
前述したように、ソレノイド４８の励磁・励磁解除を制御することで、バネクラッチ機構ＴをＯＮ・ＯＦＦして、カムシャフト１２を所定角度回転させることができる。カム１３・１４・１５・１６はカムシャフト１２に対し所定角度ずつ位相を変えて取り付けられている。そして、ソレノイド４８の励磁・励磁解除を繰り返すことにより、前記遊星歯車機構２５・２６・２７・２８のキャリア３２の突起部３２ａに係合する位置に順次くるよう配置されている。また、かさ歯車１１にはセンサー板４５がとりつけられており、前記ホームポジション用の割付溝１０でかさ歯車１１が停止した時、センサー４４で検知できるようになっている。これは動作途中で電源を切るなり停止した時、どの色のトナーから供給を始めてよいかわからないので、一度、ホームポジションまで回転させて動作を始めるためである。
【００７２】
図１９・図２０・図２１に、それぞれ、１つのトナー容器におけるトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の正面図・上面図・背面図を示す。図２２は、図２０における（２２）−（２２）線視の断面図である。図２３は、図２０における（２３）−（２３）線視の断面図である。このトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の構成は、第１〜第４のトナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋの各トナー容器とも同じ構成である。
【００７３】
１０３はトナー容器の中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根７１（７２・７３・７４）と一体に回転するトナー攪拌羽根ギアである。１０５はトナー搬送スクリュー１０４と一体に回転するトナー搬送スクリューギアである。
【００７４】
トナー攪拌羽根ギア１０３は、図１９〜図２３のように、伝達アイドラギア１０６・１０７・１０８・１０９を介して入力ギア６１ｂと噛合っている。トナー搬送スクリューギア１０５は伝達アイドラギア１０９・１１０を介して、駆動切替え手段としての遊星歯車機構（遊星歯車機構を用いたクラッチ機構）２５（２６・２７・２８）と噛合っている。
【００７５】
遊星歯車機構２５・２６・２７・２８に対し切替え動作を作動させるための複数の制御子、その複数の制御子に対する動作信号、及び制御アクチュエ−タについて説明する。
【００７６】
駆動モ−タ１の回転は、駆動モータ１に固着されたドライブギア２から２段ギア３に伝わる。そして、２段ギア３から軸４を介してギア５と、ギア５と噛合うギア６を経て、バネクラッチ機構Ｔを含む駆動切替え機構部に切替え信号を送る切替え制御部分（駆動切替え部分）へ伝えられる。
【００７７】
切替え制御部分は、駆動切替え手段である遊星歯車機構２５・２６・２７・２８のキャリア３２部分に形成された突起３２ａを係止する位置に、それぞれ、制御子としてのカム（突出形状部）１３〜１６を形成したカムシャフト（制御軸）１２を有する。即ち、複数の制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状（カム）１３・１４・１５・１６からなる制御軸の形態である。この複数のカム１３・１４・１５・１６は同じ軸を中心とし個々に位相が異なる。そして、ソレノイド４８にてカムシャフト１２の回転が停止するバネクラッチ機構Ｔを有する。この制御軸としてのカムシャフト１２の回転をＯＮ・ＯＦＦさせるソレノイド構造が制御アクチュエータである。そして、制御子としての４つのカム１３・１４・１５・１６に対する動作信号を、カム１３・１４・１５・１６の数よりも少ない制御アクチュエータで制御している。本実施例では、４つのカム１３・１４・１５・１６に対する動作信号は、１つの制御アクチュエータで制御し、それぞれのカム１３・１４・１５・１６に対し個々の制御値である。
【００７８】
カムシャフト１２のカム１３・１４・１５・１６が、それぞれ、第１〜第４の４つのトナー容器３３１Ｙ・３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋのトナー搬送・攪拌機構に対応して配置されており、カムシャフト１２と一体的に回転する。ソレノイド４８のＯＮ／ＯＦＦによって、回転しているカムシャフト１２を、カムシャフトに設けた回転位置検出手段（ロ−タリエンコ−ダ等の装置）で検出して、所定の位置で、所定の時間停止させる事が可能となる。
【００７９】
次に、駆動切替え装置の動作について、手順を追って説明する。図２４Ａ・図２４Ｂのフロ−チャ−トは、駆動切替え装置２００の制御を表し、これらは、制御デバイス３５０の中に組み込まれている。コピ−開始の信号にて、設定コピ−枚数と記録画像を認識し、第１〜第４の各色の画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム３０１への書き込み記録画像の映像信号より、「画像信号−トナー量比較」テ−ブルにて記録画像に必要な使用トナー量を予測算出する。その使用量を補充するためのトナー補給スクリュー１０４の回転数（時間）を「補給トナー量−スクリュー回転数」テ−ブルで算出する。そして、各色のカム１３・１４・１５・１６の静止時間を計算する。そして、Ｓ８の色判別部の制御にて、色順（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの順）で、前記のカム静止時間カム静止ソレノイド４８を順次動作させ切替る。つまり、Ｙ色位置でカムをＹ補給時間静止させ、駆動モ−タをＯＮにして、Ｙ色の搬送スクリューを回転させ、この静止時間の分、Ｙトナ−を搬送補給する。同様に、Ｓ９からＳ１４のステップをＭ色・Ｃ色・Ｋ色の順に行なわせ、Ｋ色終了の後、色判別部の制御にて、Ｓ１５のステップに進み、一枚の画像形成分のトナ−が搬送される。これらのステップを順次行い、Ｓ１の枚数カウントにて、所定枚数カウントされると、Ｓ１６のステップに進み、コピ−終了となる。ここで、トナー補給・攪拌の駆動源である駆動モ−タ１は画像形成と共に回転させている。
【００８０】
従って、前述のように、駆動モ−タ１とギア列でつながっている攪拌羽根・遊星ギア駆動切替えの太陽ギアと切替え制御部分のバネクラッチ機構Ｔの駆動入力環４６は回転している。
【００８１】
ここで、例えば、第１の画像形成部Ｙの現像装置３０３への第１のトナー容器３３１Ｙからのトナー搬送は、制御デバイス３５０からの信号で、カム静止ソレノイド４８を駆動させてカムシャフト１２を回転させる。そして、第１のトナー容器３３１Ｙに対応する遊星歯車機構２５のキャリア３２の突起３２ａを停止させる位置でカム１３を所定時間静止させる。この所定時間の静止期間において、第１のトナー容器３３１Ｙのトナー搬送スクリュー１０４に遊星歯車機構２５の出力側ギアが回転し、アイドラギアを介して第１のトナー容器３３１Ｙのトナー搬送スクリュー１０４が回転する。これにより、トナー搬送筒部３３３の開口部３３５から現像装置３０３の現像室３２５内に所定の計算量のＹ色トナーが補給される。
【００８２】
同様の制御手順で、第２〜第４の画像形成部Ｍ・Ｃ・Ｋの現像装置３０３にも対応するトナー容器３３１Ｍ・３３１Ｃ・３３１Ｋから適時・適量のトナー補給がなされ、所定コピ−完了後、駆動がＯＦＦされ、画像コピ−が終了する。
【００８３】
上記のように、駆動切替え手段とその制御子とを複数備え、複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御する。これにより、駆動源と制御アクチュエ−タの数が減り、装置構成の簡易となり、装置の小型軽量化・駆動エネルギ−（電力）の省エネ化の効果がある。
【００８４】
さらに、回転を発生させる駆動源は１つの駆動源であって、制御子に対する動作信号は１つの制御アクチュエ−タで制御し、それぞれの制御子に対して個々の制御値をとることが可能であるので、簡易な装置構成で複雑な制御切替えが可能となる効果がある。
【００８５】
さらに、駆動切替え手段は、遊星歯車機構を用いたクラッチ機構で、制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状からなる制御軸で、制御アクチュエ−タは制御軸の回転をＯＮ／ＯＦＦさせるソレノイド構造である。この構成により、簡易な装置構成である効果と合わせて、簡単な制御方法で個々に駆動切替えできる効果がある。
【００８６】
さらに、画像形成装置及びその被駆動手段を、カラー画像形成装置の各スクリューの回転トナー搬送手段と各トナー収納部のトナー攪拌手段とすることで、複雑化したトナー補給搬送・攪拌機構を構成が簡単で取り扱い易くなる。これにより、画像形成装置の小型化・安価な構成で実現することのできる効果がある。
【００８７】
前述したように、従来のカラー画像形成装置では、白黒機に対し、画像作成過程で多くの駆動切替え機構や駆動源を必要としている。特に、トナー補給機構部分の駆動切替えにおいて、各色ごとに切替え機構・駆動源が存在するような複雑な機構を有していた。これら駆動切替え機構や駆動源の増加は、装置構成を複雑化し機能の信頼性を悪化させたり、動力エネルギ−を増やし省エネの阻害要因であった。これらの機構を簡易な構成とし、駆動源を減らし、取り扱い易く、小型化軽量・安価な構成で実現する駆動切替え機構が望まれていた。
【００８８】
そこで、本実施例では、１つの駆動源（モ−タ）１からの動力を、複数の遊星クラッチと、１つのアクチュエ−タ（ソレノイド）とで構成する事で駆動切替えする機構にしている。この構成にて、１つの駆動源と１つのアクチュエータとを用いて複数の被駆動部へ動力を選択的に伝達する動力伝達装置である。特に、課題となっているカラートナーの補給搬送機構で、複数（４色）のカラートナーの搬送（スクリュー）と攪拌との回転制御を行なわせることができる。複数個のモ−タが一つになる。これにより、消費電力を下げることができ、また、減速装置等のギア系列の共有が可能で、駆動ユニット重量の低減や省スペ−ス化、さらに、電源の小型化や駆動源を減らすことで信頼性向上に、そして、装置全体の小型軽量化等を得る事ができる。
【００８９】
［第２実施例］
図２５・図２５により第２実施例について説明する。本実施例では、遊星歯車機構２５（２６・２７・２８）の出力側ギア列に、さらに、トナー補給スクリューギア２０１とトナー攪拌部材への駆動入力ギア２０２を配置する。そして、駆動源の駆動モ−タ１の正転と逆転で、その駆動力を切替える揺動ア−ム切替え機構２０３を配置した。図２５では、揺動ア−ムがトナー補給スクリューギア２０１側に切替えりトナー補給スクリュー１０４が回転する。図２６では、揺動ア−ムがトナー攪拌部材への駆動入力ギア２０２側に切替えりアイドラギア列２０６を経てトナー攪拌羽根７１（７２・７３・７４）が回転する。
【００９０】
本実施例は、補給用トナーがボックスや筒状の容器に入った装置において、容器内のトナーが凝集し、イニシャル時の攪拌トルクが増え、大きな攪拌駆動源が必要とする場合でも、各色ごとに駆動させることで対応させた事例を示す。これにより、駆動源の駆動モ−タ１のパワ−を減らし、消費電力や電源回路を省エネ化することができる。
【００９１】
［第３実施例］
図２７・図２８により第３実施例について説明する。実施例は、駆動源である駆動モ−タ１と遊星歯車機構２５・２６・２７・２８の入力側プ−リ間をベルト２１０と２１１にてつないだ構成である。駆動伝達手段をギアからベルトに替えたものである。特に、ベルト駆動伝達手段では、ベルトの撓み駆動源回転のＯＮ／ＯＦＦ時の衝撃にベルトのたるみを吸収する機構が必須であるが、本発明の駆動切替え装置では、駆動は連続で切替えられる。そのため、さらに有利で、このベルト２１０・２１１と遊星歯車機構２５・２６・２７・２８との組合せで、なおいっそうのシンプルな切替え機構の提案となる。
【００９２】
図では、トナー攪拌ギア側の駆動は、図を見やすくするため省略しているが、第１実施例や第２実施例の駆動切替え装置と同様の効果を得る事ができる。
【００９３】
以上の各実施例は、本発明の駆動切替え装置を、画像形成装置のトナー補給搬送部分に使用した例であるが、これ以外のドラム駆動部分の黒画像とカラー画像の時の切替えや、給紙部分の複数段のカセットの個々の駆動切替えにも適応可能である。また、搬送部の片面・両面時の紙パス駆動切替えや、搬送路中の用紙搬送速度切替えにも適応可能である。いずれもの場合でも、駆動切替え機構を簡略化し、駆動源・切替えクラッチ・ソレノイドを減らし、小型化・省エネで安価な装置構成で実現することができる。
【００９４】
本発明は、コンピュータ等の情報出力装置・複写機・ファクシミリ等の画像形成装置などの装置におけるトナー補給搬送部分の駆動切替え装置や給紙ロ−ラ駆動や搬送ロ−ラ駆動や両面搬送駆動の切替え部分にも応用可能である。また、現像駆動・ドラム・中間転写体の駆動等を始めとする駆動機構の速度切替え・ＯＮ／ＯＦＦ切替え・正転／逆転の切替え部分にも応用可能である。
【００９５】
本発明によれば、複雑化した駆動切替え装置を、簡易な機構構成で実現して、特に、カラー画像の画像形成装置を、簡単で取り扱い易く、小型化・省エネで安価な装置構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】第１実施例の画像形成装置の概略構成図
【図２】図１の部分的な拡大図
【図３】現像装置の説明図
【図４】現像装置とトナー容器の連絡部分を見せた斜視図
【図５】駆動切替え装置全体を正面から見た斜視図
【図６】同じく裏側から見た斜視図
【図７】図６の一部切り欠き図
【図８】駆動切替え装置全体の正面図
【図９】駆動切替え装置全体の上面図
【図１０】駆動切替え装置全体の背面図
【図１１】図９の（１１）−（１１）線視の断面図
【図１２】図９の（１２）−（１２）線視の断面図
【図１３】図９の（１３）−（１３）線視の断面図
【図１４】トナー搬送スクリュー駆動系のギア列だけを正面から見た斜視図
【図１５】同じく裏側から見た斜視図
【図１６】駆動モータと駆動切替え部分の斜視図
【図１７】バネクラッチ機構部分の平面図
【図１８】遊星歯車機構の説明図
【図１９】１つのトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の正面図
【図２０】同じく上面図
【図２１】同じく背面図
【図２２】図２０の（２２）−（２２）線視の断面図
【図２３】図２０の（２３）−（２３）線視の断面図
【図２４Ａ】トナー補給の制御フロー図（その１）
【図２４Ｂ】トナー補給の制御フロー図（その２）
【図２５】第２実施例の説明図（その１）
【図２６】第２実施例の説明図（その２）
【図２７】第３実施例の説明図（その１）
【図２８】第３実施例の説明図（その２）
【図２９】従来例のトナー補給搬送機構の説明図（その１）
【図３０】従来例のトナー補給搬送機構の説明図（その２）
【図３１】従来例のトナー補給搬送機構の説明図（その３）
【図３２】従来例のトナー補給搬送機構の説明図（その４）
【図３３】遊星歯車機構の説明図
【符号の説明】
【００９７】
１：駆動モ−タ、１２：カムシャフト、１３〜１６：アクチュエータ駆動部、２５〜２８：駆動切替え機構、７１〜７４：トナー攪拌羽根、１０４：トナー搬送スクリュー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転を発生させる１つの駆動源と、前記駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、
前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御することを特徴とする駆動切替え装置。
【請求項２】
前記複数の制御子に対する動作信号は、１つの制御アクチュエ−タで制御し、それぞれの制御子に対し個々の制御値であることを特徴とする請求項１に記載の駆動切替え装置。
【請求項３】
前記複数の駆動切替え手段は遊星歯車機構を用いたクラッチ機構であり、前記複数の制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状からなる制御軸の形態であり、前記制御アクチュエ−タは前記制御軸の回転をＯＮ／ＯＦＦさせるソレノイド構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動切替え装置。
【請求項４】
駆動切替え装置により駆動切替えされる複数の被駆動手段を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
前記駆動切替え装置が請求項１又は２又は３に記載の駆動切替え装置であるであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記の複数の被駆動手段は、補給用トナーを収容したトナー収納部から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段と、前記トナー収納部のトナーを攪拌するトナー攪拌手段とであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転を発生させる１つの駆動源と、前記駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、
前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御することを特徴とする駆動切替え装置。
【請求項２】
前記複数の制御子に対する動作信号は、１つの制御アクチュエ−タで制御し、それぞれの制御子に対し個々の制御値であることを特徴とする請求項１に記載の駆動切替え装置。
【請求項３】
前記複数の駆動切替え手段は遊星歯車機構を用いたクラッチ機構であり、前記複数の制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状からなる制御軸の形態であり、前記制御アクチュエ−タは前記制御軸の回転をＯＮ／ＯＦＦさせるソレノイド構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動切替え装置。
【請求項４】
駆動切替え装置により駆動切替えされる複数の被駆動手段を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
前記駆動切替え装置が請求項１又は２又は３に記載の駆動切替え装置であるであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記の複数の被駆動手段は、補給用トナーを収容したトナー収納部から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段と、前記トナー収納部のトナーを攪拌するトナー攪拌手段とであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【図３】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図３１】
【図３２】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１６】
【図１７】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３３】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図３１】
【図３２】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１６】
【図１７】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３３】
【公開番号】特開２００９−２５６１０（Ｐ２００９−２５６１０Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８９３９７（Ｐ２００７−１８９３９７）
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２０日（２００７．７．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]