(57)【要約】【課題】複数のトナー貯留部を有する画像形成装置において、複数のトナー貯留部を駆動する駆動手段のコストを低減する。【解決手段】複数のトナー攪拌手段を互いに異なる位相で回転させることにより、トナー攪拌手段を駆動する駆動手段の駆動抵抗を時間的に平均化する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容するトナー収容室及び回転により前記トナー収容室内のトナーを攪拌する板状又は棒状の攪拌手段を有する複数のトナー貯留部と、複数の現像装置を備え、複数の前記トナー貯留部から複数の前記現像装置へのトナー補給が１対１の対応で行われる画像形成装置において、
複数の前記トナー貯留部における各々の前記攪拌手段を互いに異なる位相で回転させる駆動手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
駆動手段は、モータ及び該モータの回転を前記攪拌手段に伝達する動力伝達系を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置のトナー補給技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置においては、現像装置において消費されたトナーを補給するトナー補給装置が設けられている。
【０００３】
二成分現像剤を用いる電子写真画像形成装置においては、トナー補給装置からのトナー補給を制御し、現像装置内の現像剤のトナー濃度を一定に維持することにより一定画質の画像が形成される。
【０００４】
また、一成分現像剤を用いる電子写真画像形成装置においては、トナー補給装置からのトナー補給を制御し、現像装置内の現像剤の量を一定に維持することにより一定画質の画像が形成される。
【０００５】
画質を一定に維持するには、トナー補給装置から現像装置へのトナー補給制御の精度を高くする必要がある。
【０００６】
特許文献１では、トナー収容室内のトナーが凝集しないようにし、また凝集トナーを解体する攪拌手段をトナー補給装置内に設けることにより、トナー補給装置から現像装置に高精度に制御された割合でトナーを補給している。
【０００７】
特許文献１では、さらに、攪拌手段を回転駆動する際に高い駆動抵抗が発生するのを抑制するために、ばねとクラッチを用いて攪拌手段に凝固トナーを崩す運動を付与している。
【特許文献１】特開２０００−１８１２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、複数の現像装置及び該現像装置のそれぞれに対応した複数のトナー貯留部が設けられている。
【０００９】
トナー貯留部におけるトナーの攪拌動作を本発明の実施の形態を示す図である図２中の黒トナー貯留部を用いて説明する。
【００１０】
トナー収容室３１Ｋ内には、攪拌手段３４Ｋが設けられており、矢印Ｗで示すように反時計方向に攪拌手段３４Ｋが回転することにより、トナーＴＫが攪拌される。攪拌はトナー収容室３１Ｋ内でトナーが凝集したり、偏在したりすることにより、補給量が変動するのを防止するために行われる。
【００１１】
この回転運動において、攪拌手段３４ＫはトナーＴＫ内に突入する動作と、トナーＴＫからの脱出動作とを繰り返す。
【００１２】
突入の際には、攪拌手段３４Ｋの駆動に対する高い抵抗が発生する。
【００１３】
トナー収容室３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ内においても同様な攪拌動作が行われ、攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４ＣがトナーＴＹ、ＴＭ、ＴＣ内に突入する際に高い駆動抵抗が発生する。
【００１４】
攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋが同時にトナーに突入した場合、極めて高い駆動抵抗が発生する。
【００１５】
したがって、駆動源には、このような高い駆動抵抗が発生した場合にも正常に作動するような大きなパワーのものが用いられることになり、コストが高くなるとともに、消費電力も大きくなる。
【００１６】
さらに、高耐久性の駆動系が必要になり、コスト高となる。
【００１７】
特許文献１のように、個々のトナー補給装置における攪拌部材の駆動抵抗を小さくしても、複数のトナー補給装置の駆動抵抗が合算された場合、駆動源に係る負荷が大きくなり、前記の問題は解決されない。
【００１８】
本発明は、このような問題を解決し、低コストであり、且つ、低消費電力のトナー補給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００２０】
１．トナーを収容するトナー収容室及び回転により前記トナー収容室内のトナーを攪拌する板状又は棒状の攪拌手段を有する複数のトナー貯留部と、複数の現像装置を備え、複数の前記トナー貯留部から複数の前記現像装置へのトナー補給が１対１の対応で行われる画像形成装置において、
複数の前記トナー貯留部における各々の前記攪拌手段を互いに異なる位相で回転させる駆動手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
２．駆動手段は、モータ及び該モータの回転を前記攪拌手段に伝達する動力伝達系を有することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、トナー貯留部内のトナーを攪拌する複数の攪拌手段が互いに異なる位相で回転する。
【００２３】
したがって、攪拌手段の駆動トルクが平均化され、駆動トルクの山が小さくなって、攪拌手段の駆動源としてのモータに小型のものを用いることができる、駆動系の耐久性が向上する、電力消費を抑制することができる、等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態に基づいて、本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００２５】
図１は本発明に係るトナー補給装置を有する画像形成装置の全体構成を示すである。本画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨ、画像読取装置ＹＳ等で構成される。画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋからなる画像形成部、無端ベルト状の中間転写体６、２次転写ローラ７Ａ、定着装置９等で構成される。
【００２６】
画像形成装置本体ＧＨの上には、自動原稿送り装置５０１と原稿画像走査露光装置５０２からなる画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置５０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置５０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００２７】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。
【００２８】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙ、帯電手段２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ７Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。帯電手段２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ７Ｙ及びクリーニング手段８Ｙは図示のように、感光体ドラム１Ｙの周囲に配置される。
【００２９】
マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍ、一次転写ローラ７Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ、一次転写ローラ７Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｂｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光装置３Ｋ、現像装置４Ｋ、一次転写ローラ７Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。
【００３０】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは個々に画像形成装置本体に対して着脱可能である。
【００３１】
なお、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。
【００３２】
中間転写体６は、複数のローラに張架され、図示のように水平方向に長いベルトユニット６０を構成する。
【００３３】
一次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ，７Ｋは中間転写体７の水平部分に接触する。
【００３４】
定着装置９は、定着ローラ９１及び加圧ローラ９２を有し、定着ローラ９１と加圧ローラ９２との間に形成されたニップ部で記録紙Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着する。
【００３５】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写され合成されてカラートナー像が形成される。
【００３６】
記録紙収納手段である給紙トレイ２１内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段２０の給紙ローラ２２により１枚に分離されて給紙され、搬送ローラ２３を経て、停止状態にあるレジストローラ２４へ給紙される。そこで一旦停止されて、その先端と中間転写体６上のトナー像との位置関係が正確に一致するタイミングで、レジストローラ２４が回転を開始し、二次転写ローラ７Ａに給紙され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。カラートナー像が転写された記録紙Ｐは定着装置９において加熱・加圧され、記録紙Ｐ上にカラートナー像が定着される。その後、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００３７】
２７は裏面画像形成時に記録紙Ｐを表裏反転して搬送する再給紙部である。
【００３８】
一方、二次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐにカラートナー像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、中間転写体クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００３９】
３０Ｙはイエロートナーを収容するボトル状のトナー容器、３０Ｍはマゼンタトナーを収容するボトル状のトナー容器、３０Ｃはシアントナーを収容するボトル状のトナー容器、３０Ｋは黒トナーを収容するボトル状のトナー容器である。
【００４０】
図２はイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及び黒トナーを現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ及び４Ｋにそれぞれ供給するトナー供給系を示す。
【００４１】
トナー供給系について説明する。
【００４２】
トナー供給系は、４個のトナー貯留部及びトナー搬送系で構成される。
【００４３】
イエロートナーのトナー貯留部は、イエロートナーが貯留されるトナー収容室３１Ｙ、攪拌手段３４Ｙ及びトナー残量センサ３５Ｙを有する。マゼンタトナーのトナー貯留部、シアントナーのトナー貯留部及び黒トナーのトナー貯留部も同様に、それぞれ、トナー収容室３１Ｍ、攪拌手段３４Ｍ及びトナー残量センサ３５Ｍと、トナー収容室３１Ｃ、攪拌手段３４Ｃ及びトナー残量センサ３５Ｃと、トナー収容室３１Ｋ、攪拌手段３４Ｋ及びトナー残量センサ３５Ｋとを有する。
【００４４】
トナー貯留部から現像装置４Ｙにトナーを搬送する搬送系はトナーを水平方向に搬送するスクリュー３３Ｙ及び現像装置にトナーを落下させる管３２Ｙで構成される。他の搬送系も同様な構成である。
【００４５】
トナー容器３０Ｙからは図示しないトナー搬送系を経てトナー収容室３１Ｙにトナーが供給される。
【００４６】
トナー収容室から現像装置４Ｙへは、スクリュー３３Ｙで水平方向に搬送した後に管３２Ｙから落下させることにより、現像装置４ＹにトナーＴＹが供給される。
【００４７】
現像装置４Ｙには、トナー濃度センサ（図示せず）が設けられており、トナー濃度センサの濃度検知信号に基づいて、トナー収容室３１ＹからトナーＴＹが補給され、現像装置４Ｙ内の現像剤のトナー濃度が一定に維持される。このような、トナー補給制御には、周知の技術が用いられる。
【００４８】
トナー収容室３１Ｙにおいては、トナー残量センサ３５Ｙによりトナー残量が検知され、トナー残量センサ３５Ｙの検知信号に基づいて、トナー収容室３１Ｙへのトナー補給を制御することにより、トナー収容室３１Ｙ内のトナー量は常に一定に維持される。
【００４９】
トナー収容室３１Ｙへのトナー補給制御にも周知の技術が用いられる。
【００５０】
トナー収容室３１Ｙには、該容器内のトナーを攪拌する攪拌手段３４Ｙが設けられており、攪拌手段３４Ｙが所定の時間間隔で、一定時間回転してトナー収容室３１Ｙ内のトナーＴＹを攪拌する。
【００５１】
この攪拌により、トナーＴＹがトナー収容室３１Ｙ内の特定部位に偏在することが避けられ、また、トナーの凝集が防止されてトナー収容室３１Ｙから現像装置４ＹにトナーＴＹが定量補給される。
【００５２】
トナー収容室３１Ｍ、３１Ｃ、３１ＫにおけるトナーＴＭ、ＴＣ、ＴＫの攪拌もトナー収容室３１Ｙ内と同様に行われる。
【００５３】
また、トナー収容室３１Ｍから現像装置４ＭへのトナーＴＭの補給、トナー収容室３１Ｃから現像装置４ＣへのトナーＴＣの補給、トナー収容室３１Ｋから現像装置４ＫへのトナーＴＫの補給もトナー収容室３１Ｙから現像装置４Ｙへのトナー補給と同様に行われる。
【００５４】
図４は攪拌手段を示す。
【００５５】
図４では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を付さないで攪拌手段が示されているが、攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋは図４に示す構造を有する。
【００５６】
攪拌手段３４は、金属からなる板状の基部３４２及び基部３４２に接着されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム３４１で構成され、軸３４０を中心に回転する。
【００５７】
駆動抵抗を抑制するために、多数の孔３４３が設けられている。
【００５８】
なお、攪拌手段としては、図４に示す板状のものの他に、図５に示す棒状の攪拌手段３４Ａを用いることもできる。
【００５９】
攪拌手段３４Ｋは、トナー収容室３１Ｋの容量が、トナー収容室３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃより大きいので、攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃよりも大型に形成されている。
【００６０】
なお、トナー収容室及び攪拌手段に関しては、各色トナーに特有の形状、構造であってもよい。
【００６１】
即ち、任意形状の板状又は棒状の攪拌手段が用いられ、複数の攪拌手段は同一形状であってもよいし、異なってもよい。
【００６２】
図３は、トナー収容室３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ内の攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋを回転駆動する駆動手段を示す。駆動手段はモータＭ及びモータＭの回転を各トナー貯留部の攪拌手段に伝達する動力伝達系で構成される。
【００６３】
１個のモータＭの回転は、動力伝達系、即ち、歯付ベルトＢと、プーリ３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ及び３６Ｋとにより、図２の攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ及び３４Ｋに伝達される。
【００６４】
プーリ３６Ｙは図２における攪拌手段３４Ｙの回転軸に固定されており、プーリ３６Ｍは図２における攪拌手段３４Ｍの回転軸に固定されており、プーリ３６Ｃは図２における攪拌手段３４Ｃの回転軸に固定されており、プーリ３６Ｋは図２における攪拌手段３４Ｋの回転軸に固定されている。
【００６５】
したがって、攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４ＫはモータＭによって同時に駆動され、同一周期で回転する。
【００６６】
モータＭの駆動で攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋは前記のように所定時間隔で、一定時間回転して、トナーＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫを攪拌する。
【００６７】
攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋの回転時の位相について説明する。
【００６８】
図２（ｂ）に攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋの位相を示している。
【００６９】
攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ及び３４Ｋは同時に回転するが、回転動作中の１時点において、攪拌手段３４Ｙは直角座標の第２象限に、攪拌手段３４Ｍは直角座標の第３象限に、攪拌手段３４Ｃは直角座標の第４象限に、攪拌手段３４Ｋは直角座標の第１象限にそれぞれ位置する。
【００７０】
そして、攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋは図２（ｂ）に示す相対的な位相関係を保持して回転する。
【００７１】
図２（ａ）に示すように、攪拌手段３４Ｍ、３４ＣＫは、下方、即ち、第３、第４象限を回転してトナー内に没入し、トナーによる抵抗を受けるが、攪拌手段３４Ｙ、３４Ｋは上方にあってトナーによる抵抗を受けない。
【００７２】
前記にように、攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋは図２（ｂ）に示す相対的な位相関係を保持して回転するので、攪拌手段３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋがトナーに突入する時間がずれて、これら攪拌手段が同時にトナーに突入することはない。
【００７３】
したがって、モータＭにかかる駆動抵抗が平均化され、駆動抵抗の最高値が抑制される。
【００７４】
その結果、小型の駆動モータを使用することが可能になる、消費電力を圧縮することができる、駆動系の耐久性が向上する等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】従来の現像装置における現像剤交換を説明する図である。
【図２】本発明に実施の形態に係る現像装置を有する画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る現像装置を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る現像装置を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る現像装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ  トナー容器
３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ  トナー収容室
３４Ａ、３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ  攪拌手段
Ｍ  モータ
Ｂ  歯付ベルト、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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