現像剤供給機構
【課題】現像剤がほぼ垂直に移動する搬送路内において、安定した現像剤送りをすることができる現像剤供給機構を提供することを目的とする。
【解決手段】
現像剤を垂直方向に導く現像剤供給路５４の内部で、コイルばね５７は、壁面５４ａに形成された第１のリブ５５に引っ掛かることにより、回転しながら伸長する。そして、コイルばね５７の復元力によってコイルばね５７が第１のリブ５５から外れると、コイルばね５７に、第１のリブ５５から離れる水平方向の動きが与えられる。
【解決手段】
現像剤を垂直方向に導く現像剤供給路５４の内部で、コイルばね５７は、壁面５４ａに形成された第１のリブ５５に引っ掛かることにより、回転しながら伸長する。そして、コイルばね５７の復元力によってコイルばね５７が第１のリブ５５から外れると、コイルばね５７に、第１のリブ５５から離れる水平方向の動きが与えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の現像器に現像剤を補給する現像剤供給機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置は、現像剤の残量を検知するための残量センサが配設されている。例えば、現像装置内の現像剤量が所定値よりも少なくなったことを残量センサによって検知すると、トナーコンテナから現像装置に現像剤が補給されるようになっている。近年の極小化する画像形成装置では、各装置のレイアウト上、トナーコンテナから排出された現像剤は、現像剤搬送経路を介して現像装置に供給される構成となっていることが多くなっている。
【０００３】
ここで、搬送される現像剤、例えばトナーは、原則として搬送に必要な流動性を持っている。しかし、高温、高湿度下の条件においては、トナー間で結合を起こしてトナー塊が形成され易くなる。そして、このトナー塊は、トナーの搬送に悪影響を及ぼし、現像装置に安定してトナーを供給することを妨げるという問題を発生させる。
【０００４】
このような問題点を解消するため、水平方向にトナーを搬送するトナー供給装置において搬送中のトナー塊を粉砕する提案が、例えば、特許文献１になされている。
【０００５】
図８は、特許文献１に記載のトナー供給装置１０１を表した図である。このトナー供給装置１０１は、長手方向に伸縮可能な搬送用スプリングスパイラル１０２が、水平に設置された横長のトナー搬送路１０３の内部に、他端側１０３ａで付勢され一端側（不図示）で回転可能に支持されている。
【０００６】
トナー搬送路１０３の内部の他端側１０３ａには段差１０４が形成されており、搬送用スプリングスパイラル１０２が回転すると搬送用スプリングスパイラル１０２が長手方向に伸縮振動する。トナー塊は、搬送用スプリングスパイラル１０２により一端側から他端側１０３ａに水平方向へ運ばれるとともに、搬送用スプリングスパイラル１０２の伸縮振動により粉砕されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−６７５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に係る発明は、トナーを水平方向へ搬送する発明であり、垂直方向にトナーを搬送する際に、積極的にトナー塊を粉砕することはできなかった。また、トナーがほぼ垂直に移動する搬送路内においても、高温、高湿度の条件下では壁面にトナーが付着する場合や、搬送路内にトナー塊が投入される場合もあり、そのような場合は、安定したトナー送りを阻害する要因となる場合があった。
【０００９】
そこで、本発明は、トナーがほぼ垂直に移動する搬送路内においても積極的にトナーをほぐす機構を導入することにより、安定したトナー送りを可能とするトナー供給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】
【００１０】
請求項１の発明は、現像剤をほぼ垂直に導く現像剤供給機構に関するものである。上方に向かって一端側が開口し、現像剤をほぼ垂直方向に導く現像剤供給路と、この現像剤供給路の壁面に形成された凸部と、前記現像剤供給路に配設され、前記現像剤供給路内の長手方向に伸縮自在なコイルばねと、前記現像剤供給路の他端側で前記コイルばねに連係され、前記コイルばねを前記コイルばねの周方向に回転させる動力手段とを備えている。
【００１１】
そして、前記コイルばねは、自由長の状態で前記凸部に付勢され、前記コイルばねが前記動力手段によって回転させられて前記コイルばねのピッチ間に前記凸部が引っ掛かると、前記コイルばねが前記現像剤供給路の一端側へ向かって伸長させられ前記コイルばねに生じる復元力が漸増する。そして、この復元力によって前記コイルばねが前記凸部から外れると、前記コイルばねに前記凸部から離れる水平方向の動きが与えられることを特徴とする
請求項２の発明は、現像装置に関するものである。感光体の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、前記請求項１に記載の現像剤供給機構を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明は、画像形成装置に関するものである。前記請求項２に記載の現像装置と、前記現像装置によって前記静電潜像がトナー像として可視化される感光体と、前記感光体の前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コイルばねが、現像剤供給路内で回転しながら上下運動をするだけでなく、水平方向にも動くため、落下してくる現像剤のほぐし効果が高まる。これにより、現像装置へ安定した現像剤を送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の内部構造を模式的に示す図である。
【図２】トナーコンテナから、現像剤が現像剤供給機構に搬送される搬送路を表した図である。
【図３】現像装置の全体を、その後側の右斜め上方から見た斜視図である。
【図４】（ａ）は、現像剤供給機構の内部を示す斜視図である。（ｂ）は、現像剤供給機構の内部を現像装置の内部側から見た斜視図である。
【図５】（ａ−１）は、現像剤供給機構のコイルばねの初期状態を表す図である。（ａ−２）は、現像剤供給路の開口部を表す平面図である。（ｂ−１）は、現像剤供給機構のコイルばねが第１のリブから外れる瞬間を表す図である。（ｂ−２）は、現像剤供給路の開口部を表す平面図である。（ｃ−１）は、現像剤供給機構のコイルばねが第２のリブに当接した瞬間を表す側面図である。（ｃ−２）は、現像剤供給路の開口部を表す平面図である。
【図６】（ａ）は、初期状態において、コイルばねが第１のリブに引っ掛かっている状態を模式的に表した図である。（ｂ）は、コイルばねが伸びた状態において、コイルばねが第１のリブに引っ掛かっている状態を模式的に表した図である。（ｃ）は、初期状態におけて、コイルばねが第１のリブに引っ掛かっている状態を別の方向から模式的に表した図である。
【図７】（ａ）は、第１のリブと第２のリブを高さ方向にずらして配置した変形例を示す図である。（ｂ）は、筒状の現像剤供給路にリブを形成した変形例を示す図である。
【図８】背景技術に記載のトナー供給装置を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１６】
図１を参照して、画像形成装置１の内部構造について説明する。図１に示すように、画像形成装置１は、画像形成装置本体２の下側から上側にかけて順に、シート収納部３、画像形成部４、トナー補給部５、排紙トレイ６が設けられている。また、画像形成装置本体２の前側と、フロントカバー７との間には、シート搬送部８が設けられている。シート収納部３には、給紙カセット１０が配設されている。給紙カセット１０は、内部に積載された複数枚のシート（記録紙）のうちから、１枚のシートを給紙手段１１によりシート搬送路１２に送り出すようになっている。シート収納部３の上方には、画像形成部４が配設されている
画像形成部４には、中間転写ベルト１３と、この中間転写ベルト１３の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って整列された４個（４色）の画像形成ステーション、すなわち，マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各色のトナーでトナー像を形成する画像形成ステーション１４、１５、１６、１７が配設されている。なお、４色の画像形成ステーション１４〜１７は、同様の構成であるので、以下ではマゼンタの画像形成ステーション１４について説明し、残りの３色の画像形成ステーション１５〜１７についての説明は適宜省略する。
【００１７】
中間転写ベルト１３は、無端状に形成されていて、駆動ローラ１８と従動ローラ２０との間に張架されている。中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１８の矢印方向の回転により、矢印Ｒ１方向に回転する。
【００１８】
マゼンタの画像形成ステーション１４は、感光ドラム（感光体）２１と、感光ドラム２１の周囲にその回転方向（矢印方向）に沿ってほぼ順に配設された、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４、１次転写ローラ３１、ドラムクリーナ３２等を有している。
【００１９】
感光ドラム２１は矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。本実施形態では、感光ドラム２１としては、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光ドラムを使用している。
【００２０】
帯電装置２２は、感光ドラム２１の表面を所定の極性・電位に均一（一様）に帯電する。
【００２１】
露光装置２３は、レーザ発振器（不図示）から発光されたレーザ光を、均一帯電後の感光ドラム２１の表面に導くようになっている。そして、感光ドラム２１の表面は、レーザ光Ｌの露光により、露光部分の電荷が除去されて、静電潜像が形成される。
【００２２】
現像装置２４は、感光ドラム２１の表面に形成された静電潜像を現像する。現像装置２４は、後述する現像剤を現像装置２４に供給する現像剤供給機構２５（図４参照）と、供給された現像剤等を収納する筺体２５と、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送スパイラル２７と、攪拌され搬送された現像剤を現像ローラ２８へ運ぶ現像剤供給ローラ３０と、現像ローラ２８と、を有していて、これらが一体となって現像装置２４を構成している。
【００２３】
現像ローラ２８の表面に担持された現像剤は、現像ローラ２８と感光ドラム２１との間に現像バイアスが印加されることで、感光ドラム２１の表面の静電潜像に選択的に付着されてこれを現像するようになっている。
【００２４】
１次転写ローラ３１（転写手段）は、感光ドラム２１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１３に転写させる。１次転写ローラ３１は、中間転写ベルト１３の裏面側を押圧して中間転写ベルト１３の表面を感光ドラム２１の表面に当接させている。これにより、中間転写ベルト１３の表面と感光ドラム２１の表面との間には、１次転写ニップＴ１が構成される。感光ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム２１の矢印方向の回転に伴って１次転写ニップＴ１に搬送される。このとき、１次転写ローラ３１に、１次転写バイアスが印加されることで、感光ドラム２１の表面のマゼンタのトナー像は、中間転写ベルト１３の表面に１次転写される。なお、本実施形態では、中間転写ベルト１３、駆動ローラ１８、従動ローラ２０、４本の１次転写ローラ３１、ベルトクリーナ３３は、転写フレーム３４に一体的に組み込まれて全体として中間転写ユニット３５を構成している。
【００２５】
ドラムクリーナ３２は、上述の１次転写において、中間転写ベルト１３に転写されないで感光ドラム２１の表面に残ったトナー（１次転写残トナー）を除去するものである。なお、本実施形態では、感光ドラム２１と帯電装置２２とドラムクリーナ３２等が一体に構成されてドラムユニット１６Ａを構成している。
【００２６】
以上のようにして、マゼンタの画像形成ステーション１４において、感光ドラム２１の表面に形成されたマゼンタのトナー像は、中間転写ベルト１３の表面に１次転写される。残りの３色（シアン，イエロー，ブラック）の画像形成ステーション１５、１６、１７においても、同様にして、各感光ドラム２１の表面に、それぞれシアン，イエロー，ブラックのトナー像が形成され、これらのトナー像は、１次転写ローラ３１によって順次に中間転写ベルト１３に１次転写されて重ね合わされる。これら４色のトナー像は、後述するように、２次転写ニップＴ２において、２次転写ローラ３６に２次転写バイアスが印加されることにより、一括でシート上に２次転写される。トナー像の２次転写後に中間転写ベルト１３の表面に残ったトナー（２次転写残トナー）は、従動ローラ２０の近傍に配置されたベルトクリーナ３３によって除去される。画像形成部４の上方には、トナー補給部５が設けられている。
【００２７】
トナー補給部５には、各色のトナーをそれぞれ個別に収納した４つのトナーコンテナ、すなわちマゼンタ，シアン，イエロー，ブラックのトナーコンテナ３７，３８，３９，４０が配設されている。上述の各色の画像形成ステーション３７〜４０の現像装置２４には、現像剤の残量を検知するための残量センサ（不図示）が配設されていて、この残量センサが、現像装置２４内の現像剤量が所定値よりも少なくなったことを検知したときに、各色のトナーコンテナ１４〜１７から各色の現像装置２４にトナーが補給されるようになっている。トナー補給部５の上方には、上述の、後端側を基準として開閉自在な排紙トレイ６が配設されている。
【００２８】
シート搬送部８は、本実施形態においては、画像形成装置本体２の前側とフロントカバー７との間に設けられていて、下方から上方に向かうシートをガイドするシート搬送路１２と、このシート搬送路１２よりも前側に配設されて、上方から下方に向かうシートをガイドするシート搬送路４３とを有している。そして、シート搬送路１２は、２次転写位置Ｔ２よりもシート搬送方向下流側の位置に定着装置４４が配置されており、定着装置４４でトナー画像が定着したシートを排紙トレイ６上へ案内するか、又はシート搬送路４３（両面印刷用のシート再搬送路）に案内するようになっている。また、シート搬送路４３は、両面印刷する場合に、シート搬送路１２を搬送されるシートがフラッパ４５で導かれ、そのシートの後端が反転ローラ４６で保持された後、そのシートが反転ローラ４６によって上方から下方へ向けて搬送されるようになっており、そのシートをシート搬送路４３へ案内するようになっている。
【００２９】
（現像剤供給機構）
図２乃至図４を用いて現像剤供給機構２５について説明する。図２は、ブラックのトナーコンテナ４０から、現像剤が現像剤供給機構２５に搬送される様子を示す図である。図３は、現像装置２４の全体を、その後側の右斜め上方から見た斜視図である。図４（ａ）は、現像剤供給機構２５の内部を、図３で示す右から左方向へ、視た状態を示す斜視図である。図４（ｂ）は、現像剤供給機構２５の内部を、図３で示す左から右方向へ、視た状態を示す図である。
【００３０】
図２に示す通り、ブラックのトナーコンテナ４０より供給された現像剤は、中間転写ユニット３５の現像剤送り部５１に供給される。現像剤送り部５１に供給された現像剤は、現像剤送りスパイラル５２によって、現像剤供給機構２５の上方に位置する垂直落下部５３へと送られる。垂直落下部５３には、現像剤の漏れを防止するためのシャッター（不図示）が、現像剤供給機構２５との間に取り付けられている。現像剤は、シャッターが開き、垂直落下部５３を介して、現像剤供給機構２５に投入される。
【００３１】
ここで、シャッター近傍に現像剤が圧縮された状態で機器が稼働すると、シャッターが開いたときに、現像剤の塊が現像剤供給機構２５に投入されることとなる。
【００３２】
なお、ブラックのトナーコンテナ４０より供給される現像剤で説明したが、残りの３色のトナーコンテナ、すなわち、マゼンタのトナーコンテナ３７，シアンのトナーコンテナ３８，イエローのトナーコンテナ３９から供給される現像剤も同様の構成で供給されるので説明は省略する。
【００３３】
図３に示す通り、現像剤供給機構２５は、現像装置２４の右側に位置している。
【００３４】
図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて、現像剤供給機構２５について説明する。現像剤供給機構２５は、上方に向かって一端側が、平面視すると略矩形状に開口し、現像剤をほぼ垂直方向に導く現像剤供給路５４と、この現像剤供給路５４の壁面５４ａに形成された第１のリブ５５（凸部）と、第１のリブ５５にほぼ直交するように現像剤供給路５４の壁面５４ｂに形成された第２のリブ５６と、現像剤供給路５４に配設され、現像剤供給路５４の内部における長手方向に伸縮自在なコイルばね５７と、現像剤供給路５４の他端側でコイルばね５７に連係され、コイルばね５７をコイルばね５７の周方向に回転させる動力手段とを備えている。
【００３５】
以下、現像剤供給機構２５の構成ごとに詳説する。
【００３６】
動力手段は、モータ（不図示）と、このモータからギアトレイン（不図示）を介して回転される現像剤攪拌搬送スパイラル２７と、この現像剤攪拌搬送スパイラル２７により回転させられるウォーム（不図示）と、このウォームにより減速して回転させられるウォームホイール５８と、を備えている。
【００３７】
現像剤攪拌搬送スパイラル２７は、現像装置２４の内部に配設され、現像装置の筺体２６の内部に投入された現像剤を攪拌しながら、現像剤の投入口のある現像装置２４の一端側から他端側へ現像剤を搬送する。
【００３８】
ウォームホイール５８とウォームは、現像剤供給路５４の下方に位置し現像装置２４の筺体２６と一体形成されたウォームギアケース６０の中に、それぞれが噛み合い、且つ、回転自在に配設される。ここで、ウォームホイール５８の軸６１は、現像剤供給路５４の内部へ突き出している。そして、ウォームには、同軸でウォームと一体となって回転する平歯歯車４８が形成されている。
【００３９】
ウォームは、現像剤攪拌搬送スパイラル２７と同軸で、現像剤攪拌搬送スパイラル２７と一体となって回転する平歯歯車５０から動力を得ている。すなわち、現像剤攪拌搬送スパイラル２７がギアトレインを介してモータから動力を得て回転すると同軸上の平歯歯車５０が回転する。そして、現像剤攪拌搬送スパイラル２７の平歯歯車５０が回転するとこれに噛み合うウォームの平歯歯車４８が回転させられウォームが回転する。そして、ウォームが回転すると、これに噛み合うウォームホイール５８が減速されて回転するようになっている。コイルばね５７は、ウォームホイール５８の軸６１に嵌合されて回転させられる。
【００４０】
なお、動力手段の一例を挙げて説明したが、コイルばね５７をコイルばね５７の周方向に回転させることができれば良く、これに限定されるものではない。
【００４１】
現像剤供給路５４は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す通り、現像剤を受け入れるために上方に向かって開口している。現像剤供給路５４は、その長手方向に沿って分割され現像装置２４の外側を構成する着脱自在の部品である現像剤供給路本体６２と、現像装置２４の内部側の現像剤供給路５４を構成する現像剤供給路本体取付部６３から構成されている。
【００４２】
図４（ｂ）に示す通り、現像剤供給路本体６２は、略弓なり形状となっていて現像剤の供給路を構成する。そして、現像剤供給路本体６２は、その上部に第１のリブ５５と第２のリブ５６が同じ高さ位置に形成され、側面下部には現像剤攪拌搬送スパイラル２７の軸受け６４が形成されている。
【００４３】
現像剤供給路本体取付部６３は、略弓なり形状となっていて現像剤の供給路を構成する。そして、現像剤供給路本体取付部６３は、その下部に、後述するウォームホイール５８の軸６１を通すための穴６５が形成されている。また、現像剤供給路本体取付部６３の側面下部には、現像剤攪拌搬送スパイラル２７の一端側が現像剤供給路５４の内部における下部に配設できるように、開口部６６を有している。
【００４４】
現像剤供給路本体６２及び現像剤供給路本体取付部６３の側端縁部６７は、現像剤供給路本体取付部６３に、現像剤供給路本体６２を取り付けた際に、互いにオーバーラップするように形成されている。そして、現像剤供給路本体６２及び現像剤供給路本体取付部６３の外部には、弾性変形可能なフック部６８と、このフック部６８が引っ掛けられる突起部７０とが形成されている。
【００４５】
この現像剤供給路本体取付部６３に現像剤供給路本体６２を側端縁部６７を対向するように合わせて組み合わせ、突起部７０にフック部６８を引っ掛けると、現像剤供給路５４となる。この現像剤供給路５４は、略弓なり形状となっている。すなわち、上部は、供給路の幅及び奥行は一定で角パイプ形状となっており、そして、中程から湾曲し、下部側では幅が下方に向かうに従って大きくなっている。
【００４６】
第１のリブ５５及び第２のリブ５６は、開口部の平面形状が略矩形状の現像剤供給路本体６２の上部に一体形成される。第１のリブ５５は、現像剤供給路５４の奥行を構成する壁面５４ａ、すなわち、コイルばね５７を取り付け後、コイルばね５７が付勢される面に、ほぼ奥行き方向に沿って形成されている。第２のリブ５６は、現像剤供給路５４の幅を構成する壁面５４ｂに、ほぼ幅方向に沿って形成される。この第１のリブ５５と第２のリブ５６は同じ高さ位置に形成されて直交する。この第１のリブ５５と第２のリブ５６は、壁から離れる方向の先端部が丸みを帯びた形状をしている。そして、この第１のリブ５５と第２のリブ５６は、コイルばね５７をピッチの間で引っ掛けることができ、コイルばね５７から下向きにある程度の復元力Ｆがかかると外れるようになっている。
【００４７】
コイルばね５７は、右巻き（上方から視て時計回り）の圧縮コイルばねである。その形状は、上部から中部までは一定の径及び一定のピッチとなっている。そして、中部からは、下方に向かうに従ってコイルばね５７のピッチが一定でコイル径が小さくなっている。そして、下部は、コイル径が一定でピッチがなく略円筒形状となっている。この下部は、前述したウォームホイール５８の軸６１に嵌合される。
【００４８】
コイルばね５７は、ウォームホイール５８の軸６１に嵌合され、現像剤供給路５４の内部で、コイルばね５７の周方向にウォームホイール５８の軸６１と一体回動することができる。このとき、コイルばね５７は、現像剤供給路５４に沿って配設されるため湾曲した状態で配設される。このとき、コイルばね５７の上部は、前述した第１のリブ５５が形成される壁面５４ａ及び第２のリブ５６が形成される壁面５４ｂに付勢された状態となっている。そして、コイルばね５７のピッチの間には、第１のリブ５５と第２のリブ５６が位置している。従って、コイルばね５７の上部のピッチは、少なくともリブの短手方向の長さよりも大きくなっているコイルばね５７が選択される。
【００４９】
また、コイルばね５７は、現像剤供給路５４に配設後、第１のリブ５５及び第２のリブ５６に引っ掛けられるように、伸長していない自由長の状態で、コイルばね５７の上端が第１のリブ５５及び第２のリブ５６よりも上方へ位置するように設計される。
【００５０】
そして、コイルばね５７の外径は、現像剤供給路５４の奥行から第２のリブ５６の高さを引いた値、及び現像剤供給路５４の幅から第１のリブ５５の高さを引いた値のいずれの値よりも小さくなっている。ここで、第１のリブ５５の高さ及び第２のリブ５６の高さとは、それぞれが形成される壁面５４ａ、５４ｂから垂直方向の長さのことをいう。これにより、現像剤供給路５４の内部で第１のリブ５５及び第２のリブ５６に引っ掛けられたコイルばね５７は、現像剤供給路５４の内部で第１のリブ５５及び第２のリブ５６から外れることができる。
【００５１】
コイルばね５７は、現像剤供給路５４の内部で上方からみて右回転（時計回り）すると、コイルばね５７のらせん状ばね作用部が第１のリブ５５に引っ掛かり上方へ向かって伸長するようになっている。
【００５２】
なお、コイルばねは、現像剤供給路５４に配設後、ばねが伸びていない自然長の状態で第１のリブ５５及び第２のリブ５６に、コイルばねのらせん状ばね作用部を引っ掛けることができれば良く、上記に述べたばねの形状に限定されるものではない。
【００５３】
（現像剤供給機構２５の動作）
図５及び図６を用いて現像剤供給機構２５の動作について説明する。
図５（ａ−１）は、現像剤供給機構２５のコイルばね５７の初期状態を表す図である。
図５（ａ−２）は、現像剤供給路５４の開口部を表す平面図である。図５（ｂ−１）は、現像剤供給機構２５のコイルばね５７が第１のリブ５５から外れる瞬間を表す図である。図５（ｂ−２）は、現像剤供給路５４の開口部を表す平面図である。図５（ｃ−１）は、現像剤供給機構２５のコイルばね５７が第２のリブ５６に当接した瞬間を表す側面図である。図５（ｃ−２）は、現像剤供給路５４の開口部を表す平面図である。図６（ａ）は、初期状態において、コイルばね５７が第１のリブ５５に引っ掛かっている状態を模式的に表した図である。図６（ｂ）は、コイルばね５７が伸びた状態において、コイルばね５７が第１のリブ５５に引っ掛かっている状態を模式的に表した図である。図６（ｃ）は、初期状態におけて、コイルばね５７が第１のリブ５５に引っ掛かっている状態を別の方向から模式的に表した図である。
【００５４】
図５（ａ−１）は、現像剤供給機構２５を図３の左から右向きに視た図であり、コイルばね５７の初期状態を表している。図６（ａ）は、コイルばね５７を図５（ａ−１）と同じ方向から視た図であり、図に示す通り、第１のリブ５５に引っ掛かっている。図６（ａ）では説明の便宜上、第２のリブ５６を省略して表している。図５（ａ−２）は、現像剤供給路５４の開口部を表す平面図であり、コイルばね１８は、初期状態において、壁面５４ａ，５４ｂに接触している。このとき、図６（ｃ）に示す通りコイルばね５７は、右巻きのらせん状となっているため、第１のリブ５５と同じ高さ位置に形成されている第２のリブ５６とは接触しておらず、コイルばね５７と第２のリブ５６とは隙間を持った状態となっている。この状態において、コイルばね５７を右回りに回転させると、図６（ｂ）に表す通り、コイルばね５７は、第１のリブ５５に引っ掛かって、第１のリブ５５に引っ掛かっている部分より下の部分が伸長していくこととなる。コイルばね５７が伸長していくと、伸長するに従ってコイルばね５７の復元力Ｆが漸増するとともに、ピッチ角θが大きくなり、第１のリブ５５からコイルばね５７が外れ易くなる。
【００５５】
図５（ｂ−１）は、コイルばねが回転させられ、コイルばね５７が第１のリブ５５から外れる瞬間を示す図である。図５（ｂ−２）は、コイルばね１８が第１のリブから外れる瞬間を表した平面図である。この状態でさらにコイルばね５７が回転させられると、下向きに働くばねの復元力Ｆにより、コイルばね５７は第１のリブ５５から滑り落ちる。すなわち、コイルばね５７は、第１のリブが形成される壁面５４ａから離れる水平方向の動きが与えられる。
【００５６】
そして、コイルばね５７が第１のリブ５５から外れると、コイルばね５７は、復元力Ｆにより収縮する。そうすると、コイルばね５７は、第２のリブ５６に当接することとなる。
【００５７】
図５（ｃ−１）は、コイルばね５７が第２のリブ５６に当接する瞬間を示した図である。このとき、コイルばね５７は、復元力Ｆにより収縮しながら、コイルばね５７のスパイラルと第２のリブ５６とが当接する。コイルばね５７は、スパイラルの部分で当接するため、図５（ｃ−２）の矢印Ａ方向へ、第２のリブ５６によって弾かれる。すなわち、コイルばね５７の上部には、水平方向の動きが与えられる。
【００５８】
よって、コイルばね５７が第２のリブ５６に弾かれた後は、コイルばね５７を矢印Ａ方向に移動させる力と、コイルばね５７をもとの長さに戻そうとする復元力Ｆと、初期状態から与えられている第１のリブ５５が形成される壁面５４ａと第２のリブ５６が形成される壁面５４ｂに付勢する力が働く。その結果、コイルばね５７は、現像剤供給路５４の内部で、図５（ｃ−２）に示すような円に近い運動をしてもとの姿勢、図５（ａ−１）、図５（ａ−２）及び図６（ａ）の状態に戻ることとなる。このとき、コイルばね５７は、壁面５４ａ，５４ｂに当接し、現像剤供給路５４に微小震動を発生させる。
【００５９】
そして、初期状態に戻ったコイルばね５７は、第１のリブ５５に引っ掛かり、また伸長し、第１のリブ５５から外れ、そして、第２のリブ５６に弾かれるという一連の動きを繰り返すようになっている。
【００６０】
以上に述べた現像剤供給機構２５は、現像剤供給路５４の内部に投入された現像剤を、上記に記載した動作をするコイルばね５７によりほぐし、現像剤攪拌搬送スパイラル２７の上へ落下させるようになっている。
【００６１】
なお、コイルばね５７が初期状態に戻る際に、壁面に当接し微小震動を発生させるが、この微小震動は、現像に影響を与えるほど大きな振動ではなく。その大きさは、コイルばね５７の巻きのピッチ、線形等で適宜最適な値が設計される。
【００６２】
また、この実施例において、コイルばね５７は、最も伸びた状態で現像剤供給路５４から飛び出さないようにコイルばね５７の巻きのピッチ、線形、自由長が適宜設計される。垂直落下部５３のシャッターにコイルばね５７が挟まれないようにするためである。
【００６３】
（現像剤供給機構の効果）
コイルばね５７が、現像剤供給路５４の内部で以上のような、上下運動及び略円運動を定期的に行うことにより、落下してくる現像剤のほぐし効果が高まる。そして、この１連の動きの過程でコイルばね５７が壁面５４ａ，５４ｂに当接することにより、壁面に微小震動を与え、壁面に付着する現像剤を落下させる。以上により、現像剤供給機構２５がない構成に比較して、より安定した現像剤の供給をすることができる。
【００６４】
（変形例）
図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して、現像剤供給路５４に形成されるリブの変形例について説明する。図７（ａ）は、第１のリブ５５と第２のリブ５６を高さ方向にずらして配置した変形例を示す図である。図７（ｂ）は、筒状の現像剤供給路５４にリブを形成した変形例を示す図である。
【００６５】
図７（ａ）に表す変形例は、第１のリブ５５と第２のリブ５６が高さ方向にずらして形成されている。第１のリブ５５と第２のリブ５６とをつなげて形成すると現像剤供給路５４のリブの角部に現像剤が溜まり易くなるが、高さ方向にずらして配置すると、同じ高さに第１のリブ５５と第２のリブ５６を形成する構成に比較して、現像剤が現像剤供給路５４のリブの角部に溜まり難いという効果を有する。
【００６６】
図７（ｂ）に表す変形例は、現像剤供給路５４が円筒形状となっており、その内壁に高さ方向に対してほぼ垂直に円弧状リブ７０が形成されている。この円弧状リブ７０は、円筒の内壁の周方向に沿って形成されており、湾曲しているためこのリブで前述の第１のリブ５５と第２のリブ５６の機能を発揮することができる。
【００６７】
なお、リブは現像剤供給路５４の内部に一体形成される態様で説明したがこれに限定されるものなく、別部品として後から取り付けるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る現像剤供給機構は、現像剤がほぼ垂直方向に移動して現像装置に供給される現像剤の供給路に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１……画像形成装置、２１……感光ドラム（感光体）、２４……現像装置、２５……現像剤供給機構、３１……１次転写ローラ（転写手段）、５４……現像剤供給路、５５……第１のリブ、５６……第２のリブ、５７……コイルばね、７０……円弧状リブ、Ｆ……復元力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の現像器に現像剤を補給する現像剤供給機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置は、現像剤の残量を検知するための残量センサが配設されている。例えば、現像装置内の現像剤量が所定値よりも少なくなったことを残量センサによって検知すると、トナーコンテナから現像装置に現像剤が補給されるようになっている。近年の極小化する画像形成装置では、各装置のレイアウト上、トナーコンテナから排出された現像剤は、現像剤搬送経路を介して現像装置に供給される構成となっていることが多くなっている。
【０００３】
ここで、搬送される現像剤、例えばトナーは、原則として搬送に必要な流動性を持っている。しかし、高温、高湿度下の条件においては、トナー間で結合を起こしてトナー塊が形成され易くなる。そして、このトナー塊は、トナーの搬送に悪影響を及ぼし、現像装置に安定してトナーを供給することを妨げるという問題を発生させる。
【０００４】
このような問題点を解消するため、水平方向にトナーを搬送するトナー供給装置において搬送中のトナー塊を粉砕する提案が、例えば、特許文献１になされている。
【０００５】
図８は、特許文献１に記載のトナー供給装置１０１を表した図である。このトナー供給装置１０１は、長手方向に伸縮可能な搬送用スプリングスパイラル１０２が、水平に設置された横長のトナー搬送路１０３の内部に、他端側１０３ａで付勢され一端側（不図示）で回転可能に支持されている。
【０００６】
トナー搬送路１０３の内部の他端側１０３ａには段差１０４が形成されており、搬送用スプリングスパイラル１０２が回転すると搬送用スプリングスパイラル１０２が長手方向に伸縮振動する。トナー塊は、搬送用スプリングスパイラル１０２により一端側から他端側１０３ａに水平方向へ運ばれるとともに、搬送用スプリングスパイラル１０２の伸縮振動により粉砕されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−６７５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に係る発明は、トナーを水平方向へ搬送する発明であり、垂直方向にトナーを搬送する際に、積極的にトナー塊を粉砕することはできなかった。また、トナーがほぼ垂直に移動する搬送路内においても、高温、高湿度の条件下では壁面にトナーが付着する場合や、搬送路内にトナー塊が投入される場合もあり、そのような場合は、安定したトナー送りを阻害する要因となる場合があった。
【０００９】
そこで、本発明は、トナーがほぼ垂直に移動する搬送路内においても積極的にトナーをほぐす機構を導入することにより、安定したトナー送りを可能とするトナー供給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】
【００１０】
請求項１の発明は、現像剤をほぼ垂直に導く現像剤供給機構に関するものである。上方に向かって一端側が開口し、現像剤をほぼ垂直方向に導く現像剤供給路と、この現像剤供給路の壁面に形成された凸部と、前記現像剤供給路に配設され、前記現像剤供給路内の長手方向に伸縮自在なコイルばねと、前記現像剤供給路の他端側で前記コイルばねに連係され、前記コイルばねを前記コイルばねの周方向に回転させる動力手段とを備えている。
【００１１】
そして、前記コイルばねは、自由長の状態で前記凸部に付勢され、前記コイルばねが前記動力手段によって回転させられて前記コイルばねのピッチ間に前記凸部が引っ掛かると、前記コイルばねが前記現像剤供給路の一端側へ向かって伸長させられ前記コイルばねに生じる復元力が漸増する。そして、この復元力によって前記コイルばねが前記凸部から外れると、前記コイルばねに前記凸部から離れる水平方向の動きが与えられることを特徴とする
請求項２の発明は、現像装置に関するものである。感光体の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、前記請求項１に記載の現像剤供給機構を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明は、画像形成装置に関するものである。前記請求項２に記載の現像装置と、前記現像装置によって前記静電潜像がトナー像として可視化される感光体と、前記感光体の前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コイルばねが、現像剤供給路内で回転しながら上下運動をするだけでなく、水平方向にも動くため、落下してくる現像剤のほぐし効果が高まる。これにより、現像装置へ安定した現像剤を送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の内部構造を模式的に示す図である。
【図２】トナーコンテナから、現像剤が現像剤供給機構に搬送される搬送路を表した図である。
【図３】現像装置の全体を、その後側の右斜め上方から見た斜視図である。
【図４】（ａ）は、現像剤供給機構の内部を示す斜視図である。（ｂ）は、現像剤供給機構の内部を現像装置の内部側から見た斜視図である。
【図５】（ａ−１）は、現像剤供給機構のコイルばねの初期状態を表す図である。（ａ−２）は、現像剤供給路の開口部を表す平面図である。（ｂ−１）は、現像剤供給機構のコイルばねが第１のリブから外れる瞬間を表す図である。（ｂ−２）は、現像剤供給路の開口部を表す平面図である。（ｃ−１）は、現像剤供給機構のコイルばねが第２のリブに当接した瞬間を表す側面図である。（ｃ−２）は、現像剤供給路の開口部を表す平面図である。
【図６】（ａ）は、初期状態において、コイルばねが第１のリブに引っ掛かっている状態を模式的に表した図である。（ｂ）は、コイルばねが伸びた状態において、コイルばねが第１のリブに引っ掛かっている状態を模式的に表した図である。（ｃ）は、初期状態におけて、コイルばねが第１のリブに引っ掛かっている状態を別の方向から模式的に表した図である。
【図７】（ａ）は、第１のリブと第２のリブを高さ方向にずらして配置した変形例を示す図である。（ｂ）は、筒状の現像剤供給路にリブを形成した変形例を示す図である。
【図８】背景技術に記載のトナー供給装置を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１６】
図１を参照して、画像形成装置１の内部構造について説明する。図１に示すように、画像形成装置１は、画像形成装置本体２の下側から上側にかけて順に、シート収納部３、画像形成部４、トナー補給部５、排紙トレイ６が設けられている。また、画像形成装置本体２の前側と、フロントカバー７との間には、シート搬送部８が設けられている。シート収納部３には、給紙カセット１０が配設されている。給紙カセット１０は、内部に積載された複数枚のシート（記録紙）のうちから、１枚のシートを給紙手段１１によりシート搬送路１２に送り出すようになっている。シート収納部３の上方には、画像形成部４が配設されている
画像形成部４には、中間転写ベルト１３と、この中間転写ベルト１３の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って整列された４個（４色）の画像形成ステーション、すなわち，マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各色のトナーでトナー像を形成する画像形成ステーション１４、１５、１６、１７が配設されている。なお、４色の画像形成ステーション１４〜１７は、同様の構成であるので、以下ではマゼンタの画像形成ステーション１４について説明し、残りの３色の画像形成ステーション１５〜１７についての説明は適宜省略する。
【００１７】
中間転写ベルト１３は、無端状に形成されていて、駆動ローラ１８と従動ローラ２０との間に張架されている。中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１８の矢印方向の回転により、矢印Ｒ１方向に回転する。
【００１８】
マゼンタの画像形成ステーション１４は、感光ドラム（感光体）２１と、感光ドラム２１の周囲にその回転方向（矢印方向）に沿ってほぼ順に配設された、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４、１次転写ローラ３１、ドラムクリーナ３２等を有している。
【００１９】
感光ドラム２１は矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。本実施形態では、感光ドラム２１としては、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光ドラムを使用している。
【００２０】
帯電装置２２は、感光ドラム２１の表面を所定の極性・電位に均一（一様）に帯電する。
【００２１】
露光装置２３は、レーザ発振器（不図示）から発光されたレーザ光を、均一帯電後の感光ドラム２１の表面に導くようになっている。そして、感光ドラム２１の表面は、レーザ光Ｌの露光により、露光部分の電荷が除去されて、静電潜像が形成される。
【００２２】
現像装置２４は、感光ドラム２１の表面に形成された静電潜像を現像する。現像装置２４は、後述する現像剤を現像装置２４に供給する現像剤供給機構２５（図４参照）と、供給された現像剤等を収納する筺体２５と、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送スパイラル２７と、攪拌され搬送された現像剤を現像ローラ２８へ運ぶ現像剤供給ローラ３０と、現像ローラ２８と、を有していて、これらが一体となって現像装置２４を構成している。
【００２３】
現像ローラ２８の表面に担持された現像剤は、現像ローラ２８と感光ドラム２１との間に現像バイアスが印加されることで、感光ドラム２１の表面の静電潜像に選択的に付着されてこれを現像するようになっている。
【００２４】
１次転写ローラ３１（転写手段）は、感光ドラム２１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１３に転写させる。１次転写ローラ３１は、中間転写ベルト１３の裏面側を押圧して中間転写ベルト１３の表面を感光ドラム２１の表面に当接させている。これにより、中間転写ベルト１３の表面と感光ドラム２１の表面との間には、１次転写ニップＴ１が構成される。感光ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム２１の矢印方向の回転に伴って１次転写ニップＴ１に搬送される。このとき、１次転写ローラ３１に、１次転写バイアスが印加されることで、感光ドラム２１の表面のマゼンタのトナー像は、中間転写ベルト１３の表面に１次転写される。なお、本実施形態では、中間転写ベルト１３、駆動ローラ１８、従動ローラ２０、４本の１次転写ローラ３１、ベルトクリーナ３３は、転写フレーム３４に一体的に組み込まれて全体として中間転写ユニット３５を構成している。
【００２５】
ドラムクリーナ３２は、上述の１次転写において、中間転写ベルト１３に転写されないで感光ドラム２１の表面に残ったトナー（１次転写残トナー）を除去するものである。なお、本実施形態では、感光ドラム２１と帯電装置２２とドラムクリーナ３２等が一体に構成されてドラムユニット１６Ａを構成している。
【００２６】
以上のようにして、マゼンタの画像形成ステーション１４において、感光ドラム２１の表面に形成されたマゼンタのトナー像は、中間転写ベルト１３の表面に１次転写される。残りの３色（シアン，イエロー，ブラック）の画像形成ステーション１５、１６、１７においても、同様にして、各感光ドラム２１の表面に、それぞれシアン，イエロー，ブラックのトナー像が形成され、これらのトナー像は、１次転写ローラ３１によって順次に中間転写ベルト１３に１次転写されて重ね合わされる。これら４色のトナー像は、後述するように、２次転写ニップＴ２において、２次転写ローラ３６に２次転写バイアスが印加されることにより、一括でシート上に２次転写される。トナー像の２次転写後に中間転写ベルト１３の表面に残ったトナー（２次転写残トナー）は、従動ローラ２０の近傍に配置されたベルトクリーナ３３によって除去される。画像形成部４の上方には、トナー補給部５が設けられている。
【００２７】
トナー補給部５には、各色のトナーをそれぞれ個別に収納した４つのトナーコンテナ、すなわちマゼンタ，シアン，イエロー，ブラックのトナーコンテナ３７，３８，３９，４０が配設されている。上述の各色の画像形成ステーション３７〜４０の現像装置２４には、現像剤の残量を検知するための残量センサ（不図示）が配設されていて、この残量センサが、現像装置２４内の現像剤量が所定値よりも少なくなったことを検知したときに、各色のトナーコンテナ１４〜１７から各色の現像装置２４にトナーが補給されるようになっている。トナー補給部５の上方には、上述の、後端側を基準として開閉自在な排紙トレイ６が配設されている。
【００２８】
シート搬送部８は、本実施形態においては、画像形成装置本体２の前側とフロントカバー７との間に設けられていて、下方から上方に向かうシートをガイドするシート搬送路１２と、このシート搬送路１２よりも前側に配設されて、上方から下方に向かうシートをガイドするシート搬送路４３とを有している。そして、シート搬送路１２は、２次転写位置Ｔ２よりもシート搬送方向下流側の位置に定着装置４４が配置されており、定着装置４４でトナー画像が定着したシートを排紙トレイ６上へ案内するか、又はシート搬送路４３（両面印刷用のシート再搬送路）に案内するようになっている。また、シート搬送路４３は、両面印刷する場合に、シート搬送路１２を搬送されるシートがフラッパ４５で導かれ、そのシートの後端が反転ローラ４６で保持された後、そのシートが反転ローラ４６によって上方から下方へ向けて搬送されるようになっており、そのシートをシート搬送路４３へ案内するようになっている。
【００２９】
（現像剤供給機構）
図２乃至図４を用いて現像剤供給機構２５について説明する。図２は、ブラックのトナーコンテナ４０から、現像剤が現像剤供給機構２５に搬送される様子を示す図である。図３は、現像装置２４の全体を、その後側の右斜め上方から見た斜視図である。図４（ａ）は、現像剤供給機構２５の内部を、図３で示す右から左方向へ、視た状態を示す斜視図である。図４（ｂ）は、現像剤供給機構２５の内部を、図３で示す左から右方向へ、視た状態を示す図である。
【００３０】
図２に示す通り、ブラックのトナーコンテナ４０より供給された現像剤は、中間転写ユニット３５の現像剤送り部５１に供給される。現像剤送り部５１に供給された現像剤は、現像剤送りスパイラル５２によって、現像剤供給機構２５の上方に位置する垂直落下部５３へと送られる。垂直落下部５３には、現像剤の漏れを防止するためのシャッター（不図示）が、現像剤供給機構２５との間に取り付けられている。現像剤は、シャッターが開き、垂直落下部５３を介して、現像剤供給機構２５に投入される。
【００３１】
ここで、シャッター近傍に現像剤が圧縮された状態で機器が稼働すると、シャッターが開いたときに、現像剤の塊が現像剤供給機構２５に投入されることとなる。
【００３２】
なお、ブラックのトナーコンテナ４０より供給される現像剤で説明したが、残りの３色のトナーコンテナ、すなわち、マゼンタのトナーコンテナ３７，シアンのトナーコンテナ３８，イエローのトナーコンテナ３９から供給される現像剤も同様の構成で供給されるので説明は省略する。
【００３３】
図３に示す通り、現像剤供給機構２５は、現像装置２４の右側に位置している。
【００３４】
図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて、現像剤供給機構２５について説明する。現像剤供給機構２５は、上方に向かって一端側が、平面視すると略矩形状に開口し、現像剤をほぼ垂直方向に導く現像剤供給路５４と、この現像剤供給路５４の壁面５４ａに形成された第１のリブ５５（凸部）と、第１のリブ５５にほぼ直交するように現像剤供給路５４の壁面５４ｂに形成された第２のリブ５６と、現像剤供給路５４に配設され、現像剤供給路５４の内部における長手方向に伸縮自在なコイルばね５７と、現像剤供給路５４の他端側でコイルばね５７に連係され、コイルばね５７をコイルばね５７の周方向に回転させる動力手段とを備えている。
【００３５】
以下、現像剤供給機構２５の構成ごとに詳説する。
【００３６】
動力手段は、モータ（不図示）と、このモータからギアトレイン（不図示）を介して回転される現像剤攪拌搬送スパイラル２７と、この現像剤攪拌搬送スパイラル２７により回転させられるウォーム（不図示）と、このウォームにより減速して回転させられるウォームホイール５８と、を備えている。
【００３７】
現像剤攪拌搬送スパイラル２７は、現像装置２４の内部に配設され、現像装置の筺体２６の内部に投入された現像剤を攪拌しながら、現像剤の投入口のある現像装置２４の一端側から他端側へ現像剤を搬送する。
【００３８】
ウォームホイール５８とウォームは、現像剤供給路５４の下方に位置し現像装置２４の筺体２６と一体形成されたウォームギアケース６０の中に、それぞれが噛み合い、且つ、回転自在に配設される。ここで、ウォームホイール５８の軸６１は、現像剤供給路５４の内部へ突き出している。そして、ウォームには、同軸でウォームと一体となって回転する平歯歯車４８が形成されている。
【００３９】
ウォームは、現像剤攪拌搬送スパイラル２７と同軸で、現像剤攪拌搬送スパイラル２７と一体となって回転する平歯歯車５０から動力を得ている。すなわち、現像剤攪拌搬送スパイラル２７がギアトレインを介してモータから動力を得て回転すると同軸上の平歯歯車５０が回転する。そして、現像剤攪拌搬送スパイラル２７の平歯歯車５０が回転するとこれに噛み合うウォームの平歯歯車４８が回転させられウォームが回転する。そして、ウォームが回転すると、これに噛み合うウォームホイール５８が減速されて回転するようになっている。コイルばね５７は、ウォームホイール５８の軸６１に嵌合されて回転させられる。
【００４０】
なお、動力手段の一例を挙げて説明したが、コイルばね５７をコイルばね５７の周方向に回転させることができれば良く、これに限定されるものではない。
【００４１】
現像剤供給路５４は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す通り、現像剤を受け入れるために上方に向かって開口している。現像剤供給路５４は、その長手方向に沿って分割され現像装置２４の外側を構成する着脱自在の部品である現像剤供給路本体６２と、現像装置２４の内部側の現像剤供給路５４を構成する現像剤供給路本体取付部６３から構成されている。
【００４２】
図４（ｂ）に示す通り、現像剤供給路本体６２は、略弓なり形状となっていて現像剤の供給路を構成する。そして、現像剤供給路本体６２は、その上部に第１のリブ５５と第２のリブ５６が同じ高さ位置に形成され、側面下部には現像剤攪拌搬送スパイラル２７の軸受け６４が形成されている。
【００４３】
現像剤供給路本体取付部６３は、略弓なり形状となっていて現像剤の供給路を構成する。そして、現像剤供給路本体取付部６３は、その下部に、後述するウォームホイール５８の軸６１を通すための穴６５が形成されている。また、現像剤供給路本体取付部６３の側面下部には、現像剤攪拌搬送スパイラル２７の一端側が現像剤供給路５４の内部における下部に配設できるように、開口部６６を有している。
【００４４】
現像剤供給路本体６２及び現像剤供給路本体取付部６３の側端縁部６７は、現像剤供給路本体取付部６３に、現像剤供給路本体６２を取り付けた際に、互いにオーバーラップするように形成されている。そして、現像剤供給路本体６２及び現像剤供給路本体取付部６３の外部には、弾性変形可能なフック部６８と、このフック部６８が引っ掛けられる突起部７０とが形成されている。
【００４５】
この現像剤供給路本体取付部６３に現像剤供給路本体６２を側端縁部６７を対向するように合わせて組み合わせ、突起部７０にフック部６８を引っ掛けると、現像剤供給路５４となる。この現像剤供給路５４は、略弓なり形状となっている。すなわち、上部は、供給路の幅及び奥行は一定で角パイプ形状となっており、そして、中程から湾曲し、下部側では幅が下方に向かうに従って大きくなっている。
【００４６】
第１のリブ５５及び第２のリブ５６は、開口部の平面形状が略矩形状の現像剤供給路本体６２の上部に一体形成される。第１のリブ５５は、現像剤供給路５４の奥行を構成する壁面５４ａ、すなわち、コイルばね５７を取り付け後、コイルばね５７が付勢される面に、ほぼ奥行き方向に沿って形成されている。第２のリブ５６は、現像剤供給路５４の幅を構成する壁面５４ｂに、ほぼ幅方向に沿って形成される。この第１のリブ５５と第２のリブ５６は同じ高さ位置に形成されて直交する。この第１のリブ５５と第２のリブ５６は、壁から離れる方向の先端部が丸みを帯びた形状をしている。そして、この第１のリブ５５と第２のリブ５６は、コイルばね５７をピッチの間で引っ掛けることができ、コイルばね５７から下向きにある程度の復元力Ｆがかかると外れるようになっている。
【００４７】
コイルばね５７は、右巻き（上方から視て時計回り）の圧縮コイルばねである。その形状は、上部から中部までは一定の径及び一定のピッチとなっている。そして、中部からは、下方に向かうに従ってコイルばね５７のピッチが一定でコイル径が小さくなっている。そして、下部は、コイル径が一定でピッチがなく略円筒形状となっている。この下部は、前述したウォームホイール５８の軸６１に嵌合される。
【００４８】
コイルばね５７は、ウォームホイール５８の軸６１に嵌合され、現像剤供給路５４の内部で、コイルばね５７の周方向にウォームホイール５８の軸６１と一体回動することができる。このとき、コイルばね５７は、現像剤供給路５４に沿って配設されるため湾曲した状態で配設される。このとき、コイルばね５７の上部は、前述した第１のリブ５５が形成される壁面５４ａ及び第２のリブ５６が形成される壁面５４ｂに付勢された状態となっている。そして、コイルばね５７のピッチの間には、第１のリブ５５と第２のリブ５６が位置している。従って、コイルばね５７の上部のピッチは、少なくともリブの短手方向の長さよりも大きくなっているコイルばね５７が選択される。
【００４９】
また、コイルばね５７は、現像剤供給路５４に配設後、第１のリブ５５及び第２のリブ５６に引っ掛けられるように、伸長していない自由長の状態で、コイルばね５７の上端が第１のリブ５５及び第２のリブ５６よりも上方へ位置するように設計される。
【００５０】
そして、コイルばね５７の外径は、現像剤供給路５４の奥行から第２のリブ５６の高さを引いた値、及び現像剤供給路５４の幅から第１のリブ５５の高さを引いた値のいずれの値よりも小さくなっている。ここで、第１のリブ５５の高さ及び第２のリブ５６の高さとは、それぞれが形成される壁面５４ａ、５４ｂから垂直方向の長さのことをいう。これにより、現像剤供給路５４の内部で第１のリブ５５及び第２のリブ５６に引っ掛けられたコイルばね５７は、現像剤供給路５４の内部で第１のリブ５５及び第２のリブ５６から外れることができる。
【００５１】
コイルばね５７は、現像剤供給路５４の内部で上方からみて右回転（時計回り）すると、コイルばね５７のらせん状ばね作用部が第１のリブ５５に引っ掛かり上方へ向かって伸長するようになっている。
【００５２】
なお、コイルばねは、現像剤供給路５４に配設後、ばねが伸びていない自然長の状態で第１のリブ５５及び第２のリブ５６に、コイルばねのらせん状ばね作用部を引っ掛けることができれば良く、上記に述べたばねの形状に限定されるものではない。
【００５３】
（現像剤供給機構２５の動作）
図５及び図６を用いて現像剤供給機構２５の動作について説明する。
図５（ａ−１）は、現像剤供給機構２５のコイルばね５７の初期状態を表す図である。
図５（ａ−２）は、現像剤供給路５４の開口部を表す平面図である。図５（ｂ−１）は、現像剤供給機構２５のコイルばね５７が第１のリブ５５から外れる瞬間を表す図である。図５（ｂ−２）は、現像剤供給路５４の開口部を表す平面図である。図５（ｃ−１）は、現像剤供給機構２５のコイルばね５７が第２のリブ５６に当接した瞬間を表す側面図である。図５（ｃ−２）は、現像剤供給路５４の開口部を表す平面図である。図６（ａ）は、初期状態において、コイルばね５７が第１のリブ５５に引っ掛かっている状態を模式的に表した図である。図６（ｂ）は、コイルばね５７が伸びた状態において、コイルばね５７が第１のリブ５５に引っ掛かっている状態を模式的に表した図である。図６（ｃ）は、初期状態におけて、コイルばね５７が第１のリブ５５に引っ掛かっている状態を別の方向から模式的に表した図である。
【００５４】
図５（ａ−１）は、現像剤供給機構２５を図３の左から右向きに視た図であり、コイルばね５７の初期状態を表している。図６（ａ）は、コイルばね５７を図５（ａ−１）と同じ方向から視た図であり、図に示す通り、第１のリブ５５に引っ掛かっている。図６（ａ）では説明の便宜上、第２のリブ５６を省略して表している。図５（ａ−２）は、現像剤供給路５４の開口部を表す平面図であり、コイルばね１８は、初期状態において、壁面５４ａ，５４ｂに接触している。このとき、図６（ｃ）に示す通りコイルばね５７は、右巻きのらせん状となっているため、第１のリブ５５と同じ高さ位置に形成されている第２のリブ５６とは接触しておらず、コイルばね５７と第２のリブ５６とは隙間を持った状態となっている。この状態において、コイルばね５７を右回りに回転させると、図６（ｂ）に表す通り、コイルばね５７は、第１のリブ５５に引っ掛かって、第１のリブ５５に引っ掛かっている部分より下の部分が伸長していくこととなる。コイルばね５７が伸長していくと、伸長するに従ってコイルばね５７の復元力Ｆが漸増するとともに、ピッチ角θが大きくなり、第１のリブ５５からコイルばね５７が外れ易くなる。
【００５５】
図５（ｂ−１）は、コイルばねが回転させられ、コイルばね５７が第１のリブ５５から外れる瞬間を示す図である。図５（ｂ−２）は、コイルばね１８が第１のリブから外れる瞬間を表した平面図である。この状態でさらにコイルばね５７が回転させられると、下向きに働くばねの復元力Ｆにより、コイルばね５７は第１のリブ５５から滑り落ちる。すなわち、コイルばね５７は、第１のリブが形成される壁面５４ａから離れる水平方向の動きが与えられる。
【００５６】
そして、コイルばね５７が第１のリブ５５から外れると、コイルばね５７は、復元力Ｆにより収縮する。そうすると、コイルばね５７は、第２のリブ５６に当接することとなる。
【００５７】
図５（ｃ−１）は、コイルばね５７が第２のリブ５６に当接する瞬間を示した図である。このとき、コイルばね５７は、復元力Ｆにより収縮しながら、コイルばね５７のスパイラルと第２のリブ５６とが当接する。コイルばね５７は、スパイラルの部分で当接するため、図５（ｃ−２）の矢印Ａ方向へ、第２のリブ５６によって弾かれる。すなわち、コイルばね５７の上部には、水平方向の動きが与えられる。
【００５８】
よって、コイルばね５７が第２のリブ５６に弾かれた後は、コイルばね５７を矢印Ａ方向に移動させる力と、コイルばね５７をもとの長さに戻そうとする復元力Ｆと、初期状態から与えられている第１のリブ５５が形成される壁面５４ａと第２のリブ５６が形成される壁面５４ｂに付勢する力が働く。その結果、コイルばね５７は、現像剤供給路５４の内部で、図５（ｃ−２）に示すような円に近い運動をしてもとの姿勢、図５（ａ−１）、図５（ａ−２）及び図６（ａ）の状態に戻ることとなる。このとき、コイルばね５７は、壁面５４ａ，５４ｂに当接し、現像剤供給路５４に微小震動を発生させる。
【００５９】
そして、初期状態に戻ったコイルばね５７は、第１のリブ５５に引っ掛かり、また伸長し、第１のリブ５５から外れ、そして、第２のリブ５６に弾かれるという一連の動きを繰り返すようになっている。
【００６０】
以上に述べた現像剤供給機構２５は、現像剤供給路５４の内部に投入された現像剤を、上記に記載した動作をするコイルばね５７によりほぐし、現像剤攪拌搬送スパイラル２７の上へ落下させるようになっている。
【００６１】
なお、コイルばね５７が初期状態に戻る際に、壁面に当接し微小震動を発生させるが、この微小震動は、現像に影響を与えるほど大きな振動ではなく。その大きさは、コイルばね５７の巻きのピッチ、線形等で適宜最適な値が設計される。
【００６２】
また、この実施例において、コイルばね５７は、最も伸びた状態で現像剤供給路５４から飛び出さないようにコイルばね５７の巻きのピッチ、線形、自由長が適宜設計される。垂直落下部５３のシャッターにコイルばね５７が挟まれないようにするためである。
【００６３】
（現像剤供給機構の効果）
コイルばね５７が、現像剤供給路５４の内部で以上のような、上下運動及び略円運動を定期的に行うことにより、落下してくる現像剤のほぐし効果が高まる。そして、この１連の動きの過程でコイルばね５７が壁面５４ａ，５４ｂに当接することにより、壁面に微小震動を与え、壁面に付着する現像剤を落下させる。以上により、現像剤供給機構２５がない構成に比較して、より安定した現像剤の供給をすることができる。
【００６４】
（変形例）
図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して、現像剤供給路５４に形成されるリブの変形例について説明する。図７（ａ）は、第１のリブ５５と第２のリブ５６を高さ方向にずらして配置した変形例を示す図である。図７（ｂ）は、筒状の現像剤供給路５４にリブを形成した変形例を示す図である。
【００６５】
図７（ａ）に表す変形例は、第１のリブ５５と第２のリブ５６が高さ方向にずらして形成されている。第１のリブ５５と第２のリブ５６とをつなげて形成すると現像剤供給路５４のリブの角部に現像剤が溜まり易くなるが、高さ方向にずらして配置すると、同じ高さに第１のリブ５５と第２のリブ５６を形成する構成に比較して、現像剤が現像剤供給路５４のリブの角部に溜まり難いという効果を有する。
【００６６】
図７（ｂ）に表す変形例は、現像剤供給路５４が円筒形状となっており、その内壁に高さ方向に対してほぼ垂直に円弧状リブ７０が形成されている。この円弧状リブ７０は、円筒の内壁の周方向に沿って形成されており、湾曲しているためこのリブで前述の第１のリブ５５と第２のリブ５６の機能を発揮することができる。
【００６７】
なお、リブは現像剤供給路５４の内部に一体形成される態様で説明したがこれに限定されるものなく、別部品として後から取り付けるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る現像剤供給機構は、現像剤がほぼ垂直方向に移動して現像装置に供給される現像剤の供給路に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１……画像形成装置、２１……感光ドラム（感光体）、２４……現像装置、２５……現像剤供給機構、３１……１次転写ローラ（転写手段）、５４……現像剤供給路、５５……第１のリブ、５６……第２のリブ、５７……コイルばね、７０……円弧状リブ、Ｆ……復元力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤をほぼ垂直に導く現像剤供給機構において、
上方に向かって一端側が開口し、前記現像剤をほぼ垂直方向に導く現像剤供給路と、
前記現像剤供給路の壁面に形成された凸部と、
前記現像剤供給路に配設され、前記現像剤供給路内の長手方向に伸縮自在なコイルばねと、
前記現像剤供給路の他端側で前記コイルばねに連係され、前記コイルばねを前記コイルばねの周方向に回転させる動力手段と、
を備え、
前記コイルばねは、自由長の状態で前記凸部に付勢され、
前記コイルばねが前記動力手段によって回転させられ、前記コイルばねのピッチ間に前記凸部が引っ掛かると、前記コイルばねが前記現像剤供給路の一端側へ向かって伸長させられ、前記コイルばねに生じる復元力が漸増し、
この復元力によって前記コイルばねが前記凸部から外れると、前記コイルばねに前記凸部から離れる水平方向の動きが与えられる、
ことを特徴とする現像剤供給機構。
【請求項２】
感光体の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、前記請求項１に記載の現像剤供給機構を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載の現像装置と、
前記現像装置によって前記静電潜像がトナー像として可視化される感光体と、
前記感光体の前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤をほぼ垂直に導く現像剤供給機構において、
上方に向かって一端側が開口し、前記現像剤をほぼ垂直方向に導く現像剤供給路と、
前記現像剤供給路の壁面に形成された凸部と、
前記現像剤供給路に配設され、前記現像剤供給路内の長手方向に伸縮自在なコイルばねと、
前記現像剤供給路の他端側で前記コイルばねに連係され、前記コイルばねを前記コイルばねの周方向に回転させる動力手段と、
を備え、
前記コイルばねは、自由長の状態で前記凸部に付勢され、
前記コイルばねが前記動力手段によって回転させられ、前記コイルばねのピッチ間に前記凸部が引っ掛かると、前記コイルばねが前記現像剤供給路の一端側へ向かって伸長させられ、前記コイルばねに生じる復元力が漸増し、
この復元力によって前記コイルばねが前記凸部から外れると、前記コイルばねに前記凸部から離れる水平方向の動きが与えられる、
ことを特徴とする現像剤供給機構。
【請求項２】
感光体の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、前記請求項１に記載の現像剤供給機構を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載の現像装置と、
前記現像装置によって前記静電潜像がトナー像として可視化される感光体と、
前記感光体の前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５６６４６（Ｐ２０１０−２５６６４６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７２９７（Ｐ２００９−１０７２９７）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]