JPH0675476A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーホッパに設けられるトナー搬送部材
を、異常に大きな負荷による変形や破損から保護するこ
とを目的とする。 【構成】 補給パイプ100Ａに内蔵されるトナー搬送部
材220のトナーホッパ110側面に突出した軸端部に、互に
噛合うラチエット歯形Ｒを有する回動自在の歯車Ｇ３と
回動を規制されたクラッチディスク221を支持し、搬送
部材220にかかる負荷が通常の場合には圧縮バネ222の付
勢力によって前記のラチエット歯形Ｒを互に噛合せて歯
車Ｇ２の回転動力をクラッチディスク221を介して搬送
部材220に伝達し、一方負荷が異常に大きい場合にはそ
の抵抗によりラチエット歯形Ｒの係合を外して搬送部材
220に対する動力の伝達を断つように構成したことを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現像器に対し、トナーカ
ートリッジより供給されたトナーを自動的に補給するこ
との出来るトナー補給装置を内蔵した画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】トナー補給装置はトナーカートリッジの
装着の関係から現像器より離れた位置に設置される例が
多く、そのためトナー補給装置は現像器に対しパイプを
介して接続され、その内部の可撓性の搬送スクリューを
回転することによってトナーの補給を行う形成がとられ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の搬送スクリュー
は常時適量のトナーを搬送している場合には問題がない
が、一時的にも多量のトナーの搬送が行われたり、ある
いは異物やトナー塊等により負荷が過大になったりする
と変形して搬送効率が低下し、甚しい場合には破損して
作動不能となるおそれもある。

【０００４】本発明はこの点を解決して改良した結果、
搬送スクリューに過大な負荷がかかった場合に、搬送ス
クリューに対する回転動力の伝達を断ち、その変形、破
損を未然に防止するようにした画像形成装置の提供を目
的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
周面に配置される複数の現像器に接続し、該現像器に対
しそれぞれ特定した単色のトナーを補給するトナー補給
装置を内蔵した画像形成装置において、前記トナー補給
装置の備えるトナー搬送部材をトルクリミッタを介して
駆動するよう構成したことを特徴とする画像形成装置に
よって達成される。

【０００６】

【実施例】図１は本発明の画像形成装置の一実施例とし
てカラー画像形成装置の構成を示す構成断面図である。

【０００７】まず構成と作動について説明する。

【０００８】図において10は像担持体である感光体ドラ
ムで、ＯＰＣ感光層をドラム上に塗布したもので接地さ
れて時計方向に駆動回転される。12はスコロトロン帯電
器で、感光体ドラム10周面に対しＶ_H（−600〜−800
Ｖ）の一様な帯電をＶ_G（−550〜850Ｖ）に電位保持さ
れたグリッドとコロナ放電ワイヤによるコロナ放電によ
って与えられる。このスコロトロン帯電器12による帯電
に先だって、前プリントまでの感光体の履歴をなくすた
めに発光ダイオード等を用いたＰＣＬ11による露光を行
って感光体周面の除電をしておく。

【０００９】感光体への一様帯電ののち像露光手段13に
より画像信号に基づいた像露光が行われる。像露光手段
13は図示しないレーザダイオードを発光光源とし回転す
るポリゴンミラー131、ｆθレンズ等を経て反射ミラー
により光路を曲げられ走査がなされるもので、感光体ド
ラム10の回転（副走査）によって潜像が形成される。本
実施例では文字部に対して露光を行ない、文字部の方が
低電位Ｖ_L（−100Ｖ〜０）となるような反転潜像を形成
する。

【００１０】感光体ドラム10周縁にはイエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナー
とキャリアとから成る現像剤をそれぞれ内蔵した現像器
14が設けられていて、先ず１色目の現像がマグネットを
内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ141によ
って行われる。現像剤はフェライトをコアとしてそのま
わりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリ
エステルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、
シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるもの
で、現像剤は層形成棒によって現像スリーブ141上に300
〜600μｍの層厚（現像剤）に規制されて現像域へと搬
送される。

【００１１】現像域における現像スリーブ141と感光体
ドラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.4〜
1.0mmとして、この間にＶ_AC（1.5〜3.0KV_P-P）のＡＣバ
アイスとＶ_DC（−500〜−700Ｖ）のＤＣバイアスが重畳
して印加される。Ｖ_DCとＶ_H、トナーの帯電は何れも同
極性であるため、Ｖ_ACによってキャリアから離脱するき
っかけを与えられたトナーはＶ_DCより電位の高いＶ_Hの
部分には付着せず、Ｖ_DCより電位の低いＶ_L部分に付着
し顕像化（反転現像）が行われる。

【００１２】１色目の顕像化が終った後２色目の画像形
成行程にはいり、再びスコロトロン帯電器12による一様
帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像露光
手段13によって形成される。このとき１色目の画像形成
行程で行われたＰＣＬ11による除電は、１色目の画像部
に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下により飛
び散るため行わない。

【００１３】再び感光体ドラム10周面の全面に亘ってＶ
_Hの電位となった感光体のうち、１色目の画像のない部
分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行わ
れるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う
部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナー
自身のもつ電荷によってＶ_M′の潜像が形成され、Ｖ_DC
とＶ_M′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目
と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ_L
の潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランス
が崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H＞Ｖ_M（−
100〜−300Ｖ）＞Ｖ_Lとなる中間電位とすることもあ
る。

【００１４】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成行程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
の顕像が形成される。

【００１５】一方、給紙カセット21より給紙機構22によ
って給送された記録紙Ｐは、転写ベルト31を張架した転
写ベルト装置によって転写域へと給送され、感光体ドラ
ム10周面上の多色像が一括して記録紙Ｐ上に移される。

【００１６】転写ベルト31はウレタンゴムの基体の外側
ＦＬＣ層を形成した10⁶〜10¹⁴Ω・cm抵抗を持つ厚さ0.4
〜1.0mmの無端状のゴムベルトで、回転中に片寄り防止
のため、端部にリブを設けることもある。

【００１７】なお、除電機構等を設ければＰＥＴなどの
フィルムや、これらを塗布したものなど高抵抗ベルトで
も良い。

【００１８】この転写ベルト31を張架する保持ローラ3
2，33の上流側保持ローラ32の軸に対してはＶ_PCの電圧
が印加されており、この軸に転写ベルト31を介して設置
する位置には記録紙Ｐへの電荷付与手段として導電性の
ブラシ34が接地状態で設置されている。給送されて来た
記録紙Ｐはブラシ34と転写ベルト31の間に進入し、ブラ
シ34より記録紙Ｐに対して電荷が注入され、記録紙Ｐと
転写ベルト31との間に吸着力が生じる。このあと記録紙
Ｐは感光体ドラム10と転写ベルト31とで形成されるニッ
プ部（転写域）35に進入し、転写ベルト31裏面よりコロ
ナ放電器36あるいはこれに代えてバイアスローラにより
転写電界が付与され、記録紙Ｐ上に多色像が転移する。

【００１９】感光体ドラム10より分離した記録紙Ｐは、
転写ベルト31を張架する下流側の保持ローラ33の軸を対
向電極としてＡＣコロナ放電による除電を受けたのち、
あるいはＡＣコロナ放電を受けながら転写ベルト31から
分離する。37はクリーニングブレードで回転する転写ベ
ルト31に付着したトナーを除去する。この転写ベルト装
置の転写ベルト31は多色像形成中は下流側の保持ローラ
33の軸を回動中心として感光体ドラム10より離間されて
いる。

【００２０】転写ベルト装置から分離した多色像を保持
した記録紙Ｐは、少くとも一方のローラ内部にヒータを
有する２本の圧着ローラからなる定着装置23へと搬送さ
れ、圧着ローラ間で熱と圧力を加えられることにより付
着トナーは溶融し、記録紙Ｐ上に固定されたのち、装置
外へ排出される。

【００２１】転写後の感光体ドラム10周面上に残った残
留トナーはＡＣコロナ放電器を用いた除電器15により除
電を受けたのち、クリーニング装置16にいたり感光体に
当接したゴム材から成るクリーニングブレード16ａによ
ってクリーニング装置16内に掻き落とされ、スクリュー
等により排出あるいは貯留される。なお上記の除電器15
はその配置によっては、図１に示すように記録紙の除電
を兼ねることが可能である。

【００２２】クリーニング装置16によって残留トナーを
除去された感光体ドラム10はＰＣＬ11による露光を受け
たのちスコロトロン帯電器12によって一様帯電を受け、
次の画像形成サイクルにはいる。多色像形成中はクリー
ニングブレード16ａは感光体表面から離間され、除電器
15によるＡＣ除電はＯＦＦ状態に保たれる。

【００２３】前記各現像器14に対するトナーの補給は、
装置に内蔵される現像器14後方のトナー補給装置100に
よって行われる。

【００２４】前記トナー補給装置100は、装置上面の蓋4
0を一点鎖線をもって示す位置に開放した状態でトナー
カートリッジ50を装着してトナーを供給され、補給パイ
プ100Ａを通して前記の各現像器14にトナーを補給す
る。

【００２５】前記トナー補給装置100は図２に示すよう
に、前記各現像器14に対応してイエロー（Ｙ）、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）のトナーを収納す
る各トナーホッパ110とトナーカートリッジ50を装着す
るためのそれぞれの取付座120とから構成される。

【００２６】前記各トナーホッパ110は、側面の突起111
を装置本体の支持する取付板60の穴61に係合した上でね
じ62を介して固定し一体化されている。

【００２７】前記各トナーホッパ110は、上部にフラン
ジ112を形成している該フランジ112の上面に一体のシー
ル材113を接着により取付けている。

【００２８】前記シール剤113は発泡ウレタンのような
軟質の弾性材料から成るもので、各トナーホッパ110に
対応する開口部を備えさらにその周縁部が前記の取付板
60と装置内部の壁面70に接する広さの面積を有してい
る。

【００２９】また前記の各取付座120は、両側面の下部
に設けた係止部材121をスリット穴113Ａを経て前記シー
ル材113とフランジ112に挿通し、それぞれのトナーホッ
パ110の係止爪114に係合させて一体とされる。

【００３０】各取付座120はトナーホッパ110への一体化
の際前記シール材113を圧着・挟持して両者の間を密封
し、トナーの漏出を防止する。

【００３１】一方前記トナーカートリッジ50は、座板51
の一方の端部51Ａと筒部52を前記取付座120の差込み部1
22と枠部123にそれぞれ係合した状態で、座板51の他方
の端部51Ｂを取付座120の係止爪124に係合して取付け支
持される。

【００３２】トナーカートリッジ50は取付座120への取
付の際座板51が取付座120上面のシール部材125を圧着・
挟持して両者の間の密封し、トナーの漏出を防止する。

【００３３】前記のトナーカートリッジ50は、トナー補
給装置100への装着後、トナーカートリッジ50を矢示方
向に移動する操作によって前記の筒部52と取付座120の
内蔵する各シャッタ部材（何れも図示せず）をスライド
して落下口と受入口をそれぞれ開放し、トナーを供給す
る。

【００３４】トナーの供給を終えたトナーカートリッジ
50は矢示の反対方向に移動して初期位置に復帰すること
により再び前記の落下口と受入口を閉鎖して取付座120
より取外される。

【００３５】前記各トナーホッパ110からの各現像器14
に対するトナーの補給作動は次のようにして行われる。

【００３６】前記取付板60の下部には２本の回転軸
（Ａ）207と回転軸（Ｂ）210が並行して架設されてい
て、回転軸（Ａ）207には、４個の爪部材216Ｙ、216
Ｍ、216Ｃおよび216Ｋが図４に示すように軸上に所定の
間隔をおきかつ位相を90°ずらして取付け固定されてい
る。

【００３７】また、回転軸（Ｂ）210には、コイル状の
クラッチバネ211に圧入してこれを一体とする各支持リ
ング212と、トナーホッパ110側面の大歯車Ｇ２に噛合す
る各小歯車Ｇ１が挿通、支持されている。

【００３８】前記支持リング212は軸上に固定され、前
記小歯車Ｇ１はクラッチバネ211の内周に遊合して軸上
を自由に回転出来る状態で支持されている。

【００３９】さらに、前記クラッチバネ211の外周に
は、外周面に切欠213Ａを有する係止リング213との間に
圧縮バネ214を挟着したスリーブ215が嵌合・支持されて
いる。

【００４０】前記回転軸（Ａ）207は、図示しないステ
ッピングモータとそれに接続するエンコーダとによる角
度制御によって駆動されて前記の各爪部材を所定の角度
に回動し、一方前記回動軸（Ｂ）210は図示しなしモー
タによって常時或いは１現像について一定回転駆動回転
されている。

【００４１】トナー補給を必要としない場合には、前記
の各爪部材は何れも係止リング213の切欠213Ａに係合し
ない角度に保たれるが、例えばイエロー（Ｙ）、トナー
を収容する現像器14内のトナー不足が検知された場合、
回転軸（Ａ）207が図４に示す如く矢示方向に回動して
爪部材216Ｙを係止リング213の切欠213Ａに係合させ
る。

【００４２】従って圧縮バネ214を介して前記のスリー
ブ215に適度の制動力が作用し、その結果クラッチバネ2
11が小歯車Ｇ１を締付けて一体として駆動して回転軸
（Ｂ）210の回転動力を大歯車Ｇ２に伝達する。

【００４３】図５は図４のＡＡ断面を示したもので、補
給パイプ100Ａに収められるトナーの搬送部材220は、ト
ナーホッパ110の側面突出した軸端部に、前記大歯車Ｇ
２に噛合する歯車Ｇ３と該歯車Ｇ３に対し係脱の可能な
クラッチディスク221を備えている。

【００４４】前記歯車Ｇ３は搬送部材220の軸端部によ
り回動自在に支持されているのに対し、前記クラッチデ
ィスク221は搬送部材220の平坦面220Ａとの係合により
回転を規制された状態で軸方向にスライド可能に支持さ
れている。

【００４５】前記の歯車Ｇ３とクラッチディスク221
は、圧縮バネ222の付勢により相対する面に形成したラ
チエット歯形Ｒを互に噛合せる形式のトルクリミッタを
構成していて、通常時には圧縮バネ222の圧接により結
合して一体化されている。

【００４６】従って、大歯車Ｇ２の回転軸動力は、さら
に前記の歯車Ｇ３からクラッチディスク221を経て搬送
部材220へと伝達され、該搬送部材220の回転によりトナ
ーホッパ110内のトナーが現像器14へと搬送し補給され
る。

【００４７】前記のクラッチディスク221は、前述した
トルクリミッタの構成により、トナーの搬送抵抗等によ
り搬送部材220に異常に大きい負荷がかかった場合、圧
縮バネ222に抗して軸方向にスライドしてラチエットＲ
の係合より外れ、歯車Ｇ３を空転状態にて動力の伝達を
中断させる。

【００４８】その結果搬送部材220は変形や破損から保
護され、その異常に大きい搬送抵抗を排除することによ
って再び円滑で正常なトナーの補給作動を開始すること
が出来る。

【００４９】

【発明の効果】本発明により、トナー補給装置において
最も多いとされるトナーの搬送部材の故障や破損等の多
くが回避されることとなり、その結果トナー補給装置を
長期にわたってメンテナンスを要することなく使用する
ことの出来る画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成図である。

【図２】前記装置の内蔵するトナー補給装置の構成を示
す展開斜視図である。

【図３】前記補給装置の駆動系を示す正面図である。

【図４】前記補給装置の駆動系を示す側面図である。

【図５】トナーホッパの要部断面図である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 12 帯電器 13 像露光手段 14 現像器 16 クリーニング装置 21 給紙カセット 23 定着装置 31 転写ベルト 50 トナーカートリッジ 60 取付板 100 トナー補給装置 100Ａ 補給パイプ 207,210 回転軸 211 クラッチバネ 212 支持リング 213 係止リング 214 圧縮バネ 215 スリーブ 216 爪部材 221 クラッチディスク Ｒ ラチエット歯形

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体の周面に配置された複数の現像
   器に接続し、該現像器に対してそれぞれ特定した単色の
   トナーを補給するトナー補給装置を内蔵した画像形成装
   置において、前記トナー補給装置の備えるトナー搬送部
   材をトルクリミッタを介して駆動するよう構成したこと
   を特徴とする画像形成装置。