JP4322742B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

この発明は、像担持体に形成された静電潜像を可視像に現像する現像装置に関する。

像担持体の表面に現像剤を供給する現像装置は、現像剤を収容するための現像剤収容部を備えている。現像剤収容部内の現像剤は、適当に攪拌された後に、現像ローラを介して像担持体の表面に現像剤を供給する。

ところが、現像剤収容部内の現像剤が凝固して塊が形成されると、像担持体への現像剤の供給に支障を来すことがあった。現像剤の凝固の原因の一つとして、現像剤収容部内に多量の現像剤が滞在することが挙げられる。

そこで、従来技術の中には、現像剤収容部内に現像剤を搬送する攪拌搬送部材の回転軸にトルクリミッタを接続し、この回転軸にかかる負荷が大きいときには自動的に攪拌搬送部材の回転が停止する構成を有する現像剤補給装置がある。このような構成によれば、現像剤収容部内に多量の現像剤が滞在することを防止し、現像剤の凝固の発生を防止できる、とされていた。
特開平３−６７２８３号公報

しかしながら、上述の特許文献１にかかる現像剤補給装置では、実際に現像剤収容部内に現像剤の凝固が生じた場合の対策が講じられていない。このため、現像剤収容部内の現像剤が凝固した場合には、攪拌部材が過負荷によりロックされ、装置が適正に動作しないという不都合が生じることがあった。

一般的に、現像剤収容部内の現像剤が凝固を防止するために、ユーザが現像剤収容部をよく振ってから使用することが推奨されているが、この手法だとユーザの手を煩わせることになる。

また、強力なモータを用いて攪拌部材を回転させることで現像剤をほぐすことは可能であるが、モータの出力トルクが大きくなるにつれてコストが大きくなるという不都合があった。

この発明の目的は、モータの出力トルクを効果的に使用することにより、現像剤収容部内においてロック状態の回転体を回転させ易くする現像装置を提供することである。

この発明は以下の構成を備えている。

（１）現像剤が収容される現像剤収容部と、
回転駆動力を供給する駆動モータと、
前記現像剤収容部の内部で回転自在に支持された複数の回転体と、
前記駆動モータの前記回転駆動力を複数の前記回転体に伝達するために複数の前記回転体にそれぞれ対応して設けられた複数の回転伝達手段であり、前記回転体の回転軸を中心とする円弧状に形成された溝を有する第１の部材と前記溝内で周方向に移動自在にされた突起部を有する第２の部材とを有し、前記第１の部材および前記第２の部材が互いに当接することにより前記回転駆動力を複数の前記回転体にそれぞれ伝達させる複数の前記回転伝達手段と、
を備え、
複数の前記第１の部材にそれぞれ形成された前記溝の周方向の長さは互いに異なるように設けられていることを特徴とする

本発明に係る現像装置は、現像剤収容部、回転体、駆動モータ、および回転伝達手段を備えている。回転体は、駆動モータから供給される回転駆動力によって現像剤収容部の内部で回転する。回転体の例として、現像剤を攪拌する攪拌部材や、攪拌された現像剤を像担持体に供給する現像ローラが挙げられる。

駆動モータと回転体とは回転伝達手段を介して接続される。回転伝達手段は、駆動モータが所定量回転した後に駆動モータの回転駆動力を回転体に伝達する。これは、現像剤収容部内の現像剤の収容状態によって回転体を回転させるのに大きなトルクが必要になることを考慮したものである。回転伝達手段が駆動モータを所定量空転させることにより、駆動モータがある程度加速したときに、回転体を回転させるための負荷が駆動モータに加えられる。この結果、駆動モータの出力トルクを大きくしなくても、この回転体を回転させ易くなる。

この構成においては、回転伝達手段が互いに当接する第１の部材および第２の部材を含んでいる。第１の部材は、回転体の回転軸の同心円上に円弧状に形成される溝を有している。第２の部材は、第１の部材に形成された溝内で移動自在な突起部を有している。

溝は周方向の長さが所定長さになるように形成される。溝の周方向の長さは、駆動モータが回転体からの負荷を受けずに回転する距離に相当する。このため、溝の周方向の長さが大きくなるにつれて駆動モータを加速させ易くなり、負荷に抗して回転体を回転させ易くなる。
この構成においては、複数の回転体における各回転体に対応する第１の部材の溝の周方向が互いに異なるように形成されている。このように溝の周方向の長さを異ならせるのは、各回転体の負荷が同時に駆動モータに加わらないようにするためである。

（２）前記駆動モータが、選択的に正回転および逆回転することを特徴とする。

この構成においては、駆動モータの回転方向が正回転方向または逆回転方向のいずれかに切換自在になっている。

（３）前記溝の周方向の端部に、弾性部材を配設したことを特徴とする。

この構成においては、回転伝達手段の第１の部材に形成された溝の周方向の端部に弾性部材が配設される。

（４）前記複数の回転体には、前記現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材により攪拌された現像剤を像担持体に供給する現像ローラと、が含まれており、
前記現像ローラの回転軸と前記駆動モータとの間に配置される回転伝達手段における第１の部材に形成される溝の周方向の長さが最も長いことを特徴とする。

この構成においては、複数の回転体における各回転体に対応する第１の部材の溝の周方向が互いに異なるように形成されており、現像ローラに接続される第１の部材の溝の周方向の長さが最大に設定される。これは、駆動モータからの回転駆動力が現像ローラに最も遅れて伝達するようにするためである。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）駆動モータの出力トルクを効果的に使用することにより、現像剤収容部内においてロック状態の回転体を回転させ易くすることができる。駆動モータと回転体との間に簡易な構成の部材を介在させるだけで、駆動モータの出力トルクをより効果的に使用することができる。同時に大きな負荷が駆動モータに伝わることを防止できる。

（２）駆動モータを逆回転させることにより、駆動モータの空転距離を稼ぐことができる。

（３）回転体の負荷が駆動モータに伝わる際の衝撃を吸収し易くなる。

（４）同時に現像ローラや攪拌部材からの負荷が駆動モータに伝わることを防止できる。また、現像ローラが逆回転しにくくなるため、現像剤収容部から現像剤が漏れにくくなる。

以下、図を用いて本発明の現像装置の実施形態を説明する。

図１は、本発明の現像装置が適用される画像形成装置１００を概略構成を示す図である。

画像形成装置１００は、電子写真方式の画像形成プロセスを経て用紙に画像を形成する。画像形成装置１００は、底部に給紙カセット１０２，１０３を備え、上部に排紙トレイ１０４を備える。給紙カセット１０２，１０３と排紙トレイ１０４との間に用紙搬送路Ｆ１が設けられる。用紙搬送路Ｆ１の近傍に感光体ドラム１０５が配置される。

感光体ドラム１０５の周囲に、帯電装置１０６、光走査ユニット１０７、現像ユニット１０８、転写装置１０９、クリーニングユニット１１０、および図示しない除電装置が配設される。帯電装置１０６は、感光体ドラム１０５の外周面を所定の電位に帯電させる。光走査ユニット１０７は、外部から入力された画像データに基づいて感光体ドラム１０５の外周面に静電潜像を形成する。現像ユニット１０８は、感光体ドラム１０５の外周面上にトナーを供給して静電潜像を可視化し、トナー像を形成する。

感光体ドラム１０５より用紙の搬送方向の上流側にレジストローラ１１１が配置される。レジストローラ１１１は、感光体ドラム１０５と転写装置１０９との間の転写位置に用紙を供給するタイミングを調整する。感光体ドラム１０５より下流側に定着装置１１２が配置される。定着装置１１２は、用紙に転写されたトナー像を、熱と圧力により用紙に定着させる。

画像形成装置１００は、一方の面に画像を形成された用紙の裏面にも画像を形成するため、用紙の表裏を反転させて転写位置に搬送する反転搬送路Ｆ２を備える。さらに、画像形成装置１００は、給紙カセット１０２，１０３と転写位置との間で用紙搬送路Ｆ１に合流する用紙搬送路Ｆ３を備える。用紙搬送路Ｆ３は、略水平に設けられる。用紙搬送路Ｆ３は、画像形成装置１００の側面に設けられる手差しトレイ１１３、および、外部装置から供給される用紙を受け入れる用紙受入部１１４、に通じており、手差しトレイ１１３または用紙受入部１１４から供給された用紙を転写位置に搬送する。

図２は、画像形成装置１００の主要部の概略構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、ＣＰＵ１５０、ＲＡＭ１５１、ＲＯＭ１５２、画像処理部１５３、画像形成部１５４、シート搬送部１５５を備えている。ＲＡＭ１５１は、不揮発性メモリであり、一時的なデータ格納に使用される。ＲＯＭ１５２は、画像形成装置１００の動作に必要なプログラムを格納している。画像処理部１５３は、入力される画像データに対して所定の手順による画像処理を実行する。画像形成部１５４は、画像処理部１５３から受け取った画像データに基づいて用紙に対する画像形成処理を実行する。画像形成部１５４には、駆動モータ８およびクラッチ９が含まれている。シート搬送部１５５は、画像形成部１５４に対して用紙の搬送を行う。

図３は、現像ユニット１０８の概略構成を示す図である。現像ユニット１０８は、現像剤を収容する現像剤収容部１３を備えている。現像剤収容部１３における感光体ドラム１０５側に開口部が形成されている。この開口部には、現像剤収容部１３内の現像剤を感光体ドラム１０５に供給するための現像ローラ１１が配設される。現像剤収容部１３内には、収容される現像剤を攪拌するための攪拌ローラ１０，１２が配設される。本実施形態では、現像ローラ１１および攪拌ローラ１０，１２によって本発明の回転体が構成される。

図４は、現像ユニット１０８の概略構成を示す平面図である。攪拌ローラ１２の回転軸３Ａの一端に回転伝達部材１Ａが取り付けられる。同様に、攪拌ローラ１０の回転軸３Ｂの一端に回転伝達部材１Ｂが取り付けられ、現像ローラ１１の回転軸３Ｃの一端に回転伝達部材１Ｃが取り付けられる。

駆動モータ８は、回転方向が正逆切換自在のモータである。駆動モータ８にはクラッチ９が接続されており、駆動モータ８の回転駆動力はクラッチ９を介してギア２Ａに伝達する。ギア２Ａはギア２Ｂと噛み合っており、ギア２Ｂはさらにギア２Ｃと噛み合っている。このため、駆動モータ８の回転駆動力はクラッチ９を介してギア２Ａ、ギア２Ｂ、およびギア２Ｃのそれぞれに伝達する。

本実施形態では、ギア２Ａと回転軸３Ａとの間に回転伝達部材１Ａが介在しており、ギア２Ｂと回転軸３Ｂとの間に回転伝達部材１Ｂが介在しており、ギア２Ｃと回転軸３Ｃとの間に回転伝達部材１Ｃが介在している。

図５は、ギア２（２Ａ〜２Ｃ）と回転伝達部材１（１Ａ〜１Ｃ）との接続状態を示す図である。ギア２と回転伝達部材１とは、図５（Ｃ）に示すように互いに当接している。回転伝達部材１におけるギア２との当接面には溝４（４Ａ〜４Ｃ）および溝５（５Ａ〜５Ｃ）が形成される。溝４，５は、回転軸３（３Ａ〜３Ｃ）の回転中心を中心とする円弧状を呈している。溝４Ａ，４Ｂ，４Ｃの周方向の長さは互いに異なっており、溝４Ｃが最も長く、溝４Ｂがその次に長く、溝４Ａが最も短くなっている。同様に、溝５Ａ，５Ｂ，５Ｃの周方向の長さは互いに異なっており、溝５Ｃが最も長く、溝５Ｂがその次に長く、溝５Ａが最も短くなっている。溝４，５の周方向の両端部には図示しない弾性部材が配設されている。溝４，５の深さについては後述する突起６，７が十分に嵌まり込む深さがあれば良く、回転伝達部材１を貫通するように溝４，５が形成されていても良い。

一方で、ギア２には、突起６（６Ａ〜６Ｂ）および突起７（７Ａ〜７Ｃ）が形成される。突起６（６Ａ〜６Ｂ）は溝４に緩やかに嵌まり込む形状を呈しており、突起７（７Ａ〜７Ｃ）は溝５に緩やかに嵌まり込む形状を呈している。

ギア２に形成された突起６（６Ａ〜６Ｂ）、突起７（７Ａ〜７Ｃ）が、回転伝達部材１の溝４、溝５の周方向におけるギア２の進行方向側の端部に対して周方向の力を加えることにより、ギア２から回転軸３に回転駆動力が伝達する。

現像ユニット１０８では、動作が停止するときに、駆動モータ８を反転させて、突起６，７と溝４，５におけるギア２の進行方向側の端部とが離される。このとき、溝４，５の周方向の両端部には図示しない弾性部材からの力によって、突起６，７が溝４，５におけるギア２の進行方向側の端部から離れ易くなる。このように、駆動モータ８を空転させる準備を行うことにより、駆動モータ８に回転軸３からの負荷が加えられる前に駆動モータ８を空転させることが可能になる。この空転の準備作業は、新品のトナーカートリッジが装着されたとき、画像形成装置１００の電源投入時、または処理中断後の運転再開時に行うと良い。

従来、駆動モータ８を起動する際の出力トルクが、駆動モータ８自身の加速と、回転軸３の回転駆動を両方に使用されていたが、本実施形態では、溝４，５を利用して駆動モータ８が負荷が係る前に駆動モータ８を加速することにより、駆動モータ８の出力トルクをより効率的に利用して回転軸３を駆動することができる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の現像装置が適用される画像形成装置を概略構成を示す図である。 画像形成装置の主要部の概略構成を示すブロック図である。 現像ユニットの概略構成を示す図である。 現像ユニットの概略構成を示す平面図である。 ギアと回転伝達部材との接続状態を示す図である。

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｃ）−回転伝達部材
２（２Ａ〜２Ｃ）−ギア
３（３Ａ〜３Ｃ）−回転軸
４，５−溝
６，７−突起
８−駆動モータ
９−クラッチ
１０−攪拌部材
１１−現像ローラ
１２−攪拌部材

Claims (4)

1. 現像剤が収容される現像剤収容部と、
   回転駆動力を供給する駆動モータと、
   前記現像剤収容部の内部で回転自在に支持された複数の回転体と、
   前記駆動モータの前記回転駆動力を複数の前記回転体に伝達するために複数の前記回転体にそれぞれ対応して設けられた複数の回転伝達手段であり、前記回転体の回転軸を中心とする円弧状に形成された溝を有する第１の部材と前記溝内で周方向に移動自在にされた突起部を有する第２の部材とを有し、前記第１の部材および前記第２の部材が互いに当接することにより前記回転駆動力を複数の前記回転体にそれぞれ伝達させる複数の前記回転伝達手段と、
   を備え、
   複数の前記第１の部材にそれぞれ形成された前記溝の周方向の長さは互いに異なるように設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記駆動モータが、選択的に正回転および逆回転することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記溝の周方向の端部に、弾性部材を配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記複数の回転体には、前記現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材により攪拌された現像剤を像担持体に供給する現像ローラと、が含まれており、
   前記現像ローラの回転軸と前記駆動モータとの間に配置される回転伝達手段における第１の部材に形成される溝の周方向の長さが最も長いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。

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