JP2006184611A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成時の通常回転数と画像形成時以外の超低回転数とを両立させて現像ユニット内の回転搬送部を駆動することにより、使用環境に応じた画像を形成可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像ユニット入力軸６２は、ギヤ６４、ワンウェイギヤ６５、現像入力ギヤ６６から成る第１の駆動伝達手段を介して現像モータ駆動軸６３に連結され、ギヤ６９、７０、７１、パドル入力ギヤ７２、ワンウェイギヤ７３、ギヤ７４、７５から成る第２の駆動伝達手段及び現像入力ギヤ６６を介してトナーコンテナモータ駆動軸６８に連結されている。画像形成時は第１の駆動伝達手段を用いて現像モータ駆動軸６３の駆動力を現像ユニット入力軸６２に入力し現像ユニット内のトナーを通常速度で攪拌し、画像形成時以外は第２の駆動伝達手段を用いてトナーコンテナモータ駆動軸６８の駆動力を現像ユニット入力軸６２に入力し現像ユニット内のトナーを超低速で攪拌する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、像担持体上にトナーを供給する現像ユニット内部の回転搬送部の駆動方法に関するものである。

コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤（以下、トナーという）が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。

図９は、現像ユニット２１を用いた従来の画像形成装置（例えばプリンタ）１００である。この画像形成装置１００は、感光体ドラム４１、帯電部４２、画像書込部（レーザスキャンユニット）４３、現像ユニット２１、トナーコンテナ４４、転写部４５、クリーニング部４６、シート収容部５１、搬送部５２、定着部５３、および排紙部５４から構成されている。

感光体ドラム４１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部４２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する画像書込部４３からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が好ましい。

帯電部（帯電チャージャー）４２は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム４１の表面を帯電させるものである。例えば帯電部４２は、細いワイヤー等を有しており、これを電極として、高電圧を印加されることで放電するようになっている。画像書込部（ＬＳＵ）４３は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム４１に照射させ、その感光体ドラム４１に静電潜像を形成させるものである。なお、画像データは不図示のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から送信されたものである。

現像ユニット２１は、感光体ドラム４１の静電潜像にトナーを付着させて、トナー像を形成させるものである。なお、現像ユニット２１に収容されている現像剤としては、例えばトナーとキャリアとから構成される２成分現像剤やトナーのみから構成される１成分現像剤が挙げられる。また、現像ユニット２１の詳細については後述する。

トナーコンテナ４４は、現像ユニット２１内部のトナーが不足するようになれば、その現像ユニット２１にトナーを供給するとともに、トナーを貯留しておくものである。転写部４５は、感光体ドラム４１表面に形成されたトナー像を乱さずに搬送部５２を搬送されてくるシートに移行させるものである。

クリーニング部４６は、トナー像がシートに移行（転写）された後に、感光体ドラム４１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するものである。例えば、感光体ドラム４１の長手方向に線接触するブレード材等が挙げられる。シート収容部５１は、最終的に画像（トナー像）が印刷されるシート（用紙やＯＨＰ等）を収容するとともに、搬送部５２にシートを送り出すものである。

搬送部５２は、シート収容部５１から排紙部５４までのシートの通路であり、定着部５３は、シートに転写されたトナー像を安定な永久像とするものであり、例えば熱や圧力等のエネルギーを付与することにより、粉体状態のトナー像を溶融させるものである。排紙部５４は、定着部５３を経たシート、すなわち永久像が印刷されたシートを収容するものである。

そして、予め入力された画像データに基づいて、ＬＳＵ４３が感光体ドラム４１上にレーザビーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像をその感光体ドラム４１表面に形成させる。その後、現像ユニット２１が静電潜像にトナーを付着させるとともに（トナー像を形成させるとともに）、転写部４５がシートにそのトナー像を転写させる。次に、定着部５３が、そのトナー像の転写されたシートに熱等を加え、永久像とさせるようになっている。

図１０は、現像ユニット２１の概略斜視図であり、図１１（ａ）は側面断面図、図１１（ｂ）は上方からの概略平面図である。なお、図１０及び図１１（ｂ）は、便宜上、蓋部分（カバー部分）を除外して表現し、図１１（ｂ）では第１攪拌スクリュー７（後述）を重点的に表現している。図１０、図１１に示すように、現像ユニット２１は、ケーシング（筐体）５、カバー（筐体）６、第１攪拌スクリュー（回転搬送部）７、第２攪拌スクリュー（回転搬送部）８、現像ローラ１１、規制ブレード１２、及びトナー量を検知するＴセンサ１３を含む構成である。

ケーシング５は、トナーを貯留するものであり、第１貯留室１５と第２貯留室１６とが、ケーシング５と一体形成された仕切り板９によって分けられることで形成される。そして、この第１貯留室１５には第１攪拌スクリュー７、第２貯留室１６には第２攪拌スクリュー８が配設されている。カバー６は、ケーシング５に収容されたトナー等が外部に漏れないように封止するものである。

第１攪拌スクリュー７は、第１貯留室１５に貯留されているトナー等を攪拌させながらＰ方向へと搬送して、第２貯留室１６に導くものであり、第２攪拌スクリュー８は、第２貯留室１６に搬送されてきたトナー等を攪拌させながらＱ方向へと搬送して、現像ローラ１１に供給するものである。図１１（ｂ）に示すように、ケーシング５の長手方向の両端部においては仕切り板９は存在せず、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８間でのトナーの受け渡しが可能となっている。なお、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８は、それぞれ支軸（軸）７ａ、８ａを中心とし、その周囲に螺旋羽７ｂ、８ｂを設けた構成になっており、互いに平行な状態でケーシング５に回転可能に軸支されている。

現像ローラ１１は、感光体ドラム４１（図９参照）の回転に応じて回転することで、その感光体ドラム４１の感光層にトナーを供給するものである。なお、磁性方式の現像剤を用いる現像装置の場合、現像ローラ１１として、内部に永久磁石から成る磁界発生部材（図示せず）が固定されたマグネットローラと回転自在なスリーブが使用される。この磁界発生部材の磁力により現像ローラ１１の表面にトナーを付着（担持）させてトナー薄層を形成する。一方、非磁性方式の現像剤を用いる現像装置の場合は、現像ローラ１１としてゴムローラ等が使用される。現像ローラ１１は、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８と平行な状態で、ケーシング５に回転可能に軸支されている。第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８、及び現像ローラ１１は図示しないギヤ列により連結されており、図示しない駆動手段により回転駆動される。

規制ブレード１２は、感光体ドラム４１に供給するトナー量を規制するものであり、磁性方式の現像剤を用いる現像装置の場合、例えばＳＵＳ４３０等の磁性体のＳＵＳ（ステンレス）が用いられる。そして、規制ブレード１２の先端に対向して設けられた磁界発生部材により現像ローラ１１と規制ブレード１２との間に磁界を発生させ、規制ブレード１２と現像ローラ１１との間隔だけでなく、磁界の強さによって現像ローラ１１へのトナー付着量を厳密に規制している。これにより、数十ミクロンのトナー薄層の形成が可能となる。

トナー像を継続して作成するためには、適宜トナーを現像ユニット２１に補給する必要があるが、特に、キャリアを含まない１成分現像剤を用いる現像ユニットでは、安定したトナー像を形成するためにユニット内部のトナー量を一定に維持しておく必要がある。そのため、現像ユニット２１には、ユニット内部のトナー量を測定するＴセンサ１３が設けられており、その出力に基づいて現像ユニット内のトナー量を決定している。なお、ここでいうトナーとは、いわゆる着色剤を含有した樹脂トナー（トナー粒子）のみならず、外添剤や電荷制御剤等の内添剤を含有した現像剤を意味する。

Ｔセンサ１３は、例えば圧電素子からなるセンサ（圧電センサ）や透磁率センサで、トナー量（またはトナー濃度等）を検知するものである。そして、このＴセンサ１３は、第２攪拌スクリュー８に対面する第２貯留室１６の側面に設けられている。

このＴセンサ１３の検知面は、第１貯留室１５及び第２貯留室１６に充分にトナーが貯留されているとき、そのトナー等によって一定の圧をかけられることで、トナー等が充分に貯留されているものと検知する。一方、充分なトナー量が第１貯留室１５、第２貯留室１６に貯留されていないとき、Ｔセンサ１３は、トナー等によって一定以上の圧をかけられることはない。このとき、Ｔセンサ１３は、トナー量が充分に足りていないと検知するようになっている。

図１２は、トナーコンテナ４４の概略平面図であり、図１３は、図１２の矢印Ｃ方向から見た側面断面図、図１４はトナーコンテナ４４を下方向から見た斜視図である。図１２に示すように、トナーコンテナ４４は、ケーシング（筐体）１７、攪拌パドル１８、搬送スクリュー１９を含む構成である。ケーシング１７は、トナーを貯留する容器であり、このケーシング１７内に攪拌パドル１８及び搬送スクリュー１９が互いに平行に配設されている。

攪拌パドル１８は、支軸１８ａを中心とし、その周囲に先端が回転方向に湾曲した第１攪拌羽１８ｂと、トナーが通過する窓部が形成された平板状の第２攪拌羽１８ｃとから成る一対の攪拌羽１８ｂ、１８ｃを、軸方向に互い違いの位置に２組設けた構成になっており、ケーシング１７に回転可能に軸支されている。攪拌パドル１８が図１３の矢印Ｂ方向に回転することにより、ケーシング１７に貯留されているトナーが攪拌されて搬送スクリュー１９に導かれる。なお、図１３では搬送スクリュー１９は記載を省略している。

搬送スクリュー１９は、支軸１９ａを中心とし、その周囲に螺旋羽１９ｂを設けた構成となっており、所定方向に回転することにより、図１４に示すケーシング１７の底面に設けられたトナー供給口２０より現像ユニット２１（図９参照）にトナーを供給する。支軸１８ａ及び１９ａは図示しないギヤ列により連結されており、図示しない駆動手段により回転駆動される。

上述したような画像形成装置においては、環境条件や経時変化で現像ユニット２１内のトナーの流動性が変化し、攪拌スクリュー７、８によるトナーの搬送量にも影響する。そのため、現像ローラ１１へのトナー供給が不安定となり、良好なトナー像の品質を維持できなくなるという問題点があった。これを解決するためには、画像形成時以外にも現像ユニット２１内のトナーを常に攪拌しておき、トナーの流動性を一定にしておけば良いが、現像ユニット２１を駆動するモータを常に回転させておくと装置周辺の騒音が大きくなるため、画像形成時以外はなるべく低回転数（１０ｒｐｍ以下）で回転させる必要がある。

現像ユニット内のトナーの攪拌速度を変更する方法としては、例えば特許文献１には、トナー濃度センサにより現像ユニット内のトナー濃度を検知し、その検知結果に応じて回転搬送部の回転速度を可変とすることにより、トナーの飛散やトナーかぶり、或いはトナーの劣化を防止する方法が開示されている。また、特許文献２には、現像ユニットの駆動モータとしてステッピングモータを使用し、トナー交換時における残留トナーの排出の際に、負荷の大きい排出初期のみ回転搬送部を低速回転させ、負荷が小さくなった時点で回転速度を速くすることにより、トナー交換時間を短縮する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１の方法では、１つのモータを用いて現像ユニットを駆動させているため、画像形成時以外に回転搬送部を超低速で回転させたい場合、画像形成時の通常の回転数と、画像形成時以外の超低回転数を両立させることは困難であった。また、現像ユニット２１を駆動するモータは、専用モータとするか、或いは特許文献３に示すように、他のプロセスを駆動するモータと共用されている。そのため、一般的にＤＣモータ等の高トルクのモータが使用されるが、特許文献２のようにステッピングモータを使用した場合、十分な動作トルクを得るために、ステッピングモータとして高価なハイブリッド型モータを用いる必要がありコスト面で不利となる。
特開平６−３４２２４１号公報 特開平１０−２３２５５７号公報 特開平９−２４４３３０号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、画像形成時の通常回転数と画像形成時以外の超低回転数とで現像ユニット内の回転搬送部を駆動することにより、使用環境に応じた画像を形成可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、現像剤を貯留する筐体と、該筐体内の現像剤を攪拌搬送する回転搬送部と、該回転搬送部により供給された現像剤を担持する現像ローラとを有し、像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ユニットと、前記回転搬送部を所定の回転速度で駆動する第１の駆動手段と、前記回転搬送部の駆動入力軸と前記第１の駆動手段の駆動出力軸を連結する第１の駆動伝達手段とを備えた画像形成装置において、前記回転搬送部を前記第１の駆動手段よりも低い回転速度で駆動する第２の駆動手段と、前記回転搬送部の駆動入力軸と前記第２の駆動手段の駆動出力軸を連結する第２の駆動伝達手段とが設けられており、前記第１の駆動伝達手段は、前記第２の駆動手段の駆動力を前記第１の駆動手段に伝達せず、前記第２の駆動伝達手段は、前記第１の駆動手段の駆動力を前記第２の駆動手段に伝達しないことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第１の駆動伝達手段は、前記回転搬送部の駆動入力軸が挿入固定される現像入力ギヤを含む１つ以上のギヤで構成され、前記第２の駆動伝達手段は、前記第２の駆動手段の駆動出力軸と前記現像入力ギヤとを連結する１つ以上のギヤで構成されており、前記第１及び第２の駆動伝達手段を構成するギヤのうちそれぞれ１つ以上を、所定の回転方向にのみ駆動力を伝達するワンウェイギヤとしたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像ユニットに供給するトナーを貯留するトナーコンテナを備え、前記第２の駆動手段は、前記トナーコンテナ内に貯留されるトナーの攪拌及び前記現像ユニットへの供給を行う攪拌パドルに回転力を付与する正逆回転可能なトナーコンテナ攪拌モータであることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナーコンテナ攪拌モータの駆動出力軸と前記攪拌パドルの駆動入力軸を連結する第３の駆動伝達手段が設けられており、前記第３の駆動伝達手段は、前記攪拌パドルの駆動入力軸が挿入固定されるパドル入力ギヤを含む１つ以上のギヤから成り、前記第３の駆動伝達手段を構成するギヤのうち１つ以上をワンウェイギヤとしたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記攪拌パドルの駆動入力軸が挿入固定されるパドル入力ギヤを、前記第２の駆動伝達手段内のワンウェイギヤと前記トナーコンテナ攪拌モータの駆動出力軸との間に連結するとともに、前記パドル入力ギヤをワンウェイギヤとしたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第２の駆動手段は、所定の周期の駆動波形を用いて駆動制御されるステッピングモータであることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、画像形成時は第１の駆動手段を用いて回転搬送部を通常回転させることによりトナー供給を行い、画像形成時以外は第２の駆動手段を用いて回転搬送部を超低速回転させることにより、現像ユニット内のトナーの流動性を一定に保持してトナー像の品質を安定化することができる。また、一方の駆動手段の駆動力が他方に影響を及ぼさないため、駆動手段の負荷を軽減して回転搬送部を円滑に回転させることができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、第１の駆動伝達手段を、回転搬送部の駆動入力軸が挿入固定される現像入力ギヤを含む１つ以上のギヤで構成し、第２の駆動伝達手段を、現像入力ギヤ及び第２の駆動手段の駆動出力軸を連結する１つ以上のギヤで構成するとともに、第１及び第２の駆動伝達手段を構成するギヤのうちそれぞれ１つ以上を、所定の回転方向にのみ駆動力を伝達するワンウェイギヤとすることにより、２つの駆動手段からの回転搬送部への駆動入力を簡易な構成で切り替え可能となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、第２の駆動手段として、トナーコンテナ内の攪拌パドルに回転力を付与する正逆回転可能なトナーコンテナ攪拌モータを用いることにより、現像ユニット内の回転搬送部を超低速回転させるための第２の駆動手段を別途設ける必要がなくなる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、攪拌パドルへの駆動伝達手段として、攪拌パドルの駆動入力軸が挿入固定されるパドル入力ギヤを含む１つ以上のギヤから成る第３の駆動伝達手段を設け、第３の駆動伝達手段を構成するギヤのうち１つ以上をワンウェイギヤとすることにより、攪拌パドルの回転時と回転搬送部の回転時とでトナーコンテナ攪拌モータの回転方向を逆転させ、攪拌パドル若しくは回転搬送部のいずれか一方に選択的に駆動力を伝達することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、パドル入力ギヤをワンウェイギヤとし、第２の駆動伝達手段内のワンウェイギヤとトナーコンテナ攪拌モータの駆動出力軸との間に連結することにより、攪拌パドル若しくは回転搬送部のいずれか一方に選択的に駆動力を伝達可能となり、且つ、第２の駆動伝達手段を攪拌パドルへの駆動伝達手段と兼用させることができ、攪拌パドルへの駆動伝達手段を別途設ける必要がなくなる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の画像形成装置において、第２の駆動手段としてステッピングモータを用いることにより、正逆回転の高精度な制御が容易に且つ低コストで可能となる。

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成装置に用いられる現像ユニット及びトナーコンテナの概略斜視図である。従来例の図９〜図１４と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。現像ユニット２１は、現像駆動モータ（後述）の駆動力がギヤ列から成る駆動伝達手段（後述）を介して支軸７ａに入力されることにより、内部に設けられた第１攪拌スクリュー７及び第２攪拌スクリュー８（図１０参照）が回転し、現像ローラ１１にトナーが供給されて感光体ドラム４１（図９参照）上にトナー像を形成する。

トナーコンテナ４４は現像ユニット２１の上方に配置されており、トナーコンテナ攪拌モータ（後述）の駆動力がギヤ列から成る駆動伝達手段（後述）を介して支軸１８ａに入力されることにより、内部に設けられた攪拌パドル１８及び搬送スクリュー１９（図１２参照）が回転し、トナー供給口（図１４参照）より現像ユニット２１内にトナーを補給する。

図２は、本発明の画像形成装置に用いられる第１実施形態の現像ユニット及びトナーコンテナの駆動機構を示す概略斜視図である。なお、図２は駆動機構を現像ユニット側から見た図であり、ここでは説明の便宜のため、各モータとその駆動出力軸、駆動入力軸、及びそれらを連結する駆動伝達手段のみ図示しており、ケーシング５、１７、攪拌スクリュー７、８及び攪拌パドル１８等は記載を省略している。

図２において、６０は現像ユニット２１内の攪拌スクリュー７、８（図１０参照）を所定の回転速度で回転する現像駆動モータ（第１の駆動手段）であり、６１はトナーコンテナ４４内の攪拌パドル１８（図１２参照）を所定の回転速度で回転するトナーコンテナ駆動モータ（第２の駆動手段）である。一般に、現像駆動モータ６０としては、高トルク回転が可能なＤＣブラシモータやＤＣブラシレスモータが用いられ、トナーコンテナ攪拌モータ６１としては、所定の周期の駆動波形を用いて駆動制御され、回転方向や回転速度の制御も容易なステッピングモータが用いられる。

６２は現像ユニット２１の第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８に回転力（駆動力）を入力する現像ユニット入力軸であり、６３は現像駆動モータ６０の回転力を出力する現像モータ駆動軸である。

６５、７３は所定の回転方向にのみ駆動力を伝達するワンウェイギヤであり、６６は現像ユニット入力軸６２が挿入固定される現像入力ギヤである。現像モータ駆動軸６３は、ギヤ６４、ワンウェイギヤ６５、現像入力ギヤ６６を介して現像ユニット入力軸６２に連結されている。ギヤ６４、ワンウェイギヤ６５及び現像入力ギヤ６６は、現像モータ駆動軸６３の回転力を現像ユニット入力軸６２に伝達する第１の駆動伝達手段を構成する。

６７は攪拌パドル１８に回転力を入力するパドル入力軸であり、６８はトナーコンテナ攪拌モータ６１の回転力を出力するトナーコンテナモータ駆動軸である。７２はパドル入力軸６７が挿入固定されるパドル入力ギヤであり、ここでは所定方向に回転した場合にのみパドル入力軸６７に駆動力を伝達するワンウェイギヤを用いている。トナーコンテナモータ駆動軸６８は、ギヤ６９、７０、７１及びパドル入力ギヤ７２を介してパドル入力軸６７に連結されている。

パドル入力ギヤ７２には、さらにワンウェイギヤ７３、ギヤ７４、７５が連結され、ギヤ７５は現像入力ギヤ６６に連結されている。即ち、トナーコンテナモータ駆動軸６８はギヤ６９、７０、７１、パドル入力ギヤ７２、ワンウェイギヤ７３、ギヤ７４、７５を介して現像入力ギヤ６６に連結されており、ギヤ６９〜７１、パドル入力ギヤ７２、ワンウェイギヤ７３、ギヤ７４、７５は、トナーコンテナモータ駆動軸６８の回転力を現像入力ギヤ６６を介して現像ユニット入力軸６２に伝達する第２の駆動伝達手段を構成する。

本発明においては、現像駆動モータ６０とトナーコンテナ攪拌モータ６１の両方を現像ユニット２１の駆動手段として用いたことを特徴としている。これにより、画像形成時には現像駆動モータ６０を用いて第１攪拌スクリュー７及び第２攪拌スクリュー８を高速回転させることにより感光体ドラム４１へのトナー供給を行い、画像形成時以外はトナーコンテナ攪拌モータ６１を用いて第１攪拌スクリュー７及び第２攪拌スクリュー８を超低速回転させることにより、現像ユニット２１内のトナーの流動性を一定にしてトナー像の品質を安定化することができる。

なお、現像ユニット２１内のトナーを超低速で攪拌するために、トナーコンテナ攪拌モータ６１とは別にステッピングモータを設けることも可能であるが、トナーコンテナ攪拌モータ６１を攪拌スクリュー７、８の超低速回転用モータとして兼用する本発明の構成が、装置のコンパクト化、低コスト化の観点からも好ましい。この場合、攪拌パドル１８によるトナーコンテナ４４内のトナー攪拌時と、攪拌スクリュー７、８による現像ユニット２１内のトナーの超低速攪拌時とで、トナーコンテナ攪拌モータ６１の駆動力の伝達を切り替え可能な駆動機構とする必要があるが、これについては後述する。

図３〜図５は、第１実施形態の現像ユニット及びトナーコンテナの駆動機構により駆動力が伝達される様子を説明する図であり、図３はトナーコンテナの攪拌パドルの回転時、図４は画像形成時以外における現像ユニットの攪拌スクリューの超低速回転時、図５は画像形成時における攪拌スクリューの通常回転時をそれぞれ示している。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

トナーコンテナ４４の攪拌パドル１８に回転力を入力する場合は、トナーコンテナ攪拌モータ６１を駆動させて、図３に示すようにトナーコンテナモータ駆動軸６８を矢印Ａ方向に回転して駆動力をギヤ６９に伝達させる。そして、ギヤ６９からギヤ７０、ギヤ７１に順次駆動力が伝達され、パドル入力ギヤ７２に矢印Ａ方向の回転力が付与される。ここで、パドル入力ギヤ７２は矢印Ａ方向に回転する場合のみパドル入力軸６７に駆動力を伝達可能なワンウェイギヤであるため、パドル入力軸６７はパドル入力ギヤ７２と同方向（矢印Ａ方向）に回転する。

また、パドル入力ギヤ７２に連結されたワンウェイギヤ７３の大径部７３ａも矢印Ａ′方向に回転するが、大径部７３ａは矢印Ａ方向に回転する場合のみ小径部７３ｂに駆動力を伝達可能であるため空転し、ギヤ７４は回転しない。これにより、トナーコンテナ攪拌モータ６１の駆動力は現像ユニット入力軸６２には伝達されない。

画像形成時以外に現像ユニット２１の攪拌スクリュー７、８を超低速回転させる場合は、トナーコンテナ攪拌モータ６１を逆回転させて、図４に示すようにトナーコンテナモータ駆動軸６８を矢印Ａ′方向に回転して駆動力をギヤ６９に伝達させる。以下、図３と同様にギヤ７０、ギヤ７１に順次駆動力が伝達され、パドル入力ギヤ７２に矢印Ａ′方向の回転力が付与される。ここで、パドル入力ギヤ７２は矢印Ａ方向に回転する場合のみパドル入力軸６７に駆動力を伝達可能であるため、ワンウェイギヤ７３に駆動力を伝達するアイドルギヤとしてのみ機能し、パドル入力軸６７には駆動力は伝達されない。

また、ワンウェイギヤ７３の大径部７３ａは矢印Ａ方向に回転するため、小径部７３ｂも同様に矢印Ａ方向に回転してギヤ７４、７５に順次駆動力が伝達され、現像入力ギヤ６６に矢印Ａ′方向の回転力が付与される。これにより、現像ユニット入力軸６２は現像入力ギヤ６６と同方向（矢印Ａ′方向）に回転する。一方、現像入力ギヤ６６に連結されたワンウェイギヤ６５も矢印Ａ方向に回転するが、ワンウェイギヤ６５の大径部６５ａは矢印Ａ′方向に回転する場合のみ小径部６５ｂに駆動力を伝達可能であるため空転し、ギヤ６４は回転しない。従って、トナーコンテナ攪拌モータ６１の駆動力は現像モータ駆動軸６３には伝達されない。

画像形成時に現像ユニット２１の攪拌スクリュー７、８を通常回転させる場合は、現像駆動モータ６０を回転させて、図５に示すように現像モータ駆動軸６３を矢印Ａ方向に回転して駆動力をギヤ６４に伝達させる。以下、ギヤ６４、ワンウェイギヤ６５に順次駆動力が伝達される。ここで、ワンウェイギヤ６５の小径部６５ｂは矢印Ａ方向に回転するため、大径部６５ａも同様に矢印Ａ方向に回転して現像入力ギヤ６６に矢印Ａ′方向の回転力が付与され、現像ユニット入力軸６２は現像入力ギヤ６６と同方向（矢印Ａ′方向）に回転する。

また、現像入力ギヤ６６に連結されたギヤ７５、７４を介してワンウェイギヤ７３の小径部７３ｂも矢印Ａ方向に回転するが、小径部７３ｂは矢印Ａ′方向に回転する場合のみ大径部７３ａに駆動力を伝達可能であるため空転し、パドル入力ギヤ７２は回転しない。これにより、現像駆動モータ６０の駆動力はパドル入力軸６７及びトナーコンテナモータ駆動軸６８には伝達されない。

即ち、画像形成時以外はトナーコンテナ攪拌モータ６１を用いて現像ユニット２１内のトナーを超低速で攪拌するとともに、画像形成時には現像駆動モータ６０を用いて現像ユニット２１内のトナーを通常速度で攪拌する上記構成とすることにより、回転速度の極端に異なる２つの攪拌パターンを両立させることができる。さらに、ワンウェイギヤ７３が空転することにより、画像形成時における攪拌スクリュー７、８の通常回転と攪拌パドル１８及び搬送スクリュー１９の回転とを同時に行うことができるため、画像形成中のトナーコンテナ４４から現像ユニット２１へのトナーの補給も現像ユニット２１内のトナー量に応じて適宜実施可能となる。

また、いずれの場合においても一方のモータの駆動力は他のモータに伝達されないため、現像駆動モータ６０及びトナーコンテナ攪拌モータ６１相互間の影響を考慮する必要がなく、モータ制御が簡易なものとなる。なお、現像ユニット入力軸６２及びパドル入力軸６７の回転方向は一例であり、第１の駆動伝達手段又は第２の駆動伝達手段を構成するギヤ枚数や現像ユニット入力軸６２及びパドル入力軸６７の配置位置を現像ユニット２１及びトナーコンテナ４４の構成に応じて適宜選択することにより、任意の回転方向とすることができる。

また、ワンウェイギヤ６５、７３の配置についても上記配置に限定されるものではなく、例えば図６のように現像入力ギヤ６６をワンウェイギヤとし、ワンウェイギヤ６５の位置に通常のギヤ７６を配置しても良い。画像形成時以外において現像ユニット入力軸６２を超低速回転させる場合は、図６（ａ）に示すようにトナーコンテナモータ駆動軸６８を矢印Ａ′方向に回転させることにより、ギヤ６９〜７５を介して現像入力ギヤ６６の小径部６６ｂに矢印Ａ′方向の駆動力が伝達される。

現像ユニット入力軸６２は小径部６６ｂに固定されているため、小径部６６ｂと同方向（矢印Ａ′方向）に回転する。ここで、現像入力ギヤ６６の小径部６６ｂは矢印Ａ方向に回転する場合のみ大径部６６ａに駆動力を伝達可能であるため、大径部６６ａは回転しない。これにより、トナーコンテナ攪拌モータ６１の駆動力は現像モータ駆動軸６３には伝達されない。

一方、画像形成時において現像ユニット入力軸６２を通常回転させる場合は、図６（ｂ）に示すように現像駆動モータ６０を矢印Ａ方向に回転させることにより、ギヤ６４、７６を介して現像入力ギヤ６６の大径部６６ａに矢印Ａ′方向の駆動力が伝達される。ここで、大径部６６ａは矢印Ａ′方向に回転する場合のみ小径部６６ｂに駆動力を伝達可能であるため、小径部６６ｂも矢印Ａ′方向に回転し、現像ユニット入力軸６２は現像入力ギヤ６６と同方向（矢印Ａ′方向）に回転する。

このとき、ギヤ７５、７４を介してワンウェイギヤ７３の小径部７３ｂも矢印Ａ方向に回転するが、小径部７３ｂは矢印Ａ′方向に回転する場合のみ大径部７３ａに駆動力を伝達可能であるため空転し、図５と同様に現像駆動モータ６０の駆動力はパドル入力軸６７及びトナーコンテナモータ駆動軸６８には伝達されない。即ち、トナーコンテナ駆動モータ６１の駆動力が現像駆動モータ６０に伝達されないためには、現像モータ駆動軸６３と現像ユニット入力軸６２との間に配置されるいずれかのギヤをワンウェイギヤとすれば良い。なお、図６の構成において、ギヤ６４、７６を設けずに現像モータ駆動軸６３を現像入力ギヤ６６の大径部６６ａに直接連結することもできる。

また、ここでは例示しないが、ワンウェイギヤ７３の配置についても全く同様であり、現像入力ギヤ６６とパドル入力ギヤ７２との間に連結されるいずれかのギヤをワンウェイギヤとすれば、現像駆動モータ６０の駆動力がパドル入力軸６７及びトナーコンテナ駆動モータ６１に伝達されず、トナーコンテナ駆動モータ６１によりパドル入力軸６７を独立して駆動させることができる。なお、ワンウェイギヤの駆動力伝達方向は、ワンウェイギヤの配置位置や現像ユニット入力軸６２及びパドル入力軸６７の回転方向に合わせて適宜設定すれば良い。

図７は、本発明の第２実施形態の現像ユニット及びトナーコンテナの駆動機構を示す概略図である。第１実施形態の図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、パドル入力ギヤ（ワンウェイギヤ）７２をギヤ６９に連結することにより、パドル入力軸６７を第２の駆動伝達手段とは別個にトナーコンテナモータ駆動軸６８に連結し、第１実施形態のパドル入力ギヤ７２の位置に通常のギヤ７７を配置している。ギヤ６９及びパドル入力ギヤ７２は、トナーコンテナモータ駆動軸６８の回転力をパドル入力軸６７に伝達する第３の駆動伝達手段を構成する。

図８は、本発明の第３実施形態の現像ユニット及びトナーコンテナの駆動機構を示す概略図である。本実施形態においては、パドル入力ギヤ７２を通常のギヤとし、トナーコンテナモータ駆動軸６８とパドル入力軸６７とをギヤ６９、ワンウェイギヤ７８、ギヤ７９及びパドル入力ギヤ７２から成る第３の駆動伝達手段を用いて連結している。ワンウェイギヤ７８は、小径部７８ｂが矢印Ａ方向に回転する場合のみ大径部７８ａに駆動力を伝達可能である。その他の構成は第２実施形態と同様であるため説明を省略する。

なお、図７、図８における各ギヤの回転方向は、図３と同様にトナーコンテナ４４の攪拌パドル１８に回転力を入力する場合について示している。現像ユニット２１内の攪拌スクリュー７、８の超低速回転時、及び通常回転時における各ギヤの回転方向については図４、図５と同様であるため説明は省略する。

第２及び第３実施形態においても第１実施形態と同様に、画像形成時及び非形成時における回転速度の極端に異なる２つの攪拌パターンを両立させることができ、攪拌パドルの回転も別個に行うことができるため画像形成中の現像装置２１へのトナーの補給も適宜実施可能となる。また、現像駆動モータ６０及びトナーコンテナ攪拌モータ６１相互間の影響を考慮する必要もない。

ただし、第３の駆動伝達手段を第２の駆動伝達手段とは別個に設ける必要があり、ギヤ枚数が多くなるため、駆動機構のコンパクト化及び低コスト化の観点からは第１実施形態の方がより好ましい。なお、第２、第３実施形態におけるギヤの配置についても上記配置に限定されるものではなく、例えば図７のパドル入力ギヤ７２をトナーコンテナモータ駆動軸６８に直接連結させても良く、図８のワンウェイギヤ７８に代えて、トナーコンテナモータ駆動軸６８とパドル入力ギヤ７２との間に連結されるギヤ６９又はギヤ７９をワンウェイギヤとしても良い。

その他本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記各実施形態では、３枚のワンウェイギヤを用いて駆動力伝達方向を制御しているが、各駆動伝達手段についてそれぞれ２枚以上のワンウェイギヤを配置することもできる。また、ワンウェイギヤに代えて、ワンウェイクラッチを内蔵したギヤを用いても良いし、電磁クラッチによる電流のＯＮ／ＯＦＦにより所定の回転方向にのみ駆動力を伝達する構成としても良い。

本発明は、現像剤を貯留する筐体と、該筐体内の現像剤を攪拌搬送する回転搬送部と、該回転搬送部により供給された現像剤を担持する現像ローラとを有し、像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ユニットと、回転搬送部を所定の回転速度で駆動する第１の駆動手段と、回転搬送部の駆動入力軸と第１の駆動手段の駆動出力軸を連結する第１の駆動伝達手段とを備えた画像形成装置において、回転搬送部を第１の駆動手段よりも低い回転速度で駆動する第２の駆動手段と、回転搬送部の駆動入力軸と第２の駆動手段の駆動出力軸を連結する第２の駆動伝達手段とが設けられており、第１の駆動伝達手段は、第２の駆動手段の駆動力を第１の駆動手段に伝達せず、第２の駆動伝達手段は、第１の駆動手段の駆動力を第２の駆動手段に伝達しないこととする。

これにより、画像形成時には第１の駆動手段を用いて回転搬送部を通常回転させることによりトナー供給を行い、画像形成時以外は第２の駆動手段を用いて回転搬送部を超低速回転させることにより、現像装置内のトナーの流動性を一定に保持してトナー像の品質を安定化する画像形成装置を提供することができる。さらに、一方の駆動手段の駆動力は他の駆動手段に伝達されないため、駆動手段相互の影響を考慮する必要がない。

また、第１の駆動伝達手段及び第２の駆動伝達手段を構成するギヤのうち、それぞれ１つ以上をワンウェイギヤとしたので、第１及び第２の駆動手段から回転搬送部への駆動力の伝達及び遮断が簡易な構成で可能となる。

また、トナーコンテナ内の攪拌パドルを回転する正逆回転可能なトナーコンテナ攪拌モータを第２の駆動手段として用いたので、現像ユニット内の回転搬送部を超低速回転させるための第２の駆動手段を別途設ける必要がなくなり、装置のコンパクト化、低コスト化に貢献する。

また、攪拌パドルの駆動入力軸とトナーコンテナ駆動手段の駆動出力軸を連結する第３の駆動伝達手段を設け、第３の駆動伝達手段を構成するギヤのうち１つ以上をワンウェイギヤとしたので、攪拌パドルの回転時と回転搬送部の回転時とでトナーコンテナ攪拌モータの回転方向を逆転させることにより、攪拌パドル若しくは回転搬送部のいずれか一方に選択的に駆動力を伝達することができる。また、攪拌パドルの駆動入力軸に連結されるパドル入力ギヤをワンウェイギヤとし、第２の駆動伝達手段内のワンウェイギヤとトナーコンテナ攪拌モータの駆動出力軸との間に配置すれば、第３の駆動伝達手段を別途設ける必要がなくなる。

また、第２の駆動手段としてステッピングモータを用いることにより、正逆回転の容易且つ高精度な制御が低コストで可能となる。

は、本発明の画像形成装置に用いられる現像ユニット及びトナーコンテナの概略斜視図である。 は、本発明の画像形成装置に用いられる第１実施形態の現像ユニット及びトナーコンテナの駆動機構を示す概略斜視図である。 は、トナーコンテナの攪拌パドルの回転時に第１実施形態の駆動機構により駆動力が伝達される様子を説明する概略図である。 は、画像形成時以外における現像ユニットの攪拌スクリューの超低速回転時に第１実施形態の駆動機構により駆動力が伝達される様子を説明する概略図である。 は、画像形成時における現像ユニットの攪拌スクリューの通常回転時に第１実施形態の駆動機構により駆動力が伝達される様子を説明する概略図である。 は、第１実施形態に係る駆動機構の他の構成例（現像入力ギヤをワンウェイギヤとした例）を示す概略図である。 は、第２実施形態の現像ユニット及びトナーコンテナの駆動機構を示す概略斜視図である。 は、第３実施形態の現像ユニット及びトナーコンテナの駆動機構を示す概略斜視図である。 は、従来の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、従来の現像ユニットの概略斜視図である。 は、従来の現像ユニットの概略側面図（図１１（ａ））及び上方からの概略平面図（図１１（ｂ））である。 は、従来のトナーコンテナの平面図である。 は、従来のトナーコンテナの側面断面図である。 は、従来のトナーコンテナを下方向から見た斜視図である。

符号の説明

７ 第１攪拌スクリュー（回転搬送部）
８ 第２攪拌スクリュー（回転搬送部）
１８ 攪拌パドル
２１ 現像ユニット
４４ トナーコンテナ
６０ 現像駆動モータ（第１の駆動手段）
６１ トナーコンテナ攪拌モータ（第２の駆動手段）
６２ 現像ユニット入力軸（駆動入力軸）
６３ 現像モータ駆動軸（駆動出力軸）
６５、７３、７８ ワンウェイギヤ
６６ 現像入力ギヤ
６７ パドル入力軸（駆動入力軸）
６８ トナーコンテナモータ駆動軸（駆動出力軸）
７２ パドル入力ギヤ
１００ 画像形成装置

Claims (6)

1. 現像剤を貯留する筐体と、該筐体内の現像剤を攪拌搬送する回転搬送部と、該回転搬送部により供給された現像剤を担持する現像ローラと、を有し、像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ユニットと、
   前記回転搬送部を所定の回転速度で駆動する第１の駆動手段と、該第１の駆動手段の駆動出力軸と前記回転搬送部の駆動入力軸を連結する第１の駆動伝達手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記回転搬送部を前記第１の駆動手段よりも低い回転速度で駆動する第２の駆動手段と、該第２の駆動手段の駆動出力軸と前記回転搬送部の駆動入力軸を連結する第２の駆動伝達手段とが設けられており、前記第１の駆動伝達手段は、前記第２の駆動手段の駆動力を前記第１の駆動手段に伝達せず、前記第２の駆動伝達手段は、前記第１の駆動手段の駆動力を前記第２の駆動手段に伝達しないことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の駆動伝達手段は、前記回転搬送部の駆動入力軸が挿入固定される現像入力ギヤを含む１つ以上のギヤで構成され、前記第２の駆動伝達手段は、前記第２の駆動手段の駆動出力軸と前記現像入力ギヤとを連結する１つ以上のギヤで構成されており、前記第１及び第２の駆動伝達手段を構成するギヤのうちそれぞれ１つ以上を、所定の回転方向にのみ駆動力を伝達するワンウェイギヤとしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像ユニットに供給するトナーを貯留するトナーコンテナを備え、前記第２の駆動手段は、前記トナーコンテナ内に貯留されるトナーの攪拌及び前記現像ユニットへの供給を行う攪拌パドルに回転力を付与する正逆回転可能なトナーコンテナ攪拌モータであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーコンテナ攪拌モータの駆動出力軸と前記攪拌パドルの駆動入力軸を連結する第３の駆動伝達手段が設けられており、前記第３の駆動伝達手段は、前記攪拌パドルの駆動入力軸が挿入固定されるパドル入力ギヤを含む１つ以上のギヤから成り、前記第３の駆動伝達手段を構成するギヤのうち１つ以上をワンウェイギヤとしたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記攪拌パドルの駆動入力軸が挿入固定されるパドル入力ギヤを、前記第２の駆動伝達手段内のワンウェイギヤと前記トナーコンテナ攪拌モータの駆動出力軸との間に連結するとともに、前記パドル入力ギヤをワンウェイギヤとしたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記第２の駆動手段は、所定の周期の駆動波形を用いて駆動制御されるステッピングモータであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

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