JP2021189317A - 現像カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤が収容され、撹拌部材が設けられた現像剤収容室を備えるカートリッジにおいて、現像剤収容室に対して外部から現像剤を補給する場合のトナー詰まりを抑制する。【解決手段】 カートリッジは、現像ローラと、現像室と、現像室の下方にある現像剤収容室と、現像室と現像剤収容室を連通する第１開口部と、を有する枠体と、撹拌軸と、シートと、を有する撹拌部材と、を有し、現像剤収容室は、撹拌部材の回転に伴いシート上の現像剤が第１開口部に向けて飛翔されるようにシートの撓みを生じさせた後にシートの撓みを復元させるようにシートと接離する内壁と、現像剤を現像剤収容室に受け入れるための第２開口部と、を有し、第２開口部から現像剤収容室へ現像剤が補給するための搬送部材を有し、撹拌部材が回転させられている間のシートが第２開口部の正面を通過するタイミングにおいて搬送部材が駆動されている状態になるように構成されている。【選択図】 図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置で用いられる現像カートリッジに関する。

電子写真方式の画像形成装置として、現像ローラを有する現像カートリッジが中間転写ユニットの下方に配置される構成が知られている（特許文献１）。このような現像カートリッジの現像ローラが設けられた現像室は、トナー（現像剤）が収容されたトナー収容室（現像剤収容室）の上方に設けられている。そこで、シートを有する撹拌部材を回転させてトナー収容室に収容されているトナーを上方に飛翔させることで現像室へトナーを供給する構成が採用されている。

特開２０１１−２５３２０３

特許文献１の現像カートリッジのトナー収容室に対して現像カートリッジの外部からトナーを補給する構成を採用した場合に生じる可能性のあるトナー詰まりを抑制することを目的とする。

本発明の第１の側面は、画像形成装置の装置本体に着脱可能に設けられたカートリッジであって、現像剤を担持し、回転可能に構成された現像ローラと、前記現像ローラが設けられた現像室と、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態において前記現像室の下方にあって現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像室と前記現像剤収容室を連通する第１開口部と、を有する枠体と、前記現像剤収容室に収容された現像剤を撹拌できるように前記現像剤収容室に回転可能に設けられた撹拌部材であって、前記現像ローラの回転軸線の方向に延びる撹拌軸と、前記撹拌軸と共に回転するように前記撹拌軸に取り付けられたシートと、を有する撹拌部材と、を有し、前記現像剤収容室は、前記撹拌部材の回転に伴い前記シート上の現像剤が前記第１開口部に向けて飛翔されるように前記シートの撓みを生じさせた後に前記シートの撓みを復元させるように前記シートと接離する内壁と、前記カートリッジの外部から補給される現像剤を前記現像剤収容室に受け入れるための第２開口部であって、前記撹拌部材が回転している時に前記シートが正面を通過するように位置に配置された第２開口部と、を有し、前記第２開口部から前記現像剤収容室へ現像剤が補給されるように駆動可能に構成された搬送部材を有し、前記撹拌部材が回転させられている間の前記シートが前記第２開口部の正面を通過するタイミングにおいて前記搬送部材が駆動されている状態になるように構成されていることを特徴とする。

本発明により、現像剤が収容され、撹拌部材が設けられた現像剤収容室を備える現像カートリッジにおいて、現像剤収容室に対して外部から現像剤を補給する場合の現像剤の詰まりを抑制することができる。

本実施形態に係るプロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の構成を説明する図である 本実施形態に係るプロセスカートリッジを説明する図である 本実施形態に係るプロセスカートリッジを説明する斜視図である。 本実施形態に係る現像ユニットを説明する斜視図である。 本実施形態に係るトナー搬送動作について説明する図である。 本実施形態に係るトナーカートリッジ（Ｙ・Ｍ・Ｃ）の主断面図である。 本実施形態に係るトナーカートリッジ（Ｋ）の主断面図である。 本実施形態に係るトナーカートリッジ（Ｙ・Ｍ・Ｃ）の後方からの全体斜視図である。 本実施例１に係る駆動制御の回路構成を示したブロック図である。 本実施例１に係る現像ユニットの駆動ギア列を表す図である。 本実施例１に係るトナー搬送部材と受入搬送スクリューの駆動制御を説明するシーケンスチャートである。 本実施例１に係る実施例と比較例それぞれのタイミングチャートとトナー詰まりの評価結果を説明する図である。 本実施例２に係る駆動制御の回路構成を示したブロック図である。 本実施例２に係る現像ユニットの駆動ギア列を表す図である。

以下、本発明に係る画像形成装置、及びプロセスカートリッジを図面に則して説明する。

＜画像形成装置の全体構成＞
まず電子写真方式の画像形成装置１００の全体構成について、図１を用いて説明する。図１に示すように、着脱可能な４個のプロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）が装着部材（不図示）によって装着されている。またプロセスカートリッジ７０の画像形成装置１００の装着方向上流側を前側面側、装着方向下流側を奥側面側と定義する。

各プロセスカートリッジ７０は、電子写真感光体ドラム（以下、感光体ドラムという）１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と現像ローラ２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）を有する。各プロセスカートリッジ７０は、更に、帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）とクリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等のプロセス手段を有する。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものであり、現像ローラ２５は、感光体ドラム１に形成した潜像をトナーによって現像して可視像化するものである。そして、クリーニング部材６は、感光体ドラム１に形成したトナー像を記録媒体に転写した後に、感光体ドラム１に残留したトナーを除去するものである。

また、プロセスカートリッジ７０の下方には画像情報に基づいて感光体ドラム１に選択的な露光を行い、感光体ドラム１に潜像を形成するためのスキャナユニット３が設けられている。

装置本体１００の下部には記録媒体Ｓを収納したカセット１７が装着されている。そして、記録媒体Ｓが２次転写ローラ６９、定着部７４を通過して装置本体１００の上方へ搬送されるように記録媒体搬送手段が設けられている。また、プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）の上方には各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上に形成したトナー画像を転写させるための中間転写手段としての中間転写ユニット５が設けられている。中間転写ユニット５には、各色の感光体ドラム１に対向する位置に１次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）、２次転写ローラ６９に対向する位置に対向ローラ５９を有し、転写ベルト５０が掛け渡されている。そして、転写ベルト５０はすべての感光体ドラム１に対向し、且つ接するように循環移動し、１次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）に電圧を印加することにより、感光体ドラム１から転写ベルト５０上に一次転写を行う。そして、転写ベルト５０内に配置された対向５９ローラと２次転写ローラ６９への電圧印加により、転写ベルト５０のトナーを記録媒体Ｓに転写する。

画像形成に際しては、各感光体ドラム１を回転させ、帯電ローラ２によって一様に帯電させた感光体ドラム１にスキャナユニット３から選択的な露光を行う。これによって、感光体ドラム１に静電潜像を形成する。その潜像を現像ローラ２５によって現像する。これによって、各感光体ドラム１に各色トナー像を形成する。この画像形成と同期して、レジストローラ対５５が、記録媒体Ｓを対向ローラ５９と２次転写ローラ６９とが転写ベルト５０を介在させて当接している２次転写位置に搬送する。そして、２次転写ローラ６９へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト５０上の各色トナー像を記録媒体Ｓに２次転写する。これによって、記録媒体Ｓにカラー画像を形成する。カラー画像が形成された記録媒体Ｓは、定着部７４によって加熱、加圧されてトナー像が定着される。その後、記録媒体Ｓは、排出ローラ７２によって排出部７５に排出される。尚、定着部７４は、装置本体１００の上部に配置されている。

第１〜第４のトナーカートリッジ９は、各プロセスカートリッジ７０に収容されるトナーの色と対応した順序で、プロセスカートリッジ７０の下方にそれぞれ水平方向に並んで配置されている。すなわち、第１のトナーカートリッジ９Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを収容している。同様に、第２のトナーカートリッジ９Ｍはマゼンタ（Ｍ）、第３のトナーカートリッジ９Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを収容する。第４のトナーカートリッジ９Ｋはブラック（Ｋ）のトナーを収容している。そして、各トナーカートリッジ９は、同色のトナーを収容したプロセスカートリッジ７０にトナーを補給する。

トナーカートリッジ９の補給動作は、画像形成装置１００の装置本体に設けられた残量検知部（不図示）が、プロセスカートリッジ７０内のトナー残量不足を検知した際に行われる。トナーカートリッジ９は、画像形成装置１００に設けられた装着ガイド（不図示）、位置決め部材（不図示）などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能になっている。なお、プロセスカートリッジ７０、トナーカートリッジ９の詳細説明は後述する。

トナーカートリッジ９の下方には、第１〜第４のトナー搬送装置１８が各トナーカートリッジ９に対応して配置される。各トナー搬送装置１８は各トナーカートリッジ９から受け取ったトナーを上方に搬送し、各現像ユニット４にトナーを供給する。

＜プロセスカートリッジ＞
本実施例に係るプロセスカートリッジ７０（現像カートリッジ）について、図２を用いて説明する。図２はトナーを収容したプロセスカートリッジ７０の主断面である。尚、イエロー色のトナーを収容したカートリッジ７０Ｙ、マゼンタ色のトナーを収容したカートリッジ７０Ｍ、シアン色のトナーを収容したカートリッジ７０Ｃ、ブラック色のトナーを収容したカートリッジ７０Ｋは同一構成である。

プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）は、クリーニングユニット２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）と、現像ユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と、を有する。クリーニングユニット２６は、感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と、帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、及びクリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）を備えている。そして、現像ユニット４は、現像ローラ２５を備えている。

感光体ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。クリーニング部材６はゴムブレードで形成された弾性部材７とクリーニング支持部材８から構成されている。ゴムブレード７の先端部７ａは感光体ドラム１の回転方向に対してカウンター方向に当接させて配設してある。そしてクリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは除去トナー室２７ａに落下する。また除去トナー室２７ａの除去トナーが漏れることを防止するスクイシート（不図示）が感光体ドラム１に当接している。そしてクリーニングユニット２６に駆動源である本体駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて回転駆動させる。帯電ローラ２は、帯電ローラ軸受２８を介し、クリーニングユニット２６に回転可能に取り付けられており、帯電ローラ加圧部材（不図示）により感光体ドラム１に向かって加圧され、感光体ドラム１に従動回転する。

＜現像ユニット＞
図２および図３に示すように、現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して回転する現像ローラ２５と、現像ローラ２５を支持する現像枠体３１と、を有する。現像枠体３１は、現像ローラ２５が設けられた現像室３１ｂを有する。

図４に示すように、現像ローラ２５は、現像枠体３１の両側にそれぞれ取り付けられた現像前軸受１２、現像奥軸受１３を介して、回転自在に現像枠体３１に支持されている。また、現像室３１ｂには、現像ローラ２５に接触して矢印Ｃ方向に回転するトナー供給ローラ３４と、現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５と、が設けられている。

トナー供給ローラ３４から現像ローラ２５に供給されたトナーは現像ブレード３５を通過するときに現像ローラ２５上のトナーコート量を規制するとともにトナーが帯電する。これによって、感光ドラム上に作られた潜像を現像するのに最適なトナーコートを形成する。

現像ローラ２５と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施形態では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。本実施形態においては、現像ローラ２５に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。

図５に示すように、現像枠体３１は、現像室３１ａの下方に設けられトナーを収容するトナー収容室３１ａ（現像剤収容室）と、現像室３１ａとトナー収容室３１ｂとを連通する開口部３１ｃ（第１開口部）と、を有する。トナー収容室３１ａには、トナー収容室３１ａに収容されたトナーを撹拌するとともに現像室３１ａ（トナー供給ローラ３４）へトナーを搬送するためのトナー搬送部材３６（撹拌部材）が設けられている。

トナー搬送部材３６は、現像ローラ２５の回転軸線の方向に延びる撹拌軸３６ａと、撹拌軸３６ａと共に回転するように撹拌軸に固定されたシート部材３６ｂ（シート）と、を有する。シート部材３６ｂは、外部から力を受けることで弾性変形できるように構成されている。図４に示すトナー供給ローラ３４の長手端部に設けられたオルダムカップリング２１（駆動力受け部材）が装置本体１００Ａの本体現像カップリング（不図示）と係合することによって、現像ユニット４に駆動力が入力される。その駆動力は、現像ユニット４の駆動列（駆動伝達部材）に伝達され、トナー搬送部材３６が回転するように構成されている。

＜トナーカートリッジ＞
次に、本実施形態に係る画像形成装置１００に装着されるトナーカートリッジ９の全体構成について図６を用いて説明する。図６（ａ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）の、長手方向（前後方向）の中央部における断面図である。図６（ｂ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）の、長手方向（前後方向）の後方側の給開口５２における断面図である。図７（ａ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ（９Ｋ）の、長手方向（前後方向）の中央部における断面図である。図７（ｂ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ（１３Ｋ）の、長手方向（前後方向）の後方側の給開口５２における断面図である。図８（ａ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）の、後方から見たときの斜視図である。図８（ｂ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）の、後方から見たときの、サイドカバー６２を取り除いた場合の斜視図である。

トナーカートリッジ９は、トナーカートリッジ９内の各種部材を支持する補給枠体５０と、内部にトナーを収容する補給トナー収容室５１を備える。また、通常使用される姿勢（使用時の姿勢）において、下側に補給枠体開口５２が設けられる。補給トナー収容室５１内には、補給トナー撹拌部材５３、補給トナー搬送スクリュー５４、仕切り部材５５が設けられている。なお、本実施形態においては、カラーのトナーが収容される第１〜第３のトナーカートリッジ（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）と比べ、ブラックのトナーが収容される第４のトナーカートリッジ（９Ｋ）の方が幅方向（左右方向）において大きい構成となっている。

補給撹拌部材５３は、トナーカートリッジ９の長手方向に平行に配置され、回転可能に補給枠体５０に支持されている。また、補給撹拌部材５３は回転軸５３ａと、可撓性を有するシートである搬送部材としての補給撹拌シート５３ｂとを有する。補給撹拌シート５３ｂの一端は、回転軸５３ａに取り付けられ、補給撹拌シート５３ｂの他端は自由端になっている。回転軸５３ａが回転して補給撹拌シート５３ｂが矢印Ｇ方向に回転することで、補給撹拌シート５３ｂによってトナーが撹拌され、トナーを補給搬送スクリュー５４に送る。

補給トナー搬送スクリュー５４は、補給トナー撹拌部材の回転軸線に平行に配置され、回転可能に補給枠体５０に支持されている。補給トナー搬送スクリュー５４は回転することで、補給トナー収容室内のトナーを前方から後方（トナーカートリッジ着脱方向において上流から下流側）に搬送する。すなわち、トナーをトナー補給開口５２に向けて搬送する。

仕切り部材５５は、補給枠体５０とでトンネル部５６を形成する。トンネル部５６は補給トナー搬送スクリュー５４の外径に対応して形成され、補給トナー搬送スクリュー５４によって搬送されたトナーを擦切って定量搬送する役割を持っている。また、同様に仕切り部材５５は補給枠体５０とでトナー排出室５７を形成する。

トナー排出室５７には補給枠体開口５２が設けられる。また、伸縮可能な蛇腹部６５ａを備えるポンプ６５が、内部と連通して設けられる。ポンプ６５は後述する駆動列によって伸縮し、その内部容積を変動させることができる。ポンプ６５の伸縮に伴って、補給トナー収容室５１及びトナー排出室５７の内圧が変動し、補給枠体開口５２からの吸排気が行われることで安定的にトナーの排出を行うことができる。

トナーカートリッジ９の後方側には駆動列が配置される。画像形成装置１００から駆動入力ギア５９が回転駆動を受け取り、カムギア６０に回転を伝達する。カムギア６０にはカム溝６０ａが設けられており、リンク機構６１のリンク突起部６１ａがカム溝６０ａと係合している。リンク機構６１はサイドカバー６２に前後方向に移動可能に支持される。リンク機構６１は、カムギア６０が回転することでカム突起部６１ａがカム溝６０ａの山部と谷部を交互に通過することにより、前後方向に往復運動する。リンク機構６１はポンプ６５の結合部６５ｂと連結されており、ポンプ６５はリンク機構６１と連動して結合部６５ｂが往復運動する。そして、ポンプ６５の蛇腹部６５ａが伸縮することでポンプ６５内部容積が変動し、結果として補給トナー収容室５１及びトナー排出室５７の内圧が変動する。次に、前述した補給トナー搬送スクリュー５４の端部には、スクリューギア６４が設けられており、スクリューギア６４はカムギア６０から回転駆動を受け取り、補給トナー搬送スクリュー５４を回転させる。

また、トナー排出室５７には通常使用される姿勢（使用時の姿勢）において、下面に補給枠体開口５２と、補給口６３が設けられた補給口シャッタ４１が、前後方向に移動可能に補給枠体５０に支持されている。補給枠体開口５２は、トナーカートリッジ１３が画像形成装置１００に装着されていない場合は補給口シャッタ４１によって閉じられている。補給口シャッタ４１は、トナーカートリッジ９の着脱動作に連動し、画像形成装置１００に付勢されて所定の位置に移動する構成となっている。補給口シャッタ４１が画像形成装置１００に装着されたとき、補給枠体開口５２と補給口６３は連通し、トナーカートリッジ９からのトナー排出が可能となる。

＜トナー補給動作＞
次に本実施形態におけるトナー補給動作を説明する。

図４に示すように現像ユニット４には、プロセスカートリッジ７０着脱方向における下流側の一端（長手端部）にトナー受入口４０が設けられ、トナー受入口４０に連通して受入搬送路４１が設けられる。トナーカートリッジ９から排出されたトナーは、装置本体１００に備え付けられたトナー搬送装置１８によってトナー受入口４０へ供給される。

図５に示すように、受入搬送路４１内部には受入搬送スクリュー４４（搬送部材）が配置されている。受入搬送路４１は現像ローラ２５の回転軸線の方向（長手方向）に延びている。受入搬送スクリュー４４は、軸部と、軸部の外周に設けられた螺旋状の羽根部と、を有し、回転することでトナーを搬送するように構成されている。

トナー収容室３１ａは、トナー受入口４０から受け入れたトナーであって受入搬送路４１内を受入搬送スクリュー４４で搬送されたトナーをトナー収容室３１ａに受け入れるための収容室連通口４３（第２開口部）を有する。収容室連通口４３は、現像ユニット４の長手方向の中央部に設けられ、受入搬送路４１とトナー収容室３１ａを連通している。収容室連通口４３は、トナー搬送部材３６のシート部材３６ｂが回転する時に正面を通過する位置に設けられている。

＜トナー搬送構成＞
次に、現像ユニット４におけるトナー搬送構成について図４、図５を用いて詳しく説明する。現像ユニット４の部材等に関する上、下、垂直、水平といった方向は、プロセスカートリッジ７０が装置本体１００に装着され画像形成可能な状態における現像ユニット４の姿勢における方向を表す。

現像ユニット４に設けられた受入搬送スクリュー４４は、現像ローラ２５の回転軸線の方向に延びており、トナー受入口４０から受け入れたトナーを、収容室連通口４３を介してトナー収容室３１ａに搬送する。

トナー収容室３１ａの内壁は、開口部３１ｃの下方にシート部材３６ｂと当接する変形部３１ａ１（第１部分）を有する。トナー搬送部材３６のシート部材３６ｂは、トナー搬送部材３６の回転時に変形部３１ａ１に当接して変形部３１ａ１から力を受けて弾性変形する（撓む）。また、トナー搬送部材３６は、シート部材３６ｂが変形部３１ａ１に接触した状態で回転することで、その回転方向の下流側のシート部材３６ｂの表面にトナーを担持した状態で回転し、トナーを撹拌しつつトナー搬送部材３６の回転方向に搬送する。本実施形態において変形部３１ａ１は図５に示すようにトナー収容室３１ａの内壁のシート部材３６ｂが離れるまでの部分を指す。また、トナー収容室３１ａの内壁は、トナー搬送部材３６の回転方向において変形部３１ａ１よりも下流側、かつ、開口部３１ｃよりも上流側において、復元部３１ａ２（第２部分）を有する。

ここで、復元部３１ａ２は、シート部材３６ｂのトナー収容室３１ａの内壁との接触による弾性変形（撓み）を復元させるための部分である。本実施形態では、復元部３１ａ２は、のトナー搬送部材３６の回転軸線を通る水平面よりも上方に配置されている。従って、トナー搬送部材３６の回転に伴ってシート部材３６ｂが変形部３１ａ１を通過した後に復元部３１ａ２においてシート部材３６ｂの内壁との接触状態が解消される。これによって、シート部材３６ｂは、変形部３１ａ１によって生じていた弾性変形が自身の弾性復元力によって自然状態へと復元する。このシート部材３６ｂの復元による形状変化によって、シート部材３６ｂ上に担持されていたトナーは、開口部３１ｃへ向けて重力に反して飛翔させられる（跳ね上げられる）。トナー収容室３１aの内壁は、このようにシート部材３６ｂと接離する形状を有する。内壁この開口部３１ｃは、復元部３１ａ２よりもトナー搬送部材３６の回転方向の下流側に位置する。開口部３１ｃへ向け飛翔したトナーのうち一部は現像室３１ｂ内へと供給される。一方、現像室３１ｂ内に到達しなかったトナーは、トナー収容室３１ａ内部に落下してトナー収容室３１ａの底部に戻る。このサイクルを繰り返すことによってトナーの撹拌、および搬送が行われる。

ところで、トナー搬送部材３６が回転駆されることによって、トナー収容室３１ａから現像室３１ｂへトナーを供給する構成において、収容室連通口４３をトナー収容室３１ａに配置する場合、次のようなことが考えられる。

トナー搬送部材３６のシート部材３６ｂが収容室連通口４３の正面を通過するタイミングにおいて、受入搬送スクリュー４４が駆動されていない場合、収容室連通口４３の近傍にあるトナーがシート部材３６ｂによって押される。その結果、受入搬送路４１において受入搬送スクリュー４４によるトナー搬送方向と逆方向にトナーが移動（逆流）することが考えられる。さらに、シート部材３６ｂが収容室連通口４３を塞ぐように収容室連通口４３の正面を通過した際にトナーに圧力が加わることで、受入搬送路４１へ逆流したトナーの凝集が発生する可能性がある。受入搬送路４１内でトナーの凝集が発生した場合、受入搬送路４１内でトナーが詰まり、現像収容室３１ａに対して所定量の補給ができなくなる可能性がある。

従って、本実施形態の目的は、収容室連通口４３におけるトナー詰まりを抑制することである。

＜現像ユニットの駆動伝達構成＞
次に、図９及び図１０を用いて、現像ユニット４の駆動伝達構成について説明する。

本実施例は、トナー搬送部材３６と、受入搬送スクリュー４４と、が独立して駆動制御できる構成である。

図９は駆動制御の回路構成を示したブロック図であり、例えば図１に示した画像形成装置１００内に設けられる。画像形成や補給動作が行われる際、図９に示す駆動制御部３０１から、装置本体１００Ａの駆動源である現像ユニット駆動モータ３０２と受入搬送スクリュー駆動モータ３０３に駆動信号が送られる。現像ユニット駆動モータ３０２から出力された駆動力は、装置本体１００Ａの本体現像カップリング（不図示）に伝達される。そして、トナー供給ローラ３４の長手端部に設けられたオルダムカップリング２１（駆動力受け部材）が本体現像カップリング（不図示）と係合することによって、装置本体１００からの駆動力が現像ユニット４に入力される。その駆動力は、現像ユニット４に設けられたギア列に伝達され、搬送部材ギア８４（第２ギア）に駆動力が伝達される。搬送部材ギア８４は、トナー搬送部材３６と共に回転するようにトナー搬送部材３６の長手端部に設けられている。

受入搬送スクリュー駆動モータ３０３から出力された駆動力は、装置本体１００Ａの受入搬送スクリュー用本体ギア（不図示）から、受入搬送スクリュー駆動ギア８６（第３ギア）に伝達される。受入搬送スクリュー駆動ギア８６は、受入搬送スクリュー４４と共に回転するように受入搬送スクリュー４４の長手端部に設けられている。

ここで図１０を用いて、現像ユニット４に設けられた駆動ギア列について詳しく説明する。図１０に示すようにトナー供給ローラ３４のオルダムカップリング２１が設けられた第１端部と反対側の長手端部である第２端部にはトナー供給ローラギア８０（第１ギア）が設けられている。現像ローラ２５のトナー供給ローラギア８０と同じ側の長手軸部には、現像ローラギア８１が設けられている。オルダムカップリング２１に入力された駆動力は、トナー供給ローラギア８０から、現像アイドラギア８２を介して現像ローラギア８１に伝達され、これによって現像ローラ２５が回転させられる。

前述した搬送部材ギア８４は、トナー搬送部材３６のトナー供給ローラギア８０と同じ側の長手端部に設けられている。搬送部材アイドラギア８３は、現像アイドラギア８２と搬送部材ギア８４の双方に噛み合い、現像アイドラギア８２から搬送部材ギア８４へ駆動力を伝達する。このように、トナー供給ローラ３４のオルダムカップリング２１に入力された駆動力は、トナー供給ローラギア８０、現像アイドラギア８２、搬送部材アイドラギア８３、搬送部材ギア８４、の順に伝達される。

なお、本実施形態では、スペース等の観点からトナー供給ローラギア８０等のギア列を現像ユニット４の駆動力入力部とは軸方向反対側（他端側）に設けているが、前記ギア列と駆動力入力部を同一側に設けても良い。

＜トナー搬送部材と受入搬送スクリューの駆動制御＞
本実施例の、トナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４の駆動制御について図１１を用いて説明する。

図１１（ａ）は、トナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４を略同時に駆動する場合の駆動制御を説明するシーケンスチャートである。まず、プリント信号が画像形成装置に送られる（Ｓ１０１）と、補給要否判断装置（不図示）が補給の要否を判断する（Ｓ１０２）。補給が必要な場合は、補給動作、トナー搬送部材３６、受入搬送スクリュー４４を略同時に駆動開始する（Ｓ１０３）。補給が不必要な場合は、補給動作を開始せずトナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４を略同時に駆動開始する（Ｓ１０４）。駆動開始後に画像形成動作を開始し（Ｓ１０５）、画像形成動作終了後（Ｓ１０６）、補給動作、トナー搬送部材３６、受入搬送スクリュー４４を略同時に停止する（Ｓ１０７）。

図１１（ｂ）は、トナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４を別タイミングで駆動する場合の駆動制御を説明するシーケンスチャートである。まず、プリント信号が画像形成装置に送られる（Ｓ２０１）と、補給要否判断装置（不図示）が補給の要否を判断する（Ｓ２０２）。補給が必要な場合は、補給動作と受入搬送スクリュー４４が略同時に駆動を開始する（Ｓ２０３）。補給が不必要な場合は、補給動作を開始せず受入搬送スクリュー４４の駆動を開始する（Ｓ２０４）。受入搬送スクリュー４４の駆動開始後、トナー搬送部材３６の駆動を開始する（Ｓ２０５）。トナー搬送部材３６の駆動開始と同時に画像形成動作を開始し（Ｓ２０６）、画像形成動作終了後（Ｓ２０７）、トナー搬送部材３６を停止する（Ｓ２０８）。トナー搬送部材３６の動作停止後、補給動作と受入搬送スクリュー４４を同時に停止する（Ｓ２０９）。

このように、トナー搬送部材３６が駆動されている時は、受入搬送スクリュー４４が駆動されている状態にする。つまり、トナー搬送部材３６のシート部材３６ｂが収容室連通口４３の正面を通過するタイミングにおいて、受入搬送スクリュー４４が駆動されている状態にすることで、受入搬送路４１内へのトナーの逆流によって生じる収容室連通口４３におけるトナー詰まりを抑制することができる。更に、トナーカートリッジ９からのトナー供給不良が発生することを抑制することができる。

尚、トナー搬送部材３６のシート部材３６ｂが収容室連通口４３の正面を通過するタイミングを除いたタイミングにおいて受入搬送スクリュー４４が駆動されていなくても構わない。つまり、少なくともトナー搬送部材３６のシート部材３６ｂが収容室連通口４３の正面を通過するタイミングにおいて、受入搬送スクリュー４４が駆動されている状態であれば良い。

＜本実施例の評価実験＞
本実施例の効果を検証するために、以下に記す実験を行った。常温常湿条件の環境下（温度２３℃、湿度６０％）にて２枚間欠印字耐久試験を行った。この印字耐久では画像比率１％の横線を印字している。また、本実験では、プロセスカートリッジ７０の中にトナーを２００ｇ充填した状態でスタートし、トナーが１０ｇ減少する毎にトナーカートリッジ９から１０ｇトナーを補給する制御を行った。そして、印字耐久をプロセスカートリッジ７０の使用量が１００％になるまで行い、受入搬送路４１内でのトナー詰まりが発生し、補給不良が発生するか否かを評価した。

比較例として以下の３つの駆動制御を行った。比較例１は、プリント信号が送られた際、トナー搬送部材３６が駆動した後、受入搬送スクリュー４４を駆動させ、受入搬送スクリュー４４が停止した後、トナー搬送部材３６を停止した。比較例２は、プリント信号が送られた際、トナー搬送部材３６が駆動した後、受入搬送スクリュー４４を駆動させ、トナー搬送部材３６が停止した後、受入搬送スクリュー４４を停止した。比較例３は、プリント信号が送られた際、受入搬送スクリュー４４が駆動した後、トナー搬送部材３６を駆動させ、受入搬送スクリュー４４が停止した後、トナー搬送部材３６を停止した。

（トナー詰まりの評価）
上記２枚間欠印字耐久試験後、受入搬送路内でトナー詰まりが発生しているか否かを〇×で判断した。発生していない場合を〇とした。

本実施例と比較例１、２、３のそれぞれのタイミングチャートと評価結果を図１２に示す。

本実施例の制御では、トナー搬送部材３６が回転している際は受入搬送スクリュー４４が回転している状態にすることで、受入搬送路４１内へトナーが逆流して、受入搬送路４１内でトナーが凝集することを防ぐことができた。よって、トナー詰まりを抑制することできた。

比較例１の制御では、トナー搬送部材３６が駆動した後に、受入搬送スクリュー４４が駆動している。また、受入搬送スクリュー４４停止後にトナー搬送部材３６が停止している。そのため、受入搬送路４１内へトナーが逆流して、受入搬送路４１内でトナーが凝集してしまった。よって、トナー詰まりが発生した。

比較例２の制御では、トナー搬送部材３６が駆動した後に、受入搬送スクリュー４４が駆動しているため、受入搬送路４１内へトナーが逆流して、受入搬送路４１内でトナーが凝集してしまった。よって、トナー詰まりが発生した。

比較例３の制御では、受入搬送スクリュー４４停止後にトナー搬送部材３６が停止しているため、受入搬送路４１内へトナーが逆流して、受入搬送路４１内でトナーが凝集してしまった。よって、トナー詰まりが発生した。

上記評価結果より、本実施例においては、トナー搬送部材３６のシート部材３６ｂが収容室連通口４３の正面を通過するタイミングにおいて、受入搬送スクリュー４４が駆動されている状態になる。その結果、受入搬送路４１内へのトナーの逆流によって生じる収容室連通口４３におけるトナー詰まりを抑制することができる。更に、トナーカートリッジ９からのトナー供給不良が発生することを抑制することができる。

本実施例では、トナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４を駆動するための駆動入力部が一つである点が実施例１と異なる。

＜現像ユニットの駆動伝達構成＞
図１３、１４を用いて、現像ユニット４の駆動伝達構成について説明する。

図１３は駆動制御の回路構成を示したブロック図であり、例えば図１に示した画像形成装置１００内に設けられる。画像形成や補給動作が行われる際、図１３に示す駆動制御部から、装置本体１００Ａの駆動源である現像ユニット駆動モータ３０２に駆動信号が送られる。トナー供給ローラ３４の長手方向の端部である第１端部に設けられたオルダムカップリング２１（駆動力受け部材）が装置本体１００Ａの本体現像カップリング（不図示）と係合する。これによって、現像ユニット駆動モータ３０２から出力された駆動力は現像ユニット４に入力される。オルダムカップリング２１は、装置本体１００から現像ユニット４を駆動するための駆動力を受けることができるように構成されている。

ここで、図１４を用いて、現像ユニット４の駆動構成について詳しく説明する。トナー供給ローラ３４の長手方向において第１端部と反対側の第２端部にはトナー供給ローラギア８０（第１ギア）が設けられている。トナー供給ローラ３４の第２端部と同じ側の現像ローラ２５の長手方向の端部には、現像ローラギア８１が設けられている。トナー供給ローラギア８０と現像ローラギア８１との双方に噛み合う現像アイドラギア８２が設けられている。トナー供給ローラ３４の第１端部のオルダムカップリング２１から入力された駆動力は、トナー供給ローラギア８０及び現像アイドラギア８２を介して現像ローラギア８１に伝達され、現像ローラ２５が回転駆動される。

現像ユニット４は、更に、搬送部材ギア８４（第２ギア）、搬送スクリューギア８６（第３ギア）、搬送部材アイドラギア８３（中間ギア）、受入搬送スクリューアイドラギア８５を有する。

搬送部材ギア８４は、トナー搬送部材３６のトナー供給ローラギア８０と同じ側の長手端部に固定され、トナー搬送部材３６と共に回転する。搬送スクリューギア８６は、受入搬送スクリュー４４のトナー供給ローラギア８０と同じ側の長手端部に固定され、受入搬送スクリュー４４と共に回転する。搬送部材アイドラギア８３は、現像アイドラギア８２と搬送部材ギア８４の双方に噛み合い、現像アイドラギア８２から搬送部材ギア８４へ駆動力を伝達する。受入搬送スクリューアイドラギア８５は、搬送部材アイドラギア８３と搬送スクリューギア８６の双方に噛み合い、搬送部材アイドラギア８３から搬送スクリューギア８６へ駆動力を伝達する。

トナー供給ローラ３４のオルダムカップリング２１に入力された駆動力は、トナー供給ローラギア８０、現像アイドラギア８２、搬送部材アイドラギア８３、搬送部材ギア８４の順に伝達され、トナー搬送部材３６が回転駆動される。また、搬送部材アイドラギア８３に伝達された駆動力は、受入搬送スクリューアイドラギア８５を介して受入搬送スクリューギア８６に伝達され、受入搬送スクリュー４４が回転駆動される。

プロセスカートリッジ７０の構成としては、装置本体１００から駆動力を受けるオルダムカップリング２１と、オルダムカップリング２１からトナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４とに駆動力を伝達するように構成された駆動力伝達部と、が設けられている。駆動力伝達部は、前述したトナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４を回転駆動するための全てのギアを含む。そして、この駆動力伝達部は、オルダムカップリング２１を回転させると、トナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４が常時回転（常時駆動）されるように構成されている。

＜トナー搬送部材と受入搬送スクリューの動作タイミング＞
本実施例の、トナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４の動作タイミングについて図１１を用いて説明する。

本実施例のトナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４の動作タイミングは、図１１（ａ）で説明した制御と同様である。トナー搬送部材３６と受入搬送スクリュー４４は略同時に駆動開始し、略同時に駆動停止する。トナー搬送部材３６が回転されている間は常時、受入搬送スクリュー４４が回転されている状態になる。つまり、トナー搬送部材３６のシート部材３６ｂが収容室連通口４３の正面を通過するタイミングにおいて、受入搬送スクリュー４４が駆動されている状態にすることで、受入搬送路４１内へのトナーの逆流によって生じる収容室連通口４３におけるトナー詰まりを抑制することができる。更に、トナーカートリッジ９からのトナー供給不良が発生することを抑制することができる。

＜本実施例の評価実験＞
本実施例の効果を検証するため、実施例１と同様、下記に記す実験を行った。常温常湿条件の環境下（温度２３℃、湿度６０％）にて２枚間欠印字耐久試験を行った。この印字耐久では画像比率１％の横線を印字している。また、本実験では、プロセスカートリッジ７０の中にトナーを２００ｇ充填した状態でスタートし、トナーが１０ｇ減少する毎にトナーカートリッジ９から１０ｇトナーを補給する制御を行った。そして、印字耐久をプロセスカートリッジ７０の使用量が１００％になるまで行い、受入搬送路４１内でのトナー詰まりが発生し、補給不良が発生するか否かを評価した。

（トナー詰まりの評価）
上記２枚間欠印字耐久試験後、受入搬送路内でトナー詰まりが発生しているか否かを〇×で判断した。発生していない場合を〇とした。

実施例１（ａ）と同様に、トナー搬送部材３６が回転している際は受入搬送スクリュー４４が回転している状態にすることで、受入搬送路４１内へのトナーの逆流によって生じる収容室連通口４３におけるトナー詰まりを抑制することができる。更に、トナーカートリッジ９からのトナー供給不良が発生することを抑制することができる。

尚、実施例１及び２においては、感光ドラムと現像ユニットを含むプロセスカートリッジの形態で説明したものの、現像ユニット４だけを画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成した現像カートリッジの形態でも本発明を適用できる。また、画像形成装置の装置本体に括り付けの現像装置であっても本発明を適用できる。

２５（２５ａ〜２５ｄ） 現像ローラ
３１ａ トナー収容室
３１ａ１ 変形部
３１ａ２ 復元部
３１ｂ 現像室
３１ｃ 開口部
３６ トナー搬送部材
３６ａ 撹拌軸
３６ｂ シート部材
４０ トナー受入口
４３ 収容室連通口
４４ 受入搬送スクリュー
７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ） プロセスカートリッジ

Claims (4)

1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能に設けられたカートリッジであって、
   現像剤を担持し、回転可能に構成された現像ローラと、
   前記現像ローラが設けられた現像室と、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態において前記現像室の下方にあって現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像室と前記現像剤収容室を連通する第１開口部と、を有する枠体と、
   前記現像剤収容室に収容された現像剤を撹拌できるように前記現像剤収容室に回転可能に設けられた撹拌部材であって、前記現像ローラの回転軸線の方向に延びる撹拌軸と、前記撹拌軸と共に回転するように前記撹拌軸に取り付けられたシートと、を有する撹拌部材と、
   を有し、
   前記現像剤収容室は、前記撹拌部材の回転に伴い前記シート上の現像剤が前記第１開口部に向けて飛翔されるように前記シートの撓みを生じさせた後に前記シートの撓みを復元させるように前記シートと接離する内壁と、前記カートリッジの外部から補給される現像剤を前記現像剤収容室に受け入れるための第２開口部であって、前記撹拌部材が回転している時に前記シートが正面を通過するように位置に配置された第２開口部と、を有し、
   前記第２開口部から前記現像剤収容室へ現像剤が補給されるように駆動可能に構成された搬送部材を有し、
   前記撹拌部材が回転させられている間の前記シートが前記第２開口部の正面を通過するタイミングにおいて前記搬送部材が駆動されている状態になるように構成されていることを特徴とするカートリッジ。
2. 前記装置本体から駆動力を受けるように構成された駆動力受け部材と、前記駆動力受け部材から前記撹拌部材と前記搬送部材とに駆動力を伝達するように構成された駆動力伝達部と、を有し、
   前記駆動力伝達部は、前記駆動力受け部材が前記駆動力を受けている時に前記撹拌部材と前記搬送部材の双方が常時駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記現像室に設けられ、前記現像ローラに現像剤を供給するように構成された供給ローラを有し、
   前記駆動力受け部材は、前記供給ローラの長手端部である第１端部に設けられ、
   前記駆動力伝達部は、前記供給ローラの前記第１端部と反対側の端部である第２端部に設けられた第１ギアと、前記撹拌部材の前記第１ギアと同じ側の長手端部に設けられた第２ギアと、前記搬送部材の前記第１ギアと同じ側の長手端部に設けられた第３ギアと、前記第１ギアから前記第２ギアに向けて前記駆動力を伝達する中間ギアと、を有し、前記中間ギアから前記第３ギアへ前記駆動力が伝達されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のカートリッジ。
4. 前記搬送部材は、前記現像ローラの前記回転軸線の方向に延びる軸部と、前記軸部の外周に設けられた螺旋状の羽根部と、を有するスクリューであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカートリッジ。

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