JP2020160282A - 現像カートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】カップリングの動作のみで現像室にトナーを供給する。【解決手段】現像器は、トナー収容室内のトナーを、現像室へ供給可能なオーガ、であって、軸方向に延びるオーガ軸について回転可能なオーガと、オーガと共に回転可能な搬送ギヤ26と、カップリングギヤ22Bと噛み合い、且つ、反時計回りと時計回りとの両方に回転可能な移動ギヤ33とを備える。移動ギヤ33は、カップリングギヤ22Bと噛み合った状態で、搬送ギヤ26と噛み合う第1位置と、搬送ギヤ26と噛み合わない第2位置との間で移動可能であり、カップリングギヤ22Bが反時計回りに回転する場合に第1位置に位置し、カップリングギヤ22Bが時計回りに回転する場合に第2位置に位置する。制御部は、現像室内のトナー残量が第1所定値以下であると判定された場合、カップリングギヤ22Bを反時計回りに回転させる。【選択図】図12

Description

本開示は、駆動力が入力されるカップリングを備える現像カートリッジに関する。
現像カートリッジは、画像形成装置本体から駆動力を受けるカップリングを有している。そして、現像カートリッジの筐体内のトナーの残量に応じて、適宜、現像剤カートリッジから現像カートリッジの筐体にトナーを供給する画像形成装置が知られている(特許文献1)。この画像形成装置では、装置本体のソレノイドを作動させて本体側のレバーを動かし、この本体側のレバーが現像カートリッジ側のレバーにアクセスすることで、トナーの供給を行うように構成されていた。
特開2017−181946号公報
しかし、従来の装置では、カップリングの動作のみで、現像カートリッジの現像室にトナーを供給することができなかった。そのため、カップリングの動作のみで、必要なタイミングでトナーを供給することができる画像形成装置が望まれている。
そこで、本開示は、カップリングの動作のみで現像室にトナーを供給することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本開示に係る画像形成装置は、本体筐体と、現像器と、継ぎ手と、モータと、制御部とを備える。
現像器は、軸方向に延びる第1軸について回転可能な現像ローラと、筐体であって、筐体の内部に位置する現像室であって、現像ローラへ供給するためのトナーを収容可能な現像室と、筐体の内部に位置するトナー収容室であって、現像室へ供給するためのトナーを収容可能なトナー収容室と、を有する筐体と、軸方向に延びる第2軸について、反時計回りと時計回りの両方に回転転可能なカップリングであって、カップリングギヤを有するカップリングと、トナー収容室内のトナーを、現像室へ供給可能なオーガ、または、アジテータであって、軸方向に延びるオーガ軸について回転可能なオーガ、または、アジテータと、オーガまたはアジテータと共に回転可能な搬送ギヤと、カップリングギヤと噛み合い、且つ、反時計回りと時計回りとの両方に回転可能な移動ギヤにおいて、カップリングギヤと噛み合った状態で、搬送ギヤと噛み合う第1位置と、搬送ギヤと噛み合わない第2位置との間で移動可能な移動ギヤであって、カップリングギヤが反時計回りに回転する場合に第1位置に位置し、カップリングギヤが時計回りに回転する場合に第2位置に位置する移動ギヤと、を備える。
継ぎ手は、カップリングと係合可能である。
モータは、継ぎ手を駆動させ、カップリングを時計回りに回転させる第1状態と、カップリングを反時計回りに回転させる第2状態とに、継ぎ手を駆動させる。
制御部は、現像室内のトナー残量が第1所定値以下であるかを判定する第1判定ステップと、モータを制御する指令をモータに送信する送信ステップであって、第1判定ステップによりトナー残量が第1所定値以下であると判定された場合、モータに、継ぎ手を第2状態とする指令を送信する送信ステップと、を実行する。
このような構成によれば、カップリングを時計回りに回転させると現像ローラを回転させることができ、反時計回りに回転させるとトナーの供給をすることができる。すなわち、カップリングの動作のみで、必要なタイミングでトナー収容室から現像室にトナーを供給することができる。そのため、従来のレバーのような他の部品が不要なので、現像器を小型化することができる。そして、制御部により、現像室内のトナー残量が所定値以下であるかを判定し、トナー残量が第1所定値かであると判定された場合、モータに、継ぎ手を第2状態とする指令を送信する送信ステップを実行することで、現像室にトナーを供給することができる。
制御部は、第1判定ステップによりトナー残量が第1所定値以下であると判定されなかった場合、送信ステップにおいて、モータに継ぎ手を第1状態とする指令を送信する。
この構成によれば、現像室にトナーを供給しない状態にすることができる。
現像器は、現像ローラを回転させるための第1ギヤと、第1ギヤと噛み合う第2ギヤであって、第2軸について反時計回りに回転可能な第2ギヤと、軸方向においてカップリングと第2ギヤとの間に位置し、カップリングとともに回転するクラッチであって、カップリングが反時計回りに回転する場合に第2ギヤの一部と係合し、カップリングギヤとともに第2ギヤを反時計回りに回転させ、カップリングが時計回りに回転する場合には、第2ギヤの一部と係合せず、カップリングとともに第2ギヤを回転させないクラッチと、を備えることができる。
そして、カップリングギヤが反時計回りに回転する場合、移動ギヤは第1位置に位置し、第1ギヤと噛み合わず、カップリングギヤが反時計回りに回転することに応じて、第2ギヤは、クラッチを介してカップリングギヤとともに反時計回りに回転するとともに、第1ギヤは、第2ギヤとの噛み合いにより時計回りに回転する。
一方、カップリングギヤが時計回りに回転する場合、移動ギヤは第2位置に位置し、第1ギヤと噛み合い、カップリングギヤが時計回りに回転することに応じて、移動ギヤは、カップリングギヤとの噛み合いにより反時計回りに回転するとともに、第1ギヤは、移動ギヤとの噛み合いにより時計回りに回転する。
この構成によれば、カップリングを時計回り、反時計回りのいずれに回転させた場合であっても第1ギヤを反時計回りに回転させ、現像ローラを同じ方向に回すことができる。このため、現像しながらトナー収容室から現像室にトナーを供給することも可能となる。
制御部は、さらに、印字指令を受信する受信ステップを実行することができる。
受信ステップにおいて印字指令を受信した場合に、第1判定ステップにおいてトナー残量が第1所定値以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、モータに継ぎ手を第2状態とする指令を送信することができる。
制御部は、受信ステップにおいて、印字指令として複数ページの画像形成を受信した場合に、第1判定ステップにおいてトナー残量が第1所定値以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、1ページ目を印刷する際に、モータに継ぎ手を第2状態とする指令を送信し、2ページ目以降を印刷する際に、モータに継ぎ手を第1状態とする指令を送信することができる。
この構成によれば、トナー残量が第1所定値以下だった場合に1ページ目を印刷しながら多くの量のトナーを供給することができる。
制御部は、トナー残量が第1所定値より小さい第2所定値以下であるかを判定する第2判定ステップをさらに実行し、第2判定ステップにおいて、トナー残量が第2所定値以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、モータに、継ぎ手を第2状態とする指令を送信することができる。
この構成によれば、トナー残量が第2所定値以下だった場合に1ページ目を印刷しながら多くの量のトナーを供給することができる。
制御部は、トナー残量が第1所定値より小さい第2所定値以下であるかを判定する第2判定ステップをさらに実行し、受信ステップにおいて、印字指令として複数ページの画像形成を受信した場合に、第2判定ステップにおいて、トナー残量が第2所定値以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、1ページ目を印刷する際に、モータに継ぎ手を第2状態とする指令を送信し、2ページ目以降を印刷する際に、モータに継ぎ手を第1状態とする指令を送信することができる。
この構成によれば、トナー残量が第2所定値以下だった場合に1ページ目を印刷しながら多くの量のトナーを供給することができる。
制御部は、第1判定ステップにおいてトナー残量が第1所定値以下であると判定した場合に、第2判定ステップを実行することができる。
制御部は、第2判定ステップにおいて、トナー残量が第2所定値以下でないと判定した場合、送信ステップにおいて、印刷開始前、印刷完了後、ページ間の少なくともいずれかのタイミングで継ぎ手を第2状態とする指令を送信することができる。
画像形成装置は、トナーの残量を検知するセンサをさらに備えることができる。
この場合、制御部は、第2判定ステップにおいて、センサからトナー残量を取得することができる。
また、制御部は、第1判定ステップにおいて、センサからトナー残量を取得することができる。
また、制御部は、第2判定ステップにおいて、画像形成を行ったドット数をカウントして、トナー残量を取得することができる。
また、制御部は、第1判定ステップにおいて、画像形成を行ったドット数をカウントして、トナー残量を取得することができる。
本開示によれば、カップリングの動作のみで現像室にトナーを供給することができる。
画像形成装置の断面図である。 現像器の断面図である。 現像器の軸方向の一方側を示す斜視図である。 ギヤカバーを外した状態における、現像器の軸方向の一方側を示す分解斜視図である。 ギヤカバーを外した状態における、現像器の軸方向の一方側を示す斜視図である。 カップリングギヤ、クラッチおよび第2ギヤの分解斜視図(a)と、第2ギヤの斜視図(b)である。 クラッチを軸方向の一方側から見た斜視図(a)と、軸方向の他方側から見た斜視図(b)である。 カップリングを軸方向の一方側から見た斜視図(a)と、軸方向の他方側から見た斜視図(b)および平面図(c)と、カップリングの突出片を回転方向に沿った面で切ったX−X断面図(d)である。 クラッチが係合位置に位置するときのカップリング、クラッチおよびシャフトの各部位の関係を示す図(a),(b)である。 クラッチが離脱位置に位置するときのカップリング、クラッチおよびシャフトの各部位の関係を示す図(a),(b)である。 移動ギヤが第2位置に位置するときのギヤの噛み合いを説明する図(a)と、(a)のY−Y断面におけるギヤの噛み合いを示す図(b)である。 移動ギヤが第1位置に位置するときのギヤの噛み合いを説明する図(a)と、(a)のZ−Z断面におけるギヤの噛み合いを示す図(b)である。 制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 印刷動作、モータ、トナー供給のタイミングチャートの例(a),(b)である。 制御部の処理の他の例を示すフローチャートである。 印刷動作、モータ、トナー供給のタイミングチャートの他の例である。 制御部の処理のさらに他の例を示すフローチャートである。 印刷動作、モータ、トナー供給のタイミングチャートのさらに他の例である。 変形例に係る現像器を説明する図である。
次に、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、画像形成装置1は、本体筐体2と、給紙部3と、画像形成部4と、制御部CUを主に備える。
本体筐体2は、フロントカバー2Aと、本体筐体2の上部に位置する排紙トレイ2Bとを有している。本体筐体2は、内部に給紙部3、画像形成部4を備える。フロントカバー2Aを開くことで、現像器の一例としての現像カートリッジ10が着脱可能に装着される。
給紙部3は、用紙Sを収容している。そして、給紙部3は、画像形成部4に用紙Sを1枚ずつ供給する。
画像形成部4は、ドラムカートリッジ5と、現像カートリッジ10と、図示省略した露光装置と、転写ローラ4Bと、定着器4Cとを含む。
ドラムカートリッジ5は、フレーム5Aと、フレーム5Aに回転可能に支持された感光体ドラム5Bとを備える。
現像カートリッジ10は、ドラムカートリッジ5に対して着脱可能である。現像カートリッジ10は、ドラムカートリッジ5に装着された状態で画像形成装置1に着脱される。
図2に示すように、現像カートリッジ10は、筐体11と、現像ローラ12と、供給ローラ13と、第1アジテータ14と、第2アジテータ15と、オーガ16とを備える。
筐体11は、筐体11の内部に位置する現像室11Aと、トナー収容室11Bとを有する。現像室11Aは、筐体11の内部に位置する。トナー収容室11Bは、筐体11の内部に位置する。現像室11Aとトナー収容室11Bとは隔壁11Wにより仕切られているが、オーガ16が配置された部分において通路11Pにより繋がっている。通路11Pは、軸方向における筐体11の一部にのみ配置されている。
現像室11Aには、現像ローラ12と、供給ローラ13が配置されている。現像室11Aには、現像ローラ12へ供給するためのトナーTが収容可能である。
現像カートリッジ10は、現像室11A内のトナー量を光で検知するための検知窓10Aを有している(図1も参照)。
トナー収容室11Bは、現像室11Aとは別の、現像室11Aへ供給するためのトナーTを収容可能な部屋である。トナー収容室11Bは、現像室11Aよりも、現像ローラ12から離れて位置する。
現像ローラ12は、軸方向に延びる現像ローラシャフト12Aと、ローラ部12Bとを備える。なお、軸方向は、現像ローラ12の軸方向であり、以下、単に軸方向ともいう。ローラ部12Bは、現像ローラシャフト12Aの外周面を覆う。ローラ部12Bは、導電性のゴムなどからなる。現像ローラ12は、軸方向に延びる第1軸A1について回転可能である。現像ローラ12は、現像ローラシャフト12Aを中心に回転可能に筐体11に支持されている。現像ローラ12は、制御部CU(図1参照)から現像バイアスが印加される。
供給ローラ13は、現像ローラ12にトナーTを供給する。供給ローラ13は、軸方向に延びる供給ローラシャフト13Aと、ローラ部13Bとを備える。ローラ部13Bは、供給ローラシャフト13Aの外周面を覆う。ローラ部13Bは、スポンジなどからなる。供給ローラ13は、軸方向に延びる供給ローラ軸13Xについて回転可能である。供給ローラ13は、供給ローラシャフト13Aを中心に回転可能である。
第1アジテータ14は、軸方向に長い板状の部材である。第1アジテータ14は、シャフト14Aを有している。第1アジテータ14は、軸方向に延びる第1アジテータ軸14Xについて回転可能である。シャフト14Aは、第1アジテータ軸14Xについて回転可能に筐体11に支持されている。第1アジテータ14は、回転することにより現像室11A内のトナーTを撹拌可能である。
第2アジテータ15は、軸方向に長い板状の部材である。第2アジテータ15は、シャフト15Aを有している。第2アジテータ15は、軸方向に延びる第2アジテータ軸15Xについて回転可能である。シャフト15Aは、第2アジテータ軸15Xについて回転可能に筐体11に支持されている。第2アジテータ15は、回転することによりトナー収容室11B内のトナーTを撹拌可能である。
オーガ16は、軸方向に延びるオーガシャフト16Aと、螺旋板16Bとを有する。螺旋板16Bは、オーガシャフト16Aに固定されている。螺旋板16Bは、オーガシャフト16Aとともに回転する。オーガ16は、軸方向に延びるオーガ軸16Xについて回転可能である。オーガ16は、回転することにより、トナー収容室11B内のトナーTを現像室11Aに供給する。
図1に示すように、転写ローラ4Bは、感光体ドラム5Bと向かい合う。転写ローラ4Bは、感光体ドラム5Bとの間で用紙Sを挟みながら搬送する。
感光体ドラム5Bは、図示しない帯電器により帯電され、露光装置に露光されることで静電潜像が形成される。現像カートリッジ10は、この静電潜像にトナーTを供給して感光体ドラム5B上にトナー像を形成する。給紙部3から供給された用紙Sは、感光体ドラム5Bと転写ローラ4Bの間を通りながら感光体ドラム5B上のトナー像が転写される。
定着器4Cは、用紙Sに転写されたトナー像を、用紙Sに熱定着する。トナー像が熱定着された用紙Sは、本体筐体2の外の排紙トレイ2Bに排出される。
制御部CUは、画像形成装置1全体の動作を制御する装置である。制御部CUは、現像カートリッジ10を駆動するための継ぎ手7をモータ8により回転制御する。モータ8は、正逆回転可能である。制御部CUは、モータ8を制御して、継ぎ手7を時計回りおよび反時計回りの両方に回転させることができる。具体的には、制御部CUは、モータ8を制御する指令をモータ8に送信する送信ステップにより、モータ8を、カップリング22を時計回りに回転させる第1状態と、カップリング22を反時計回りに回転させる第2状態とに、駆動させることができる。
また、画像形成装置1は、現像室11A内のトナー残量ATを検知するセンサ9を有する。センサ9は、検出信号を制御部CUへ送信する。センサ9は、光センサであり、投光部と受光部とを含むセンサユニットが用いられる。投光部は、軸方向における一方側の検知窓10Aに対向し、現像室11A内に向けて発光する。受光部は、軸方向における他方側の検知窓10Aに対向し、投光部からの光を受ける。制御部CUは、受光部が受けた光の信号から、トナー残量ATを判定することができる。
次に、現像カートリッジ10の詳細構成について説明する。
図3に示すように、現像カートリッジ10は、筐体11の軸方向における一方側の側面11Fに、ギヤカバー21と、カップリング22とを有している。
ギヤカバー21は、カップリング穴21Aと、軸支穴21Bとを有する。カップリング穴21Aは、カップリング22を露出させる穴である。軸支穴21Bは、軸方向に延びる第2軸A2を中心とする円弧状に延びる。軸支穴21Bは、後述する移動ギヤ33(図4参照)を軸支する孔である。ギヤカバー21は、複数のネジ91により筐体11に固定されている。
カップリング22は、駆動力を受けるための凹部22Aとカップリングギヤ22B(図4参照)とを有している。凹部22Aは、軸方向に凹んでいる。凹部22Aは、ギヤカバー21のカップリング穴21Aから露出している。凹部22Aには、継ぎ手7(図1参照)が係合する。カップリング22は、継ぎ手7から駆動力を受け、第2軸A2について、時計回りと反時計回りの両方に回転可能である。すなわち、カップリングギヤ22Bは、時計回りと反時計回りの両方に回転可能である。なお、本明細書において、「ギヤ」は、ギヤ歯を有してギヤ歯によって回転力を伝達するものに限られず、摩擦伝達によって回転力を伝達するものを含む
図4および図5に示すように、現像カートリッジ10は、現像ローラギヤ23と、供給ローラギヤ24と、アジテータギヤ25と、搬送ギヤ26と、第1ギヤ31と、第2ギヤ32と、移動ギヤ33と、第1アイドルギヤ34と、第2アイドルギヤ35と、第3アイドルギヤ36と、第4アイドルギヤ37とを備える。これらの各ギヤは、ギヤカバー21により覆われている(図4参照)。
筐体11の軸方向の両側の側壁およびギヤカバー21には、それぞれ検知窓10Aが位置する。各検知窓10Aは、光が透過可能なように軸方向に一直線に並んでいる。
筐体11は、側面11Fに、シャフトS2と、シャフトS4と、シャフトS5と、シャフトS6と、シャフトS7と、軸受11Cとを有する。
シャフトS2は、第2ギヤ32を回転可能に支持する。
シャフトS4は、第1アイドルギヤ34を回転可能に支持する。
シャフトS5は、第2アイドルギヤ35を回転可能に支持する。
シャフトS6は、第3アイドルギヤ36を回転可能に支持する。
シャフトS7は、第4アイドルギヤ37を回転可能に支持する。
軸受11Cは、軸方向に延びる第2軸A2を中心とする円弧に沿って延びる軸支穴11Dを有している。軸受11Cは、移動ギヤ33を移動可能かつ回転可能に支持する。
現像ローラギヤ23は、現像ローラ12の端部に位置する。より具体的には、現像ローラシャフト12Aの端部に装着されている。現像ローラギヤ23は、現像ローラシャフト12Aとともに回転可能である。
供給ローラギヤ24は、供給ローラ13の端部に位置する。より具体的には、供給ローラギヤ24は、供給ローラシャフト13Aの端部に装着されている。供給ローラギヤ24は、供給ローラシャフト13Aとともに回転可能である。
アジテータギヤ25は、第2アジテータ15のシャフト15Aの端部に装着されている。アジテータギヤ25は、第2アジテータ15とともに回転可能である。
搬送ギヤ26は、オーガシャフト16Aの端部に装着されている。搬送ギヤ26は、オーガ16とともに回転可能である。
第1ギヤ31は、現像ローラ12を回転させるためのギヤである。第1ギヤ31は、第1アジテータ軸14Xについて時計回りに回転可能である。第1ギヤ31は、大径ギヤ31Aと、大径ギヤ31Aよりも小径の小径ギヤ31Bとを有している。大径ギヤ31Aは小径ギヤ31Bとともに回転する。
第2ギヤ32は、軸方向に延びる第2軸A2について反時計回りに回転可能である。第2ギヤ32は、第1ギヤ31と噛み合う。より具体的には、第2ギヤ32は、第1ギヤ31の小径ギヤ31Bと噛み合う。
第1アイドルギヤ34は、軸方向に延びる第4軸A4について回転可能である。第1アイドルギヤ34は、シャフトS4に回転可能に支持されている。
第1アイドルギヤ34は、小径ギヤ34Aと、小径ギヤ34Aよりも大径の大径ギヤ34Bとを有している。小径ギヤ34Aは、大径ギヤ34Bとともに回転する。第1アイドルギヤ34は、第1ギヤ31と噛み合う。より具体的には、第1アイドルギヤ34の小径ギヤ34Aは、第1ギヤ31の大径ギヤ31Aと噛み合う。
第2アイドルギヤ35は、軸方向に延びる第5軸A5について回転可能である。第2アイドルギヤ35は、シャフトS5に回転可能に支持されている。
第2アイドルギヤ35は、第1アイドルギヤ34と噛み合う。より具体的には、第2アイドルギヤ35は、第1アイドルギヤ34の大径ギヤ34Bと噛み合う。
また、第2アイドルギヤ35は、現像ローラギヤ23と噛み合う。さらに、第2アイドルギヤ35は、供給ローラギヤ24と噛み合う。
このため、第1ギヤ31が時計回りに回転すると、第1アイドルギヤ34および第2アイドルギヤ35を介して現像ローラギヤ23および現像ローラ12が反時計回りに回転する。また、第1ギヤ31が時計回りに回転すると、第1アイドルギヤ34および第2アイドルギヤ35を介して供給ローラギヤ24および供給ローラ13が反時計回りに回転する。
移動ギヤ33は、小径ギヤ33Aと、小径ギヤ33Aよりも大径の大径ギヤ33Bと、シャフト33R,33Sを有する。大径ギヤ33Bは、小径ギヤ33Aとともに回転する。移動ギヤ33は、軸方向に延びる第3軸A3について時計回りと反時計回りの両方に回転可能である。
シャフト33Rは、第3軸A3に沿って軸方向の他方側に突出する。シャフト33Rは、軸受11Cの軸支穴11Dに係合して軸受11Cによって回転可能かつ第2軸A2を中心とする円弧に沿って移動可能に支持される。
シャフト33Sは、第3軸A3に沿って軸方向の一方側に突出する。シャフト33Sは、ギヤカバー21の軸支穴21Bに係合して、ギヤカバー21によって回転可能かつ第2軸A2を中心とする円弧に沿って移動可能に支持される。
シャフト33Sは、圧縮コイルバネであるバネ33Pのコイルを通っている。そして、バネ33Pは、ギヤカバー21と移動ギヤ33との間で付勢力を発生している。これにより、移動ギヤ33は、常に軸受11Cに押し付けられている。移動ギヤ33と軸受11Cとの間には摩擦力が発生し、この摩擦力が移動ギヤ33の第3軸A3についての回転に抵抗を与えている。
移動ギヤ33は、カップリングギヤ22Bと噛み合う。より具体的には、移動ギヤ33は、小径ギヤ33Aが常にカップリングギヤ22Bと噛み合っている。
移動ギヤ33は、バネ33Pにより第3軸A3についての回転に抵抗が与えられているため、カップリングギヤ22Bが時計回りまたは反時計回りに回転するときには、この抵抗力によってカップリングギヤ22Bと一体に移動しようとする。このため、カップリングギヤ22Bが反時計回りに回転する場合には、カップリングギヤ22Bとともに第2軸A2について反時計回りに回転して第1ギヤ31と噛み合わない第1位置(図12参照)に位置する。
一方、カップリングギヤ22Bが時計回りに回転する場合には、カップリングギヤ22Bとともに第2軸A2について時計回りに回転して第1ギヤ31と噛み合う第2位置(図11参照)に位置する。
すなわち、移動ギヤ33は、カップリングギヤ22Bと噛み合った状態で、第1位置と第2位置との間で移動可能である。
図11に示すように、移動ギヤ33は、第2位置において、大径ギヤ33Bが第1ギヤ31と噛み合う。一方、移動ギヤ33は、第2位置において、小径ギヤ33Aと大径ギヤ33Bのいずれもが搬送ギヤ26と噛み合わない。
図12に示すように、移動ギヤ33は、第1位置において、小径ギヤ33Aが搬送ギヤ26と噛み合う。一方、移動ギヤ33は、第1位置において、小径ギヤ33Aと大径ギヤ33Bのいずれもが第1ギヤ31と噛み合わない。
図4、図5に戻り、第3アイドルギヤ36は、軸方向に延びる第6軸A6について回転可能である。第3アイドルギヤ36は、シャフトS6に回転可能に支持されている。第3アイドルギヤ36は、搬送ギヤ26と噛み合う。
第4アイドルギヤ37は、軸方向に延びる第7軸A7について回転可能である。第4アイドルギヤ37は、シャフトS7に回転可能に支持されている。第4アイドルギヤ37は、第3アイドルギヤ36およびアジテータギヤ25と噛み合う。
このため、搬送ギヤ26が回転すると、オーガ16が回転するとともに、第3アイドルギヤ36および第4アイドルギヤ37を介してアジテータギヤ25および第2アジテータ15が回転する。すなわち、第2アジテータ15によりトナー収容室11B内のトナーTを撹拌してオーガ16にトナーTを搬送しつつ、オーガ16が通路11Pを介してトナー収容室11Bから現像室11AにトナーTを搬送する。
図6(a),(b)に示すように、第2ギヤ32は、歯車部32AとシャフトS12とを有する。シャフトS12は、円筒状に形成され、カップリング22を回転可能に支持する。第2ギヤ32は、カップリングギヤ22Bよりも大径である。
軸方向における第2ギヤ32とカップリング22の間には、クラッチ40が位置している。
シャフトS12は、カップリング22とクラッチ40を回転可能に支持している。詳しくは、シャフトS12の外周面B11は、カップリング22を回転可能に支持している。シャフトS12の内周面B12は、クラッチ40を回転可能に支持している。詳しくは、シャフトS12は、軸方向に凹むまたは貫通する穴B13を有する。クラッチ40は、穴B13の中に位置する。これにより、穴B13の内周面B12に沿って、クラッチ40が回転する。つまり、クラッチ40は、カップリング22とともにシャフトS12に対して回転可能となっている。
シャフトS12は、円筒壁B1と、底壁部B2と、複数の第1突起P1とを備えている。円筒壁B1は、円筒状である。円筒壁B1は、外周面B11と、内周面B12を備える。底壁部B2は、円筒壁B1の軸方向における他方側の端部に位置する。底壁部B2は、円板形状である。
複数の第1突起P1は、底壁部B2から軸方向における一方側に向けて突出している。複数の第1突起P1は、カップリング22の回転方向に並んでいる。複数の第1突起P1は、環状に並んでいる。複数の第1突起P1は、円筒壁B1の穴B13の内部に位置する。複数の第1突起P1は、円筒壁B1の軸方向における一端側に位置する。各第1突起P1は、軸方向に沿った回転伝達面FS1と、クラッチ40の回転方向に対して傾斜する傾斜面FS2とを有している。
回転伝達面FS1は、クラッチ40の回転方向に対して交差している。より好ましくは、回転伝達面FS1は、クラッチ40の回転方向に対して直交している。回転伝達面FS1は、クラッチ40が反時計回りD2へ回転する場合に、反時計回りD2においてクラッチ40(詳しくは、後述する第1クラッチ面FC1:図7参照)と向かい合って接触する。
傾斜面FS2は、クラッチ40が時計回りD1に回転する場合に、クラッチ40を係合位置から離脱位置に向けて移動させるための面である。傾斜面FS2は、クラッチ40の回転方向に対して傾斜している。詳しくは、傾斜面FS2は、時計回りD1に向かうにつれて軸方向における一方側へ位置するように傾斜している。
図7(a),(b)に示すように、クラッチ40は、円板状のベース部41と、複数の第2突起P2と、軸部42と、第1壁43と、円弧壁44とを有している。複数の第2突起P2は、ベース部41から軸方向における他方側に突出する。軸部42、第1壁43および円弧壁44は、ベース部41から軸方向における一方側に突出する。
複数の第2突起P2は、カップリング22の回転方向に並んでいる。複数の第2突起P2は、環状に並んでいる。各第2突起P2は、第1クラッチ面FC1と、第2クラッチ面FC2とを有している。第1クラッチ面FC1は、軸方向に沿っている。第2クラッチ面FC2は、クラッチ40の回転方向に対して傾斜する。
第1クラッチ面FC1は、クラッチ40の回転方向に対して交差している。より好ましくは、第1クラッチ面FC1は、クラッチ40の回転方向に対して直交している。第1クラッチ面FC1は、回転伝達面FS1(図6(b)参照)に接触する。詳しくは、第1クラッチ面FC1は、回転伝達面FS1に面接触する。
第2クラッチ面FC2は、クラッチ40が時計回りD1に回転する場合に、クラッチ40を係合位置から離脱位置に向けて移動させるための面である。第2クラッチ面FC2は、クラッチ40の回転方向に対して傾斜している。詳しくは、第2クラッチ面FC2は、時計回りD1に向かうにつれてベース部41に近づくように傾斜している。第2クラッチ面FC2は、傾斜面FS2(図6(b)参照)に接触する。詳しくは、第2クラッチ面FC2は、傾斜面FS2に面接触する。
軸部42は、ベース部41の中心からクラッチ40の軸方向における一方側へ向けて延びている。軸部42は、円筒形状を有する。
第1壁43は、軸部42から径方向外側に向けて延びている。第1壁43は、第1面43Aと、第2面43Bを有する。第1面43Aおよび第2面43Bは、回転方向に対して直交している。第1面43Aは、反時計回りD2の下流側を向いている。第2面43Bは、反時計回りD2の上流側を向いている。第1面43Aは、第3突起47を有する。第3突起47は、第1面43Aから突出する。第3突起47は、軸部42の外周面に沿って延びている。第3突起47は、第3クラッチ面FC3を有している。
第3クラッチ面FC3は、カップリング22が時計回りD1に回転する場合に、クラッチ40を係合位置から離脱位置に向けて移動させるための面である。第3クラッチ面FC3は、クラッチ40の回転方向に対して傾斜している。詳しくは、第3クラッチ面FC3は、時計回りD1に向かうにつれてベース部41に近づくように傾斜している。第3クラッチ面FC3は、カップリング22が時計回りD1に回転する場合に、後述する第1カップリング面FP1(図8(b)、図10(b)参照)に接触する。
円弧壁44は、第1壁43の径方向外側の端部から反時計回りD2に向けて延びている。円弧壁44は、第2軸A2中心とした円弧形状となっている。円弧壁44の外周面とベース部41の外周面は、面一となっている。円弧壁44の外周面とベース部41の外周面は、シャフトS12の内周面B12(図6(a),(b)参照)に回転可能に支持される。詳しくは、円弧壁44の外周面とベース部41の外周面は、第2軸A2を中心とした円筒状の面である。また、内周面B12は、第2軸A2を中心とした円筒状の面である。円弧壁44の外周面とベース部41の外周面は、シャフトS12の内周面B12に面接触している。これにより、クラッチ40が、第2軸A2を中心に回転しながら、第2軸A2に沿った方向に移動する。
第1壁43、円弧壁44、第3クラッチ面FC3および第3突起47は、それぞれ、第2軸A2に関して対称に一対設けられている。
図8(a),(b)に示すように、カップリング22は、さらに、第1筒状部22Dと、図8(b)に示す第2筒状部22Eとを有している。第1筒状部22Dおよび第2筒状部22Eは、円筒状である。
図8(b)に示すように、カップリング22は、仕切壁22Fを有する。仕切壁22Fは、第2筒状部22Eと第1筒状部22Dの間に位置する。仕切壁22Fは、第2筒状部22E内の空間と第1筒状部22D内の空間とを仕切る。第1筒状部22Dおよび仕切壁22Fは、凹部22Aを形成する。また、第2筒状部22Eおよび仕切壁22Fは、第2凹部22Jを形成する。第2筒状部22Eは、シャフトS12の外周面B11(図6(a),(b)参照)に嵌り込んで、シャフトS12で回転可能に支持されている。
カップリング22は、突出片22Gを有する。突出片22Gは、第2軸A2に関して対称に一対設けられている。突出片22Gは、第2凹部22J内に位置する。突出片22Gは、仕切壁22Fから突出する。突出片22Gは、第1カップリング面FP1と、第2カップリング面FP2と、第3カップリング面FP3とを有している。
第1カップリング面FP1は、クラッチ40が時計回りD1に回転するときにクラッチ40を係合位置から離脱位置に向けて移動させるための面である。第1カップリング面FP1は、時計回りD1の下流側を向いている。第1カップリング面FP1は、カップリング22の回転方向に対して傾斜している。詳しくは、図8(c),(d)に示すように、第1カップリング面FP1は、時計回りD1に向かうにつれて仕切壁22Fから離れるように傾斜している。
第2カップリング面FP2は、カップリング22が反時計回りD2に回転するときにクラッチ40を離脱位置から係合位置に向けて移動させるための面である。第2カップリング面FP2は、反時計回りD2の下流側を向いている。第2カップリング面FP2は、カップリング22の回転方向に対して傾斜している。詳しくは、第2カップリング面FP2は、反時計回りD2に向かうにつれて仕切壁22Fに近づくように傾斜している。第2カップリング面FP2は、クラッチ40の第1壁43の端部に接触する。
第3カップリング面FP3は、カップリング22が反時計回りD2に回転するときに、クラッチ40の第1壁43と回転方向で接触する面である。第3カップリング面FP3は、第2カップリング面FP2よりも仕切壁22Fから離れた位置に位置している。第3カップリング面FP3は、カップリング22の回転方向に対して交差している。より好ましくは、第3カップリング面FP3は、カップリング22の回転方向に対して直交している。
図9および図10に示すように、クラッチ40の第1壁43は、回転方向においてカップリング22の突出片22Gの間に位置する。クラッチ40は、カップリング22とともに回転する。このため、クラッチ40は、カップリング22とともに回転可能である。
クラッチ40は、シャフトS12に対して軸方向に移動可能である。クラッチ40は、第2ギヤ32の一部である第1突起P1と回転方向で係合する係合位置(図9参照)と、第2ギヤ32の一部である第1突起P1と係合しない離脱位置(図10参照)との間で軸方向に沿って移動可能である。
図9(a),(b)に示すように、クラッチ40は、カップリング22が反時計回りD2に回転する場合にクラッチ40が係合位置に移動することで、第2ギヤ32の一部である第1突起P1と係合し、カップリングギヤ22Bとともに第2ギヤ32を反時計回りD2に回転させる。
なお、カップリング22は、ギヤカバー21に接触することによって、シャフトS12に対して筐体11の側面11Fから離れる方向に移動しない。ここで、「カップリング22がシャフトS12に対して移動しない」とは、全く動かないことを意味する他、ガタツキによって若干動くことも意味する。そして、前述したクラッチ40は、カップリング22に対しても、軸方向に移動可能となっている。
このときの作用をより具体的に説明すると、離脱位置(図10(a),(b)参照)にクラッチ40がある状態において、カップリング22が反時計回りD2に回転すると、カップリング22の第2カップリング面FP2が、クラッチ40の第1壁43の第2面43Bの端部に回転方向で接触する。これにより、回転方向に対して傾斜した第2カップリング面FP2がクラッチ40を第2ギヤ32の第1突起P1へ向けて付勢する。
クラッチ40は、軸方向の他方側へ移動し、第2カップリング面FP2から離れ、第2突起P2が第1突起P1と噛み合う。そして、複数の第2突起P2の各第1クラッチ面FC1が複数の各第1突起P1の各回転伝達面FS1に接触する。その後、カップリング22が若干反時計回りD2に回転すると、第3カップリング面FP3が、クラッチ40の第1壁43に回転方向で接触する。
これにより、カップリング22からクラッチ40に駆動力が伝達される。また、各回転伝達面FS1によって、クラッチ40から、第2ギヤ32に反時計回りD2への駆動力が伝達される。その結果、カップリング22と、クラッチ40と、第2ギヤ32が一体となって反時計回りD2に回転する。
一方、図10(a),(b)に示すように、クラッチ40は、カップリング22が時計回りD1に回転する場合には、クラッチ40が離脱位置に位置することで、第2ギヤ32の第1突起P1と係合せず、カップリング22とともに第2ギヤ32を回転させない。
このときの作用をより具体的に説明すると、係合位置(図9(a),(b)参照)にクラッチ40がある状態において、カップリング22が時計回りD1に回転すると、カップリング22の第1カップリング面FP1が、クラッチ40の第3クラッチ面FC3を時計回りD1に押す。これにより、クラッチ40が、カップリング22とともに時計回りD1に回転する。
そして、クラッチ40が時計回りD1に回転すると、複数の第2突起P2の各第2クラッチ面FC2が複数の第1突起P1の各傾斜面FS2に接触することで、各傾斜面FS2によってクラッチ40が軸方向の一方側に押されて係合位置から離脱位置に向けて移動する。これにより、各第2突起P2が各第1突起P1から軸方向に外れる。つまり、各第2突起P2と各第1突起P1の係合が解除される。その後、カップリング22の第1カップリング面FP1がクラッチ40の第3クラッチ面FC3を離脱位置に向けてさらに押圧する。これにより、クラッチ40が離脱位置に位置する。この状態では、各第2突起P2が各第1突起P1から軸方向に間隔を空けて位置するので、クラッチ40の回転は第2ギヤ32に伝わらない。すなわち、第2ギヤ32は、クラッチ40とは独立して回転することができる。
次に、カップリング22が時計回りD1または反時計回りD2に回転する場合の各部材の動作について説明する。
図11(a),(b)に示すように、制御部CUがモータ8を制御して継ぎ手7を時計回りD1に回転させると、カップリングギヤ22B(カップリング22)が時計回りD1に回転する。この場合、移動ギヤ33はカップリングギヤ22Bとともに時計回りに回転(公転)して第2位置に位置し、第1ギヤ31の小径ギヤ31Bと噛み合う。これによりカップリングギヤ22Bが時計回りD1に回転することに応じて、移動ギヤ33は、カップリングギヤ22Bとの噛み合いにより反時計回りに回転するとともに、第1ギヤ31は、移動ギヤ33との噛み合いにより時計回りに回転する。
第1ギヤ31が時計回りに回転すると、第1アイドルギヤ34が反時計回りに回転する。第1アイドルギヤ34と噛み合う第2アイドルギヤ35は時計回りに回転する。そして、第2アイドルギヤ35と現像ローラギヤ23と供給ローラギヤ24は反時計回りに回転する。これにより、現像ローラ12と供給ローラ13は、反時計回りに回転する。また、第1ギヤ31とともに回転する第1アジテータ14も回転する。
このように、カップリング22が時計回りD1に回転すると、第1アジテータ14、現像ローラ12および供給ローラ13を回転させて、画像形成を行うことができる。
そして、移動ギヤ33が第2位置に位置することで、移動ギヤ33は、搬送ギヤ26と噛み合わない。このため、搬送ギヤ26は回転せず、第3アイドルギヤ36、第4アイドルギヤ37およびアジテータギヤ25も回転しない。この結果、オーガ16と第2アジテータ15は回転せず、トナー収容室11Bから現像室11AにトナーTは搬送されない。
なお、このとき、クラッチ40は第2ギヤ32の一部である第1突起P1と係合しないので、第2ギヤ32はクラッチ40との係合によっては回転しない。しかし、第2ギヤ32は、第1ギヤ31との噛み合いにより第1ギヤ31が時計回りに回転するのに応じて反時計回りD2に回転する。
一方、図12(a),(b)に示すように、制御部CUがモータ8を制御して継ぎ手7を反時計回りD2に回転させると、カップリングギヤ22B(カップリング22)が反時計回りD2に回転する。この場合、移動ギヤ33はカップリングギヤ22Bとともに反時計回りに回転(公転)して第1位置に位置し、第1ギヤ31と噛みわない。そして、カップリングギヤ22Bが反時計回りD2に回転することに応じて、第2ギヤ32は、クラッチ40を介してカップリングギヤ22Bとともに反時計回りD2に回転する。そして、第1ギヤ31は、第2ギヤ32との噛み合いにより時計回りに回転する。
第1ギヤ31が時計回りに回転すると、カップリングギヤ22Bが時計回りD1に回転する場合と同様に、第1アイドルギヤ34、第2アイドルギヤ35を介して、第2アイドルギヤ35と現像ローラギヤ23と供給ローラギヤ24は反時計回りに回転する。これにより、現像ローラ12と供給ローラ13は、反時計回りに回転する。また、第1ギヤ31とともに回転する第1アジテータ14も回転する。
このように、カップリング22が反時計回りD2に回転すると、第1アジテータ14、現像ローラ12および供給ローラ13を回転させて、画像形成を行うことができる。
そして、移動ギヤ33が第2位置に位置することで、移動ギヤ33は、搬送ギヤ26と噛み合う。このため、搬送ギヤ26は反時計回りに回転する。搬送ギヤ26が反時計回りに回転すると、第3アイドルギヤ36は、時計回りに回転する。第3アイドルギヤ36が時計回りに回転すると、第4アイドルギヤ37は、反時計回りに回転する。第4アイドルギヤ37が反時計回りに回転すると、アジテータギヤ25が時計回りに回転する。
このように、カップリング22が反時計回りD2に回転すると、搬送ギヤ26、第3アイドルギヤ36、第4アイドルギヤ37およびアジテータギヤ25が回転する。この結果、オーガ16と第2アジテータ15が回転し、トナー収容室11Bから現像室11AにトナーTを搬送することができる。すなわち、カップリング22が時計回りD1に回転する場合には、画像形成をしながらトナー収容室11Bから現像室11AにトナーTを搬送することができる。
なお、上述したような各部材の作用は、ドラムカートリッジ5から現像カートリッジ10が外された状態でも同様に発揮される。
次に、制御部CUについて説明する。
制御部CUは、印字指令を受信する受信ステップを実行する。そして、制御部CUは、受信ステップにおいて印字指令を受信した場合に、現像室11A内のトナー残量ATが第1所定値ATth1以下であるかを判定する第1判定ステップと、モータ8を制御する指令をモータ8に送信する送信ステップを実行する。送信ステップでは、第1判定ステップによりトナー残量が第1所定値以下であると判定された場合、モータ8に、継ぎ手7を第2状態とする指令を送信し、第1判定ステップによりトナー残量が第1所定値ATth1以下であると判定されなかった場合、モータ8に継ぎ手7を第1状態とする指令を送信する。すなわち、モータ8を逆転させるとき、トナー収容室11Bから現像室11A内にトナーTを供給し、モータ8を正転させるときは、トナー収容室11Bから現像室11A内にトナーTを供給しない。
制御部CUは、受信ステップにおいて、印字指令として複数ページの画像形成を受信した場合に、第1判定ステップにおいてトナー残量ATが第1所定値ATth1以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、1ページ目を印刷する際に、モータ8に継ぎ手7を第2状態とする指令を送信し、2ページ目以降を印刷する際に、モータ8に継ぎ手7を第1状態とする指令を送信することができる。ここでの、「2ページ目以降を印刷する際」というのは3ページ以降を印刷する際や、4ページ目以降を印刷する際にモータ8に継ぎ手を第1状態とする指令を送信する場合を含む意味である。
制御部CUは、第1判定ステップにおいてトナー残量ATが第1所定値ATth1以下であると判定した場合に、トナー残量ATが第1所定値ATth1より小さい第2所定値ATth2以下であるかを判定する第2判定ステップをさらに実行する。制御部CUは、第2判定ステップにおいて、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、モータ8に、継ぎ手7を第2状態とする指令を送信することができる。
制御部CUは、受信ステップにおいて、印字指令として複数ページの画像形成を受信した場合に、第2判定ステップにおいて、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、1ページ目を印刷する際に、モータ8に継ぎ手7を第2状態とする指令を送信し、2ページ目以降を印刷する際に、モータ8に継ぎ手7を第1状態とする指令を送信することができる。ここでの、「2ページ目以降を印刷する際」というのは3ページ以降を印刷する際や、4ページ目以降を印刷する際にモータ8に継ぎ手7を第1状態とする指令を送信する場合を含む意味である。
制御部CUは、第2判定ステップにおいて、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下でないと判定した場合、送信ステップにおいて、印刷開始前、印刷完了後、ページ間の少なくともいずれかのタイミングで継ぎ手7を第2状態とする指令を送信することができる。
次に、上述した制御部CUを実現する具体的な処理の一例についてフローチャートを参照して説明する。図13,図15,図17の各フローチャートは、印字指令を受信した後の処理を示すものである。以下、フローチャートの説明では、便宜上、送信ステップでモータ8を第1状態にする指示を送信する場合をモータ8を正転させるといい、モータ8を第2状態にする指示を送信する場合をモータ8を逆転させるという。
図13に示すように、制御部CUは、印字指令を受信した後、トナー残量ATが第1所定値ATth1以下であるかを判定する(S10,第1判定ステップ)。制御部CUは、トナー残量ATが第1所定値ATth1以下であると判定しなかった場合(S10,No)、ステップS40〜S49の処理により、印刷処理を実行する。
具体的には、まず、制御部CUは、モータ8を正転させる(S40、送信ステップ)。
次に、制御部CUは、1ページ印刷する処理を実行し(S41)、次に印刷すべきページがあるかを判定する(S42)。制御部CUは、次のページがあると判定した場合(S42,Yes)、ステップS41に戻ってさらに次のページを印刷し、次のページがないと判定した場合(S42,No)、モータを停止して(S49)、処理を終了する。
一方、制御部CUは、ステップS10において、トナー残量ATが第1所定値ATth1以下であると判定した場合(S10,Yes)、モータ8を逆転させる(S21,S22参照)。
具体的には、制御部CUは、ステップS10において、トナー残量ATが第1所定値ATth1以下であると判定した場合(S10,Yes)、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下であるかを判定する(S20,第2判定ステップ)。
制御部CUは、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下であると判定しなかった場合(S20,No)、所定時間モータを逆転させ(S21,送信ステップ)、その後、すべてのページを印刷する処理を実行する(S40〜S49)。
これにより、トナー残量ATが第1所定値ATth1以下で、第2所定値ATth2より大きかった場合には、図14(a)に示すように、印刷指令を受信した後、印刷開始前のタイミングであるt11〜t12の期間でモータ8を逆転させてトナーTをトナー収容室11Bから現像室11A内に供給し、その後、すべてのページを印刷する動作を実現することができる。
図13に戻り、制御部CUは、制御部CUは、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下であると判定した場合(S20,Yes)、モータ8を逆転させ(S22,送信ステップ)、その後、所定ページを印刷する(S31〜S33)。具体的には、1ページを印刷した後(S31)、次のページがあるか判定し(S32)、ないと判定すれば(S32,No)、ステップS49に進んでモータ8を停止し、処理を終了する。一方、次のページがあると判定すれば(S32,Yes)、所定ページを印刷済みか判定し(S33)、印刷済みでないと判定すれば(S33,No)、ステップS31に戻って処理を繰り返す。
制御部CUは、ステップS33において、所定ページを印刷したと判定した場合(S33,Yes)、ステップS40に進んで、残りのすべてのページを印刷する処理を実行する(S40〜S49)。
これにより、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下だった場合には、図14(b)に示す動作を実現することができる。具体的には、制御部CUは、印刷指令を受信した後、t21〜t22の期間にモータ8を逆転させてトナーTをトナー収容室11Bから現像室11A内に供給しながら所定ページを印刷する。制御部CUは、t23以後、モータ8を正転させてトナー収容室11Bから現像室11A内に供給しない状態で残りのページを印刷する。
次に制御部CUの処理の他の例を図15を参照して説明する。
図15においては、ステップS10〜S49の処理は図13と同様であるので説明を省略する。
制御部CUは、ステップ20においてトナー残量ATが第2所定値ATth2以下でないと判定した場合(S20,No)、モータ8を正転させる(S50)。
そして、制御部CUは、1ページを印刷する(S51)。その後、制御部CUは、所定時間モータを逆転させる(S52)。なお、ステップS51で1ページではなく、複数ページを印刷するように処理してもよい。
制御部CUは、次のページがあるか否か判定し(S53)、あると判定した場合には(S53,Yes)、ステップS40〜S49の処理により、残りの全てのページの印刷処理を実行する。一方、ステップS53において次のページがないと判定した場合(S53,No)、モータを停止して(S49)、処理を終了する。
これにより、トナー残量ATが第1所定値ATth1以下で、第2所定値ATth2より大きかった場合には、図16に示す動作を実現することができる。具体的には、印刷指令を受信した後、t31〜t32の期間でモータ8を正転させてトナー収容室11Bから現像室11A内に供給しない状態で1ページ印刷する。その後、ページ間のタイミングであるt33〜t34の期間でモータ8を逆転させてトナーTをトナー収容室11Bから現像室11A内に供給する。その後、t35以降、モータ8を正転させてトナー収容室11Bから現像室11A内に供給しない状態で残りの全てのページを印刷する。
次に制御部CUの処理のさらに他の例を図17を参照して説明する。
図17においては、ステップS10〜S49の処理は図13と同様であるので説明を省略する。
制御部CUは、ステップ20においてトナー残量ATが第2所定値ATth2以下でないと判定した場合(S20,No)、モータ8を正転させる(S60)。
そして、制御部CUは、全ページを印刷する(S61)。その後、制御部CUは、所定時間モータを逆転させ(S62)、モータを停止して(S49)、処理を終了する。
これにより、トナー残量ATが第1所定値ATth1以下で、第2所定値ATth2より大きかった場合には、図18に示す動作を実現することができる。具体的には、印刷指令を受信した後、t41〜t42の期間でモータ8を正転させてトナー収容室11Bから現像室11A内に供給しない状態で全ページ印刷する。その後、印刷完了後のタイミングであるt43〜t44の期間でモータ8を逆転させてトナーTをトナー収容室11Bから現像室11A内に供給する。
以上説明したように、本実施形態の現像カートリッジ10および画像形成装置1によれば、次のような効果を奏することができる。
カップリング22を時計回りD1、反時計回りD2のいずれに回転させた場合であっても、第1ギヤ31を時計回りに回転させ、現像ローラ12を同じ方向に回転させることができる。このため、カップリング22を時計回りD1、反時計回りD2の両方に回転させた場合であっても、現像ローラ12が逆転しないので、トナー漏れが発生しにくい。
そして、移動ギヤ33は、ともに回転する大径ギヤ33Bと小径ギヤ33Aとを有し、大径ギヤ33Bは、第1ギヤ31と噛み合い、小径ギヤ33Aはカップリングギヤ22Bと噛み合い、第2ギヤ32はカップリングギヤ22Bよりも大径である。このため、カップリング22を時計回りD1に回転させたときには、移動ギヤ33で増速して第1ギヤ31を回転させる。一方、カップリング22を反時計回りD2に回転させたときには、第2ギヤ32で増速して第1ギヤ31を回転させる。したがって、カップリング22を時計回りD1に回転させた場合と、反時計回りD2に回転させた場合とで、現像ローラ12の速度の違いを小さくすることができる。
また、現像カートリッジ10は、カップリング22を時計回りD1に回転させると現像ローラ12を回転させることができ、反時計回りD2に回転させるとトナーTの供給をすることができる。このため、カップリング22の動作のみで、必要なタイミングでトナー収容室11Bから現像室11AにトナーTを供給することができる。そのため、従来のレバーのような他の部品が不要なので、現像カートリッジ10を小型化することができる。
また、現像カートリッジ10は、カップリング22を時計回りD1、反時計回りD2のいずれに回転させた場合であっても、第1ギヤ31を反時計回りに回転させ、現像ローラ12を同じ方向に回すことができる。このため、現像しながらトナー収容室11Bから現像室11AにトナーTを供給することが可能である。
そして、制御部CUにより、現像室11A内のトナー残量ATが第1所定値ATth1以下であるかを判定し、トナー残量ATが第1所定値ATth1かであると判定された場合、モータ8に、継ぎ手7を第2状態とする指令を送信する送信ステップを実行する。これにより、現像室11AにトナーTを供給することができる。
また、制御部CUは、第1判定ステップによりトナー残量ATが第1所定値ATth1以下であると判定されなかった場合、送信ステップにおいて、モータ8に継ぎ手7を第1状態とする指令を送信する。これにより、現像室11AにトナーTを供給しない状態にすることができる。
また、制御部CUは、受信ステップにおいて、印字指令として複数ページの画像形成を受信した場合に、第1判定ステップにおいてトナー残量ATが第1所定値ATth1以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、所定ページを印刷する際に、モータ8に継ぎ手7を第2状態とする指令を送信し、所定ページの次のページ以降を印刷する際に、モータ8に継ぎ手7を第1状態とする指令を送信する。これにより、トナー残量ATが第1所定値ATth1以下だった場合に所定ページを印刷しながら多くの量のトナーを供給することができる。
また、制御部CUは、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下であるかを判定する第2判定ステップをさらに実行し、第2判定ステップにおいて、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下であると判定した場合、送信ステップにおいて、モータ8、継ぎ手7を第2状態とする指令を送信する。これにより、トナー残量ATが第2所定値ATth2以下だった場合に所定ページを印刷しながら多くの量のトナーを供給することができる。
以上に本開示の実施形態について説明したが、本開示は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
上述の実施形態では、現像カートリッジ10は、ドラムカートリッジ5に対して着脱可能であったが、これに限定されず、図19に示すように、現像器110は、感光体ドラム5Bを備えていてもよい。すなわち、現像器110がドラムカートリッジを含んでいてもよい。この場合、トナー収容室11Bを有するトナーカートリッジ111を現像器110とは別体で構成し、トナーカートリッジ111が現像器110に対して着脱可能であってもよい。
また、上述の実施形態の現像カートリッジ10において、トナー収容室11Bの部分が現像室11Aを構成する部分とは別体に構成され、トナー収容室11Bの部分が現像室11Aの部分に対して着脱可能に構成されていてもよい。すなわち、ドラムカートリッジと、現像カートリッジと、トナー収容室との3つが別体であってもよい。
上述の実施形態では、移動ギヤ33は、大きさの異なる小径ギヤ33Aと大径ギヤ33Bとを有していたが、1つの歯車だけを有していてもよい。この場合、1つの歯車がカップリングギヤ22Bと噛み合うとともに第1ギヤ31に噛み合い可能であればよい。
上述の実施形態では、第2ギヤ32が複数の第1突起P1を備え、クラッチ40が複数の第2突起P2を備えるが、これに限定されない。例えば、第2ギヤ32は、1つの第1突起を備えていてもよい。また、クラッチ40は、1つの第2突起を備えていてもよい。また、第1突起P1は、回転伝達面FS1および傾斜面FS2を備えるが、これに限定されない。例えば、一の突起が回転伝達面を備えていてもよい。また、一の突起とは別の突起が、傾斜面を備えていてもよい。同様に、一の突起が第1クラッチ面を備えていてもよい。また、一の突起とは別の突起が、第2クラッチ面を備えていてもよい。
上述の実施形態では、傾斜面FS2と第2クラッチ面FC2の両方が、回転方向に対して傾斜する傾斜面であるが、これに限定されず、傾斜面および第2クラッチ面のいずれか一方が傾斜面であってもよい。
上述の実施形態では、カップリング22は、クラッチ40を離脱位置に向けて移動させるための面(FP1)を2つ備えたが、これに限定されず、クラッチ40を離脱位置に向けて移動させるための面は、1つでもよいし、3つ以上であってもよい。
上述の実施形態では、第1カップリング面FP1と第3クラッチ面FC3の両方が、回転方向に対して傾斜する傾斜面であるが、これに限定されず、第1カップリング面および第3クラッチ面のいずれか一方が傾斜面であってもよい。
上述の実施形態では、現像カートリッジ10は、ドラムカートリッジ5と別体に構成されていたが、現像器は、ドラムカートリッジと一体に構成されていても構わない。
上述の実施形態では、トナー収容室11Bから現像室11Aに搬送する部材が、オーガ16であったが、これに限定されず、アジテータであってもよい。この場合、搬送ギヤは、アジテータとともに回転可能とすることができる。
上述の実施形態では、制御部CUは、第1判定ステップにおいてトナー残量ATが第1所定値ATth1以下であると判定した場合に、第2判定ステップを実行したが、第2判定ステップの後に第1判定ステップを実行することもできる。例えば、第2判定ステップにおいてトナー残量ATが第2所定値ATth2以下でないと判定した後に第1判定ステップにおいてトナー残量ATが第1所定値ATth1以下であるかを判定してもよい。
上述の実施形態では、制御部CUは、センサ9によりトナー残量ATを取得していたが、制御部は、画像形成を行ったドット数をカウントして、トナー残量を取得してもよい。例えば、第1判定ステップと第2判定ステップで用いるトナー残量のどちらか一方のみについて画像形成を行ったドット数をカウントして、トナー残量を取得してもよいし、両方について、画像形成を行ったドット数をカウントして、トナー残量を取得してもよい。
上述の実施形態では、画像形成装置の一例としてモノクロの画像形成装置1を例示したが、画像形成装置はカラーの画像形成装置であってもよいし、LEDにより露光するものであってもよいし、コピー機や複合機であってもよい。
上述のした各実施形態および各変形例の各要素は、任意に組み合わせて実施することが可能である。
5 ドラムカートリッジ
5B 感光体ドラム
7 継ぎ手
8 モータ
10 現像器
11 筐体
11A 現像室
11B トナー収容室
12 現像ローラ
12A 現像ローラシャフト
13 供給ローラ
13A 供給ローラシャフト
16 オーガ
22 カップリング
22A 凹部
22B カップリングギヤ
22J 第2凹部
23 現像ローラギヤ
24 供給ローラギヤ
26 搬送ギヤ
31 第1ギヤ
32 第2ギヤ
33 移動ギヤ
33A 小径ギヤ
33B 大径ギヤ
34 第1アイドルギヤ
35 第2アイドルギヤ
40 クラッチ
110 現像器
A1 第1軸
A2 第2軸
A3 第3軸
CU 制御部
FC1 第1クラッチ面
FC2 第2クラッチ面
FC3 第3クラッチ面
FP1 第1カップリング面
FS1 回転伝達面
FS2 傾斜面
P1 第1突起
P2 第2突起
T トナー

Claims (13)

  1. 画像形成装置であって、
    本体筐体と、
    現像器であって
    軸方向に延びる第1軸について回転可能な現像ローラと、
    筐体であって、
    前記筐体の内部に位置する現像室であって、前記現像ローラへ供給するためのトナーを収容可能な現像室と、
    前記筐体の内部に位置するトナー収容室であって、前記現像室へ供給するためのトナーを収容可能なトナー収容室と、
    を有する筐体と、
    前記軸方向に延びる第2軸について、反時計回りと時計回りの両方に回転転可能なカップリングであって、カップリングギヤを有するカップリングと、
    前記トナー収容室内のトナーを、前記現像室へ供給可能なオーガ、または、アジテータであって、前記軸方向に延びるオーガ軸について回転可能なオーガ、または、アジテータと、
    前記オーガまたは前記アジテータと共に回転可能な搬送ギヤと、
    前記カップリングギヤと噛み合い、且つ、反時計回りと時計回りとの両方に回転可能な移動ギヤにおいて、前記カップリングギヤと噛み合った状態で、前記搬送ギヤと噛み合う第1位置と、前記搬送ギヤと噛み合わない第2位置との間で移動可能な移動ギヤであって、前記カップリングギヤが反時計回りに回転する場合に前記第1位置に位置し、前記カップリングギヤが時計回りに回転する場合に前記第2位置に位置する移動ギヤと、
    を備える現像器と、
    前記カップリングと係合可能な継ぎ手と、
    前記継ぎ手を駆動させるモータであって、前記カップリングを時計回りに回転させる第1状態と、前記カップリングを反時計回りに回転させる第2状態とに、前記継ぎ手を駆動させるモータと、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記現像室内のトナー残量が第1所定値以下であるかを判定する第1判定ステップと、
    前記モータを制御する指令を前記モータに送信する送信ステップであって、前記第1判定ステップにより前記トナー残量が第1所定値以下であると判定された場合、前記モータに、前記継ぎ手を前記第2状態とする指令を送信する送信ステップと、
    を実行することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第1判定ステップにより前記トナー残量が前記第1所定値以下であると判定されなかった場合、前記送信ステップにおいて、前記モータに前記継ぎ手を前記第1状態とする指令を送信することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記現像器は、
    前記現像ローラを回転させるための第1ギヤと、
    前記第1ギヤと噛み合う第2ギヤであって、前記第2軸について反時計回りに回転可能な第2ギヤと、
    前記軸方向において前記カップリングと前記第2ギヤとの間に位置し、前記カップリングとともに回転するクラッチであって、前記カップリングが反時計回りに回転する場合に前記第2ギヤの一部と係合し、前記カップリングギヤとともに前記第2ギヤを反時計回りに回転させ、前記カップリングが時計回りに回転する場合には、前記第2ギヤの一部と係合せず、前記カップリングとともに前記第2ギヤを回転させないクラッチと、
    を備え、
    前記カップリングギヤが反時計回りに回転する場合、
    前記移動ギヤは第1位置に位置し、前記第1ギヤと噛み合わず、
    前記カップリングギヤが反時計回りに回転することに応じて、前記第2ギヤは、前記クラッチを介して前記カップリングギヤとともに反時計回りに回転するとともに、前記第1ギヤは、前記第2ギヤとの噛み合いにより時計回りに回転し、
    前記カップリングギヤが時計回りに回転する場合、
    前記移動ギヤは前記第2位置に位置し、前記第1ギヤと噛み合い、
    前記カップリングギヤが時計回りに回転することに応じて、前記移動ギヤは、前記カップリングギヤとの噛み合いにより反時計回りに回転するとともに、前記第1ギヤは、前記移動ギヤとの噛み合いにより時計回りに回転すること、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記制御部は、さらに、印字指令を受信する受信ステップを実行し、
    前記受信ステップにおいて前記印字指令を受信した場合に、前記第1判定ステップにおいて前記トナー残量が前記第1所定値以下であると判定した場合、前記送信ステップにおいて、前記モータに前記継ぎ手を前記第2状態とする指令を送信することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記受信ステップにおいて、前記印字指令として複数ページの画像形成を受信した場合に、前記第1判定ステップにおいて前記トナー残量が前記第1所定値以下であると判定した場合、前記送信ステップにおいて、1ページ目を印刷する際に、前記モータに前記継ぎ手を第2状態とする指令を送信し、2ページ目以降を印刷する際に、前記モータに前記継ぎ手を第1状態とする指令を送信することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御部は、
    前記トナー残量が前記第1所定値より小さい第2所定値以下であるかを判定する第2判定ステップをさらに実行し、
    前記第2判定ステップにおいて、前記トナー残量が前記第2所定値以下であると判定した場合、前記送信ステップにおいて、前記モータに、前記継ぎ手を前記第2状態とする指令を送信することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  7. 前記制御部は、
    前記トナー残量が前記第1所定値より小さい第2所定値以下であるかを判定する第2判定ステップをさらに実行し、
    前記受信ステップにおいて、前記印字指令として複数ページの画像形成を受信した場合に、前記第2判定ステップにおいて、前記トナー残量が前記第2所定値以下であると判定した場合、前記送信ステップにおいて、1ページ目を印刷する際に、前記モータに前記継ぎ手を第2状態とする指令を送信し、2ページ目以降を印刷する際に、前記モータに前記継ぎ手を第1状態とする指令を送信することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  8. 前記制御部は、前記第1判定ステップにおいて前記トナー残量が前記第1所定値以下であると判定した場合に、前記第2判定ステップを実行することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記制御部は、
    前記第2判定ステップにおいて、前記トナー残量が前記第2所定値以下でないと判定した場合、前記送信ステップにおいて、印刷開始前、印刷完了後、ページ間の少なくともいずれかのタイミングで前記継ぎ手を前記第2状態とする指令を送信することを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記画像形成装置は、前記トナーの残量を検知するセンサをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記第2判定ステップにおいて、前記センサから前記トナー残量を取得することを特徴とする請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記制御部は、
    前記第1判定ステップにおいて、前記センサから前記トナー残量を取得することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
  12. 前記制御部は、
    前記第2判定ステップにおいて、画像形成を行ったドット数をカウントして、前記トナー残量を取得することを特徴とする請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  13. 前記制御部は、
    前記第1判定ステップにおいて、画像形成を行ったドット数をカウントして、前記トナー残量を取得することを特徴とする請求項1から請求項10および請求項12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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