(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022189493
(43)【公開日】2022-12-22
(54)【発明の名称】駆動伝達機構、及び画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 21/16 20060101AFI20221215BHJP
【ＦＩ】
G03G21/16 147
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021098096
(22)【出願日】2021-06-11
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高瀬 和喜
(72)【発明者】
【氏名】椎名 祐偉
【テーマコード（参考）】
2H171
【Ｆターム（参考）】
2H171FA04
2H171LA03
2H171LA08
2H171LA13
2H171LA18
2H171QA02
2H171QA08
2H171QB03
2H171QB32
2H171QC03
2H171SA10
2H171SA12
2H171SA19
2H171SA22
2H171SA26
(57)【要約】
【課題】第１駆動源と第２駆動源のそれぞれが別の出力部を駆動する構成で、第１駆動源の駆動力の伝達及び遮断が、第２駆動源により切り替え可能な駆動伝達機構を提供する。
【解決手段】画像形成装置に設けられる駆動伝達機構において、第１出力部と第２出力部を駆動する第１駆動源２１と、第３出力部を駆動する、第１回転方向の第１回転力と第２回転方向の第２回転力を発生可能な第２駆動源４１と、伝達状態と遮断状態に切り替え可能なクラッチ３１と、クラッチ３１の伝達状態と遮断状態を切り替える切替機構と、を有し、切替機構は、（ｉ）第２駆動源４１から第１回転力を受けると、クラッチ３１を遮断状態から伝達状態に切り替え、第１回転力の第３出力部への伝達を許容する第１状態となり、（ｉｉ）第２駆動源４１から第２回転力を受けると、クラッチ３１を伝達状態から遮断状態に切り替え、第２回転力の第３出力部への伝達を許容する第２状態となる。
【選択図】図３
【解決手段】画像形成装置に設けられる駆動伝達機構において、第１出力部と第２出力部を駆動する第１駆動源２１と、第３出力部を駆動する、第１回転方向の第１回転力と第２回転方向の第２回転力を発生可能な第２駆動源４１と、伝達状態と遮断状態に切り替え可能なクラッチ３１と、クラッチ３１の伝達状態と遮断状態を切り替える切替機構と、を有し、切替機構は、（ｉ）第２駆動源４１から第１回転力を受けると、クラッチ３１を遮断状態から伝達状態に切り替え、第１回転力の第３出力部への伝達を許容する第１状態となり、（ｉｉ）第２駆動源４１から第２回転力を受けると、クラッチ３１を伝達状態から遮断状態に切り替え、第２回転力の第３出力部への伝達を許容する第２状態となる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像形成装置に設けられる駆動伝達機構において、
第１出力部と第２出力部を駆動する第１駆動源と、
第３出力部を駆動する、第１回転方向の第１回転力と、前記第１回転方向と反対の第２回転方向の第２回転力と、を発生させることが可能な第２駆動源と、
前記第１駆動源の駆動力の前記第２出力部への伝達を許容する伝達状態と許容しない遮断状態に切り替え可能なクラッチ部材と、
前記第２駆動源から駆動力が伝達されることで、前記クラッチ部材の前記伝達状態と前記遮断状態を切り替える切替機構と、
を有し、
前記切替機構は、（ｉ）前記第２駆動源から前記第１回転力を受けると、前記クラッチ部材を前記遮断状態から前記伝達状態に切り替え、前記第１回転力の前記第３出力部への伝達を許容する第１状態となり、（ｉｉ）前記第２駆動源から前記第２回転力を受けると、前記クラッチ部材を前記伝達状態から前記遮断状態に切り替え、前記第２回転力の前記第３出力部への伝達を許容する第２状態となることを特徴とする駆動伝達機構。
第１出力部と第２出力部を駆動する第１駆動源と、
第３出力部を駆動する、第１回転方向の第１回転力と、前記第１回転方向と反対の第２回転方向の第２回転力と、を発生させることが可能な第２駆動源と、
前記第１駆動源の駆動力の前記第２出力部への伝達を許容する伝達状態と許容しない遮断状態に切り替え可能なクラッチ部材と、
前記第２駆動源から駆動力が伝達されることで、前記クラッチ部材の前記伝達状態と前記遮断状態を切り替える切替機構と、
を有し、
前記切替機構は、（ｉ）前記第２駆動源から前記第１回転力を受けると、前記クラッチ部材を前記遮断状態から前記伝達状態に切り替え、前記第１回転力の前記第３出力部への伝達を許容する第１状態となり、（ｉｉ）前記第２駆動源から前記第２回転力を受けると、前記クラッチ部材を前記伝達状態から前記遮断状態に切り替え、前記第２回転力の前記第３出力部への伝達を許容する第２状態となることを特徴とする駆動伝達機構。
【請求項2】
前記クラッチ部材が前記伝達状態にあるとき、前記クラッチ部材を前記伝達状態から前記遮断状態に切り替えることなく、前記第２駆動源の前記第１回転力により、前記第３出力部を駆動可能であることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。
【請求項3】
前記クラッチ部材が前記遮断状態にあるとき、前記クラッチ部材を前記遮断状態から前記伝達状態に切り替えることなく、前記第２駆動源の前記第２回転力により、前記第３出力部を駆動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動伝達機構。
【請求項4】
前記切替機構は、
前記第２駆動源と前記第３出力部との間の駆動列に含まれる第１ギアと、
前記第１ギアから前記第３出力部への駆動列とは分岐して、前記第１ギアから駆動力が伝達される第２ギアと、
前記第２ギアから伝達される駆動力により移動するラックであって、前記クラッチ部材と係合しており、移動することで前記クラッチ部材の状態を変化させるラックと、
を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
前記第２駆動源と前記第３出力部との間の駆動列に含まれる第１ギアと、
前記第１ギアから前記第３出力部への駆動列とは分岐して、前記第１ギアから駆動力が伝達される第２ギアと、
前記第２ギアから伝達される駆動力により移動するラックであって、前記クラッチ部材と係合しており、移動することで前記クラッチ部材の状態を変化させるラックと、
を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
【請求項5】
前記切替機構は、
前記第２ギアに対して回転及び変位が可能に組付けられた、前記第１ギアと噛み合い可能な第３ギアと、
前記第２ギアに対して回転及び変位が可能に組付けられた、前記第１ギアと噛み合い可能な第４ギアと、
をさらに含み、
前記第２ギアは、
前記ラックと噛み合い可能な第１歯車部と、
前記第１ギアと噛み合い可能な第２歯車部と、
を有し、
前記第１歯車部が前記ラックと噛み合い、かつ前記第２歯車部が前記第１ギアと噛み合うことで、前記第１ギアから伝達される駆動力を前記ラックへ伝達可能となる噛合位相と、
前記第２歯車部が前記第１ギアと噛み合わないことで、前記ラックへ駆動力を伝達しない非噛合位相と、
を取り得、
前記非噛合位相にあるときに、前記第３ギアと前記第４ギアのいずれかを介して前記
第１ギアの駆動力が伝達されることで、前記噛合位相へ変化することが可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の駆動伝達機構。
前記第２ギアに対して回転及び変位が可能に組付けられた、前記第１ギアと噛み合い可能な第３ギアと、
前記第２ギアに対して回転及び変位が可能に組付けられた、前記第１ギアと噛み合い可能な第４ギアと、
をさらに含み、
前記第２ギアは、
前記ラックと噛み合い可能な第１歯車部と、
前記第１ギアと噛み合い可能な第２歯車部と、
を有し、
前記第１歯車部が前記ラックと噛み合い、かつ前記第２歯車部が前記第１ギアと噛み合うことで、前記第１ギアから伝達される駆動力を前記ラックへ伝達可能となる噛合位相と、
前記第２歯車部が前記第１ギアと噛み合わないことで、前記ラックへ駆動力を伝達しない非噛合位相と、
を取り得、
前記非噛合位相にあるときに、前記第３ギアと前記第４ギアのいずれかを介して前記
第１ギアの駆動力が伝達されることで、前記噛合位相へ変化することが可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の駆動伝達機構。
【請求項6】
前記第３ギアと前記第４ギアは、それぞれ、
前記第２ギアに対する回転と変位が規制され、前記第１ギアから伝達される駆動力によって前記第２ギアと一体的に移動することが可能な伝達位置と、
前記第２ギアに対する回転が許容され、前記第１ギアから伝達される駆動力によって前記第２ギアに対して回転することが可能な空転位置と、
を取り得るように、前記第２ギアに組付けられていることを特徴とする請求項５に記載の駆動伝達機構。
前記第２ギアに対する回転と変位が規制され、前記第１ギアから伝達される駆動力によって前記第２ギアと一体的に移動することが可能な伝達位置と、
前記第２ギアに対する回転が許容され、前記第１ギアから伝達される駆動力によって前記第２ギアに対して回転することが可能な空転位置と、
を取り得るように、前記第２ギアに組付けられていることを特徴とする請求項５に記載の駆動伝達機構。
【請求項7】
前記切替機構は、
前記クラッチ部材を前記伝達状態から前記遮断状態へ切り替える際において、
前記空転位置にある前記第３ギアに前記第１ギアから前記第２回転力が伝達されることで、前記第３ギアが、前記空転位置から前記伝達位置へ移動し、
前記伝達位置にある前記第３ギアが、前記第２回転力を前記第２ギアに伝達することで、前記第２ギアが、前記非噛合位相から前記噛合位相に変化し、
前記噛合位相となった前記第２ギアが、前記第２回転力によって回転することで、前記第３ギアの前記第１ギアとの噛み合いが解除され、
前記第２ギアのさらなる回転により、前記第２ギアが前記噛合位相から前記非噛合位相に変化し、前記空転位置に位置する前記第４ギアが前記第１ギアと噛み合う状態となることを特徴とする請求項６に記載の駆動伝達機構。
前記クラッチ部材を前記伝達状態から前記遮断状態へ切り替える際において、
前記空転位置にある前記第３ギアに前記第１ギアから前記第２回転力が伝達されることで、前記第３ギアが、前記空転位置から前記伝達位置へ移動し、
前記伝達位置にある前記第３ギアが、前記第２回転力を前記第２ギアに伝達することで、前記第２ギアが、前記非噛合位相から前記噛合位相に変化し、
前記噛合位相となった前記第２ギアが、前記第２回転力によって回転することで、前記第３ギアの前記第１ギアとの噛み合いが解除され、
前記第２ギアのさらなる回転により、前記第２ギアが前記噛合位相から前記非噛合位相に変化し、前記空転位置に位置する前記第４ギアが前記第１ギアと噛み合う状態となることを特徴とする請求項６に記載の駆動伝達機構。
【請求項8】
前記切替機構は、前記第２状態において、前記第２ギアが前記非噛合位相にあり、かつ、前記空転位置にある前記第４ギアが前記第１ギアから伝達される前記第２回転力により前記第２ギアに対して回転することで、前記第１ギアから前記第２ギアへの前記第２回転力の伝達を遮断しつつ、前記第１ギアから前記第３出力部への前記第２回転力の伝達を許容することを特徴とする請求項７に記載の駆動伝達機構。
【請求項9】
前記切替機構は、
前記クラッチ部材を前記遮断状態から前記伝達状態へ切り替える際において、
前記空転位置にある前記第４ギアに前記第１ギアから前記第１回転力が伝達されることで、前記第４ギアが、前記空転位置から前記伝達位置へ移動し、
前記伝達位置にある前記第４ギアが、前記第１回転力を前記第２ギアに伝達することで、前記第２ギアが、前記非噛合位相から前記噛合位相に変化し、
前記噛合位相となった前記第２ギアが、前記第１回転力によって回転することで、前記第４ギアの前記第１ギアとの噛み合いが解除され、
前記第２ギアのさらなる回転により、前記第２ギアが前記噛合位相から前記非噛合位相に変化し、前記空転位置に位置する前記第３ギアが前記第１ギアと噛み合う状態となることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
前記クラッチ部材を前記遮断状態から前記伝達状態へ切り替える際において、
前記空転位置にある前記第４ギアに前記第１ギアから前記第１回転力が伝達されることで、前記第４ギアが、前記空転位置から前記伝達位置へ移動し、
前記伝達位置にある前記第４ギアが、前記第１回転力を前記第２ギアに伝達することで、前記第２ギアが、前記非噛合位相から前記噛合位相に変化し、
前記噛合位相となった前記第２ギアが、前記第１回転力によって回転することで、前記第４ギアの前記第１ギアとの噛み合いが解除され、
前記第２ギアのさらなる回転により、前記第２ギアが前記噛合位相から前記非噛合位相に変化し、前記空転位置に位置する前記第３ギアが前記第１ギアと噛み合う状態となることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
【請求項10】
前記切替機構は、前記第１状態において、前記第２ギアが前記非噛合位相にあり、かつ、前記空転位置にある前記第３ギアが前記第１ギアから伝達される前記第１回転力により前記第２ギアに対して回転することで、前記第１ギアから前記第２ギアへの前記第１回転力の伝達を遮断しつつ、前記第１ギアから前記第３出力部への前記第１回転力の伝達を許容することを特徴とする請求項９に記載の駆動伝達機構。
【請求項11】
前記切替機構は、
前記第２駆動源の駆動力と前記第３出力部との間の駆動列に含まれる第１ギアと、
前記第１ギアから伝達される駆動力により移動するラックであって、前記クラッチ部
材を係合しており、移動することで前記クラッチ部材の状態を変化させるラックと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。
前記第２駆動源の駆動力と前記第３出力部との間の駆動列に含まれる第１ギアと、
前記第１ギアから伝達される駆動力により移動するラックであって、前記クラッチ部
材を係合しており、移動することで前記クラッチ部材の状態を変化させるラックと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。
【請求項12】
前記切替機構は、
前記ラックに対して回転及び変位が可能に組付けられた、前記第１ギアと噛み合い可能な第３ギアと、
前記ラックに対して回転及び変位が可能に組付けられた、前記第１ギアと噛み合い可能な第４ギアと、
をさらに含み、
前記第３ギアと前記第４ギアは、それぞれ、
前記ラックに対する回転と変位が規制され、前記第１ギアから伝達される駆動力によって前記ラックと一体的に移動することが可能な伝達位置と、
前記ラックに対する回転が許容され、前記第１ギアから伝達される駆動力によって前記ラックに対して回転することが可能な空転位置と、
を取り得るように、前記ラックに組付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の駆動伝達機構。
前記ラックに対して回転及び変位が可能に組付けられた、前記第１ギアと噛み合い可能な第３ギアと、
前記ラックに対して回転及び変位が可能に組付けられた、前記第１ギアと噛み合い可能な第４ギアと、
をさらに含み、
前記第３ギアと前記第４ギアは、それぞれ、
前記ラックに対する回転と変位が規制され、前記第１ギアから伝達される駆動力によって前記ラックと一体的に移動することが可能な伝達位置と、
前記ラックに対する回転が許容され、前記第１ギアから伝達される駆動力によって前記ラックに対して回転することが可能な空転位置と、
を取り得るように、前記ラックに組付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の駆動伝達機構。
【請求項13】
前記切替機構は、前記第２状態において、前記ラックが前記第１ギアと噛み合わない状態にあり、かつ、前記空転位置にある前記第４ギアが前記第１ギアから伝達される前記第２回転力により前記ラックに対して回転することで、前記第１ギアから前記ラックへの前記第２回転力の伝達を遮断しつつ、前記第１ギアから前記第３出力部への前記第２回転力の伝達を許容することを特徴とする請求項１２に記載の駆動伝達機構。
【請求項14】
前記切替機構は、前記第１状態において、前記ラックが前記第１ギアと噛み合わない状態にあり、かつ、前記空転位置にある前記第３ギアが前記第１ギアから伝達される前記第１回転力により前記ラックに対して回転することで、前記第１ギアから前記ラックへの前記第１回転力の伝達を遮断しつつ、前記第１ギアから前記第３出力部への前記第１回転力の伝達を許容することを特徴とする請求項１３に記載の駆動伝達機構。
【請求項15】
前記ラックの位置を検知する検知手段をさらに有することを特徴とする請求項４～１４のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
【請求項16】
像担持体と、
現像剤を担持する現像部材と、
請求項１～１５のいずれか１項に記載の駆動伝達機構と、
を備え、
前記駆動伝達機構により、前記像担持体と前記現像部材の少なくとも一方を駆動して、前記現像剤を用いて転写材に画像形成を行う画像形成装置。
現像剤を担持する現像部材と、
請求項１～１５のいずれか１項に記載の駆動伝達機構と、
を備え、
前記駆動伝達機構により、前記像担持体と前記現像部材の少なくとも一方を駆動して、前記現像剤を用いて転写材に画像形成を行う画像形成装置。
【請求項17】
前記第２出力部は、前記現像部材であり、
前記クラッチ部材の切り替えは前記転写材に画像形成を行う前後で行われることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
前記クラッチ部材の切り替えは前記転写材に画像形成を行う前後で行われることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項18】
前記第１出力部は、前記像担持体であることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項19】
前記現像部材を収容する現像室と、
前記現像剤を収容する現像剤収容室と、
をさらに有し、
前記第３出力部は、前記現像剤収容室に設けられ、前記現像剤の搬送と撹拌を行う搬送
部材であり、
前記搬送部材は、前記第１回転力を受けると、前記現像剤を前記現像剤収容室から前記現像室へ搬送する方向に回転することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の画像形成装置。
前記現像剤を収容する現像剤収容室と、
をさらに有し、
前記第３出力部は、前記現像剤収容室に設けられ、前記現像剤の搬送と撹拌を行う搬送
部材であり、
前記搬送部材は、前記第１回転力を受けると、前記現像剤を前記現像剤収容室から前記現像室へ搬送する方向に回転することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の画像形成装置。
【請求項20】
前記第１出力部、前記第２出力部と前記第３出力部は、プロセスカートリッジとして一体的に画像形成装置に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【請求項21】
前記搬送部材が設けられた前記現像剤収容室は、トナーカートリッジとして前記プロセスカートリッジに着脱可能であることを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、クラッチの切り替えを伴う駆動伝達機構と、駆動伝達機構を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、画像形成装置において、トナーの浪費解消及び現像ローラを長寿命化するために、感光ドラムと現像部の回転を別々に制御して現像部の回転を最小限に抑える方法が用いられている。そのような画像形成装置の現像駆動部として、電磁クラッチを用いる方法が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１２０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、従来の技術をさらに発展させたものである。
【0005】
そこで本発明は、第１駆動源と第２駆動源のそれぞれが別の出力部を駆動する構成において、第１駆動源の駆動力の伝達及び遮断が、第２駆動源によって切り替えることができる駆動伝達機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述のような課題を解決するための本発明の駆動伝達機構は、
画像形成装置に設けられる駆動伝達機構において、
第１出力部と第２出力部を駆動する第１駆動源と、
第３出力部を駆動する、第１回転方向の第１回転力と、前記第１回転方向と反対の第２回転方向の第２回転力と、を発生させることが可能な第２駆動源と、
前記第１駆動源の駆動力の前記第２出力部への伝達を許容する伝達状態と許容しない遮断状態に切り替え可能なクラッチ部材と、
前記第２駆動源から駆動力が伝達されることで、前記クラッチ部材の前記伝達状態と前記遮断状態を切り替える切替機構と、
を有し、
前記切替機構は、（ｉ）前記第２駆動源から前記第１回転力を受けると、前記クラッチ部材を前記遮断状態から前記伝達状態に切り替え、前記第１回転力の前記第３出力部への伝達を許容する第１状態となり、（ｉｉ）前記第２駆動源から前記第２回転力を受けると、前記クラッチ部材を前記伝達状態から前記遮断状態に切り替え、前記第２回転力の前記第３出力部への伝達を許容する第２状態となることを特徴とする。
画像形成装置に設けられる駆動伝達機構において、
第１出力部と第２出力部を駆動する第１駆動源と、
第３出力部を駆動する、第１回転方向の第１回転力と、前記第１回転方向と反対の第２回転方向の第２回転力と、を発生させることが可能な第２駆動源と、
前記第１駆動源の駆動力の前記第２出力部への伝達を許容する伝達状態と許容しない遮断状態に切り替え可能なクラッチ部材と、
前記第２駆動源から駆動力が伝達されることで、前記クラッチ部材の前記伝達状態と前記遮断状態を切り替える切替機構と、
を有し、
前記切替機構は、（ｉ）前記第２駆動源から前記第１回転力を受けると、前記クラッチ部材を前記遮断状態から前記伝達状態に切り替え、前記第１回転力の前記第３出力部への伝達を許容する第１状態となり、（ｉｉ）前記第２駆動源から前記第２回転力を受けると、前記クラッチ部材を前記伝達状態から前記遮断状態に切り替え、前記第２回転力の前記第３出力部への伝達を許容する第２状態となることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、第１駆動源と第２駆動源のそれぞれが別の出力部を駆動する構成において、第１駆動源の駆動力の伝達及び遮断が、第２駆動源によって切り替えることができる駆動伝達機構を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１の実施形態に係る画像形成装置の断面模式図である。
【図2】第１の実施形態に係るプロセスカートリッジの駆動入力部を示す図である。
【図3】第１の実施形態に係る駆動ユニットの全体図である。
【図4】第１の実施形態に係るクラッチの斜視図である。
【図5】第１の実施形態に係るクラッチの断面図である。
【図6】クラッチが伝達状態のときの補給駆動部の動作を示す図である。
【図7】クラッチを切り替えるときの補給駆動部の動作を示す図である。
【図8】クラッチが遮断状態のときの補給駆動部の動作を示す図である。
【図9】第１の実施形態に係る動作シーケンスを示すである。
【図10】第２の実施形態に係る補給駆動部の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
［第１の実施形態］
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。
【0010】
＜画像形成装置１＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の断面模式図である。以下、図においてＸ方向は水平方向、Ｚ方向は鉛直方向をそれぞれ示す。本実施形態の画像形成装置１は、電子写真方式を用いてモノクロ画像を形成することのできる、モノクロレーザービームプリンタである。しかし、本発明の適用はこれに限られるものではなく、２色以上のカラートナーを、中間転写ベルトを介して転写材上に転写し、画像形成するタンデム方式等のカラーレーザプリンタに適用することも可能である。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の断面模式図である。以下、図においてＸ方向は水平方向、Ｚ方向は鉛直方向をそれぞれ示す。本実施形態の画像形成装置１は、電子写真方式を用いてモノクロ画像を形成することのできる、モノクロレーザービームプリンタである。しかし、本発明の適用はこれに限られるものではなく、２色以上のカラートナーを、中間転写ベルトを介して転写材上に転写し、画像形成するタンデム方式等のカラーレーザプリンタに適用することも可能である。
【0011】
画像形成装置１は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラム３）を備えている。感光ドラム３は、ＯＰＣ（有機光半導体）、アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の感光剤料が、アルミニウムやニッケル等で形成されたシリンダ状のドラム基体上に設けられて構成されたものである。感光ドラム３は、回転自在に支持されており、駆動源によって所定のスピードで回転駆動される。感光ドラム３の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電部材である帯電ローラ４、現像部材である現像ローラ５、転写部材である転写ローラ６が配置されている。また、感光ドラム３の上部には露光手段であるスキャナユニット７が配置されている。感光ドラム３、帯電ローラ４、現像ローラ５は、プロセスカートリッジ８として、画像形成装置１の筐体としての本体枠２に対して一体的に着脱可能である。
【0012】
プロセスカートリッジ８は、現像ローラ５が収容される現像室６３、現像剤としてのトナーが内部に収容される現像剤収容室６２、現像剤を搬送するための搬送部材６１をさらに備える。搬送部材６１は後述する駆動源によって回転することで、現像剤収容室６２から現像室６３へトナーを搬送する。また、搬送部材６１はトナーを搬送する方向とは反対方向にも回転可能であり、反対方向に回転することで現像剤収容室６２内のトナーを攪拌し、トナー凝集を崩す。なお、本実施形態では現像剤収容室６２を現像室６３と一体的に構成しているが、搬送部材６１を含む現像剤収容室６２をトナーカートリッジとして、プロセスカートリッジ８に対して脱着可能とする構成としても良い。
【0013】
画像形成装置１は、その他の構成として、転写材Ｓの搬送経路に沿って順に、紙等の転写材Ｓを積載するカセット給紙部９、給紙ローラ１０、搬送ローラ１１、レジストローラ１２、定着手段１３、排出ローラ１４、排紙トレイ１５を備えている。
【0014】
次に、画像形成装置１の画像形成動作について、図１を用いて説明する。駆動源によって回転駆動された感光ドラム３は、帯電ローラ４によって所定の極性、所定の電位に一様
に帯電される。帯電後の感光ドラム３は、その表面に対しスキャナユニット７によって画像情報に基づいた画像露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ５によって現像されトナー像（現像剤像）として可視化される。感光ドラム３上のトナー像は、転写ローラ６と感光ドラム３によって形成される転写ニップにおいて、転写材Ｓに転写される。
に帯電される。帯電後の感光ドラム３は、その表面に対しスキャナユニット７によって画像情報に基づいた画像露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ５によって現像されトナー像（現像剤像）として可視化される。感光ドラム３上のトナー像は、転写ローラ６と感光ドラム３によって形成される転写ニップにおいて、転写材Ｓに転写される。
【0015】
転写材Ｓは、転写材Ｓを積載収納するカセット給紙部９から、給紙ローラ１０によってＸ方向に給紙される。転写材Ｓは搬送ローラ１１、レジストローラ１２を経て、転写ニップ部に搬送される。転写ニップ部で感光ドラム３から転写材Ｓに転写されたトナー像は、定着手段１３によって加熱定着される。定着手段１３を通過した転写材Ｓは排出ローラ１４を介して排紙トレイ１５上にＸ方向に排出される。
【0016】
＜プロセスカートリッジ８の駆動入力部＞
プロセスカートリッジ８の駆動入力部について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、画像形成装置１で用いるプロセスカートリッジ８の側面図であり、図１の断面図の背面（紙面奥）方向から見た図である。図２に示すように、プロセスカートリッジ８は、３つの駆動入力部を通じて後述する駆動ユニット２０から駆動が入力される。
プロセスカートリッジ８の駆動入力部について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、画像形成装置１で用いるプロセスカートリッジ８の側面図であり、図１の断面図の背面（紙面奥）方向から見た図である。図２に示すように、プロセスカートリッジ８は、３つの駆動入力部を通じて後述する駆動ユニット２０から駆動が入力される。
【0017】
第１駆動入力部１６は、第１出力部としての感光ドラム３を回転駆動するための駆動入力部である。第１駆動入力部１６は、駆動源である駆動モータ２１の駆動及び停止に連動して駆動される。画像形成動作中、感光ドラム３は転写材Ｓを搬送するため、搬送開始前から回転を始め、転写材Ｓの搬送完了後に回転を停止する。
【0018】
第２駆動入力部１７は、第２出力部としての現像ローラ５を回転駆動する駆動入力部であり、感光ドラム３の回転と別に制御できるように設けられている。つまり、画像形成動作において感光ドラム３は、転写材Ｓを搬送前から搬送後まで駆動するのに対し、現像ローラ５は、後述する現像切り替え機構により現像を行う期間のみ駆動するよう制御することができる。現像ローラ５の駆動時間を最小限に抑えることで、トナーの浪費解消及び現像ローラ５の長寿命化につながる。
【0019】
第３駆動入力部１８は、第３出力部としての搬送部材６１を回転駆動して、トナー容器から現像ローラ５にトナーの補給を行う駆動入力部である。駆動により現像ローラ５に必要な量を補給し、現像ローラ５のトナー量が適正に保たれるように、トナーの消費量に合わせて回転時間を調整する。また、トナー容器内でのトナー凝集を崩すため、搬送部材６１を逆回転させる。本実施形態では、トナー容器内でのトナー凝集を崩すため逆回転としたが、低速により補給駆動モータ４１のトルクが許容されるのであれば、トナー搬送を行う方向である正回転によりトナー凝集を崩しても良い。
【0020】
３つの駆動入力部には回転駆動力を伝えるカップリング形状を設けている。本実施形態では、３角形のカップリング形状としたが、駆動伝達することができれば、他のカップリン形状でも良いし、ギア駆動入力部にする構成としても良い。
【0021】
＜駆動ユニット２０＞
次に、本装置に設けられた駆動伝達機構としての駆動ユニット２０について、図３～８を用いて説明する。図３は、現像駆動切替部３０と補給駆動部４０を含む、プロセスカートリッジ８を駆動する駆動ユニット２０の全体図である。第１駆動源である駆動モータ２１に設けられた駆動モータピニオン２２から分岐ギア２３を経由して、第１駆動入力ギア２４に駆動力を伝達する。第１駆動入力ギア２４の先端には、プロセスカートリッジ８の第１駆動入力部１６に対応したカップリング形状を設けている。第１駆動入力ギア２４が第１駆動入力部１６と接続することで、駆動モータ２１の駆動力により感光ドラム３を駆
動することができる。
次に、本装置に設けられた駆動伝達機構としての駆動ユニット２０について、図３～８を用いて説明する。図３は、現像駆動切替部３０と補給駆動部４０を含む、プロセスカートリッジ８を駆動する駆動ユニット２０の全体図である。第１駆動源である駆動モータ２１に設けられた駆動モータピニオン２２から分岐ギア２３を経由して、第１駆動入力ギア２４に駆動力を伝達する。第１駆動入力ギア２４の先端には、プロセスカートリッジ８の第１駆動入力部１６に対応したカップリング形状を設けている。第１駆動入力ギア２４が第１駆動入力部１６と接続することで、駆動モータ２１の駆動力により感光ドラム３を駆
動することができる。
【0022】
分岐ギア２３はさらに、駆動モータ２１の駆動力をアイドラギア２７と後述する現像駆動切替部３０を経由し、第２駆動入力ギア２５に伝達する。第２駆動入力ギア２５の先端には、プロセスカートリッジ８の第２駆動入力部１７に対応したカップリング形状を設けている。第２駆動入力ギア２５が第２駆動入力部１７と接続することで、駆動モータ２１の駆動力により、現像ローラ５を駆動することができる。
【0023】
補給駆動部４０は、第２駆動源である補給駆動モータ４１に設けられた補給駆動モータピニオン４２から補給駆動分岐ギア４３を経由して、第３駆動入力ギア２６に駆動力を伝達する。第３駆動入力ギア２６の先端には、プロセスカートリッジ８の第３駆動入力部１８に対応したカップリング形状を設けている。第３駆動入力ギア２６が第３駆動入力部１８と接続することで、補給駆動モータ４１の駆動力により補給部（搬送部材６１）を駆動することができる。補給駆動部４０ではさらに、切替部材４４を介してレバー部材３８を操作することで現像駆動切替部３０のクラッチ３１（クラッチ部材）を切り替える。これらの動作について、詳細は後述する。
【0024】
＜現像駆動切替部３０＞
次に、現像駆動切替部３０について詳細を説明する。現像駆動切替部３０には機械式クラッチとしてのクラッチ３１が設けられており、クラッチ３１を切り替えることで、駆動モータ２１の駆動力を第２駆動入力ギア２５に伝達するか、又は遮断するかを選択できる。
次に、現像駆動切替部３０について詳細を説明する。現像駆動切替部３０には機械式クラッチとしてのクラッチ３１が設けられており、クラッチ３１を切り替えることで、駆動モータ２１の駆動力を第２駆動入力ギア２５に伝達するか、又は遮断するかを選択できる。
【0025】
図４（ａ）は、現像駆動切替部３０のクラッチ３１の分解斜視図であり、クラッチ出力ギア３５を手前にして見たときの図である。図４（ｂ）は、現像駆動切替部３０のクラッチ３１の分解斜視図であり、クラッチ入力ギア３２を手前にして見たときの図である。図５（ａ）は、クラッチ３１が駆動を伝達する伝達状態のときの断面図である。図５（ｂ）は、クラッチ３１が駆動を伝達しない遮断状態のときの断面図である。アイドラギア２７から駆動伝達されるクラッチ入力ギア３２は、不図示の固定部材であるクラッチ支持軸に回転可能に支持されている。クラッチ入力ギア３２の内側は大きく肉抜きされており、クラッチ入力ギア３２の中心には摺動ボス３２ａが配置される。摺動ボス３２ａの内周は、クラッチ支持軸に対する位置決め及び摺動面となり、摺動ボス３２ａの外周は、駆動側係合部材３４に対する位置決め及び摺動面となる。また、クラッチ入力ギア３２の内側には４か所の回転止め３２ｂが設けられており、駆動側係合部材３４の回転止め３４ｂと係合する。
【0026】
駆動側係合部材３４は、内周面３４ａがクラッチ入力ギア３２の摺動ボス３２ａ外周面に摺動可能に支持される。駆動側係合部材３４の外周部に設けられ回転止め３４ｂがクラッチ入力ギア３２の回転止め３２ｂと係合する。回転止め３４ｂと回転止め３２ｂが係合しているため、駆動側係合部材３４はクラッチ入力ギア３２と一体的に回転する。一方、駆動側係合部材３４には、突起３４ｃが４か所設けられており、これが従動側のクラッチ出力ギア３５の突起３５ａと係合すると、クラッチ出力ギア３５も駆動側係合部材３４と一体的に回転し、駆動力が伝達される。突起３４ｃの駆動伝達面は、回転すると相手部品に食い込むように傾斜している。これにより、回転中にクラッチをつなげても確実に噛み合い、大きなトルクが加わっても歯飛びが生じない。また、駆動伝達面を緩やかな斜面で形成されていることにより、回転中にクラッチを接続させる時でもスムーズに駆動伝達面同士を係合することができる。駆動側係合部材３４のクラッチ出力ギア３５側の端面には、後述する解除部材３６と回転摺動する摺動部材３４ｄを有している。
【0027】
また、駆動側係合部材３４は弾性部材としてのコイルバネ３７により、常にクラッチ出
力ギア３５の突起３５ａの方向に付勢されている。コイルバネ３７と、コイルバネ３７の両端に接している駆動側係合部材３４とクラッチ入力ギア３２は一体となって回転するため、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。
力ギア３５の突起３５ａの方向に付勢されている。コイルバネ３７と、コイルバネ３７の両端に接している駆動側係合部材３４とクラッチ入力ギア３２は一体となって回転するため、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。
【0028】
クラッチ出力ギア３５は、内周面３５ｂで不図示のクラッチ支持部材に係合し、回転可能に支持されている。また、クラッチ出力ギア３５には突起３５ａが４か所設けられており、これが駆動側係合部材３４の突起３４ｃと噛み合うことで駆動力が伝達される。突起３５ａの駆動伝達面は、相手部品の駆動側係合部材３４と同様に、部品同士が食い込む方向に傾斜しており、かつ、駆動伝達面は緩やかな斜面で接続されるように形成されている。クラッチ出力ギア３５は、駆動側係合部材３４を介して第２駆動入力ギア２５に駆動モータ２１の駆動力を伝達する。
【0029】
図５に示すように、クラッチ３１は、駆動側係合部材３４、クラッチ出力ギア３５の突起３５ａ及びコイルバネ３７が、クラッチ入力ギア３２及びクラッチ出力ギア３５に内包されるように構成されている。本構成によりスペースを有効利用しているためコンパクトにして省スペース化を実現すると共に、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、駆動側係合部材３４はねじれに強く、部品強度も確保しやすいため、大きいトルクの伝達が可能となる。
【0030】
レバー部材３８は、クラッチ出力ギア３５に回転可能に支持される。レバー部材３８は、後述する切替部材４４により操作されるレバー部３８ａと、レバー部材３８の軸方向の位置を制御するために解除部材３６のカム部３６ａに当接するカム部３８ｂを備える。また、カム部３６ａ、３８ｂは、回転中心に対して軸対称となるように複数設けられている。これにより、解除部材３６が傾いたとしても、動作不良や動作抵抗の増加を防ぐことができる。
【0031】
解除部材３６は、レバー部材３８に係合するとともに、回転規制部３６ｂで不図示の固定部材と係合し、固定部材により回転を規制されながら軸方向に移動可能に支持される。カム部３６ａは、レバー部材３８のカム部３８ｂに対応した形状となっており、カム部３６ａがカム部３８ｂと当接し、さらに反対側の面の摺動部３６ｃが駆動側係合部材３４の摺動部材３４ｄと当接することで、解除部材３６の軸方向の位置が決まる。
【0032】
図５（ｂ）に示すように、レバー部材３８のカム部３８ｂと解除部材３６のカム部３６ａの山と山が合わさった遮断状態においては、解除部材３６はクラッチ入力ギア３２の方向に押し出される。すると、摺動部３６ｃが駆動側係合部材３４の摺動部材３４ｄと当接して、コイルバネ３７に反して駆動側係合部材３４をクラッチ出力ギア３５から引き離し、駆動力が切断された状態となる。
【0033】
一方、図５（ａ）に示すように、レバー部材３８のカム部３８ｂと解除部材３６のカム部３６ａの山と谷が合わさった伝達状態においては、解除部材３６は、クラッチ出力ギア３５の方向に移動する。駆動側係合部材３４がコイルバネ３７の弾性力により押圧され、クラッチ出力ギア３５と噛み合うことで、クラッチがつながり駆動力が伝達される。各部品が係合した状態において、駆動側係合部材３４と解除部材３６及びレバー部材３８との間に隙間が生じるように配置することにより、摺動部材３４ｄ、３６ｃ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。なお、上記クラッチの構成は、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。
【0034】
＜補給駆動部４０＞
次に、補給駆動部４０について詳細を説明する。補給駆動部４０の駆動列は、補給駆動
モータ４１（第２駆動源）、補給駆動分岐ギア４３（第１ギア）、切替大ギア４５（第２ギア）、第１切替小ギア４６（第３ギア）、第２切替小ギア４７（第４ギア）を含む。補給駆動モータ４１の駆動力は、補給駆動分岐ギア４３を介して、搬送部材６１（第３出力部）と切替部材４４（ラック）へと伝達される。
次に、補給駆動部４０について詳細を説明する。補給駆動部４０の駆動列は、補給駆動
モータ４１（第２駆動源）、補給駆動分岐ギア４３（第１ギア）、切替大ギア４５（第２ギア）、第１切替小ギア４６（第３ギア）、第２切替小ギア４７（第４ギア）を含む。補給駆動モータ４１の駆動力は、補給駆動分岐ギア４３を介して、搬送部材６１（第３出力部）と切替部材４４（ラック）へと伝達される。
【0035】
クラッチ３１の伝達状態と遮断状態を切り替えるための切替部材４４は、不図示の固定部材によって支持されており、ラック部４４ａを介して切替大ギア４５から駆動力を受けるとＸ方向に直線移動する。切替部材４４は、クラッチ３１が伝達状態とされる伝達位置と、クラッチ３１が遮断状態とされる遮断位置と、の間を移動可能に構成されている。切替部材４４には、レバー部材３８のレバー部３８ａに対応した、円筒形状のボス形状４４ｂを設けている。ボス形状４４ｂを円筒形状にすることにより、レバー部３８ａがクラッチ３１を中心に回転動作しても、切替部材４４の直線移動を妨げることなく、摺動不良を起こさずに駆動力を伝達することができる。
【0036】
切替大ギア４５は、歯車形状の２か所を切り欠いた形状のギアである。すなわち、切替大ギア４５は歯車形状が設けられた２つの歯車部と、歯車部の間に位置する歯車形状が設けられていない切り欠き部（欠け歯部）４５ｃを備える。歯車部の一方（第１歯車部４５ａ）には、切替部材４４に設けられたラック部４４ａに対応した歯車形状が設けられており、切替大ギア４５の回転動作に連動して、切替部材４４はＸ方向に直進運動する。もう一方の歯車部（第２歯車部４５ｂ）には、補給駆動分岐ギア４３の歯車部に対応した歯車形状が設けられており、後述する切り替え動作をきっかけに、補給駆動分岐ギア４３と噛み合う。すなわち、切替大ギア４５は、第２歯車部４５ｂが補給駆動分岐ギア４３から伝達される駆動力を切替部材４４へ伝達可能な噛合位相と、第２歯車部４５ｂが駆動力を伝達しない非噛合位相と、を取り得る。
【0037】
また、切替大ギア４５には、第１切替小ギア４６と第２切替小ギア４７が切替大ギア４５に対して回転及び変位が可能に組付けられている。第１切替小ギア４６と第２切替小ギア４７はそれぞれ、切替大ギア４５に対する回転と変位が規制されて切替大ギア４５と一体的に移動する伝達位置と、切替大ギア４５に対して回転して駆動力を伝達しない空転位置に移動する。第１切替小ギア４６と第２切替小ギア４７が、伝達位置と空転位置に移動することで、補給駆動モータ４１の駆動力を切替部材４４に伝達する状態と伝達しない状態とを切り替えることが可能である。
【0038】
以下、図６～図８を用いて補給駆動部４０の駆動伝達機構について、特にクラッチ３１の切り替えを行う切替機構について詳細を説明する。図６は、クラッチ３１が駆動を伝達する伝達状態にあるときの補給駆動部４０の動作を示す図である。図６（ａ）に示すように、補給駆動モータ４１の駆動力が補給駆動モータピニオン４２を介して補給駆動分岐ギア４３を回転させることで、不図示の補給駆動軸に回転可能に支持された第３駆動入力ギア２６に駆動力が伝達される。補給駆動モータ４１が正回転方向（第１回転方向）に回転すると、図中に矢印で示すように補給駆動分岐ギア４３の回転方向は反時計回り、第３駆動入力ギア２６の回転方向が時計回りとなり、搬送部材６１がトナーの搬送動作を行うための駆動力が伝達される。ここで、搬送部材６１がトナーを現像剤収容室６２から現像室６３へと搬送する動作を行うための第１回転方向の駆動力を第１回転力とし、第１回転力を付与する補給駆動モータ４１の回転方向を正回転方向（第１回転方向）とする。一方、切替部材４４と第１歯車部４５ａが噛み合うように配置されている切替大ギア４５は、クラッチ３１が伝達状態のとき、第２歯車部４５ｂが補給駆動分岐ギア４３と係合せず、非噛合位相となって、第１回転力の伝達を遮断する。
【0039】
図６（ｂ）は図６（ａ）を背面から見たときの図であり、図６（ｃ）は図６（ｂ）から切替小ギアホルダカバー４９を外した状態を示した図である。図６（ｂ）、（ｃ）に示す
ように、補給駆動分岐ギア４３から後述する第１切替小ギア４６に対して第１回転力が伝達される。しかし、クラッチ３１が伝達状態にあるとき、第１切替小ギア４６は空転し、切替大ギア４５に対して駆動力を伝達しない状態となっている。第１切替小ギア４６は、不図示の補給駆動切替軸に回転可能に支持された切替小ギアホルダ４８とそれに係合する切替小ギアホルダカバー４９に挟持され、回転可能でかつ、ギアガイド部４９ａ内で移動可能に支持されている。また、切替小ギアホルダ４８と切替小ギアホルダカバー４９は、第１切替小ギア４６と同様に第２切替小ギア４７も挟持している。
ように、補給駆動分岐ギア４３から後述する第１切替小ギア４６に対して第１回転力が伝達される。しかし、クラッチ３１が伝達状態にあるとき、第１切替小ギア４６は空転し、切替大ギア４５に対して駆動力を伝達しない状態となっている。第１切替小ギア４６は、不図示の補給駆動切替軸に回転可能に支持された切替小ギアホルダ４８とそれに係合する切替小ギアホルダカバー４９に挟持され、回転可能でかつ、ギアガイド部４９ａ内で移動可能に支持されている。また、切替小ギアホルダ４８と切替小ギアホルダカバー４９は、第１切替小ギア４６と同様に第２切替小ギア４７も挟持している。
【0040】
さらに補給駆動部４０には、切替大ギア４５に当接する位置保持レバー５０が設けられている。位置保持レバー５０は、位置保持用バネ５１から力を受けて、切替大ギア４５の回転動作に規制力を与える。図６及び図８の状態において、第１切替小ギア４６や第２切替小ギア４７は空転している間、切替大ギア４５は位置保持レバー５０によって回転が規制され、位置が固定される。また、後述する切り替え動作時に補給駆動モータ４１の駆動力が切替大ギア４５に伝達されると、切替大ギア４５は位置保持用バネ５１と位置保持レバー５０に反して、回転動作することが可能である。
【0041】
上述の通り、クラッチ３１が伝達状態にあり、切替部材４４が図６の位置にあるとき、第３駆動入力ギア２６等を介して搬送部材６１が搬送動作を行うように補給駆動モータ４１を正回転させても、補給駆動モータ４１の第１回転力は切替部材４４まで伝達されない。いいかえると、切替機構は、クラッチ３１を伝達状態から遮断状態に切り替えることなく、補給駆動モータ４１の正回転方向の駆動力（第１回転力）を搬送部材６１に伝達する状態（第１状態）である。このとき、補給駆動モータ４１の第１回転力によって搬送部材６１が駆動される一方で、切替部材４４は、クラッチ３１を伝達状態にする位置（伝達位置）から移動しない。すなわち本発明の構成によれば、画像形成動作中に切替部材４４によりクラッチ３１を伝達状態から遮断状態に切り替えることなく、補給駆動モータ４１の第１回転力により、搬送部材６１を駆動してトナーを現像室６３へと搬送することが可能である。つまり、クラッチ３１が伝達状態に保たれた状態で、補給駆動モータ４１が正回転し、搬送部材６１を駆動可能である。
【0042】
次に、補給駆動部４０での切り替え動作について説明する。図７は、クラッチ３１を伝達状態から遮断状態に切り替えるときの補給駆動部４０の動作を示す図であり、切り替え動作の動き始めの状態を示す。また、図８は、クラッチ３１が駆動を切断した遮断状態にあるときの補給駆動部４０の動作を示す図である。図７に示すように、クラッチ３１を伝達状態から遮断状態に切り替える際、補給駆動モータ４１は図６と反対の方向（第２回転方向）に回転を始める。ここで、第２回転方向の駆動力を第２回転力とする。補給駆動分岐ギア４３から第２回転力を受けた第１切替小ギア４６は、まず切替小ギアホルダカバー４９のギアガイド部４９ａ内の端部から他端部へと移動する。第１切替小ギア４６と切替小ギアホルダカバー４９間の摺動部にはグリスが塗布されており、第１切替小ギア４６がギアガイド部４９ａ内で移動せずに空転することを防いでいる。他端部に移動した第１切替小ギア４６は回転し、その後、切替小ギアホルダ４８のギア係止部４８ａに接触することで回転が規制される。第１切替小ギア４６の回転が規制されることで、補給駆動分岐ギア４３の第２回転力は第１切替小ギア４６と係合している切替大ギア４５を回転させる。切替大ギア４５が回転すると、切替大ギア４５の第２歯車部４５ｂが補給駆動分岐ギア４３と噛み合い、切替大ギア４５は回転を続け、第１切替小ギア４６と補給駆動分岐ギア４３の噛み合いは解除される。切替大ギア４５が回転することで、切替部材４４が図７の位置から図８の位置まで移動し、クラッチ３１が駆動力を伝達しない遮断状態に切り替わる。つまり、第１切替小ギア４６が空転位置から伝達位置へ移動し、切替大ギア４５が非噛合位相から噛合位相へ変位することで、切替部材４４を駆動伝達位置（図６）から駆動切断位置（図８）に移動することが可能である。いいかえると、搬送部材６１がトナーの撹拌動作を行うように、補給駆動モータ４１の回転を逆回転にして駆動することで、クラッ
チ３１を伝達状態から遮断状態へと切り替えることができる。
チ３１を伝達状態から遮断状態へと切り替えることができる。
【0043】
切替大ギア４５が回転移動して図８の状態になったとき、図中矢印の方向に補給駆動分岐ギア４３が回転するように補給駆動モータ４１を駆動しても、第２切替小ギア４７は空転する。さらに、切り欠き部４５ｃが補給駆動分岐ギア４３に対向するため、切替大ギア４５に対しては駆動力が伝達されない状態となる。いいかえると、切替機構は、クラッチ３１を遮断状態から伝達状態に切り替えることなく、補給駆動モータ４１の逆回転方向の駆動力（第２回転力）を搬送部材６１に伝達する状態（第２状態）である。このとき、補給駆動モータ４１の第２回転力によって搬送部材６１が駆動される一方で、切替部材４４は、クラッチ３１を遮断状態にする位置（遮断位置）から移動しない。すなわち、クラッチ３１が遮断状態にあるときは、クラッチ３１を遮断状態から伝達状態に切り替えることなく、補給駆動モータ４１の第２回転力により、搬送部材６１を駆動して、現像剤収容室６２内のトナーを撹拌して、トナー凝集を崩すことが可能である。つまり、クラッチ３１が遮断状態に保たれた状態で、補給駆動モータ４１が逆回転し、搬送部材６１を駆動可能である。また、クラッチ３１が遮断状態にある図８の状態から、クラッチ３１が伝達状態にある図６の状態へと切り替えるためには、補給駆動モータ４１を正回転に駆動させれば良い。つまり、搬送部材６１の搬送動作と撹拌動作に伴って、クラッチ３１の伝達状態と遮断状態が切り替わる構成となっている。すなわち、本実施例の切替機構は（ｉ）補給駆動モータ４１の第１回転力によりクラッチ３１を遮断状態から伝達状態に切り替え、第１状態となり、（ｉｉ）補給駆動モータ４１の第２回転力によりクラッチ３１を伝達状態から遮断状態に切り替え、第２状態となる。
【0044】
次に、画像形成動作における各部材の動作について説明する。図９は、画像形成装置１の本実施形態に関する動作シーケンスを示す図である。画像形成動作が行われない待機状態（Ｓ０）において、各駆動源は停止しており、クラッチ３１も遮断状態にある。画像形成装置１がプリント指示を受けると、まずプリントを行う準備として駆動モータ２１の回転が開始され、感光ドラム３が回転する（Ｓ１）。このとき、クラッチ３１は遮断状態にあるため、駆動が伝達されないプロセスカートリッジ８の現像ローラ５は回転しない。次に、カセット給紙部９から搬送される転写材Ｓに画像を形成するため、補給駆動モータ４１を正回転して、切替部材４４を動かし、クラッチ３１を伝達状態へと切り替える。すると、搬送部材６１によりトナーの搬送動作が行われ、さらに現像ローラ５の駆動が開始される（Ｓ２）。クラッチ３１の切り替え動作が完了すると、補給駆動モータ４１は回転を停止する。また、プリント動作中、現像ローラ５のトナー量が適正に保たれるように、トナーの消費量にあわせて、適宜、補給駆動モータ４１は駆動（正回転）し、搬送部材６１がトナーを現像室６３へと搬送する（Ｓ３）。つまり、クラッチ３１の切り替え動作が完了し、補給駆動モータ４１が停止したのちに、再度補給駆動モータ４１が正回転することができる。このとき、上述の通り、補給駆動モータ４１が正回転しても、切替部材４４は移動しないため、クラッチ３１は伝達状態に保たれる。したがって、クラッチ３１が伝達状態に保たれた状態で、補給駆動モータ４１が正回転と停止を繰り返すことにより、搬送部材６１を間欠的に複数回駆動することができる。画像形成終了時は、まず補給駆動モータ４１を逆回転し、切替部材４４を動かしてクラッチ３１を遮断状態へと切り替えることで、現像ローラ５の駆動切断を行う（Ｓ４）。そして、転写材Ｓの搬送動作が完了し、駆動モータ２１が回転を停止することで、感光ドラム３の回転が停止する（Ｓ５）。なお、クラッチ３１が遮断状態にあり、現像ローラ５が停止し、感光ドラム３が駆動した状態、及び、現像ローラ５と感光ドラム３が停止した状態で、補給駆動モータ４１は逆回転することができる。
【0045】
上述の通り、本実施形態においては、感光ドラム３と現像ローラ５の回転を別々に制御でき、現像ローラ５の回転時間を最小限に抑えることができる。すなわち、現像ローラ５が感光ドラム３と同一制御で同一時間回転する装置と比較して、Ｓ０からＳ１までの時間
と、Ｓ４からＳ５までの時間分だけ現像ローラ５の回転時間が短くなる。また、画像形成前後のクラッチ３１の切り替え動作を伴うことなく、補給駆動モータ４１を駆動して画像形成途中にトナー補給動作を行うことができるため、１つのモータで２つの動作を行うことが可能となる。さらに、クラッチ３１切り替え動作は、第３駆動入力ギア２６が連動して駆動される。そのため、第３駆動入力ギア２６がトナー凝集等によりロックして正常に回転していない場合、切替部材４４も意図した位置に移動しない。したがって、トナー凝集などによる不正常な状態を検知するためには、切替部材４４の位置を検知する検知手段が１つあれば足りる。検知手段としては、例えば、モータロックを検知する必要がないため、安価なＤＣブラシモータを使用でき、装置のコストが抑えられる。
と、Ｓ４からＳ５までの時間分だけ現像ローラ５の回転時間が短くなる。また、画像形成前後のクラッチ３１の切り替え動作を伴うことなく、補給駆動モータ４１を駆動して画像形成途中にトナー補給動作を行うことができるため、１つのモータで２つの動作を行うことが可能となる。さらに、クラッチ３１切り替え動作は、第３駆動入力ギア２６が連動して駆動される。そのため、第３駆動入力ギア２６がトナー凝集等によりロックして正常に回転していない場合、切替部材４４も意図した位置に移動しない。したがって、トナー凝集などによる不正常な状態を検知するためには、切替部材４４の位置を検知する検知手段が１つあれば足りる。検知手段としては、例えば、モータロックを検知する必要がないため、安価なＤＣブラシモータを使用でき、装置のコストが抑えられる。
【0046】
以上、本発明によれば、現像ローラ５を、感光ドラム３とは別に駆動制御できるため、トナーの浪費解消や現像ローラの長寿命化を実現できる。また、現像駆動切替部３０のクラッチ３１には突起３４ｃ、３５ａが設けられているため、確実に噛み合うようにクラッチをつなげることができ、かつ、大きなトルクが加わっても歯飛びが生じない。そして、クラッチ３１の駆動伝達面は緩やかな斜面で接続されるため、駆動モータ２１が駆動し、駆動側係合部材３４等が回転中であってもスムーズに接続することが可能となる。
【0047】
さらに、補給駆動部４０は、補給駆動モータ４１の正回転及び逆回転により切替部材４４を移動させる機構とすることで、クラッチ３１の伝達状態と遮断状態を切り替えることができる。加えて、切替部材４４が移動した後も第１切替小ギア４６、第２切替小ギア４７が空転することで、現像ローラ５の駆動と停止を阻害することなく、トナーの搬送動作と撹拌動作が可能である。すなわち、１つの駆動源（補給駆動モータ４１）によって、トナーの搬送、撹拌動作と、クラッチ３１の切り替え動作をそれぞれ必要なタイミングで、互いの動作を阻害することなく行うことができるため、装置の小型化とコストダウンを可能とする。また、クラッチ部材として機械式クラッチを使用した機構であるため、電磁クラッチを使用した場合と比較して、より安価で高トルクとすることができる点でも意義がある。
【0048】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態の補給駆動部４０の動作を示す図である。第２の実施形態の補給駆動部と図６に示す第１の補給駆動部と相違する点は、切り替え部のみであり、同じ構成については同一符合を用いて説明する。第２の実施形態に係る補給駆動部の駆動列は、補給駆動モータ４１（第２駆動源）、切替大ギア１４５（第１ギア）、第１切替小ギア１４６（第３ギア）、不図示の第２切替小ギア（第４ギア）を含む。本実施形態の切替大ギア１４５は、第１の実施形態のように切り欠き部を有した歯車形状ではなく、外周全体に歯車部を有する。また、切替部材１４４の長手方向の一端には、第１切替小ギア１４６が、切替部材１４４に対して固定部材１４９のギアガイド部１４９ａ内で移動可能、かつ回転可能に設けられている。また、切替部材１４４の長手方向の他端には、同様に第２切替小ギアと固定部材が設けられている。
次に、本発明の第２の実施形態について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態の補給駆動部４０の動作を示す図である。第２の実施形態の補給駆動部と図６に示す第１の補給駆動部と相違する点は、切り替え部のみであり、同じ構成については同一符合を用いて説明する。第２の実施形態に係る補給駆動部の駆動列は、補給駆動モータ４１（第２駆動源）、切替大ギア１４５（第１ギア）、第１切替小ギア１４６（第３ギア）、不図示の第２切替小ギア（第４ギア）を含む。本実施形態の切替大ギア１４５は、第１の実施形態のように切り欠き部を有した歯車形状ではなく、外周全体に歯車部を有する。また、切替部材１４４の長手方向の一端には、第１切替小ギア１４６が、切替部材１４４に対して固定部材１４９のギアガイド部１４９ａ内で移動可能、かつ回転可能に設けられている。また、切替部材１４４の長手方向の他端には、同様に第２切替小ギアと固定部材が設けられている。
【0049】
図１０（ａ）は、クラッチ３１が伝達状態のときの図である。クラッチ３１が伝達状態にあるとき、補給駆動モータ４１の正回転時は、切替部材１４４に設けられた第１切替小ギア１４６は空転し、切替部材１４４に駆動が伝達されない。図１０（ｂ）は、クラッチ３１を伝達状態から遮断状態へと切り替える、切り替え動作開始時の図である。補給駆動モータ４１を逆回転させると、第１切替小ギア１４６は、ギアガイド部１４９ａ内を移動し、切替部材１４４に設けられたギア係止部１４４ｂに係合して回転が規制される。第１切替小ギア１４６の回転が規制されると、補給駆動モータ４１の駆動力により切替部材１４４が移動し、切替部材１４４のラック部１４４ａと切替大ギア１４５の歯車部が噛み合い、切替大ギア１４５を介して切替部材１４４に駆動を伝達することができる。その後、
切替部材１４４が移動完了すると、第１切替小ギア１４６と同様に支持された不図示の第２切替小ギアが空転した状態となる。クラッチ３１を遮断状態から伝達状態へと切り替えるためには、補給駆動モータ４１を正回転させて、第２切替小ギアを介することで切替部材１４４を移動させることができる。
切替部材１４４が移動完了すると、第１切替小ギア１４６と同様に支持された不図示の第２切替小ギアが空転した状態となる。クラッチ３１を遮断状態から伝達状態へと切り替えるためには、補給駆動モータ４１を正回転させて、第２切替小ギアを介することで切替部材１４４を移動させることができる。
【0050】
切替部材１４４に第１切替小ギア１４６及び、不図示の第２切替小ギアを設けることで、切り欠き部を有する歯車を用いることなく、補給駆動モータ４１の駆動力により切替部材１４４の移動動作を行うことができる。また、切替部材１４４が移動した後も第１切替小ギア１４６、不図示の第２切替小ギアが空転することで、現像ローラ５の動作を阻害することなく、トナーの搬送動作と撹拌動作が可能である。つまり、切替大ギア１４５が補給駆動分岐ギア４３と連動して回転できる構成であるため、切替大ギア１４５を第３駆動入力ギアとして、プロセスカートリッジ８の駆動入力ギアとすることが可能となる。ひいては、第１の実施形態と比較して補給駆動部の小型化が実現でき、かつ、切替大ギア１４５と第３駆動入力ギアを同一部品とできるためコストダウンにつながる。
【0051】
以上、本発明を具体的な実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、プロセスカートリッジ８は、１つのプロセスカートリッジ８に３つの駆動入力部で駆動が入力されるとしたが、プロセスカートリッジ８が複数のカートリッジに分割される構成においても、同様の効果を得られる。また、本実施例では搬送部材６１を駆動する補給駆動モータ４１をクラッチ３１の切り替え動作に使用したが、他の出力部や駆動源を使用して、１つの駆動源でタイミングを分けて２つの動作を行うことができるような機構とすれば、同様の効果が得られる。具体例として、クラッチ部材によって切り替える対象は感光ドラム３と現像ローラ５の当接離間動作であってもよい。または、搬送部材６１の代わりに、転写材を給紙ローラ１０に押し付けるリフタ等を補給駆動モータ４１によって駆動させるような機構でも同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【0052】
３…感光ドラム（第１出力部）、５…現像部材（第２出力部）、２１…駆動モータ（第１駆動源）、３１…クラッチ、４１…補給駆動モータ（第２駆動源）、６１…搬送部材（第３出力部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】