現像剤搬送装置及びプロセスカートリッジ
【課題】 物流によって、現像剤収容部内の現像剤が凝集した場合に、現像剤搬送部材の駆動を規制する現像剤搬送装置において、装置を小型化することである。
【解決手段】 現像剤収容部１５の内部に配置され、回転により現像剤を搬送する現像剤搬送部材２５と、現像剤搬送部材２５を回転させるために必要な駆動力が所定の大きさを超えた場合に駆動入力部３２から現像剤搬送部材２５に駆動力が伝達されるのを規制する状態を取り得るクラッチ７０と、を備え、クラッチ７０は現像剤収容部１５の内部に取り付けられることを特徴とする。
【解決手段】 現像剤収容部１５の内部に配置され、回転により現像剤を搬送する現像剤搬送部材２５と、現像剤搬送部材２５を回転させるために必要な駆動力が所定の大きさを超えた場合に駆動入力部３２から現像剤搬送部材２５に駆動力が伝達されるのを規制する状態を取り得るクラッチ７０と、を備え、クラッチ７０は現像剤収容部１５の内部に取り付けられることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に用いられる現像剤搬送装置、およびこの現像剤搬送装置を備えたプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
ここで、現像剤搬送装置とは、画像形成装置に用いられる現像剤を搬送する装置である。例えば、プロセスカートリッジや現像剤補給カートリッジ、電子写真画像形成装置における現像剤搬送手段などが含まれる。
【０００３】
画像形成装置とは、記録媒体に画像を形成するものである。電子写真プロセスを用いて画像を形成する電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタなど）、電子写真ファクシミリ装置などが含まれる。
【０００４】
また、記録媒体とは、画像を形成される物であって、例えば、記録シート、ＯＨＰシート等である。
【背景技術】
【０００５】
従来、画像形成装置において、感光体ドラム、及び、これに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。プロセスカートリッジ方式は、装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができるため、操作性を向上できる。
【０００６】
プロセスカートリッジは、クリーニング装置（以下、クリーニングユニットと称す）と現像装置（以下、現像ユニットと称す）から形成される。クリーニングユニットは、感光体ドラム、感光体ドラムの表面を清掃するクリーニング部材等を有する。現像ユニットは、感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラ、現像剤を収容する現像剤収容部等を有する。
【０００７】
一方、プロセスカートリッジ方式の一つとして、現像剤補給方式が知られている。この方式は、現像剤補給カートリッジの現像剤補給開口とプロセスカートリッジの現像剤受入開口を接続し、現像剤補給カートリッジからプロセスカートリッジへ現像剤を補給する構成を取っている。
【０００８】
現像剤補給方式において、現像剤補給カートリッジから補給された新しい現像剤と、現像ユニット内の古い現像剤が不均一に混ざると画像弊害を起こす。そこで、現像剤補給方式のプロセスカートリッジは、以下の構成が取られている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
現像ユニットは、現像部と現像剤収容部に分けられる。現像部と現像剤収容部は、感光体ドラムの回転軸方向（以下、「長手方向」という）の両端に設けられた開口によって接続している。現像剤収容部には、現像剤を搬送するための現像剤搬送部材と現像剤を撹拌する現像剤攪拌部材が設けられている。現像剤搬送部材と現像剤攪拌部材によって現像ユニット内で現像剤を循環させることで、新しい現像剤と古い現像剤を均一に混ぜている。
【００１０】
しかしながら、現像剤収容部内の現像剤は、物流によって、押し固められ凝集する場合がある。特に、物流時のプロセスカートリッジに、その長手方向が鉛直方向を向く姿勢を取らせ、且つ、現像剤搬送部材の搬送方向下流側が底面になる状態にすると、凝集した現像剤が現像剤搬送部材の搬送方向下流側に溜まる。この状態でプロセスカートリッジを使用すると、凝集した現像剤が現像剤搬送部材によって更に押し固められるため、現像剤搬送部材を駆動させるために必要なトルクが上昇する可能性がある。
【００１１】
その対策として、特許文献２のように現像剤撹拌部材と現像剤搬送部材の駆動ギア列上にクラッチを設けた構成がある。同一の駆動源で現像剤撹拌部材と現像剤搬送部材を駆動させる場合において、駆動源に過負荷がかかった場合には、クラッチによって現像剤搬送部材の回転を止めて、現像剤撹拌部材のみを回転させる構成である。
【００１２】
また、特許文献３のようにトルクリミッタを現像剤撹拌部材の駆動ギアに連結させ、過負荷がかかると、現像剤撹拌部材の駆動を遮断し、トナーシール引き駆動のみ回転させる構成がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−０１４８９０号公報（図４）
【特許文献２】特開平１１−１６０９８５号公報（図１）
【特許文献３】特開２００９−１１６０３９号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献２、３の構成では、クラッチやトルクリミッタを駆動ギア列上に設けるため、装置の大型化につながる。
【００１５】
よって上記課題を鑑み、本発明は、クラッチを現像剤収容部の内部に設けることで装置の小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本出願に係る代表的な構成は、画像形成装置に用いられる現像剤搬送装置において、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部の内部に配置され、回転により現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送部材を駆動させる駆動力が入力される駆動入力部と、前記駆動入力部から前記現像剤搬送部材に駆動力を伝える状態と、前記現像剤搬送部材を回転させるために必要な駆動力が所定の大きさを超えた場合に前記駆動入力部から前記現像剤搬送部材に駆動力が伝達されるのを規制する状態と、を取り得るクラッチと、を備え、前記クラッチは前記現像剤収容部の内部に取り付けられることを特徴とする現像剤搬送装置である。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、クラッチを現像剤収容部の内部に設けることで現像剤搬送装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における現像ユニットの概略断面図
【図２】本発明の実施の形態における電子写真画像形成装置の概略断面図
【図３】本発明の実施の形態におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図
【図４】本発明の実施の形態における画像形成装置内におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの全体像を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態における、プロセスカートリッジの全体像を示す分解斜視図
【図６】本発明の実施の形態における現像剤補給カートリッジの構成を示す概略斜視図
【図７】本発明の実施の形態におけるクラッチ部の分解斜視図
【図８】本発明の実施の形態における現像剤搬送部材のクラッチ部周囲を示す概略断面図
【図９】係合部材を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る現像剤搬送装置およびこれを採用したプロセスカートリッジ、カラー画像形成装置について、図面に則して説明する。
【００２０】
＜実施例１＞
［画像形成装置の全体構成］
最初に、画像形成装置の全体構成について、図２、図３を参照して説明する。図２は、カラー電子写真画像形成装置の概略を示す断面模式図である。図３は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。
【００２１】
図２に示す画像形成装置１００は、電子写真プロセスを用いた４色フルカラーレーザプリンタであり、記録媒体Ｓにカラー画像形成を行う。画像形成装置１００は、プロセスカートリッジ方式である。この方式は、プロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴを画像形成装置本体１００Ａに取り外し可能に装着して、記録媒体Ｓにカラー画像を形成するものである。
【００２２】
以下の説明において、画像形成装置本体（以下、「装置本体」という）１００Ａとは、画像形成装置１００の構成からプロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴを除いた装置構成部分のことである。
【００２３】
装置本体１００Ａには、第１〜第４のプロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）、及び、現像剤補給カートリッジＴ（ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫ）を水平方向に並べて配設している。各プロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴは、互いに同様の電子写真プロセス機構を有しており、現像剤の色や、現像剤の充填量が各々異なるものである。プロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴには、それぞれ装置本体１００Ａから回転駆動力が伝達される。また、プロセスカートリッジＰには、装置本体１００Ａからバイアス（帯電バイアス、現像バイアス等）が供給される。プロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴは、それぞれ独立に装置本体１００Ａに着脱可能である。
【００２４】
本実施例における各プロセスカートリッジＰは、図３に示すようにクリーニングユニット１と現像ユニット１０から形成される。クリーニングユニット１は、感光体ドラム２と、この感光体ドラム２に作用する帯電ローラ３、及び、クリーニング部材６を備える。現像ユニット１０は、感光体ドラム２上の静電潜像を現像するための現像手段を有する。クリーニングユニット１と、現像ユニット１０とは、互いに揺動可能に結合されている。
【００２５】
第１のプロセスカートリッジＰＹは、現像剤収容部１５内にイエロー（Ｙ）の現像剤を収容しており、感光体ドラム２にＹ色の現像剤像を形成する。同様に、第２のプロセスカートリッジＰＭは、マゼンタ（Ｍ）、第３のプロセスカートリッジＰＣは、シアン（Ｃ）、第４のプロセスカートリッジＰＫは、ブラック（Ｋ）の現像剤を収容している。
【００２６】
一方、第１の現像剤補給カートリッジＴＹは、補給枠体４０内にイエロー（Ｙ）の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジＰＹにＹ色の現像剤を補給する。同様に、第２の現像剤補給カートリッジＴＭは、マゼンタ（Ｍ） の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジＰＭにＭ色の現像剤を補給する。同様に、第３の現像剤補給カートリッジＴＣは、シアン（Ｃ）の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジＰＣにＣ色の現像剤を補給する。同様に、第４の現像剤補給カートリッジＴＫは、ブラック（Ｋ）の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジＰＫにＫ色の現像剤を補給する。
【００２７】
図３に示すように、現像剤補給カートリッジＴの補給枠体４０には、プロセスカートリッジＰに現像剤を補給するための現像剤補給開口４３が設けられている。プロセスカートリッジＰの現像剤収容部１５には、現像剤補給開口４３に対応した現像剤受入口２３が設けられている。装置本体１００ＡにプロセスカートリッジＰと、現像剤補給カートリッジＴが装着されると、現像剤補給開口４３と現像剤受入口２３は、連通し、現像剤補給カートリッジＴからプロセスカートリッジＰへ現像剤が補給される。
【００２８】
なお、プロセスカートリッジＰと現像剤補給カートリッジＴの詳細は、後述する。
【００２９】
プロセスカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）の上方には、図２に示すように、露光手段としてのレーザスキャナユニットＬＢが配設されている。レーザスキャナユニットＬＢは、画像情報に対応してレーザ光Ｌを出力する。レーザ光Ｌは、感光体ドラム２の表面を走査露光する。
【００３０】
プロセスカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）の下方には、一次転写部材としての中間転写ベルトユニット１１０が配設されている。中間転写ベルトユニット１１０は、可撓性を有する無端の転写ベルト１１１と、転写ベルト１１１を張設して回動させる駆動ローラ１１２、従動ローラ１１３、二次転写対向ローラ１１４を有する。各プロセスカートリッジＰの感光体ドラム２は、転写ベルト１１１に接している。感光体ドラム２と転写ベルト１１１の接触部Ｎ１が一次転写部である。転写ベルト１１１の内側には、感光体ドラム２に対向させて一次転写ローラ１１５を配設している。二次転写対向ローラ１１４に対向する位置には二次転写手段としての二次転写ローラ１１７が配置されている。転写ベルト１１１と二次転写ローラ１１７の接触部Ｎ２が二次転写部である。
【００３１】
中間転写ベルトユニット１１０の下方には、給送ユニット１２０が配設されている。給送ユニット１２０は、記録媒体Ｓを搬送する記録媒体搬送手段であって、記録媒体Ｓを収容した給送トレイ１２１、給出ローラ１２２を有する。
【００３２】
装置本体１００Ａ内の上方には、定着ユニット１３０が配設されている。装置本体１００Ａの上面は、排出トレイ１００ａとなっている。
【００３３】
［画像形成動作］
次に、フルカラー画像の形成動作について、図２を参照して説明する。図２は、カラー電子写真画像形成装置の概略断面図である。フルカラー画像の形成動作は、以下の通りである。
【００３４】
第１〜第４の各カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）の感光体ドラム２が図２の矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。転写ベルト１１１は、矢印Ｂの方向（感光体ドラム回転に順方向）に回転駆動される。このとき、転写ベルト１１１の速度は、感光体ドラム２の速度に対応している。同時にレーザスキャナユニットＬＢが駆動される。
【００３５】
レーザスキャナユニットＬＢの駆動に同期して、各カートリッジＰの帯電ローラ３が所定の極性・電位で感光体ドラム２の表面を一様に帯電する。レーザスキャナユニットＬＢは、各色の画像信号に応じたレーザ光Ｌで各感光体ドラム２の表面を走査露光する。これにより、各感光体ドラム２の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像ローラ１１により現像される。現像ローラ１１は現像剤担持体であって、像担持体としての感光体ドラム２に形成された潜像を現像する現像剤を担持する。
【００３６】
上記の画像形成動作により、第１のカートリッジＰＹの感光体ドラム２には、Ｙ色の現像剤像が形成される。そして、Ｙ色の現像剤像が転写ベルト１１１上に一次転写される。同様に第２のカートリッジＰＭ、第３のカートリッジＰＣ、第４のカートリッジＰＫの現像剤像が転写ベルト１１１上に重畳され、４色フルカラーの未定着の現像剤像が形成される。各プロセスカートリッジＰにおいて、一次転写後に感光体ドラム２の表面に残留した現像剤は、クリーニング部材６によって除去される。
【００３７】
一方、トレイ１２１に収容されている記録媒体Ｓが所定の制御タイミングで給送される。二次転写ニップ部Ｎ２に導入された記録媒体Ｓの表面に転写ベルト１１１上の４色重畳の現像剤像が一括転写される。
【００３８】
記録媒体Ｓは、転写ベルト１１１の表面から分離されて定着ユニット１３０へ導入される。そして、定着ニップ部で加熱・加圧される。これにより、現像剤像が記録媒体Ｓに定着される。その後、定着済みの記録媒体Ｓが排出トレイ１００ａに搬送されることでフルカラー画像の形成動作が完了する。
【００３９】
［プロセスカートリッジの全体的な構成］
次に、プロセスカートリッジＰの全体構成について、図３、図４、図５を用いて説明する。図３は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。図４は、画像形成装置内におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの全体像を示す斜視図である。図５は、プロセスカートリッジの全体像を示す斜視図である。
【００４０】
図３に示すように、カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）は、クリーニングユニット１と現像ユニット１０から形成されている。
【００４１】
最初に、クリーニングユニット１について説明する。クリーニングユニット１は、クリーニング枠体７に、感光体ドラム２と、帯電ローラ３と、クリーニング部材６を有している。
【００４２】
感光体ドラム２は、クリーニング枠体７によって回転自在に支持されている。感光体ドラム２の一端には、図４に示すように、ドラム駆動カップリング２ａが設けられている。感光体ドラム２とドラム駆動カップリング２ａは、一体的に形成されている。ドラム駆動カップリング２ａは、装置本体１００Ａのカップリング（不図示）と係合する。ドラム駆動カップリング２ａに装置本体の駆動モータ（不図示）の駆動力の伝達されることで、感光体ドラム２が図３の矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。
【００４３】
帯電ローラ３は、感光体ドラム２に接触しながら従動回転する。帯電ローラ３は、図３に示すように、帯電ローラ軸受４を介して、クリーニング枠体７に取り付けられる。帯電ローラ３は、帯電ローラ３の回転中心と感光体ドラム２の回転中心を結ぶ線に沿って、図３の矢印Ｅ方向に移動可能に取り付けられる。帯電ローラ３の回転軸３ａは、帯電ローラ軸受４に回転可能に支持されている。帯電ローラ軸受４は、帯電ローラ加圧部材５によって感光体ドラム２に向かって付勢される。
【００４４】
クリーニング部材６は、先端の弾性ゴムブレード６ａと支持板金６ｂから構成されている。弾性ゴムブレード６ａの先端は、感光体ドラム２の回転方向（図３の矢印Ａ方向）に対してカウンター方向に当接させている。クリーニング部材６は、感光体ドラム２に残留した現像剤を除去する。クリーニング部材６によって感光体ドラム２の周面から除去された現像剤は、クリーニング枠体７の除去現像剤収容部７ａに収容される。
【００４５】
次に、現像ユニット１０について説明する。現像ユニット１０は、図３に示すように、現像ユニット１０内の各種要素を支持する現像枠体１４を有する。現像枠体１４は、現像部１６と現像剤収容部１５とに分けられる。
【００４６】
現像部１６には、現像ローラ１１、現像剤供給ローラ（以下、「供給ローラ」と称す）１２、現像ブレード１３が設けられている。現像ローラ１１は、感光体ドラム２と接触して矢印Ｄ方向に回転する。供給ローラ１２は、現像ローラ１１と接触しながら、矢印Ｆ方向に回転する。供給１２ローラには、二つの役割がある。一つは、現像ローラ１１上に現像剤を供給することである。もう一つは、現像に供給されずに現像ローラ１１上に残留した現像剤を剥ぎ取ることである。現像ブレード１３は、現像ローラ１１の周面上に接触することで、現像ローラ１１上の現像剤の層厚を規制する。
【００４７】
一方、現像剤収容部１５は、現像剤補給カートリッジＴから補給される現像剤が収納されている。現像剤収容部１５の詳細は、後述する。
【００４８】
次に、クリーニングユニット１と現像ユニット１０の結合について説明する。図５に示すように、クリーニング枠体７は、クリーニング結合穴８（８Ｒ、８Ｌ）を有する。現像枠体１４には、図３、図５に示すように、長手方向両端に現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）が設けられている。現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）は、現像結合穴２０（２０Ｒ、２０Ｌ）を有する。クリーニング結合穴８（８Ｒ、８Ｌ）と現像結合穴２０（２０Ｒ、２０Ｌ）は、図３、図５に示すように、結合軸２１（２１Ｒ、２１Ｌ）と嵌合することにより揺動可能に結合される。これにより、クリーニングユニット１と現像ユニット１０が結合する。
【００４９】
クリーニングユニット１と現像ユニット１０の間には、図５に示すように、加圧バネ２２が両端に配置される。加圧バネ２２の付勢力によって、現像ユニット１０は、現像結合穴２０を中心に矢印Ｇ方向の回転モーメントを得る。これにより、現像ローラ１１が感光体ドラム２に当接する。
【００５０】
本実施例において、現像ローラ１１は、感光体ドラム２に接触して配置されているが、所定間隔を設けて配置される構成であってもよい。
【００５１】
［現像剤補給カートリッジの全体的な構成］
次に、現像剤補給カートリッジＴの構成について、図３、図６を参照して説明する。図３は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。図６は、現像剤補給カートリッジＴの構成を示す斜視図である。
【００５２】
現像剤補給カートリッジＴは、図３に示すように、現像剤を収容するための補給枠体４０を有している。補給枠体４０には、プロセスカートリッジＰに現像剤を補給するための現像剤補給開口４３を有する。現像剤補給開口４３の下部には、現像剤補給シャッタ４４が設けられている。通常、現像剤補給シャッタ４４は閉じているが、装置本体１００ＡにプロセスカートリッジＰと現像剤補給カートリッジＴが装着された状態において、開く構成になっている。
【００５３】
補給枠体４０内には、補給搬送部材４１と補給攪拌部材４２が設けられている。補給搬送部材４１と補給攪拌部材４２は、補給枠体４０によって回転可能に支持されている。補給搬送部材４１は、補給枠体４０内の現像剤を現像剤補給開口４３に向けて搬送する。補給搬送部材４１は、図６に示すように、表面にらせん状のフィン４１ａと戻しフィン４１ｂが形成されたスクリュー部材である。フィン４１ａは、矢印Ｑ方向に現像剤を搬送する。戻しフィン４１ｂは、フィン４１ａと逆方向に現像剤を搬送する。補給攪拌部材４２の役割は、二つある。一つは、補給枠体４０内の現像剤を攪拌することである。もう一つは、攪拌した現像剤を補給搬送部材４１に送ることである。補給攪拌部材４２は、補給攪拌棒４２ａと補給攪拌シート４２ｂから形成されている。補給搬送部材４１の上部には、カバー部材４７が設けられている。カバー部材４７は、現像剤補給開口４３と補給搬送部材４１の長手方向の一部を覆っている。カバー部材４７には、戻し穴４７ａが設けられている。
【００５４】
補給搬送部材４１と補給攪拌部材４２の長手方向の一端には、それぞれ補給搬送カップリング４５と補給攪拌カップリング４６が設けられている。補給搬送カップリング４５と補給攪拌カップリング４６は、装置本体１００Ａのカップリング（不図示）と係合する。補給搬送カップリング４５と補給攪拌カップリング４６に装置本体１００Ａの駆動モータ（不図示）の駆動力の伝達されることで、補給搬送部材４１と補給攪拌部材４２が所定の速度で回転駆動される。
【００５５】
現像剤補給カートリッジＴ内の現像剤の搬送について説明する。補給枠体４０内の現像剤は、補給攪拌部材４２によって攪拌され、補給搬送部材４１へ送られる。補給搬送部材４１に送られた現像剤は、カバー部材４７まで搬送されるとカバー部材４７によって一部が規制される。これにより、現像剤補給開口４３から排出される現像剤の量が一定となる。カバー部材４７内に搬送された現像剤は、現像剤補給開口４３からプロセスカートリッジＰへ排出される。現像剤補給開口４３から落下しなかった現像剤は、戻しフィン４１ｂによって、戻し穴４７ａから補給攪拌部材４２へ送られ、再び撹拌される。
【００５６】
［現像剤搬送装置の構成］
次に、画像形成装置１００で用いられる現像剤搬送手段（現像剤搬送装置）９の構成について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は、封止部材８０がある状態における現像ユニット１０の概略断面図である。図１（ｂ）は、封止部材８０の一部が引かれた状態における現像ユニット１０の概略断面図である。
【００５７】
本実施例では現像ユニットに設けられた現像剤収容部１５および、現像剤収容部１５に取り付けられた現像剤搬送部材２５等の部材によって現像剤搬送装置９が構成される。
【００５８】
現像剤収容部１５は、図１に示すように、仕切り部２９によって第一収容部１５ａと第二収容部１５ｂに区分けられる。第一収容部１５ａと第二収容部１５ｂは、長手方向の両端に設けられた第一開口１７と第二開口１８によって接続している。
【００５９】
第一収容部１５ａには、現像剤受入開口２３が設けられている。現像剤受入開口２３は、現像剤補給カートリッジＴの現像剤補給開口４３と接続する。現像剤補給開口４３と現像剤受入開口２３が接続することで、現像剤補給カートリッジＴからプロセスカートリッジＰへ現像剤が補給される。現像剤受入開口２３の上部には、現像剤受入シャッタ２６が配置されている。通常、現像剤受入シャッタ２６は閉じているが、装置本体１００ＡにプロセスカートリッジＰと現像剤補給カートリッジＴが装着された状態において、開く構成になっている。
【００６０】
第二収容部１５ｂは、現像開口２８を介して現像部１６と接続している。プロセスカートリッジＰの未使用時において、現像開口２８は、封止部材８０で封止されている。ここで現像開口２８は、現像剤収容部１５から現像剤を排出するための開口部である。封止部材８０は、この現像開口２８に取り付けられ、プロセスカートリッジＰの物流時に現像剤収容部１５から現像剤が漏れるのを防止している。封止部材８０は、現像開口２８面に溶着等で接着される。
【００６１】
封止部材８０の長手方向の一端は、図１に示すように折り返されて、現像枠体１４に設けられたシール開口１４ａを通過して現像枠体１４の外部に延伸している。シール開口１４ａには、シール部材５１が設けられる。シール部材５１は、シール開口１４ａから現像剤が漏れるのを防止する。封止部材８０の折り返し部８０ａの長手方向の端部８０ｂは、現像枠体１４の外部において、巻取り部材３８と結合している。封止部材８０は、巻取り軸部３８ｂに両面テープ等によって接着される。プロセスカートリッジＰを使用する際、封止部材８０は、巻取り部材３８で巻き取られることによって除去される。巻取り部材３８は、封止部材８０を現像開口２８から取り外す（除去する）ための除去部材である。
【００６２】
第一収容部１５ａには、現像剤攪拌部材２４が設けられている。現像剤攪拌部材２４の役割は、二つある。一つは、現像剤収容部１５内の現像剤と現像剤補給カートリッジＴから補給された現像剤を混ぜることである。もう一つは、混ぜた現像剤を矢印Ｈ方向へ搬送することである。すなわち現像剤搬送部材２５を第１の現像剤搬送部材としたとき、現像剤撹拌部材は第２の現像剤搬送部材となる。この現像剤攪拌部材２４は、現像攪拌軸２４ａの周囲に設けられた現像支持軸２４ｂに攪拌バネ２４ｃを取り付けた構成になっている。
【００６３】
第二収容部１５ｂには、現像剤搬送部材２５が設けられている。現像剤搬送部材２５は、矢印Ｊ方向（現像剤搬送方向）に現像剤を搬送するスクリュー部材である。このとき、現像剤攪拌部材２４による現像剤搬送速度は、現像剤搬送部材２５による現像剤搬送速度よりも遅い設定となっている。
【００６４】
現像ユニット１０内の現像剤の搬送について説明する。現像剤補給カートリッジＴから補給された現像剤は、第一収容部１５ａ内で、現像剤攪拌部材２４によって現像剤収容部１５内の現像剤と混ぜられる。混ぜられた現像剤は、第一開口１７を介して第二収容部１５ｂへ送られる。第二収容部１５ｂにおいて、現像剤は、現像剤搬送部材２５によって、現像開口２８から現像部１６へ搬送される。現像部１６に搬送された現像剤は、供給ローラ１２を介して現像ローラ１１に送られ、現像される。現像に供給されなかった現像剤は、再び現像部１６から第二収容部１５ｂに戻る。その後、現像剤搬送部材２５によって、第二開口１８から第一収容部１５ａに搬送される。現像剤はこの状態を繰り返すことで循環される。
【００６５】
［現像ユニットの駆動構成］
次に、現像ユニットの駆動構成について、図１、図５を参照して説明する。図１は、現像ユニットの概略断面図である。図５は、プロセスカートリッジＰの全体像を示す斜視図である。
【００６６】
図１に示すように、現像ローラ１１の一端には、現像ローラ１１に駆動を伝達するための現像ローラギア３０が設けられている。供給ローラ１２の一端には、供給ローラ１２に駆動を伝達するための供給ローラギア３１が設けられている。現像剤搬送部材２５の一端には、現像剤搬送部材２５に駆動を伝達するための現像搬送ギア３２が設けられている。現像剤攪拌部材２４の一端には、現像剤攪拌部材２４に駆動を伝達するための第一現像攪拌ギア３３が設けられている。現像搬送ギア３２は、現像剤搬送部材２５を回転させる駆動力が入力される駆動入力部である。
【００６７】
現像剤攪拌部材２４の他端には、現像剤攪拌部材２４からの駆動を伝達するための第二現像攪拌ギア３４が設けられている。
【００６８】
一方、現像ユニット１０の長手方向の一端には、図５に示すように、現像駆動カップリング２７が設けられている。現像駆動カップリング２７は、装置本体１００Ａのカップリング（不図示）と係合する。現像駆動カップリング２７は、装置本体の駆動モータ（不図示）の駆動力が伝達されると、所定の速度で回転する。
【００６９】
装置本体１００Ａの駆動モータの駆動力は、現像駆動カップリング２７から以下の経路で伝達される。
【００７０】
現像駆動カップリング２７の駆動は、図１に示すように、現像駆動カップリング２７のギア部２７ａから第一アイドラギア３５と第二アイドラギア３６を介して、現像ローラギア３０と供給ローラギア３１へ伝達される。これにより、現像ローラ１１と供給ローラ１２が駆動する。
【００７１】
また、第一アイドラギア３５の駆動は、第一現像攪拌ギア３３にも伝達され、現像剤攪拌部材２４が駆動する。現像剤攪拌部材２４の駆動は、第二現像攪拌ギア３４から第三アイドラギア３７を介して現像搬送ギア３２に伝達され、現像剤搬送部材２５が駆動する。
【００７２】
また、第三アイドラギア３７の駆動は、第四アイドラギア３９にも伝達される。第四アイドラギアの駆動は、巻取り部材３８に伝達され、巻取り部材３８が回転する。これにより、封止部材８０が巻き取られ、現像開口２８から除去される。
【００７３】
プロセスカートリッジＰが装置本体１００Ａに装着されて、新品状態を検知された時に、現像駆動カップリング２７が駆動されることで、封止部材８０の巻き取りが開始する。
【００７４】
このとき、現像駆動カップリング２７には、現像ローラ１１、供給ローラ１２、現像剤撹拌部材２４、現像剤搬送部材２５、封止部材８０の巻き取り部材３８、それらの駆動に要する負荷トルクがかかる。
【００７５】
特に、物流により、第二収容部１５ｂにおける現像剤搬送部材２５による現像剤搬送方向Ｊの下流側、かつ、第一収容部１５ａにおける現像剤撹拌部材２４による現像剤搬送方向Ｈの上流側に現像剤が凝集した場合、負荷トルクが最も大きくなることがわかっている。
【００７６】
その理由の一つは、現像剤搬送部材２５と現像剤撹拌部材２４の駆動が開始された際に、第一収容部１５ａ内を移動する現像剤の速度が第二収容部１５ｂを移動する現像剤の速度と比べて遅いためである。これにより第二開口１８を通って、第二収容部１５ｂから第一収容部１５ａに搬送された現像剤が、現像剤搬送方向Ｊの下流側に詰まりやすくなる。現像剤が詰まった後も、現像剤搬送部材２５が駆動され続けると現像剤搬送部材２５を駆動させるために必要な負荷トルクが上昇してしまうことになる。
【００７７】
一方、現像剤搬送方向Ｊの上流側に現像剤が凝集した場合には、第二収容部１５ｂの現像剤搬送速度が第一収容部１５ａの現像剤搬送速度と比べて速く、また、第二収容部１５ｂの現像剤搬送方向Ｊの下流側に空間があるため、現像剤の凝集は解消されていく。そのため現像剤搬送方向Ｊの下流側に現像剤が凝集することに比べて、現像剤搬送方向Ｊの上流側に現像剤が凝集した場合には現像剤搬送部材２５の負荷トルクは小さい。
【００７８】
現像剤搬送方向Ｊの下流側に現像剤が凝集した場合に、負荷トルクが上昇する課題の対策として、本実施例では、最も負荷トルクがかかる現像剤搬送部材２５に対して、第二収容部１５ｂの内部にクラッチ部７０を設けている。このクラッチ部７０は、現像剤収容部１５の中にあって、現像剤搬送部材２５と、現像搬送ギア３２の間、かつ、それぞれと同軸上に設けられている。
【００７９】
現像剤収容部１５の内部にクラッチ部７０を収めることにより、現像剤収容部１５の外部にクラッチ部７０を設ける場合より、現像装置及びプロセスカートリッジの小型化を達成できる。
【００８０】
現像剤搬送部材２５の負荷トルクが一定以上の場合、クラッチ部７０が動作し、駆動が遮断される。現像剤搬送部材２５の駆動が遮断されている間、第四アイドラギア３９への駆動伝達は行われているため、封止部材８０の巻き取りは継続して行われる。封止部材８０の巻き取りが行われると、図１（ｂ）に示すように、封止部材８０の折り返し部から現像開口２８が開き始める。それによって、第二収容部１５ｂに凝集された現像剤が、現像部１６に落ち始める。現像部１６に現像剤が落ちることで、現像剤搬送部材２５を駆動させるための負荷トルクが減少し、現像搬送ギア３２の駆動が現像剤搬送部材２５に伝達され、現像剤搬送部材２５が駆動開始する。
【００８１】
また、現像剤搬送部材２５の駆動が遮断された際も、現像剤撹拌部材２４は駆動され続けるので、現像剤撹拌部材２４によっても現像剤の凝集を解消させることができる。
【００８２】
なお、現像剤収容部の第二収容部１５ｂにおける現像剤搬送部材２５による現像剤搬送方向Ｊの上流側、かつ、第一収容部１５ａにおける現像剤撹拌部材２４による現像剤搬送方向Ｈの下流側に現像剤が凝集した場合は現像剤搬送部材２５の駆動が遮断されない。その理由は、前述したように、凝集された現像剤がほぐされながら搬送されていくため現像剤搬送部材２５の負荷トルクが大きく上昇しないためである。このとき、クラッチ部７０は動作しない。
【００８３】
すなわち、クラッチ部７０を動作させ、現像剤搬送部材２５の駆動を遮断させる必要が特にあるのは、現像剤搬送方向Ｊの下流側にて現像剤が凝集している場合である。このときクラッチ部７０が配置された現像剤搬送方向Ｊの上流側では、現像剤は凝集していないので、現像剤の影響によってクラッチ部７０の動作不良が生じることは抑制される。
【００８４】
［クラッチ部の構成］
次に本実施例におけるクラッチ部の詳細な構成について、図７、図８を用いて説明する。図７は、現像搬送部材とクラッチ部の分解斜視図である。図８（ａ）は、現像搬送部材の駆動中におけるクラッチ部の概略断面図である。図８（ｂ）は、現像搬送部材の駆動遮断時におけるクラッチ部の概略断面図である。
【００８５】
図７に示すように、現像剤搬送部材２５の同軸上に弾性部材である圧縮コイルバネ（以下、圧縮バネとよぶ）７１と、係合部材７２を取り付けた状態で、現像剤収容部１５の第二収容部１５ｂに取り付け、現像枠体１４の外側から現像搬送ギア３２を取り付ける。このとき、圧縮バネ７１は現像剤搬送部材２５のバネ受け面２５ｅと係合部材７２のバネ受け部７２ｅの間で保持される。
また、係合部材７２の内周部７２ｂと現像搬送ギア３２の外周部３２ａは係合する。
【００８６】
次に、図７、図８（ａ）を用いて、現像剤搬送部材２５の駆動時の状態を説明する。
係合部材７２の内周部７２ｂには、リブ状の駆動伝達部７２ｃ、７２ｄが設けられている。現像剤搬送部材２５は円筒部２５ｂを有し、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄと対向する位置にスリット２５ａを有する。係合部材７２は、円筒部２５ｂに対して、内周部７２ｂが軸方向に移動可能に係合している。
【００８７】
係合部材７２が低負荷で軸方向に移動できるために、スリット２５ａの幅を、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄの幅より大きい関係としている。
【００８８】
駆動伝達部７２ｃ、７２ｄは、現像搬送ギア３２の駆動力を受け、現像剤搬送部材２５に駆動力を伝達する機能をもつ。また現像搬送ギア３２は、現像剤搬送部材の回転軸に対して傾斜し、前記係合部材７２と係合する斜面（以下、カム面３２ｂ）を有する。現像搬送ギア３２の駆動は、カム面３２ｂが、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄに接触し、係合部材７２に駆動力を伝える。その後、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄは、現像剤搬送部材２５のスリット２５ａに係合した状態で被駆動伝達面２５ｃ、２５ｄと接触し、現像剤搬送部材２５の駆動が行われる。
【００８９】
次に、図７、図８（ｂ）を用いて、現像剤搬送部材２５の駆動遮断時の状態を説明する。
現像剤搬送部材２５の負荷トルクが一定以上になると、係合部材７２の駆動伝達部７２ｃ、７２ｄは回転中の現像搬送ギア３２のカム面３２ｂに沿って、圧縮バネ７１が圧縮する方向（矢印Ｖ方向）に移動する。このとき、係合部材７２の駆動伝達部７２ｃ、７２ｄにかかる軸方向の力は圧縮バネ７１から係合部材７２にかかる力よりも大きくなっている。そして、図８（ｂ）に示すように、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄがカム面３２ｂの頂点３２ｄと接触する位置まで達すると、現像搬送ギア３２から、係合部材７２への回転駆動伝達は行われなくなる。このとき、現像搬送ギア３２が空転する。この動作によって、現像剤搬送部材２５への駆動が遮断される。
【００９０】
すなわち、係合部材７２は、現像剤搬送部材２５に駆動力を伝える位置（駆動伝達位置）（図８（ａ）参照）と、現像搬送部材２５に駆動力が伝わるのを規制する規制位置（図８（ｂ）参照）とを移動可能な移動部材である。係合部材７２は圧縮バネ７１によって駆動伝達位置に向けて付勢されているが、現像剤搬送部材２５を駆動させるために必要な駆動力（負荷トルク）が所定の大きさを超えると、駆動伝達位置から規制位置に移動する。
【００９１】
本実施例では、現像搬送ギア３２の駆動１周期に２回、係合部材７２の移動が行われる。現像剤搬送部材２５の回転トルクが一定以下になると、現像搬送ギア３２のカム面３２ｂによって、現像剤搬送部材２５の駆動が開始される。
【００９２】
以上より、圧縮バネ７１と係合部材７２のみを追加した簡易構成で、負荷トルクが一定以上になると駆動遮断できる。
【００９３】
本実施例では、上述したように現像剤搬送方向Ｊにおいて、クラッチ部７０は現像剤搬送部材２５の上流側に設けている。そのため現像剤搬送方向Ｊの下流側にて現像剤が凝集し現像剤搬送部材２５の負荷トルクが大きくなった場合であっても、現像剤搬送方向Ｊの上流側に位置するクラッチ部７０の周囲では現像剤の密度は比較的小さい。現像剤搬送部材２５へ伝達される駆動力を遮断する場合に、係合部材７２が移動しても、係合部材７２が現像剤から受ける抵抗力は小さくなる。その結果、クラッチ部７０は現像剤によって作動不良を起こすことなく確実に駆動力の伝達を遮断する。
【００９４】
また図９に係合部材７２を図８の矢印Ｖ方向の下流側から見た正面図を示す。図９に示されるように係合部材７２には係合部材７２を貫通する貫通穴７０ｇが設けられている。この貫通穴７０ｇは、係合部材７２が移動する際に、係合部材７２の周囲にある現像剤が通過することを許容する。この結果係合部材７２が現像剤から受ける抵抗がより低減されクラッチ部７０の作動不良はより抑制される。
【００９５】
以上、説明したように、クラッチ部７０を現像剤収容部１５の内部に設けることで、現像剤の凝集による負荷トルクの上昇を抑えつつ装置の小型化を達成できる。特に本実施例では、現像剤搬送部材２５の現像剤搬送方向Ｊの上流側にクラッチ部７０を設けることで、クラッチ部７０の作動不良が抑制され、クラッチ部７０は確実に現像剤搬送部材２５の駆動を遮断することができる。
【００９６】
また本実施例では、現像剤収容部１５および、現像剤収容部１５に設けられた現像剤撹拌部材２４、現像剤搬送部材２５、封止部材８０、クラッチ部７０等を有する現像剤搬送装置９をプロセスカートリッジの現像ユニット１０に採用した。一方で、現像剤補給カートリッジにおいても、先に説明した現像剤搬送装置の構成を採用することで、同様の効果を得ることができる。
【００９７】
またクラッチ部７０は本実施例の構成に限らず、トルクリミッタ、摩擦クラッチ等、別構成のクラッチを用いても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９８】
２ 感光体ドラム
９ 現像剤搬送装置
１１ 現像ローラ
１５ 現像剤収容部
１５ａ 第一収容部
１５ｂ 第二収容部
２４ 現像剤攪拌部材
２５ 現像剤搬送部材
２５ａ スリット
２５ｂ 円筒部
２５ｃ、２５ｄ 被駆動伝達面
２５ｅ バネ受け面
３２ 現像搬送ギア
３２ａ 第一円筒部
３２ｂ カム面
３２ｃ 第二円筒部
３２ｄ 頂点
７０ クラッチ部
７１ 圧縮バネ
７２ 係合部材
７２ｂ 内周部
７２ｃ、７２ｄ 駆動伝達部
７２ｅ バネ受け部
１２０ 給送ユニット
１２１ 給送トレイ
１２２ 給出ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に用いられる現像剤搬送装置、およびこの現像剤搬送装置を備えたプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
ここで、現像剤搬送装置とは、画像形成装置に用いられる現像剤を搬送する装置である。例えば、プロセスカートリッジや現像剤補給カートリッジ、電子写真画像形成装置における現像剤搬送手段などが含まれる。
【０００３】
画像形成装置とは、記録媒体に画像を形成するものである。電子写真プロセスを用いて画像を形成する電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタなど）、電子写真ファクシミリ装置などが含まれる。
【０００４】
また、記録媒体とは、画像を形成される物であって、例えば、記録シート、ＯＨＰシート等である。
【背景技術】
【０００５】
従来、画像形成装置において、感光体ドラム、及び、これに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。プロセスカートリッジ方式は、装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができるため、操作性を向上できる。
【０００６】
プロセスカートリッジは、クリーニング装置（以下、クリーニングユニットと称す）と現像装置（以下、現像ユニットと称す）から形成される。クリーニングユニットは、感光体ドラム、感光体ドラムの表面を清掃するクリーニング部材等を有する。現像ユニットは、感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラ、現像剤を収容する現像剤収容部等を有する。
【０００７】
一方、プロセスカートリッジ方式の一つとして、現像剤補給方式が知られている。この方式は、現像剤補給カートリッジの現像剤補給開口とプロセスカートリッジの現像剤受入開口を接続し、現像剤補給カートリッジからプロセスカートリッジへ現像剤を補給する構成を取っている。
【０００８】
現像剤補給方式において、現像剤補給カートリッジから補給された新しい現像剤と、現像ユニット内の古い現像剤が不均一に混ざると画像弊害を起こす。そこで、現像剤補給方式のプロセスカートリッジは、以下の構成が取られている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
現像ユニットは、現像部と現像剤収容部に分けられる。現像部と現像剤収容部は、感光体ドラムの回転軸方向（以下、「長手方向」という）の両端に設けられた開口によって接続している。現像剤収容部には、現像剤を搬送するための現像剤搬送部材と現像剤を撹拌する現像剤攪拌部材が設けられている。現像剤搬送部材と現像剤攪拌部材によって現像ユニット内で現像剤を循環させることで、新しい現像剤と古い現像剤を均一に混ぜている。
【００１０】
しかしながら、現像剤収容部内の現像剤は、物流によって、押し固められ凝集する場合がある。特に、物流時のプロセスカートリッジに、その長手方向が鉛直方向を向く姿勢を取らせ、且つ、現像剤搬送部材の搬送方向下流側が底面になる状態にすると、凝集した現像剤が現像剤搬送部材の搬送方向下流側に溜まる。この状態でプロセスカートリッジを使用すると、凝集した現像剤が現像剤搬送部材によって更に押し固められるため、現像剤搬送部材を駆動させるために必要なトルクが上昇する可能性がある。
【００１１】
その対策として、特許文献２のように現像剤撹拌部材と現像剤搬送部材の駆動ギア列上にクラッチを設けた構成がある。同一の駆動源で現像剤撹拌部材と現像剤搬送部材を駆動させる場合において、駆動源に過負荷がかかった場合には、クラッチによって現像剤搬送部材の回転を止めて、現像剤撹拌部材のみを回転させる構成である。
【００１２】
また、特許文献３のようにトルクリミッタを現像剤撹拌部材の駆動ギアに連結させ、過負荷がかかると、現像剤撹拌部材の駆動を遮断し、トナーシール引き駆動のみ回転させる構成がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−０１４８９０号公報（図４）
【特許文献２】特開平１１−１６０９８５号公報（図１）
【特許文献３】特開２００９−１１６０３９号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献２、３の構成では、クラッチやトルクリミッタを駆動ギア列上に設けるため、装置の大型化につながる。
【００１５】
よって上記課題を鑑み、本発明は、クラッチを現像剤収容部の内部に設けることで装置の小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本出願に係る代表的な構成は、画像形成装置に用いられる現像剤搬送装置において、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部の内部に配置され、回転により現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送部材を駆動させる駆動力が入力される駆動入力部と、前記駆動入力部から前記現像剤搬送部材に駆動力を伝える状態と、前記現像剤搬送部材を回転させるために必要な駆動力が所定の大きさを超えた場合に前記駆動入力部から前記現像剤搬送部材に駆動力が伝達されるのを規制する状態と、を取り得るクラッチと、を備え、前記クラッチは前記現像剤収容部の内部に取り付けられることを特徴とする現像剤搬送装置である。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、クラッチを現像剤収容部の内部に設けることで現像剤搬送装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における現像ユニットの概略断面図
【図２】本発明の実施の形態における電子写真画像形成装置の概略断面図
【図３】本発明の実施の形態におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図
【図４】本発明の実施の形態における画像形成装置内におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの全体像を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態における、プロセスカートリッジの全体像を示す分解斜視図
【図６】本発明の実施の形態における現像剤補給カートリッジの構成を示す概略斜視図
【図７】本発明の実施の形態におけるクラッチ部の分解斜視図
【図８】本発明の実施の形態における現像剤搬送部材のクラッチ部周囲を示す概略断面図
【図９】係合部材を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る現像剤搬送装置およびこれを採用したプロセスカートリッジ、カラー画像形成装置について、図面に則して説明する。
【００２０】
＜実施例１＞
［画像形成装置の全体構成］
最初に、画像形成装置の全体構成について、図２、図３を参照して説明する。図２は、カラー電子写真画像形成装置の概略を示す断面模式図である。図３は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。
【００２１】
図２に示す画像形成装置１００は、電子写真プロセスを用いた４色フルカラーレーザプリンタであり、記録媒体Ｓにカラー画像形成を行う。画像形成装置１００は、プロセスカートリッジ方式である。この方式は、プロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴを画像形成装置本体１００Ａに取り外し可能に装着して、記録媒体Ｓにカラー画像を形成するものである。
【００２２】
以下の説明において、画像形成装置本体（以下、「装置本体」という）１００Ａとは、画像形成装置１００の構成からプロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴを除いた装置構成部分のことである。
【００２３】
装置本体１００Ａには、第１〜第４のプロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）、及び、現像剤補給カートリッジＴ（ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫ）を水平方向に並べて配設している。各プロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴは、互いに同様の電子写真プロセス機構を有しており、現像剤の色や、現像剤の充填量が各々異なるものである。プロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴには、それぞれ装置本体１００Ａから回転駆動力が伝達される。また、プロセスカートリッジＰには、装置本体１００Ａからバイアス（帯電バイアス、現像バイアス等）が供給される。プロセスカートリッジＰ、及び、現像剤補給カートリッジＴは、それぞれ独立に装置本体１００Ａに着脱可能である。
【００２４】
本実施例における各プロセスカートリッジＰは、図３に示すようにクリーニングユニット１と現像ユニット１０から形成される。クリーニングユニット１は、感光体ドラム２と、この感光体ドラム２に作用する帯電ローラ３、及び、クリーニング部材６を備える。現像ユニット１０は、感光体ドラム２上の静電潜像を現像するための現像手段を有する。クリーニングユニット１と、現像ユニット１０とは、互いに揺動可能に結合されている。
【００２５】
第１のプロセスカートリッジＰＹは、現像剤収容部１５内にイエロー（Ｙ）の現像剤を収容しており、感光体ドラム２にＹ色の現像剤像を形成する。同様に、第２のプロセスカートリッジＰＭは、マゼンタ（Ｍ）、第３のプロセスカートリッジＰＣは、シアン（Ｃ）、第４のプロセスカートリッジＰＫは、ブラック（Ｋ）の現像剤を収容している。
【００２６】
一方、第１の現像剤補給カートリッジＴＹは、補給枠体４０内にイエロー（Ｙ）の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジＰＹにＹ色の現像剤を補給する。同様に、第２の現像剤補給カートリッジＴＭは、マゼンタ（Ｍ） の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジＰＭにＭ色の現像剤を補給する。同様に、第３の現像剤補給カートリッジＴＣは、シアン（Ｃ）の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジＰＣにＣ色の現像剤を補給する。同様に、第４の現像剤補給カートリッジＴＫは、ブラック（Ｋ）の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジＰＫにＫ色の現像剤を補給する。
【００２７】
図３に示すように、現像剤補給カートリッジＴの補給枠体４０には、プロセスカートリッジＰに現像剤を補給するための現像剤補給開口４３が設けられている。プロセスカートリッジＰの現像剤収容部１５には、現像剤補給開口４３に対応した現像剤受入口２３が設けられている。装置本体１００ＡにプロセスカートリッジＰと、現像剤補給カートリッジＴが装着されると、現像剤補給開口４３と現像剤受入口２３は、連通し、現像剤補給カートリッジＴからプロセスカートリッジＰへ現像剤が補給される。
【００２８】
なお、プロセスカートリッジＰと現像剤補給カートリッジＴの詳細は、後述する。
【００２９】
プロセスカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）の上方には、図２に示すように、露光手段としてのレーザスキャナユニットＬＢが配設されている。レーザスキャナユニットＬＢは、画像情報に対応してレーザ光Ｌを出力する。レーザ光Ｌは、感光体ドラム２の表面を走査露光する。
【００３０】
プロセスカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）の下方には、一次転写部材としての中間転写ベルトユニット１１０が配設されている。中間転写ベルトユニット１１０は、可撓性を有する無端の転写ベルト１１１と、転写ベルト１１１を張設して回動させる駆動ローラ１１２、従動ローラ１１３、二次転写対向ローラ１１４を有する。各プロセスカートリッジＰの感光体ドラム２は、転写ベルト１１１に接している。感光体ドラム２と転写ベルト１１１の接触部Ｎ１が一次転写部である。転写ベルト１１１の内側には、感光体ドラム２に対向させて一次転写ローラ１１５を配設している。二次転写対向ローラ１１４に対向する位置には二次転写手段としての二次転写ローラ１１７が配置されている。転写ベルト１１１と二次転写ローラ１１７の接触部Ｎ２が二次転写部である。
【００３１】
中間転写ベルトユニット１１０の下方には、給送ユニット１２０が配設されている。給送ユニット１２０は、記録媒体Ｓを搬送する記録媒体搬送手段であって、記録媒体Ｓを収容した給送トレイ１２１、給出ローラ１２２を有する。
【００３２】
装置本体１００Ａ内の上方には、定着ユニット１３０が配設されている。装置本体１００Ａの上面は、排出トレイ１００ａとなっている。
【００３３】
［画像形成動作］
次に、フルカラー画像の形成動作について、図２を参照して説明する。図２は、カラー電子写真画像形成装置の概略断面図である。フルカラー画像の形成動作は、以下の通りである。
【００３４】
第１〜第４の各カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）の感光体ドラム２が図２の矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。転写ベルト１１１は、矢印Ｂの方向（感光体ドラム回転に順方向）に回転駆動される。このとき、転写ベルト１１１の速度は、感光体ドラム２の速度に対応している。同時にレーザスキャナユニットＬＢが駆動される。
【００３５】
レーザスキャナユニットＬＢの駆動に同期して、各カートリッジＰの帯電ローラ３が所定の極性・電位で感光体ドラム２の表面を一様に帯電する。レーザスキャナユニットＬＢは、各色の画像信号に応じたレーザ光Ｌで各感光体ドラム２の表面を走査露光する。これにより、各感光体ドラム２の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像ローラ１１により現像される。現像ローラ１１は現像剤担持体であって、像担持体としての感光体ドラム２に形成された潜像を現像する現像剤を担持する。
【００３６】
上記の画像形成動作により、第１のカートリッジＰＹの感光体ドラム２には、Ｙ色の現像剤像が形成される。そして、Ｙ色の現像剤像が転写ベルト１１１上に一次転写される。同様に第２のカートリッジＰＭ、第３のカートリッジＰＣ、第４のカートリッジＰＫの現像剤像が転写ベルト１１１上に重畳され、４色フルカラーの未定着の現像剤像が形成される。各プロセスカートリッジＰにおいて、一次転写後に感光体ドラム２の表面に残留した現像剤は、クリーニング部材６によって除去される。
【００３７】
一方、トレイ１２１に収容されている記録媒体Ｓが所定の制御タイミングで給送される。二次転写ニップ部Ｎ２に導入された記録媒体Ｓの表面に転写ベルト１１１上の４色重畳の現像剤像が一括転写される。
【００３８】
記録媒体Ｓは、転写ベルト１１１の表面から分離されて定着ユニット１３０へ導入される。そして、定着ニップ部で加熱・加圧される。これにより、現像剤像が記録媒体Ｓに定着される。その後、定着済みの記録媒体Ｓが排出トレイ１００ａに搬送されることでフルカラー画像の形成動作が完了する。
【００３９】
［プロセスカートリッジの全体的な構成］
次に、プロセスカートリッジＰの全体構成について、図３、図４、図５を用いて説明する。図３は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。図４は、画像形成装置内におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの全体像を示す斜視図である。図５は、プロセスカートリッジの全体像を示す斜視図である。
【００４０】
図３に示すように、カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）は、クリーニングユニット１と現像ユニット１０から形成されている。
【００４１】
最初に、クリーニングユニット１について説明する。クリーニングユニット１は、クリーニング枠体７に、感光体ドラム２と、帯電ローラ３と、クリーニング部材６を有している。
【００４２】
感光体ドラム２は、クリーニング枠体７によって回転自在に支持されている。感光体ドラム２の一端には、図４に示すように、ドラム駆動カップリング２ａが設けられている。感光体ドラム２とドラム駆動カップリング２ａは、一体的に形成されている。ドラム駆動カップリング２ａは、装置本体１００Ａのカップリング（不図示）と係合する。ドラム駆動カップリング２ａに装置本体の駆動モータ（不図示）の駆動力の伝達されることで、感光体ドラム２が図３の矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動される。
【００４３】
帯電ローラ３は、感光体ドラム２に接触しながら従動回転する。帯電ローラ３は、図３に示すように、帯電ローラ軸受４を介して、クリーニング枠体７に取り付けられる。帯電ローラ３は、帯電ローラ３の回転中心と感光体ドラム２の回転中心を結ぶ線に沿って、図３の矢印Ｅ方向に移動可能に取り付けられる。帯電ローラ３の回転軸３ａは、帯電ローラ軸受４に回転可能に支持されている。帯電ローラ軸受４は、帯電ローラ加圧部材５によって感光体ドラム２に向かって付勢される。
【００４４】
クリーニング部材６は、先端の弾性ゴムブレード６ａと支持板金６ｂから構成されている。弾性ゴムブレード６ａの先端は、感光体ドラム２の回転方向（図３の矢印Ａ方向）に対してカウンター方向に当接させている。クリーニング部材６は、感光体ドラム２に残留した現像剤を除去する。クリーニング部材６によって感光体ドラム２の周面から除去された現像剤は、クリーニング枠体７の除去現像剤収容部７ａに収容される。
【００４５】
次に、現像ユニット１０について説明する。現像ユニット１０は、図３に示すように、現像ユニット１０内の各種要素を支持する現像枠体１４を有する。現像枠体１４は、現像部１６と現像剤収容部１５とに分けられる。
【００４６】
現像部１６には、現像ローラ１１、現像剤供給ローラ（以下、「供給ローラ」と称す）１２、現像ブレード１３が設けられている。現像ローラ１１は、感光体ドラム２と接触して矢印Ｄ方向に回転する。供給ローラ１２は、現像ローラ１１と接触しながら、矢印Ｆ方向に回転する。供給１２ローラには、二つの役割がある。一つは、現像ローラ１１上に現像剤を供給することである。もう一つは、現像に供給されずに現像ローラ１１上に残留した現像剤を剥ぎ取ることである。現像ブレード１３は、現像ローラ１１の周面上に接触することで、現像ローラ１１上の現像剤の層厚を規制する。
【００４７】
一方、現像剤収容部１５は、現像剤補給カートリッジＴから補給される現像剤が収納されている。現像剤収容部１５の詳細は、後述する。
【００４８】
次に、クリーニングユニット１と現像ユニット１０の結合について説明する。図５に示すように、クリーニング枠体７は、クリーニング結合穴８（８Ｒ、８Ｌ）を有する。現像枠体１４には、図３、図５に示すように、長手方向両端に現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）が設けられている。現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）は、現像結合穴２０（２０Ｒ、２０Ｌ）を有する。クリーニング結合穴８（８Ｒ、８Ｌ）と現像結合穴２０（２０Ｒ、２０Ｌ）は、図３、図５に示すように、結合軸２１（２１Ｒ、２１Ｌ）と嵌合することにより揺動可能に結合される。これにより、クリーニングユニット１と現像ユニット１０が結合する。
【００４９】
クリーニングユニット１と現像ユニット１０の間には、図５に示すように、加圧バネ２２が両端に配置される。加圧バネ２２の付勢力によって、現像ユニット１０は、現像結合穴２０を中心に矢印Ｇ方向の回転モーメントを得る。これにより、現像ローラ１１が感光体ドラム２に当接する。
【００５０】
本実施例において、現像ローラ１１は、感光体ドラム２に接触して配置されているが、所定間隔を設けて配置される構成であってもよい。
【００５１】
［現像剤補給カートリッジの全体的な構成］
次に、現像剤補給カートリッジＴの構成について、図３、図６を参照して説明する。図３は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。図６は、現像剤補給カートリッジＴの構成を示す斜視図である。
【００５２】
現像剤補給カートリッジＴは、図３に示すように、現像剤を収容するための補給枠体４０を有している。補給枠体４０には、プロセスカートリッジＰに現像剤を補給するための現像剤補給開口４３を有する。現像剤補給開口４３の下部には、現像剤補給シャッタ４４が設けられている。通常、現像剤補給シャッタ４４は閉じているが、装置本体１００ＡにプロセスカートリッジＰと現像剤補給カートリッジＴが装着された状態において、開く構成になっている。
【００５３】
補給枠体４０内には、補給搬送部材４１と補給攪拌部材４２が設けられている。補給搬送部材４１と補給攪拌部材４２は、補給枠体４０によって回転可能に支持されている。補給搬送部材４１は、補給枠体４０内の現像剤を現像剤補給開口４３に向けて搬送する。補給搬送部材４１は、図６に示すように、表面にらせん状のフィン４１ａと戻しフィン４１ｂが形成されたスクリュー部材である。フィン４１ａは、矢印Ｑ方向に現像剤を搬送する。戻しフィン４１ｂは、フィン４１ａと逆方向に現像剤を搬送する。補給攪拌部材４２の役割は、二つある。一つは、補給枠体４０内の現像剤を攪拌することである。もう一つは、攪拌した現像剤を補給搬送部材４１に送ることである。補給攪拌部材４２は、補給攪拌棒４２ａと補給攪拌シート４２ｂから形成されている。補給搬送部材４１の上部には、カバー部材４７が設けられている。カバー部材４７は、現像剤補給開口４３と補給搬送部材４１の長手方向の一部を覆っている。カバー部材４７には、戻し穴４７ａが設けられている。
【００５４】
補給搬送部材４１と補給攪拌部材４２の長手方向の一端には、それぞれ補給搬送カップリング４５と補給攪拌カップリング４６が設けられている。補給搬送カップリング４５と補給攪拌カップリング４６は、装置本体１００Ａのカップリング（不図示）と係合する。補給搬送カップリング４５と補給攪拌カップリング４６に装置本体１００Ａの駆動モータ（不図示）の駆動力の伝達されることで、補給搬送部材４１と補給攪拌部材４２が所定の速度で回転駆動される。
【００５５】
現像剤補給カートリッジＴ内の現像剤の搬送について説明する。補給枠体４０内の現像剤は、補給攪拌部材４２によって攪拌され、補給搬送部材４１へ送られる。補給搬送部材４１に送られた現像剤は、カバー部材４７まで搬送されるとカバー部材４７によって一部が規制される。これにより、現像剤補給開口４３から排出される現像剤の量が一定となる。カバー部材４７内に搬送された現像剤は、現像剤補給開口４３からプロセスカートリッジＰへ排出される。現像剤補給開口４３から落下しなかった現像剤は、戻しフィン４１ｂによって、戻し穴４７ａから補給攪拌部材４２へ送られ、再び撹拌される。
【００５６】
［現像剤搬送装置の構成］
次に、画像形成装置１００で用いられる現像剤搬送手段（現像剤搬送装置）９の構成について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は、封止部材８０がある状態における現像ユニット１０の概略断面図である。図１（ｂ）は、封止部材８０の一部が引かれた状態における現像ユニット１０の概略断面図である。
【００５７】
本実施例では現像ユニットに設けられた現像剤収容部１５および、現像剤収容部１５に取り付けられた現像剤搬送部材２５等の部材によって現像剤搬送装置９が構成される。
【００５８】
現像剤収容部１５は、図１に示すように、仕切り部２９によって第一収容部１５ａと第二収容部１５ｂに区分けられる。第一収容部１５ａと第二収容部１５ｂは、長手方向の両端に設けられた第一開口１７と第二開口１８によって接続している。
【００５９】
第一収容部１５ａには、現像剤受入開口２３が設けられている。現像剤受入開口２３は、現像剤補給カートリッジＴの現像剤補給開口４３と接続する。現像剤補給開口４３と現像剤受入開口２３が接続することで、現像剤補給カートリッジＴからプロセスカートリッジＰへ現像剤が補給される。現像剤受入開口２３の上部には、現像剤受入シャッタ２６が配置されている。通常、現像剤受入シャッタ２６は閉じているが、装置本体１００ＡにプロセスカートリッジＰと現像剤補給カートリッジＴが装着された状態において、開く構成になっている。
【００６０】
第二収容部１５ｂは、現像開口２８を介して現像部１６と接続している。プロセスカートリッジＰの未使用時において、現像開口２８は、封止部材８０で封止されている。ここで現像開口２８は、現像剤収容部１５から現像剤を排出するための開口部である。封止部材８０は、この現像開口２８に取り付けられ、プロセスカートリッジＰの物流時に現像剤収容部１５から現像剤が漏れるのを防止している。封止部材８０は、現像開口２８面に溶着等で接着される。
【００６１】
封止部材８０の長手方向の一端は、図１に示すように折り返されて、現像枠体１４に設けられたシール開口１４ａを通過して現像枠体１４の外部に延伸している。シール開口１４ａには、シール部材５１が設けられる。シール部材５１は、シール開口１４ａから現像剤が漏れるのを防止する。封止部材８０の折り返し部８０ａの長手方向の端部８０ｂは、現像枠体１４の外部において、巻取り部材３８と結合している。封止部材８０は、巻取り軸部３８ｂに両面テープ等によって接着される。プロセスカートリッジＰを使用する際、封止部材８０は、巻取り部材３８で巻き取られることによって除去される。巻取り部材３８は、封止部材８０を現像開口２８から取り外す（除去する）ための除去部材である。
【００６２】
第一収容部１５ａには、現像剤攪拌部材２４が設けられている。現像剤攪拌部材２４の役割は、二つある。一つは、現像剤収容部１５内の現像剤と現像剤補給カートリッジＴから補給された現像剤を混ぜることである。もう一つは、混ぜた現像剤を矢印Ｈ方向へ搬送することである。すなわち現像剤搬送部材２５を第１の現像剤搬送部材としたとき、現像剤撹拌部材は第２の現像剤搬送部材となる。この現像剤攪拌部材２４は、現像攪拌軸２４ａの周囲に設けられた現像支持軸２４ｂに攪拌バネ２４ｃを取り付けた構成になっている。
【００６３】
第二収容部１５ｂには、現像剤搬送部材２５が設けられている。現像剤搬送部材２５は、矢印Ｊ方向（現像剤搬送方向）に現像剤を搬送するスクリュー部材である。このとき、現像剤攪拌部材２４による現像剤搬送速度は、現像剤搬送部材２５による現像剤搬送速度よりも遅い設定となっている。
【００６４】
現像ユニット１０内の現像剤の搬送について説明する。現像剤補給カートリッジＴから補給された現像剤は、第一収容部１５ａ内で、現像剤攪拌部材２４によって現像剤収容部１５内の現像剤と混ぜられる。混ぜられた現像剤は、第一開口１７を介して第二収容部１５ｂへ送られる。第二収容部１５ｂにおいて、現像剤は、現像剤搬送部材２５によって、現像開口２８から現像部１６へ搬送される。現像部１６に搬送された現像剤は、供給ローラ１２を介して現像ローラ１１に送られ、現像される。現像に供給されなかった現像剤は、再び現像部１６から第二収容部１５ｂに戻る。その後、現像剤搬送部材２５によって、第二開口１８から第一収容部１５ａに搬送される。現像剤はこの状態を繰り返すことで循環される。
【００６５】
［現像ユニットの駆動構成］
次に、現像ユニットの駆動構成について、図１、図５を参照して説明する。図１は、現像ユニットの概略断面図である。図５は、プロセスカートリッジＰの全体像を示す斜視図である。
【００６６】
図１に示すように、現像ローラ１１の一端には、現像ローラ１１に駆動を伝達するための現像ローラギア３０が設けられている。供給ローラ１２の一端には、供給ローラ１２に駆動を伝達するための供給ローラギア３１が設けられている。現像剤搬送部材２５の一端には、現像剤搬送部材２５に駆動を伝達するための現像搬送ギア３２が設けられている。現像剤攪拌部材２４の一端には、現像剤攪拌部材２４に駆動を伝達するための第一現像攪拌ギア３３が設けられている。現像搬送ギア３２は、現像剤搬送部材２５を回転させる駆動力が入力される駆動入力部である。
【００６７】
現像剤攪拌部材２４の他端には、現像剤攪拌部材２４からの駆動を伝達するための第二現像攪拌ギア３４が設けられている。
【００６８】
一方、現像ユニット１０の長手方向の一端には、図５に示すように、現像駆動カップリング２７が設けられている。現像駆動カップリング２７は、装置本体１００Ａのカップリング（不図示）と係合する。現像駆動カップリング２７は、装置本体の駆動モータ（不図示）の駆動力が伝達されると、所定の速度で回転する。
【００６９】
装置本体１００Ａの駆動モータの駆動力は、現像駆動カップリング２７から以下の経路で伝達される。
【００７０】
現像駆動カップリング２７の駆動は、図１に示すように、現像駆動カップリング２７のギア部２７ａから第一アイドラギア３５と第二アイドラギア３６を介して、現像ローラギア３０と供給ローラギア３１へ伝達される。これにより、現像ローラ１１と供給ローラ１２が駆動する。
【００７１】
また、第一アイドラギア３５の駆動は、第一現像攪拌ギア３３にも伝達され、現像剤攪拌部材２４が駆動する。現像剤攪拌部材２４の駆動は、第二現像攪拌ギア３４から第三アイドラギア３７を介して現像搬送ギア３２に伝達され、現像剤搬送部材２５が駆動する。
【００７２】
また、第三アイドラギア３７の駆動は、第四アイドラギア３９にも伝達される。第四アイドラギアの駆動は、巻取り部材３８に伝達され、巻取り部材３８が回転する。これにより、封止部材８０が巻き取られ、現像開口２８から除去される。
【００７３】
プロセスカートリッジＰが装置本体１００Ａに装着されて、新品状態を検知された時に、現像駆動カップリング２７が駆動されることで、封止部材８０の巻き取りが開始する。
【００７４】
このとき、現像駆動カップリング２７には、現像ローラ１１、供給ローラ１２、現像剤撹拌部材２４、現像剤搬送部材２５、封止部材８０の巻き取り部材３８、それらの駆動に要する負荷トルクがかかる。
【００７５】
特に、物流により、第二収容部１５ｂにおける現像剤搬送部材２５による現像剤搬送方向Ｊの下流側、かつ、第一収容部１５ａにおける現像剤撹拌部材２４による現像剤搬送方向Ｈの上流側に現像剤が凝集した場合、負荷トルクが最も大きくなることがわかっている。
【００７６】
その理由の一つは、現像剤搬送部材２５と現像剤撹拌部材２４の駆動が開始された際に、第一収容部１５ａ内を移動する現像剤の速度が第二収容部１５ｂを移動する現像剤の速度と比べて遅いためである。これにより第二開口１８を通って、第二収容部１５ｂから第一収容部１５ａに搬送された現像剤が、現像剤搬送方向Ｊの下流側に詰まりやすくなる。現像剤が詰まった後も、現像剤搬送部材２５が駆動され続けると現像剤搬送部材２５を駆動させるために必要な負荷トルクが上昇してしまうことになる。
【００７７】
一方、現像剤搬送方向Ｊの上流側に現像剤が凝集した場合には、第二収容部１５ｂの現像剤搬送速度が第一収容部１５ａの現像剤搬送速度と比べて速く、また、第二収容部１５ｂの現像剤搬送方向Ｊの下流側に空間があるため、現像剤の凝集は解消されていく。そのため現像剤搬送方向Ｊの下流側に現像剤が凝集することに比べて、現像剤搬送方向Ｊの上流側に現像剤が凝集した場合には現像剤搬送部材２５の負荷トルクは小さい。
【００７８】
現像剤搬送方向Ｊの下流側に現像剤が凝集した場合に、負荷トルクが上昇する課題の対策として、本実施例では、最も負荷トルクがかかる現像剤搬送部材２５に対して、第二収容部１５ｂの内部にクラッチ部７０を設けている。このクラッチ部７０は、現像剤収容部１５の中にあって、現像剤搬送部材２５と、現像搬送ギア３２の間、かつ、それぞれと同軸上に設けられている。
【００７９】
現像剤収容部１５の内部にクラッチ部７０を収めることにより、現像剤収容部１５の外部にクラッチ部７０を設ける場合より、現像装置及びプロセスカートリッジの小型化を達成できる。
【００８０】
現像剤搬送部材２５の負荷トルクが一定以上の場合、クラッチ部７０が動作し、駆動が遮断される。現像剤搬送部材２５の駆動が遮断されている間、第四アイドラギア３９への駆動伝達は行われているため、封止部材８０の巻き取りは継続して行われる。封止部材８０の巻き取りが行われると、図１（ｂ）に示すように、封止部材８０の折り返し部から現像開口２８が開き始める。それによって、第二収容部１５ｂに凝集された現像剤が、現像部１６に落ち始める。現像部１６に現像剤が落ちることで、現像剤搬送部材２５を駆動させるための負荷トルクが減少し、現像搬送ギア３２の駆動が現像剤搬送部材２５に伝達され、現像剤搬送部材２５が駆動開始する。
【００８１】
また、現像剤搬送部材２５の駆動が遮断された際も、現像剤撹拌部材２４は駆動され続けるので、現像剤撹拌部材２４によっても現像剤の凝集を解消させることができる。
【００８２】
なお、現像剤収容部の第二収容部１５ｂにおける現像剤搬送部材２５による現像剤搬送方向Ｊの上流側、かつ、第一収容部１５ａにおける現像剤撹拌部材２４による現像剤搬送方向Ｈの下流側に現像剤が凝集した場合は現像剤搬送部材２５の駆動が遮断されない。その理由は、前述したように、凝集された現像剤がほぐされながら搬送されていくため現像剤搬送部材２５の負荷トルクが大きく上昇しないためである。このとき、クラッチ部７０は動作しない。
【００８３】
すなわち、クラッチ部７０を動作させ、現像剤搬送部材２５の駆動を遮断させる必要が特にあるのは、現像剤搬送方向Ｊの下流側にて現像剤が凝集している場合である。このときクラッチ部７０が配置された現像剤搬送方向Ｊの上流側では、現像剤は凝集していないので、現像剤の影響によってクラッチ部７０の動作不良が生じることは抑制される。
【００８４】
［クラッチ部の構成］
次に本実施例におけるクラッチ部の詳細な構成について、図７、図８を用いて説明する。図７は、現像搬送部材とクラッチ部の分解斜視図である。図８（ａ）は、現像搬送部材の駆動中におけるクラッチ部の概略断面図である。図８（ｂ）は、現像搬送部材の駆動遮断時におけるクラッチ部の概略断面図である。
【００８５】
図７に示すように、現像剤搬送部材２５の同軸上に弾性部材である圧縮コイルバネ（以下、圧縮バネとよぶ）７１と、係合部材７２を取り付けた状態で、現像剤収容部１５の第二収容部１５ｂに取り付け、現像枠体１４の外側から現像搬送ギア３２を取り付ける。このとき、圧縮バネ７１は現像剤搬送部材２５のバネ受け面２５ｅと係合部材７２のバネ受け部７２ｅの間で保持される。
また、係合部材７２の内周部７２ｂと現像搬送ギア３２の外周部３２ａは係合する。
【００８６】
次に、図７、図８（ａ）を用いて、現像剤搬送部材２５の駆動時の状態を説明する。
係合部材７２の内周部７２ｂには、リブ状の駆動伝達部７２ｃ、７２ｄが設けられている。現像剤搬送部材２５は円筒部２５ｂを有し、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄと対向する位置にスリット２５ａを有する。係合部材７２は、円筒部２５ｂに対して、内周部７２ｂが軸方向に移動可能に係合している。
【００８７】
係合部材７２が低負荷で軸方向に移動できるために、スリット２５ａの幅を、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄの幅より大きい関係としている。
【００８８】
駆動伝達部７２ｃ、７２ｄは、現像搬送ギア３２の駆動力を受け、現像剤搬送部材２５に駆動力を伝達する機能をもつ。また現像搬送ギア３２は、現像剤搬送部材の回転軸に対して傾斜し、前記係合部材７２と係合する斜面（以下、カム面３２ｂ）を有する。現像搬送ギア３２の駆動は、カム面３２ｂが、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄに接触し、係合部材７２に駆動力を伝える。その後、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄは、現像剤搬送部材２５のスリット２５ａに係合した状態で被駆動伝達面２５ｃ、２５ｄと接触し、現像剤搬送部材２５の駆動が行われる。
【００８９】
次に、図７、図８（ｂ）を用いて、現像剤搬送部材２５の駆動遮断時の状態を説明する。
現像剤搬送部材２５の負荷トルクが一定以上になると、係合部材７２の駆動伝達部７２ｃ、７２ｄは回転中の現像搬送ギア３２のカム面３２ｂに沿って、圧縮バネ７１が圧縮する方向（矢印Ｖ方向）に移動する。このとき、係合部材７２の駆動伝達部７２ｃ、７２ｄにかかる軸方向の力は圧縮バネ７１から係合部材７２にかかる力よりも大きくなっている。そして、図８（ｂ）に示すように、駆動伝達部７２ｃ、７２ｄがカム面３２ｂの頂点３２ｄと接触する位置まで達すると、現像搬送ギア３２から、係合部材７２への回転駆動伝達は行われなくなる。このとき、現像搬送ギア３２が空転する。この動作によって、現像剤搬送部材２５への駆動が遮断される。
【００９０】
すなわち、係合部材７２は、現像剤搬送部材２５に駆動力を伝える位置（駆動伝達位置）（図８（ａ）参照）と、現像搬送部材２５に駆動力が伝わるのを規制する規制位置（図８（ｂ）参照）とを移動可能な移動部材である。係合部材７２は圧縮バネ７１によって駆動伝達位置に向けて付勢されているが、現像剤搬送部材２５を駆動させるために必要な駆動力（負荷トルク）が所定の大きさを超えると、駆動伝達位置から規制位置に移動する。
【００９１】
本実施例では、現像搬送ギア３２の駆動１周期に２回、係合部材７２の移動が行われる。現像剤搬送部材２５の回転トルクが一定以下になると、現像搬送ギア３２のカム面３２ｂによって、現像剤搬送部材２５の駆動が開始される。
【００９２】
以上より、圧縮バネ７１と係合部材７２のみを追加した簡易構成で、負荷トルクが一定以上になると駆動遮断できる。
【００９３】
本実施例では、上述したように現像剤搬送方向Ｊにおいて、クラッチ部７０は現像剤搬送部材２５の上流側に設けている。そのため現像剤搬送方向Ｊの下流側にて現像剤が凝集し現像剤搬送部材２５の負荷トルクが大きくなった場合であっても、現像剤搬送方向Ｊの上流側に位置するクラッチ部７０の周囲では現像剤の密度は比較的小さい。現像剤搬送部材２５へ伝達される駆動力を遮断する場合に、係合部材７２が移動しても、係合部材７２が現像剤から受ける抵抗力は小さくなる。その結果、クラッチ部７０は現像剤によって作動不良を起こすことなく確実に駆動力の伝達を遮断する。
【００９４】
また図９に係合部材７２を図８の矢印Ｖ方向の下流側から見た正面図を示す。図９に示されるように係合部材７２には係合部材７２を貫通する貫通穴７０ｇが設けられている。この貫通穴７０ｇは、係合部材７２が移動する際に、係合部材７２の周囲にある現像剤が通過することを許容する。この結果係合部材７２が現像剤から受ける抵抗がより低減されクラッチ部７０の作動不良はより抑制される。
【００９５】
以上、説明したように、クラッチ部７０を現像剤収容部１５の内部に設けることで、現像剤の凝集による負荷トルクの上昇を抑えつつ装置の小型化を達成できる。特に本実施例では、現像剤搬送部材２５の現像剤搬送方向Ｊの上流側にクラッチ部７０を設けることで、クラッチ部７０の作動不良が抑制され、クラッチ部７０は確実に現像剤搬送部材２５の駆動を遮断することができる。
【００９６】
また本実施例では、現像剤収容部１５および、現像剤収容部１５に設けられた現像剤撹拌部材２４、現像剤搬送部材２５、封止部材８０、クラッチ部７０等を有する現像剤搬送装置９をプロセスカートリッジの現像ユニット１０に採用した。一方で、現像剤補給カートリッジにおいても、先に説明した現像剤搬送装置の構成を採用することで、同様の効果を得ることができる。
【００９７】
またクラッチ部７０は本実施例の構成に限らず、トルクリミッタ、摩擦クラッチ等、別構成のクラッチを用いても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９８】
２ 感光体ドラム
９ 現像剤搬送装置
１１ 現像ローラ
１５ 現像剤収容部
１５ａ 第一収容部
１５ｂ 第二収容部
２４ 現像剤攪拌部材
２５ 現像剤搬送部材
２５ａ スリット
２５ｂ 円筒部
２５ｃ、２５ｄ 被駆動伝達面
２５ｅ バネ受け面
３２ 現像搬送ギア
３２ａ 第一円筒部
３２ｂ カム面
３２ｃ 第二円筒部
３２ｄ 頂点
７０ クラッチ部
７１ 圧縮バネ
７２ 係合部材
７２ｂ 内周部
７２ｃ、７２ｄ 駆動伝達部
７２ｅ バネ受け部
１２０ 給送ユニット
１２１ 給送トレイ
１２２ 給出ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられる現像剤搬送装置において、
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の内部に配置され、回転により現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
前記現像剤搬送部材を駆動させる駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部から前記現像剤搬送部材に駆動力を伝える状態と、前記現像剤搬送部材を回転させるために必要な駆動力が所定の大きさを超えた場合に前記駆動入力部から前記現像剤搬送部材に駆動力が伝達されるのを規制する状態と、を取り得るクラッチと、
を備え、
前記クラッチは前記現像剤収容部の内部に取り付けられることを特徴とする現像剤搬送装置。
【請求項２】
前記クラッチは前記現像剤搬送部材が現像剤を搬送する現像剤搬送方向において、前記現像剤搬送部材の上流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤搬送装置。
【請求項３】
前記クラッチは、前記現像剤搬送部材に駆動力を伝達する駆動伝達位置と、前記現像剤搬送部材に駆動力が伝達されるのを規制する規制位置とを移動可能な移動部材と、前記移動部材を前記駆動伝達位置に向けて付勢する弾性部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像剤搬送装置。
【請求項４】
前記駆動入力部は、前記移動部材と係合する斜面を有し、
前記現像剤搬送部材を回転させるために必要な駆動力が所定の大きさを超えた場合に、前記移動部材は、前記斜面に沿って前記駆動伝達位置から前記規制位置に移動することを特徴とする請求項３に記載の現像剤搬送装置。
【請求項５】
前記移動部材には、前記移動部材が移動する際に、現像剤が通過することを許容する貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の現像剤搬送装置。
【請求項６】
前記現像剤収容部から現像剤を排出するための開口部と、
前記開口部に取り付けられ、前記開口部を封止する封止部材と、
前記封止部材を前記開口部から取り外すための除去部材と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置。
【請求項７】
前記現像剤収容部は、第一収容部と、第二収容部に区分けられ、
前記第二収容部は、前記現像剤搬送部材と前記クラッチが配置され、前記第一収容部と接続しており、
前記現像剤搬送部材が回転する際に、前記第二収容部を移動する現像剤の速度は、前記第一収容部を移動する現像剤の速度より速いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置。
【請求項８】
前記第一収容部の内部に配置され、回転することによって現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の現像剤搬送装置。
【請求項９】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
潜像が形成される像担持体と、
前記潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１】
画像形成装置に用いられる現像剤搬送装置において、
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の内部に配置され、回転により現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
前記現像剤搬送部材を駆動させる駆動力が入力される駆動入力部と、
前記駆動入力部から前記現像剤搬送部材に駆動力を伝える状態と、前記現像剤搬送部材を回転させるために必要な駆動力が所定の大きさを超えた場合に前記駆動入力部から前記現像剤搬送部材に駆動力が伝達されるのを規制する状態と、を取り得るクラッチと、
を備え、
前記クラッチは前記現像剤収容部の内部に取り付けられることを特徴とする現像剤搬送装置。
【請求項２】
前記クラッチは前記現像剤搬送部材が現像剤を搬送する現像剤搬送方向において、前記現像剤搬送部材の上流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤搬送装置。
【請求項３】
前記クラッチは、前記現像剤搬送部材に駆動力を伝達する駆動伝達位置と、前記現像剤搬送部材に駆動力が伝達されるのを規制する規制位置とを移動可能な移動部材と、前記移動部材を前記駆動伝達位置に向けて付勢する弾性部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像剤搬送装置。
【請求項４】
前記駆動入力部は、前記移動部材と係合する斜面を有し、
前記現像剤搬送部材を回転させるために必要な駆動力が所定の大きさを超えた場合に、前記移動部材は、前記斜面に沿って前記駆動伝達位置から前記規制位置に移動することを特徴とする請求項３に記載の現像剤搬送装置。
【請求項５】
前記移動部材には、前記移動部材が移動する際に、現像剤が通過することを許容する貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の現像剤搬送装置。
【請求項６】
前記現像剤収容部から現像剤を排出するための開口部と、
前記開口部に取り付けられ、前記開口部を封止する封止部材と、
前記封止部材を前記開口部から取り外すための除去部材と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置。
【請求項７】
前記現像剤収容部は、第一収容部と、第二収容部に区分けられ、
前記第二収容部は、前記現像剤搬送部材と前記クラッチが配置され、前記第一収容部と接続しており、
前記現像剤搬送部材が回転する際に、前記第二収容部を移動する現像剤の速度は、前記第一収容部を移動する現像剤の速度より速いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置。
【請求項８】
前記第一収容部の内部に配置され、回転することによって現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の現像剤搬送装置。
【請求項９】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
潜像が形成される像担持体と、
前記潜像を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７６７５５（Ｐ２０１３−７６７５５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５３３２（Ｐ２０１１−２１５３３２）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【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２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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