説明

画像形成装置

【課題】現像剤の流動性に関わらずに循環搬送バッファ内のかさ密度を安定させ、高精度にて現像剤の補給を行うことのできるトナー補給装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【解決手段】補給用現像剤を循環搬送するバッファ部を有したトナー補給装置5Aにおいて、攪拌羽36と攪拌スクリュー18、19を同時に駆動させると共に、搬送スクリュー21は停止したままにしておく第1の駆動方式と、攪拌スクリュー18、19と搬送スクリュー21を同時に駆動させる第2の駆動方式を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、電子写真式、静電記録式などにより像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置が収容した現像剤にて可視像(トナー像)とする、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に関するものであり、特に、現像装置へと補給用現像剤を供給するための現像剤補給装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来の画像形成装置においては、一成分現像剤を使用する装置であれ、二成分現像剤を使用する装置であれ、静電潜像を現像することによって現像装置内の現像剤が規定量以下に減少した場合は、本願添付の図14にその一例を示すように、補給用現像剤(トナー)を貯蔵している現像剤補給装置、即ち、ホッパー200から現像装置208内にトナーが補給される。
【0003】
通常、ホッパー200は、現像装置208へと新しいトナーを供給するトナーカートリッジ201と、トナーカートリッジ201から供給されたトナーを貯蔵するバッファ部202とを備えており、バッファ部202内のトナー量が減少してくると、バッファ部202に設けられたトナーセンサ(図示せず)がトナー無しを検知し、トナーカートリッジ201からトナーが供給され、常にバッファ部202内のトナー量を一定に保っている。
【0004】
また、従来のバッファ部202は、縦長の形状をしていることが多い。このタイプのホッパー200では、トナーカートリッジ201から供給されたトナーが、バッファ部202内に重力で落下して溜まり、バッファ部202の底面及び該底面に連通した補給パイプ203中に設けられた搬送スクリュー205によりトナー供給口204を介して現像装置208へと供給されていく。
【0005】
しかしながら、このような重力でバッファ部202内にトナーを満たす方式では、バッファ部202内にトナーが溜まっている間にバッファ部202内のトナーのかさ密度変化が生じやすく、現像装置208へ送るトナー量にばらつきが生じやすくなる。
【0006】
それを解決する手段の1つに浅いバッファ部の中でトナーを循環させる方式がある(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
この方式では、図15に示すように、バッファ部202のトナー供給位置92にトナーカートリッジからトナーが供給された後、攪拌スクリュー89a、89bによってバッファ部202内を循環搬送してトナーを均一にならしている。そして、搬送スクリュー89cによって開口部90へと運ばれたトナーは、図示しない補給パイプを通って現像装置へと運ばれていく。これにより、重力でバッファ部を満たす方式よりもバッファ内のかさ密度変動を抑えることができるため、現像装置へ送るトナー量のばらつきが減少する効果がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平3−217879号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、従来のような循環搬送してトナーを満たすバッファ部を持つホッパーには以下のような問題がある。
【0010】
カラー画像形成装置では出力画像の濃度変動を抑えるために、ホッパーから現像装置への補給量のばらつきをなくす必要がある。
【0011】
そのための手段の1つに、環境差や長期放置などの外乱の影響でかさ密度が変化し難い流動性の低いトナーを使用する方法がある。しかしながら、この流動性の低いトナーを使用した場合、従来の循環搬送タイプのバッファ部では、トナーを現像装置へ補給する際にしか攪拌スクリューでトナーをならすことができないために、トナーの山が崩れずにトナー補給位置で溜まってしまいブロッキングを起こしてしまうことがある。
【0012】
また、ブロッキングしないまでも、トナーセンサが検知できる位置までトナーが流れずに、カートリッジ内にトナーが残っているにもかかわらずトナーカートリッジが空になったと誤検知する恐れがある。
【0013】
また、流動性の低いトナーを使ったにも関わらず、トナー補給位置とそれ以外のかさ密度の差が大きくなりすぎて、逆に補給量のばらつきが大きくなってしまうこともある。
【0014】
そこで、本発明の目的は、現像剤の流動性に関わらずに循環搬送バッファ内のかさ密度を安定させ、高精度にて現像剤の補給を行うことのできるトナー補給装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明によれば、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して可視像とする現像装置と、前記現像装置に対して補給用現像剤を供給する現像剤補給装置と、を備えた画像形成装置において、
前記現像剤補給装置は、
前記現像装置への補給用現像剤を収納する第1の現像剤容器と、
前記第1の現像剤容器内に設けられ、前記現像剤容器内部の現像剤を攪拌すると共に、前記現像剤容器に設けられた排出口から現像剤を排出するための第1の攪拌手段と、
前記現像剤容器から排出された現像剤を受け取る第2の現像剤容器と、
前記第2の現像剤容器内に設けられ、前記第2の現像剤容器内で現像剤を攪拌する第2の攪拌手段と、
前記第2の現像剤容器内に設けられ、前記第2の現像剤容器から所定量の現像剤を前記現像装置に向けて搬送する搬送手段と、
を備え、
前記第1の撹拌手段と前記第2の撹拌手段とを同時に駆動すると共に、前記搬送手段を停止した状態に維持する第1の駆動方式と、前記第2の撹拌手段と前記搬送手段とを同時に駆動する第2の駆動方式とを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、
(1)トナーカートリッジなどとされる第1の現像剤容器から補給用現像剤(トナー)を供給する際にもトナー落下位置のトナーをほぐすことができ、流動性の低いトナーを使用してもブロッキングを起こすことがない。
(2)更に、トナーカートリッジからの補給時にも第2の撹拌手段により、バッファ部の第2の現像剤容器内のトナーが均一にならされるので、バッファ部内のかさ密度が安定し、補給量のばらつきをより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の画像形成装置の一実施例の概略構成断面図である。
【図2】トナー補給装置の一実施例の正面図である。
【図3】トナー補給装置の一実施例の下面図である。
【図4】トナー供給部の一実施例を示す斜視図である。
【図5】トナー補給装置の一実施例の斜視図である。
【図6】トナー補給装置の一実施例の一部破断図である。
【図7】カートリッジシャッタの動作説明する図である。
【図8】バッファ部の上面図である。
【図9】トナー補給装置におけるカートリッジモータからの駆動を説明する図である。
【図10】トナー補給装置におけるホッパーモータからの駆動を説明する図である。
【図11】バッファ部の下面図である。
【図12】フラグの動作を説明する図である。
【図13】トナー補給装置の他の実施例の駆動態様を説明する図である。
【図14】従来のトナー補給装置を説明する概略構成図である。
【図15】従来のトナー補給装置を説明するためのバッファ部の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0019】
実施例1
先ず、図1に本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。
【0020】
本実施例によると、画像形成装置は、リーダ部REとプリンタ部PTとを備えた多色画像形成装置とされ、プリンタ部PTは、像担持体としての感光体ドラム1の周りに、帯電装置2、露光装置3、回転可能な回転式現像装置4A、中間転写ベルト(中間転写体)6、クリーニング手段7、が配置された構成とされる。
【0021】
また、回転式現像装置4Aは、回転体、即ち、現像ロータリ4Bに、複数の現像装置4を搭載している。即ち、本実施例では、現像装置4としては、マゼンタ(M)色現像器4a、シアン(C)色現像器4b、イエロー(Y)色現像器4c、ブラック(Bk)色現像器4dが搭載されている。
【0022】
図1において、感光体ドラム1は、駆動手段(図示せず)によって矢印R1方向に回転され、感光体ドラム1の表面が帯電装置としての帯電ローラ2により帯電される。次に、露光装置3により感光体ドラム1の表面に1色目の静電潜像が形成される。つまり、リーダ部REにおいて読取られた画像情報は、露光装置3のレーザー出力部にて各色毎に光信号(レーザー光)に変換されてポリゴンミラーで反射され、レンズ及び折り返しミラーを経て感光体ドラム1の面に露光される。
【0023】
回転式現像装置4Aは、現像ロータリ4Bを回転制御することによって、マゼンタ(M)色現像器4a、シアン(C)色現像器4b、イエロー(Y)色現像器4c、ブラック(Bk)色現像器4dのいずれかの色現像器4が感光体ドラム1と対向した現像位置に配置される。
【0024】
感光体ドラム1上の静電潜像は、現像位置に位置した現像器4によってトナー現像され、トナー像が形成され可視化される。得られたトナー像は、一次転写位置T1にて一次転写手段8により中間転写ベルト6上に一次転写される。
【0025】
上記の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の中間転写ベルト6上への一次転写が、4色のトナーについて順次行われ、これによって中間転写ベルト6上には4色重ねのカラーのトナー像が形成される。
【0026】
一方、記録媒体である転写材Pは、カセット10a、10b、10c、或いは、マルチ手差し10dより繰り出し、搬送され、レジストローラ11で斜行補正及びタイミング取りを行った後、二次転写手段12が配置された二次転写位置T2に向けて搬送される。
【0027】
上記中間転写ベルト6上に形成されたトナー像は、二次転写手段としての二次転写ローラ12と中間転写ベルト6とによって搬送される転写材Pに一括して二次転写される。カラーのトナー像が転写された転写材Pは定着装置9に搬送され、転写材Pヘのトナーの定着が行われる。定着後の用紙は、排出或いは両面画像形成行程に向かう。
【0028】
二次転写によって転写材Pに二次転写されなかった中間転写ベルト30上の二次転写残トナーは、中間転写ベルト6上にある中間転写ベルト清掃手段6aを用いて回収される。
【0029】
また、一次転写後に感光体ドラム1上には中間転写ベルト6に一次転写されなかったトナーが残留する。この感光体ドラム1上の残留トナーは、クリーニング装置7により除去回収され、感光体ドラム1は、次の画像形成工程に供される。
【0030】
次に、図2〜図8を参照して、現像器4へと補給用現像剤(単に、「トナー」という。)を補給するトナー補給装置について説明する。
【0031】
本実施例において、画像形成装置に設けられたトナー補給装置5Aは、トナーを収容した第1の現像剤容器5としてのトナーカートリッジ、即ち、本実施例では、現像器4(4a、4b、4c、4d)に対応したトナーカートリッジ5(5a、5b、5c、5d)と、トナー補給部13(13a、13b、13c、13d)と、補給パイプ14(14a、14b、14c、14d)とを有する。
【0032】
各現像器4(4a、4b、4c、4d)には、新しいトナーがトナーカートリッジ5(5a、5b、5c、5d)よりそれぞれの必要量だけ、現像ロータリ4Bにて現像位置に回転してきた時点で補給される。
【0033】
このとき、本実施例にて、現像装置として回転式現像装置4Aを採用しているので、現像ロータリ4Bに搭載された各現像器4は、現像位置(或いは何処か特定の一つの位置)の姿勢でしかトナーを受け取ることができない。
【0034】
従って、本実施例によれば、現像器4及び現像ロータリ4Bへのトナーの受け渡しは、図2〜図4に示すように、画像形成装置にて現像ロータリ4Bの手前側に位置して配置されたトナー供給部15Aを介して行われる。図2はトナー補給装置5Aとトナー供給部15Aの正面図であり、図3はトナー補給装置5Aの下面図である。また、図4は、トナー供給部15Aの上方より見た斜視図である。
【0035】
トナー供給部15Aは、その上部に、各現像器4に対応して、トナー補給装置5Aからのトナーを、補給パイプ14(14a、14b、14c、14d)を介して受容するトナー受容口15(15a、15b、15c、15d)を備えている。
【0036】
トナー供給部15Aと回転式現像装置4Aとの間には、現像位置に位置した各現像器にトナーを補給するための各現像器に対応して現像剤搬送路が形成されており、各トナー受容口15に供給された補給トナーは、現像位置に位置した現像器4に供給される。このようなトナー供給部15Aと回転現像装置4Aとの間の構成は、例えば、特開平6−83196号公報などに記載されるように、当業者には周知であり、又、本発明の特徴部を構成するものではないので、これ以上の説明は省略する。
【0037】
次に、図5〜図8をも参照して、本発明の特徴をなす、トナーカートリッジ5(5a、5b、5c、5d)からトナー供給部15Aまでのトナー補給の概略を説明する。図5及び図6は、トナー補給装置5Aにおける或る一色のホッパーの斜視図及び一部破断図であり、図7は、トナーカートリッジ5のシャッター部分を示す図である。
【0038】
トナー補給装置5Aは、トナー供給部15の上方且つ画像形成装置の手前側に設けられており、上述のように、トナーカートリッジ5、トナー補給部13、補給パイプ14を備えている。
【0039】
トナーカートリッジ5(5a、5b、5c、5d)内に入っているトナーは、トナーセンサ16(図5)がトナー無しを検知すると、トナーセンサ16がトナーを検知するまでの間、トナーカートリッジ5の下方に設けたカートリッジ補給口37(37a、37b、37c、37d)からトナー補給部13(13a、13b、13c、13d)へとトナーを搬送する。
【0040】
トナー補給部13は、一定量のトナーを蓄えており、画像形成装置からトナー補給信号を受け取った際に、上記現像位置に現像ロータリ4Bが停止している間、所定量だけトナー補給部13内の補給口20(20a、20b、20c、20d)から補給パイプ14(14a、14b、14c、14d)へとトナーを排出する。
【0041】
補給パイプ14は、トナー補給部13と同一駆動により駆動されており、上記トナー補給部13からトナーを受け取ると共に、トナー供給部15へとトナーを排出する。
【0042】
トナー供給部15は、上述したように、補給口15(15a、15b、15c、15d)を有しており、各補給口15は現像剤搬送路(図示せず)により現像ロータリ4B内に設けられたそれぞれの現像器4に連通している。
【0043】
本実施例において、補給口15は画像形成装置奥側から順に、イエロー15a、マゼンタ15b、シアン15c、ブラック15dという配置になっている。
【0044】
また、本実施例では、回転現像方式の現像装置4Aを採用していることから、現像位置(或いは何処か特定の1位置)の姿勢でしかトナーを受け取ることが出来ない。そのため、上記補給動作は、各色ごとに現像ロータリ4Bが回転して順次動作を繰り返していく。
【0045】
次に、本実施例におけるトナーカートリッジ5とトナー補給部13の詳細構成を図5〜図8を用いて説明する。図5はホッパー3のある1色を示した斜視図であり、図6はその断面を示した図である。
【0046】
トナーカートリッジ5は、トナーを蓄える第1の現像剤容器、即ち、トナー容器25と、後述するバッファシャッター26を開閉するためのハンドル24と、トナー容器25に設けられたカートリッジ排出口37を塞ぐカートリッジシャッター27と、トナーカートリッジ5内のトナーを攪拌し、カートリッジ補給口37からトナーを排出させるための第1の撹拌手段である攪拌羽36と、を備えている。
【0047】
また、トナー補給部13は、トナーカートリッジ5を支持する支持台30と、トナーを蓄えるバッファ部28と、バッファ部28の上面を塞ぐバッファカバー29と、を有して構成されている。また、バッファ部28には、トナーを蓄える第2の現像剤容器としてのバッファ容器17と、バッファ部28内のトナーを攪拌し循環搬送する第2の撹拌手段としての第1及び第2攪拌スクリュー18及び19と、バッファ部28内のトナーを補給パイプ14へと排出する搬送手段としての搬送スクリュー21と、バッファ部28内のトナーの有無を検知するトナーセンサ16と、を備えている。本実施例にて、第1及び第2撹拌スクリュー18及び19は、搬送スクリュー21の両側に対称に対をなして配置されている。
【0048】
また、補給パイプ14は、バッファ部28から排出されたトナーをトナー供給部15へと搬送する補給スクリュー32と、補給スクリュー32を覆うパイプ部33と、補給スクリュー32の回転数をカウントするためのフラグ34及びフォトインタラプタ35と、を備えている。
【0049】
このフラグ34とフォトインタラプタ35により、補給スクリュー32は1回転で1ピッチ分のトナーを搬送することができる。
【0050】
一般的にスクリュー32は、開口部に対する羽の位置関係の影響で、1回転する間にも補給量が脈動し増減を繰り返すため、本実施例では脈動の影響を受け難くするように、常に1回転単位で回転し、開口部に対する羽の位置が同じになるようにしている。
【0051】
また、トナー補給部13は、シャッター開閉ギア31とアイドラギア36を備えており、後述するシャッター開閉動作により、支持台30に設けられたバッファシャッター26を開閉させる。
【0052】
次に、本実施例におけるトナーカートリッジ5とトナー補給部13のシャッター開閉動作について図7を用いて説明する。
【0053】
トナーカートリッジ5はトナー補給部13に対し、矢印α方向(図5)にスライドして挿入される。そして、トナーカートリッジ5が所定位置まで挿入されると、ハンドル24がシャッター開閉ギア31と係合し、カートリッジシャッター27がバッファシャッター26に設けられた図示しない溝と係合する。
【0054】
次に、ユーザーがハンドル24をシャッター開方向である矢印β方向に約90°回転させると、シャッター開閉ギア31が回転し、アイドラギア36に駆動を伝達されてカートリッジシャッター27を矢印γ方向へとスライドさせる。
【0055】
このとき、前述したようにバッファシャッター26はカートリッジシャッター27と係合しているので、カートリッジシャッター27と一緒に矢印γ方向へとスライドする。それにより、トナー容器25に設けられたカートリッジ排出口37と、バッファシャッター26の開口が連通する。この状態で攪拌羽36を回転させることで、トナーカートリッジ5からトナー補給部13へとトナーを排出する。また、このようなバッファシャッター26及びカートリッジシャッター27の構成は、例えば、特開平11−194600号公報などに記載されるように、当業者には周知であり、又、本発明の特徴部を構成するものではないので、これ以上の説明は省略する。
【0056】
次に、本実施例におけるバッファ部28内のトナーの流れについて、図8を用いて説明する。
【0057】
トナーカートリッジ5から排出されたトナーは、トナー補給位置23へと補給され、第1攪拌スクリュー18により矢印aの方向に搬送されていく。そして、トナーがバッファ容器17の奥側まで搬送されると、第1攪拌スクリュー18に設けられたパドル18aにより、矢印bの方向へと搬送される。
【0058】
バッファ容器17の中央には、搬送スクリュー21が設けられている。搬送スクリュー21は第1攪拌スクリュー18によって搬送されたトナーを矢印dの方向へと搬送していき、バッファ容器17の略中央に設けられた排出口20から補給パイプ14へとトナーを排出する。
【0059】
また、第1攪拌スクリュー18によって搬送されたトナーのうち、補給スクリュー21で搬送されなかった余剰分は、矢印cの方向へと押し出され、第2攪拌スクリュー19へと搬送される。
【0060】
第2攪拌スクリュー19へと搬送された余剰トナーは、第2攪拌スクリュー19により矢印eの方向へ搬送されていく。そして、トナーがバッファ容器17の手前側まで搬送されると、第2攪拌スクリュー19に設けられたパドル19aにより、矢印fの方向へと搬送される。
【0061】
更に、搬送スクリュー21の手前側にもパドル21aが設けられており、このパドル21aによって余剰トナーは再び、矢印g方向にトナー補給位置23へと戻ってくる。
【0062】
この一連の動作を繰り返して、バッファ部28内ではトナーの循環が行われる。
【0063】
次に、本実施例における駆動系配置及び駆動伝達経路について、図9〜図11を用いて説明する。
【0064】
図9は、カートリッジモータ101に接続された駆動系を示す斜視図であり、図10はホッパーモータ121に接続された駆動系を示す斜視図である。
【0065】
先ず、図9を参照して第1の駆動伝達経路について説明する。
【0066】
カートリッジモータ101から出力された駆動は、カートリッジモータ101に接続されたウォームギア102からウォームホイール103を伝わり、アイドラギア104へと伝達される。そしてアイドラギア104からギア105へ伝達され、ギア105に接続されたカップリング106を介し、トナーカートリッジ5の攪拌羽36に接続されたカップリング117へと伝達され、攪拌羽36を回転させる。
【0067】
このように第1の駆動伝達経路では、攪拌羽36を駆動して、トナーカートリッジ5からトナー補給部13へとトナーを補給する動作を行う。
【0068】
次に、図10を参照して第2の駆動伝達経路について説明する。
【0069】
ホッパーモータ121から出力された駆動は、ホッパーモータ121に接続されたウォームギア122からウォームホイール123を伝わり、アイドラギア124、アイドラギア125、アイドラギア126の順に伝達されていく。そして、アイドラギア126からバッファ部28のへ伝達される経路と、補給パイプ14へ伝達される経路とに分岐する。
【0070】
補給パイプ14へと分岐した駆動は、まずギア127へ伝達され、ギア127の軸上に固設されたギア128を介し、補給スクリュー32の軸上に設けられたギア129へと伝達され、補給スクリュー32を回転させる。
【0071】
バッファ部28へ分岐した駆動は、ギア116へ伝達され搬送スクリュー21を回転させる。
【0072】
このように第2の駆動伝達経路では、搬送スクリュー21と補給スクリュー32を駆動して、バッファ部28内のトナーをトナー供給部15へと補給する動作を行う。
【0073】
次に、図10及び図11を参照して第3の駆動伝達経路について説明する。
【0074】
第3の駆動伝達経路は、第1攪拌スクリュー18を駆動するギア113と、第2攪拌スクリュー19を駆動するギア114と、ワンウェイクラッチが内臓され、搬送スクリュー21の軸に対して空転/ロック自在に設けられたギア115と、ギア115からの駆動をギア114に伝達するアイドラギア112と、アイドラギア112の駆動をギア113に伝達するアイドラギア111と、が設けられている。
【0075】
また、第3の駆動伝達経路は、第2の駆動伝達経路及び後述する第4の駆動伝達経路から駆動をもらうことができる。以下、第2及び第4の駆動伝達経路から駆動を伝達された場合の補給スクリュー21及び第1、第2攪拌スクリュー18、19の動作を説明する。
【0076】
先ず、第2の駆動伝達経路から駆動が入力された場合には、搬送スクリュー21が回転し、その軸上に設けられたギア115は、ワンウェイクラッチがロックする方向に回転して搬送スクリュー21と一緒に回転を行う。そして、ギア115に伝達された駆動はアイドラギア112へ伝達され、ギア112からギア114に伝達される経路と、ギア112からギア111、ギア113へと伝達する経路に分岐し、それぞれに接続された第1、第2攪拌スクリュー18、19を回転させる。
【0077】
また、後述する第4の駆動伝達経路から駆動が入力された場合には、アイドラギア112へと駆動が入力され、アイドラギア112がギア111と、ギア114と、ギア115に駆動を伝達する。これにより、上記第2の駆動伝達経路から駆動が入力されたときと同様に、第1、第2攪拌スクリュー18、19を駆動することができる。
【0078】
このとき、第2の駆動伝達経路と第4の駆動伝達経路のどちらから駆動が入力された場合でも、第1、第2攪拌スクリュー18、19は同じ方向に回転するが、第2の駆動伝達経路から駆動が入力された時には、第4の駆動伝達経路から駆動が入力されたときの約2倍の速度で回転するように設定されている。
【0079】
更に、ギア115はワンウェイクラッチが空転方向に回転するために、搬送スクリュー21には駆動が伝達されず、搬送スクリュー21は回転しない。
【0080】
次に、図9を参照して第4の駆動伝達経路について説明する。
【0081】
第4の駆動伝達経路は、軸に固定されたギア107と、ギア107の軸上に配置され、ワンウェイクラッチを内臓しているギア108と、アイドラギア109と、アイドラギア110とから構成されている。
【0082】
第4の駆動伝達経路もまた、第1の駆動伝達経路と第3の駆動伝達経路とから駆動をもらうことができる。
【0083】
先ず、第1の駆動伝達経路から駆動が入力された場合には、ギア107が回転するためギア107に固設された軸が回転し、その軸上に設けられたギア108は、ワンウェイクラッチがロックする方向に回転してギア107と一緒に回転を行う。そして、ギア108に伝達された駆動はアイドラギア109、アイドラギア110と伝達され、第3の駆動伝達経路であるアイドラギア112へと駆動を伝達していく。
【0084】
次に、第3の駆動伝達経路から駆動が伝達された場合には、アイドラギア112からアイドラギア110、アイドラギア109と駆動が伝達され、ギア108に駆動が入力される。このときギア108のワンウェイクラッチが空転方向に回転するために、ギア107には駆動が伝達されない。
【0085】
以上、第1〜第4の駆動伝達経路により、2つのモータ101、121のそれぞれから駆動が入力されても、ギア108又はギア115が空転し駆動を切断するため、別のモータまで駆動を伝達してしまうことを防止している。
【0086】
また、2つのモータ101、121が同時駆動した場合には、第3の駆動伝達経路では、ホッパーモータ121からの駆動の方が速く回転するように設定されているため、ギア115がロックして第2の駆動伝達経路からの入力が優先される。その際に、第3の駆動伝達経路から第4の駆動伝達経路へと駆動が伝達されるが、ギア107の回転速度よりギア108の回転速度の方が早いので、ギア108が空転し駆動を切断している。これにより、同時駆動でもカートリッジモータ101は攪拌羽36を駆動することができる。
【0087】
また、本実施例では第4の駆動伝達経路から第3の駆動伝達経路への入力位置をギア112にしたが、アイドラギア109とアイドラギア110が奇数個のギア列であればギア114に直接入力してもよい。
【0088】
このように、本実施例1では2個のワンウェイクラッチの空転/ロック動作により、トナーカートリッジ5とトナー補給部13の駆動を制御している。
【0089】
次に、本実施例におけるバッファ部28の駆動ロック機構について、図12を用いて説明する。
【0090】
本実施例の構成においては、図8に示すように、清掃バネ22が攪拌スクリュー18の軸に設けられ、攪拌スクリュー18の回転と一緒に回転し、トナーセンサ16のセンサ面に付着したトナーを掻き落とし、センサの誤検知を防止している。
【0091】
また、図12に示すように、バッファ部28の駆動側には、バッファ容器17に設けられたアイドラギア111の軸39に、ギア113の逆転を防止するフラグ37が設けられ、アイドラギア111とフラグ37の間には図示しない摩擦部材が設けられている。このとき、ストッパー38でフラグのスラスト位置を固定し摩擦部材を所定量潰すことで、アイドラギア111とフラグ37に軽負荷を与え、アイドラギア111の回転に同期してフラグ37が回転するように設けられている。また、フラグ37は軸39の溝部に係合する突起を有している。
【0092】
通常、バッファ部28は、ホッパー、即ち、トナー補給装置5A本体に取り付けられているために、逆転駆動することはないが、サービス時や組み立て時にバッファ部28単体になったとき、バッファ部28に設けられた各ギアを手で回すと、清掃バネ22は逆転可能であり、逆転した際には清掃バネ22が引っ掛かって破損する恐れがある。
【0093】
このフラグ37は、その際にギア113の逆転を防止するものである。図に示したように、バッファ部28がホッパーに組み込まれ、通常動作を行う場合には、図中通常動作時に示すように、アイドラギア111とギア113は矢印の方向に回転するが、この際にフラグ37は摩擦部材の摩擦によりアイドラギア111と一緒に連れ回りして、図示した位置まで回転する。すると、フラグ37の突起部37aは軸39の溝39aの壁に当たり(図12(b)の通常作動時「A」の位置)、連れ回りを止め、図示した位置で停止する。
【0094】
また、バッファ部28単体で各ギアを逆転された場合には、図12(c)に示す「ロック時」におけるように、アイドラギア111とギア113は矢印方向に回転し、フラグ37はアイドラギア111の回転方向に連れ回り、「通常動作時」に停止していた位置から図12(c)の「ロック時」に示した位置まで回転する。すると、フラグ37の突起部37aは軸39の溝の壁に当たり(図12(c)の「B」の位置)、連れ回りを止め、図示した位置で停止する。この際、フラグ37の先端には、ギア113の歯面とかみ合う突起部37bが設けられており、ギア113の回転を止め、攪拌スクリュー18の逆転を防止する。
【0095】
本実施例の構成によれば、補給用現像剤を循環搬送するバッファ部を有したトナー補給装置5Aにおいて、攪拌羽36と攪拌スクリュー18、19を同時に駆動させると共に、搬送スクリュー21は停止したままにしておく第1の駆動方式と、攪拌スクリュー18、19と搬送スクリュー21を同時に駆動させる第2の駆動方式を有する構成とされるので、トナーカートリッジからトナーを供給する際にもトナー落下位置のトナーをほぐすことができ、流動性の低いトナーを使用してもブロッキングを起こすことがない。
【0096】
更に、第1の駆動方式はトナーセンサ16まで確実にトナーを搬送することができるので、トナーセンサ16の誤検知が防止できる。
【0097】
更に、トナーカートリッジ5からの補給時にも攪拌スクリュー18、19によりバッファ部28内のトナーが均一にならされるので、バッファ部28内のかさ密度が安定し、補給量のばらつきをより少なくすることができる。
【0098】
実施例2
次に、図13を参照して本発明における第2の実施例について詳細に説明する。
【0099】
第2の実施例では、トナーカートリッジ5及びトナー補給部13、トナー供給部15Aの構成、トナー搬送経路は同じであり、駆動構成だけが異なる。従って、実施例2では駆動伝達経路のみ説明する。
【0100】
図13は、本実施例2におけるトナー補給部13の駆動伝達経路を示した図である。
【0101】
本実施例におけるトナー補給部13の駆動構成は、常に一方向に回転するモータ151と、攪拌羽36の軸上に設けられた第1の駆動切替手段としての第1の電磁クラッチ152と、搬送スクリュー21と補給スクリュー32へ駆動を伝達する駆動伝達経路上に設けられた第2の駆動切替手段としての第2の電磁クラッチ153と、を有する。
【0102】
以下、本実施例2におけるトナー補給装置5Aの動作について説明する。
【0103】
先ず、トナーカートリッジ5からトナー補給部13へのトナー補給動作について説明する。
【0104】
トナーカートリッジ5からトナー補給部13へのトナー補給の場合、第2の電磁クラッチ152のOFF/ONに関わらず、第1の電磁クラッチがONして攪拌羽36へ駆動を伝達することで、トナー補給部13への補給動作を行う。このとき第1及び第2攪拌スクリュー18、19は、モータ151から直接駆動をもらい回転して、バッファ部28内のトナーをほぐしている。
【0105】
次に、トナー補給部13からトナー供給部15へのトナー補給動作について説明する。
【0106】
トナー補給部13からトナー供給部15へのトナー補給の場合、第1の電磁クラッチ152のOFF/ONに関わらす、モータ151が駆動した際に、第2の電磁クラッチ153をONして、搬送スクリュー21と補給スクリュー32へ駆動を伝達することで、搬送スクリュー21と補給スクリュー32と、第1、第2攪拌スクリュー18、19が回転し、トナー供給部15への補給動作を行う。
【0107】
次に、カートリッジ2からトナー補給部13へトナーを補給しつつ、トナー補給部13からトナー供給部15へトナーを補給する動作を行う場合、第1の電磁クラッチ152、第2の電磁クラッチ153共にONして、攪拌羽36と、搬送スクリュー21、補給スクリュー32、第1、第2攪拌スクリュー18、19に駆動を伝達する。
【0108】
このように、本実施例2では電磁クラッチの切替により、トナーカートリッジ5とトナー補給部13の駆動を制御している。
【0109】
上記実施例において、本発明のトナー補給装置は、回転現像装置を備えた画像形成装置に適用されるものとして説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、感光体ドラム及び現像装置を備えイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)色の現像剤像(トナー像)が形成される4つの画像形成部を中間転写ベルトに沿って並置したタンデム型の画像形成装置、或いは、一つの感光体ドラムの周りにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)色の現像装置が配置された構成の画像形成装置などにおいても、同様に適用することができ、同様の作用効果を達成し得る。
【符号の説明】
【0110】
1 感光体ドラム(像担持体)
4(4a〜4d) 現像器
4A 回転式現像装置
4B 現像ロータリ
5(5a〜5d) トナーカートリッジ
5A ホッパー(現像剤補給装置)
13 トナー補給部
14 補給パイプ
15A トナー供給部
17 バッファ容器(第2の現像剤容器)
18、19 第1、第2撹拌スクリュー(第2の撹拌手段)
20(20a〜20d) 補給口
21 搬送スクリュー(搬送手段)
25 トナー容器(第1の現像剤容器)
28 バッファ部
32 補給スクリュー
33 パイプ部
36 撹拌羽(第1の撹拌手段)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して可視像とする現像装置と、前記現像装置に対して補給用現像剤を供給する現像剤補給装置と、を備えた画像形成装置において、
前記現像剤補給装置は、
前記現像装置への補給用現像剤を収納する第1の現像剤容器と、
前記第1の現像剤容器内に設けられ、前記現像剤容器内部の現像剤を攪拌すると共に、前記現像剤容器に設けられた排出口から現像剤を排出するための第1の攪拌手段と、
前記現像剤容器から排出された現像剤を受け取る第2の現像剤容器と、
前記第2の現像剤容器内に設けられ、前記第2の現像剤容器内で現像剤を攪拌する第2の攪拌手段と、
前記第2の現像剤容器内に設けられ、前記第2の現像剤容器から所定量の現像剤を前記現像装置に向けて搬送する搬送手段と、
を備え、
前記第1の撹拌手段と前記第2の撹拌手段とを同時に駆動すると共に、前記搬送手段を停止した状態に維持する第1の駆動方式と、前記第2の撹拌手段と前記搬送手段とを同時に駆動する第2の駆動方式とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記第2の攪拌手段は、前記搬送手段の両側に対称に一対配置され、前記第2の現像剤容器内の現像剤を前記第2の現像剤容器内で循環させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記第1の攪拌手段の駆動伝達経路上に設けられ、前記第1の攪拌手段へ伝達される駆動のOFF/ONを切り替え可能な第1の駆動切替手段と、
前記搬送手段の駆動伝達経路上に設けられ、前記搬送手段へ伝達される駆動のOFF/ONを切り替え可能な第2の駆動切替手段と、
前記第1及び第2の駆動切替手段と、前記第2の攪拌手段とに駆動を伝達する駆動手段と、を有し、
前記第1の駆動方式を行う場合には、前記第1の駆動切替手段が前記第1の攪拌手段へと駆動を伝達し、
前記第2の駆動方式を行う場合には、前記第2の駆動切替手段が前記搬送手段へと駆動を伝達するように切り替わることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
第1の駆動手段から前記第1の攪拌手段へと駆動を伝達する第1の駆動伝達経路と、
第2の駆動手段から前記搬送手段へと駆動を伝達する第2の駆動伝達経路と、
前記搬送手段に設けられ、ワンウェイクラッチを有した第1のギアと、
前記第1のギアを介し、前記第2の駆動手段から伝達された駆動を前記第2の攪拌手段へと伝達する第3の駆動伝達経路と、
前記第1の駆動伝達経路から分岐し、前記第1の駆動伝達経路から伝達された駆動を前記第3の駆動伝達経路へと伝達する第4の駆動伝達経路と、
前記第4の駆動伝達経路に設けられ、ワンウェイクラッチを有した第2のギアと、
を備え、
前記第1の駆動方式を行う場合には、前記第1の駆動手段から前記第1の駆動伝達経路を介して前記第1の攪拌手段に駆動を伝達し、さらに、前記第4の駆動伝達経路を介して前記第3の駆動伝達経路から前記第2の攪拌手段へと駆動を伝達すると共に、前記第1のギアが空転して前記搬送手段及び前記第2の駆動伝達経路への駆動伝達を止め、
前記第2の駆動方式を行う場合には、前記第2の駆動手段から前記第2の駆動伝達経路を介して前記搬送手段に駆動を伝達し、さらに、前記第1のギアが前記第3の駆動伝達手段を介して前記第2の撹拌手段へと駆動を伝達すると共に、前記第2のギアが空転して前記第4の駆動伝達経路の駆動伝達を止めることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記第2の攪拌手段は、前記第1の駆動手段によって駆動される回転速度よりも、前記第2の駆動手段によって駆動される回転速度の方が速くなるように設定されてい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6】
前記第4の駆動搬送経路は、前記第1の駆動伝達経路から伝達された駆動を前記第2の攪拌手段へと伝達することを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2011−215631(P2011−215631A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−143226(P2011−143226)
【出願日】平成23年6月28日(2011.6.28)
【分割の表示】特願2004−306264(P2004−306264)の分割
【原出願日】平成16年10月20日(2004.10.20)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】