(57)【要約】【課題】ロータリの回転に伴ってトナー搬送ギアがトナー搬送駆動入力部と係合するとき、スクリューが不用意に回転してしまうことで不用意にトナー補給が為されてしまうことがあった。【解決手段】ロータリの回転に伴ってトナー搬送ギアがトナー搬送駆動入力部と係合するときスクリューが回転しないように所定の負荷トルクを与えるブレーキ機構を設けることでスクリューの不用意な回転を防止することができる。【選択図】      図１
2004333624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電像を現像する現像器と、前記現像器を保持し回転可能に設けられた回転体と、前記回転体に設けられ現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵室と、前記現像剤貯蔵室内の現像剤を現像部に位置した前記現像器へ補給するべく搬送するスクリューと、駆動力付与部材と係合して前記スクリューに駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、を有する現像装置において、
前記回転体の回転に伴って前記駆動力伝達部材が前記駆動力付与部材と係合するとき前記スクリューが回転しないように所定の負荷トルクを与えるブレーキ機構を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記スクリューを回転自在に支持する軸受け部を有し、前記軸受け部に前記ブレーキ機構を設けたことを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】
前記ブレーキ機構を前記スクリューの回転軸と前記軸受け部間に設けた弾性部材により構成することを特徴とする請求項２の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等に用いられる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を利用して多色画像を得る従来の画像形成装置、特に像担時体たる感光ドラムに対して、複数の現像装置を順次対向させ多色画像を形成するいわゆるロータリを有する多色画像形成装置に用いた従来例について以下に説明する。
【０００３】
ロータリは回転軸周りに複数の現像器を配置して、感光ドラムに必要色の現像器を対向させて現像し、現像が終了するとロータリを回転させ、次の色の現像器をドラムに対向させる。この動作を複数回繰り返して重ね合わせたトナー像を作成して、一気に転写紙に転写してフルカラー画像を形成する。
【０００４】
ロータリ方式における最も一般的な構成において、現像器に供給されるトナーは、ロータリ内部にセットされたトナーカートリッジから、トナー搬送部を経て現像器に供給される。
【０００５】
上記のトナー経路の構成（いわゆるロータリ内部にトナーカートリッジを有する）が多く採用される理由は、ロータリの内部のみでトナー供給が完了する為、構成の単純化が可能になり、補給の制御も前記トナー搬送部のトナー搬送スクリューの回転数を管理してやるだけでよく、安価でかつ小型な多色画像形成装置が構成できるからである。
【０００６】
ここで、ロータリにおけるトナーカートリッジからトナー搬送部を経て、現像器にトナーが供給されるまでの工程を、図１３／１４を用いて説明する。説明に用いている図はロータリに３つの現像器を配置したもので例示する。
【０００７】
図１３／１４は、ロータリ１に配置されたある１つの現像器３Ｍが、感光ドラム５に対し対向する現像位置Ｐに移動するまでの回転を示すものである。ここで、現像器３Ｍが現像位置Ｐに移動するまでの回転動作をロータリの公転回転ａと呼ぶことにする。図１３／１４では、反時計回りの方向である。
【０００８】
感光ドラム５に対しての現像工程と、現像器に対するトナーの供給工程は、上述した現像位置Ｐで行われる。
【０００９】
図１４にて、現像器３Ｍは現像位置Ｐよりある角度離れた位置にいる。この位置から図１３に示す現像位置Ｐに現像器３Ｍが移動する。
【００１０】
上述したロータリ公転回転ａによる現像位置Ｐへの移動において、図示しない画像形成装置本体側に待ち受けている現像スリーブ駆動入力部とトナー搬送駆動入力部が、現像位置Ｐに到達する前に結合を開始し、現像位置Ｐにて、現像器３Ｍ側の現像スリーブ６Ｍ部とトナー搬送部４Ｍと結合が完了する。
【００１１】
上記結合した各々の駆動装置が、現像・補給開始で、感光ドラム５に対する現像と、現像器に対するトナー補給が行われる。
【００１２】
次にロータリ１内のトナー搬送経路（トナーの流れ）を、図１２を用いて説明する。
【００１３】
トナーはまず、ロータリ１内部に挿入されたトナーカートリッジ２開口部７からトナー搬送部４に設けられたトナー受け入れ口８を経てトナー搬送部４に移動する。このトナーカートリッジ２から、トナー搬送部４へのトナー受け渡しには、自由落下やロータリの公転回転を利用する方式と様々な方法がある。
【００１４】
トナー搬送部４に移動したトナーは、トナー搬送部４に設けられた、トナー移動手段９によって、トナー搬送部４に設けられた現像器へのトナー受け渡し口１０に移動させられ、現像器３に設けられた現像器トナー受け入れ口１１から現像器３内にトナーが供給される。
【００１５】
以上が現像器に対する補給工程である。この工程は、ロータリ内に設けられた現像器において各色毎に行われる。
【００１６】
ここで、トナー搬送装置４の構成について図１０／１１を用いて説明する。
図１１はトナー搬送装置４の概略構成を示す図で、図１０は、トナー搬送路１２の内部を示す詳細図である。
【００１７】
トナー搬送装置４はトナーカートリッジ２から受け渡されたトナーをトナー受け渡し口１０に移動させ、現像器３のトナー受け入れ口１１に導くためのトナー搬送路１２を有している。
【００１８】
トナー搬送路１２はトナー搬送を規制する規制ガイド部１３を有しており、その内部に現像器４にトナーを搬送するためのトナー搬送スクリューフィン１４がスクリュー回転軸１６の周囲に配置されている。スクリュー回転軸１６の先端には、本体側駆動との駆動結合のための、トナー搬送ギア１５が配置されている。またスクリュー回転軸１６中心を位置決めし、回転中心となる軸受け１７がスクリュー回転軸１６の軸端部に配置されている。
【００１９】
図１０に示すように、スクリュー回転軸１６をｃ方向に回転させると、トナー搬送スクリューフィン１４が回転し、トナーがｂ方向に搬送され、トナー受け渡し口１０に搬送される。
【００２０】
次にトナー搬送スクリューフィン１４の向きについて図８／９を用いて説明する。トナー搬送スクリューフィンの向きは、決められたロータリ公転回転ａにおいて、トナー搬送路１２内のトナーが、トナー受け渡し口１０に搬送されない方向すなわち、現像器３に補給されない方向の角度になっている。
【００２１】
上記を詳細に説明すると、ロータリ公転回転がａ方向に行われる装置の場合、トナー補給位置以外の位置では、トナー搬送スクリューフィン１４は回転しない。すなわち回転しないトナー搬送スクリューフィン１４のまわりを、ロータリ公転回転ａによってトナーのみが回転することになる。この現象はトナー搬送スクリューフィン１４が回転したことと変わらない。そこで決められたロータリ公転回転において、トナーが現像器３に補給されない方向にトナー搬送スクリューフィン１４の向きを設定するのである。
【００２２】
こうすることで、補給を必要としないロータリの公転回転がある場合に、現像器にトナーが補給されないようにしている。
【００２３】
上述した構成で、現像器に対するトナー供給工程が実現されている。
【００２４】
ここで、トナー搬送精度の重要性について述べておく。
【００２５】
トナー搬送精度が悪く、予想よりもトナー搬送量が少なくなった場合には、濃度の薄い画像が形成されてしまい、多くなった場合は、濃い画像が形成されてしまう。
【００２６】
このトナー供給工程におけるトナー搬送部のトナー搬送精度は、現像器内部のトナー濃度をコントロールする重要なファクターであり、現像画像の濃度を左右する非常に重要な性能であり、画像形成装置における高画質・外室安定性という非常に重要な性能を担う機能である。
【００２７】
【特許文献１】
特開平１１−３６８４０６号公報（第１２段落、図４）
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
図７（１）・（２）は決められたａ方向のロータリ公転回転にて現像位置Ｐに移動する際の、トナー搬送部４の駆動が結合する工程を示している。
【００２９】
トナー搬送部４の駆動は図７（１）から結合を開始し、図７（２）に示す現像位置Ｐに到達し結合が完了する。
【００３０】
上述の工程を経て、画像形成装置本体側で待ち受けているトナー搬送駆動入力部１８とトナー搬送ギア１５は結合するのであるが、この場合図６のように、トナー搬送ギア１５がｅ方向に回転してしまい、図５に示すトナーをトナー受け渡し口１０の方向に搬送してしまう。すなわち、駆動結合だけで、現像器３に補給をしてしまうことになってしまう。
【００３１】
駆動が結合することだけで、補給されてしまうこの現象は、極端な場合を考えると、現像器３における現像が全く行われないジョブを連続して繰り返された場合（以下無補給公転と呼ぶ）、現像器３内に規定量以上のトナーが供給されてしまい、現像器３からトナーがあふれ出してしまう。
【００３２】
極端な場合ではなくても上記外乱があると、補給したくない時に補給することになり、補給量の安定化に対し大きな課題であった。
【００３３】
これを回避する手段としては以下が考えられる。
【００３４】
まず１つ目として、トナー搬送ギアにワンウェイクラッチを入れるという手段がある。
【００３５】
上記トナー搬送ギアにワンウェイクラッチを入れるという手段を採用した場合、回転ロータリの現像器・補給駆動配列の最適配置において、ワンウェイのフリー方向と回転させたい方向が同じになる場合がある。
【００３６】
例として、図７に示す駆動配置でトナー搬送ギア１５にワンウェイクラッチを用いた場合を考えてみる。
【００３７】
この場合ワンウェイクラッチのフリー方向はｇ方向になる。
【００３８】
ｇ方向では、図１０で示すようにトナー搬送方向はｃ方向のためトナー搬送駆動が駆動しなくなってしまう。
【００３９】
上記ワンウェイクラッチを入れて新たに発生する問題点は、トナー搬送ギア１５より内側にトナー搬送駆動入力部１８を配置することで回避することができる。
【００４０】
ただしこの場合、トナー搬送入力部１８はロータリ軸Ｓの近傍に位置することになり、配置が困難になる。
【００４１】
さらに回転ロータリの駆動伝達部は今述べている補給駆動だけではなく、現像スリーブ駆動も配置しなければならない。
【００４２】
上述をまとめると、トナー搬送ギアにワンウェイクラッチを入れることで補給量の安定化をはかることは可能である。
しかしながら、近年の画像形成装置小型化により、回転ロータリも小型化・小径化しなければならず、駆動配列の自由度は非常に少ない現状の中、ワンウェイクラッチは上記駆動配列の自由度の観点から考えると配列の自由度が少なく、結果的にワンウェイクラッチの採用は装置の大型化を招いてしまう。
【００４３】
２つ目として、駆動入力側のギアをギア結合時にトナー搬送スクリューフィンを現像器に送らない側に回るような駆動配列にすることが考えられる。
【００４４】
２つ目の手段は、ワンウェイクラッチを採用した場合で述べたような、駆動配列の自由度が少ない環境下では、ロータリ小径化の障害になる。
【００４５】
さらに、トナー搬送スクリューフィンが戻った分を考慮した補給時間を設定しなければならず、その分補給が不安定になり、上述の無補給公転を繰り返された場合、補給量の不安定度が増してしまう。
【００４６】
また、トナーを積極的に圧縮方向に戻すことになり、トナーが圧縮されて、トナーが粗粒となってしまい、現像性能を著しく低下させてしまう。トナーの粗流現象についても、無補給公転を繰り返せば繰り返すほど悪化する。
【００４７】
３つ目の手段として、現像位置に現像器が停止した時に初めて、駆動を結合させるようにする。
【００４８】
３つ目の手段を採用すると手段を実現するための駆動結合機構を実装しなければならず、装置の大型化・コストアップを招いてしまう。
【００４９】
さらに、ロータリの高速化に伴い、現像位置に現像器が停止していられる時間は必然的に少なくなる。少ない時間の中で補給を完了させなければならないため、本回避手段である現像器停止してから駆動結合するようなシーケンスは時間的な無駄である。補給時間に対しストレスとなり、十分な補給が行われない場合が生じてしまう。
【００５０】
最後４つ目として、現像位置から現像器が離脱する際、補給スクリューを補給方向と逆方向に回転させる手段が考えられる。
【００５１】
上記の具体的な構成は、トナー搬送ギア１５の公転軌道上に逆転部材を配置し、駆動連結・離脱時に生じるトナー送り方向の補給スクリューの回転を積極的に戻してやるというものである（特許文献１参照）。
【００５２】
上述の構成では、逆転部材分コストアップが生じるというコスト的な問題点がまず考えられる。
【００５３】
さらに無補給公転を繰り返された場合、現像器が現像位置から離脱するごとに、トナーを積極的に圧縮方向に戻すことになり、トナーが圧縮されて、トナーが粗粒となってしまい、現像性能を著しく低下させてしまう。トナーの粗流現象についても、無補給公転を繰り返せば繰り返すほど悪化する。
【００５４】
上記いずれの回避手段も装置の大型化・コストアップ等の弊害を招いてしまう開始手段である。
【００５５】
そこで、本発明の目的は、上記問題点を鑑みてなされたもので、低量産コスト性と同時に小型化・高生産性を有しながら高画質維持安定性に優れたトナー搬送装置を用いた画像形成装置を、簡易な構成で実現し提供することを目的とする。
【００５６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記課題を解決することができる。本発明は、像担持体上に形成された静電像を現像する現像器と、前記現像器を保持し回転可能に設けられた回転体と、前記回転体に設けられ現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵室と、前記現像剤貯蔵室内の現像剤を現像部に位置した前記現像器へ補給するべく搬送するスクリューと、駆動力付与部材と係合して前記スクリューに駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、を有する現像装置において、
前記回転体の回転に伴って前記駆動力伝達部材が前記駆動力付与部材と係合するとき前記スクリューが回転しないように所定の負荷トルクを与えるブレーキ機構を有することを特徴とする。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施形態について具体的に説明する。
【００５８】
なお、前述した従来の技術の欄にて説明した部材と同一機能を有する部材には同符号を付し、説明は省略する。
【００５９】
図２に本発明におけるトナー搬送部４を示す。
【００６０】
次に図１に本発明にかかる軸受け部１９の詳細断面図を示す。
【００６１】
図１において、スクリュー回転軸１６の軸受け部１９の内部に、スクリュー回転軸１６の軸表面に当接し、スクリュー回転軸１６に一定の負荷トルクを与えるブレーキ部材２１（弾性部材）としての所謂、オイルシール（なお、このオイルシールによって回転軸１６の周囲は密封されていない）を設けている。軸受け部１９は軸受け回転止め２０によってトナー搬送部４に固定される。
【００６２】
ブレーキ部材２１の負荷トルクは以下のように設定する。
スクリュー回転軸１６＋ブレーキ部材２１の回転トルク：Ａ
トナー搬送駆動入力部１８のディテントトルク：Ｂ
Ａ＞Ｂ
当然のことながら、駆動伝達時は、
スクリュー回転軸１６＋ブレーキ部材２１の回転トルク：Ａ
トナー搬送駆動入力部１８の入力トルク：Ｃ
Ａ＜Ｃ
上記のような負荷トルクの設定で、スクリュー回転軸１６に一定の負荷トルクを与えるようなブレーキ部材２１を設ける上述した従来の問題点を簡単な構成でクリアすることができる。
【００６３】
上述の例を施した場合の駆動結合部の動作について図４（１）・（２）を用いて説明する。
【００６４】
画像形成装置本体側で待ち受けているトナー搬送駆動入力部１８とトナー搬送ギア１５は結合していく過程の中で、スクリュー回転軸１６＋ブレーキ部材２１の回転トルク：Ａとトナー搬送駆動入力部１８のディテントトルク：Ｂのトルク関係Ａ＞Ｂによりトナー搬送ギア１５は時計／反時計どちらにも回転することなく、トナー搬送駆動入力部１８側が矢印ｆの方向に回転することで徐々に結合して、現像位置Ｐに到達することが可能になる。
【００６５】
上述によりトナー搬送スクリューフィン１４は回転することがなく、駆動入力において、初めてトナー搬送が可能になるため、駆動結合時におきる予期せぬトナー補給や、ロータリ無補給公転による補給が起こることなく、純粋にトナー搬送スクリューの回転数のみにおいて、トナー補給が可能になるため、高精度なトナー補給をコストアップなく実現することができる。
【００６６】
ここで、本実施例において、軸受け部１９にブレーキ部材２１を内包する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スクリュー回転軸１６＋ブレーキ部材２１の回転トルク：Ａとトナー搬送駆動入力部１８のディテントトルク：Ｂのトルク関係がＡ＞Ｂになる構成であれば同様の効果を得ることができる。
【００６７】
例えば、スクリュー回転軸１６の軸受け部でない箇所の軸表面に摩擦部材を設けてもよい。ただし、その分のスペース確保が必要になることを考慮しなければならない。
【００６８】
さらに、負荷トルク付与手段として本発明では、スクリュー回転軸１６の軸表面に当接し、スクリュー回転軸１６に一定の負荷トルクを与えるブレーキ部材２１を例示したが、トナー搬送ギア１５の外表面を圧縮スプリング２２で付勢しても同様の効果が得られる。（図３）
さらに、ブレーキ部材２１の配置位置であるが、図２に示すトナー搬送ギア１５側でなくてもよい。例えば、図２の１７の位置に配置しても同様の効果が得られる。だだし、軸のねじれなどに配慮する必要が生じてしまい、トナー搬送ギア１５の近傍に配置した本実施例の構成が最も良い。
【００６９】
さらに上述のブレーキ部材２１の図２の１７位置への配置だが、この場合、トナー搬送路１２を密閉するシール部材としての役割を持たせることが可能になり、コストダウン可能になる。
【００７０】
尚、本発明における従来例及び本実施例の説明において、特に３つの現像器をロータリ内部に設けた構成で説明を行ってきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以外の複数の現像器を備えた多色画像形成装置に適用しても同様の効果が得られる。
【００７１】
また、本発明における従来例及び本実施例の説明において、特にロータリの公転回転方向について反時計方向のみを例示してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、時計回りのロータリを備えた多色画像形成装置に適用しても同様の効果が得られる。
【００７２】
上記実施例によれば以下の効果を得ることができる。
スクリュー回転軸の軸表面に負荷トルクを与える負荷ブレーキを設けることで、駆動入力においてのみ、トナー搬送が可能になるため、駆動結合時におきる予期せぬトナー補給や、ロータリ無補給公転によるトナー補給が起こることなく、純粋にトナー搬送スクリューの回転数のみにおいて、トナー補給が可能になるため、高精度なトナー補給をコストアップなく実現することができ、低量産コスト性と同時に小型化・高生産性を有しながら高画質維持安定性に優れたトナー搬送装置を用いた画像形成装置を簡易な構成で実現し提供することが可能になる。
【００７３】
【発明の効果】
回転体の回転に伴って駆動力伝達部材が駆動力付与部材と係合するときスクリューが不用意に回転してしまうことによって現像剤補給が為されてしまうのを簡単な構成で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる負荷トルク付与構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施形態にかかるトナー搬送部の構成を示す斜視図。
【図３】本発明の実施形態にかかる負荷トルク付与構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施形態における効果を示すロータリ公転回転から現像位置までの移動を示す図。
【図５】従来例における不具合を示す説明図１。
【図６】従来例における不具合を示す説明図２。
【図７】従来例におけるロータリ公転回転から現像位置までの移動を示す図。
【図８】図９にかかるロータリ公転回転を示す図。
【図９】ロータリ公転時、トナー搬送部内部のトナーの様子を示す図。
【図１０】トナー搬送部内部のトナー搬送時のトナー搬送方向を示す図。
【図１１】従来例におけるトナー搬送部の構成を示す斜視図。
【図１２】ロータリ内部におけるトナー搬送経路の説明図。
【図１３】ある現像器が現像位置に停止している図。
【図１４】ある現像器が現像位置に停止する前の位置を示す図。
【符号の説明】
１  ロータリ
２、２Ｍ、２Ｙ、２Ｃ  トナーカートリッジ
３、３Ｍ、３Ｙ、３Ｃ  現像器
４、４Ｍ、４Ｙ、４Ｃ  トナー搬送部
５  感光ドラム
６Ｍ、６Ｙ、６Ｃ  現像スリーブ
７  トナーカートリッジ開口部
８  トナー受け入れ口
９  トナー移動手段
１０  トナー受け渡し口
１１  現像器トナー受け入れ口
１２  トナー搬送路
１３  規制ガイド部
１４  トナー搬送スクリューフィン
１５  トナー搬送ギア
１６  スクリュー回転軸
１７  軸受け
１８  トナー搬送駆動入力部
１９  軸受け部
２０  軸受け回転止め
２１  ブレーキ部材
２２  圧縮スプリング
ａ  ロータリ公転回転方向
ｂ  スクリュー回転軸回転時のトナー搬送方向
ｃ  スクリュー回転軸回転方向
ｄ  ロータリ公転時のトナー移動方向
ｅ  従来例における駆動結合時のスクリュー回転軸回転方向
ｆ  本発明を適用したトナー搬送入力部の回転方向
ｇ  ワンウェイクラッチフリー方向
Ｐ  現像位置
Ａ  スクリュー回転軸１６＋ブレーキ部材２１の回転トルク
Ｂ  トナー搬送駆動入力部１８のディテントトルク
Ｃ  トナー搬送駆動入力部１８の入力トルク
Ｓ  ロータリ軸
【図１】
2004333624.tif 000003
【図２】
2004333624.tif 000004
【図３】
2004333624.tif 000005
【図４】
2004333624.tif 000006
【図５】
2004333624.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004333624.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004333624.tif 000011
【図１０】
2004333624.tif 000012
【図１１】
2004333624.tif 000013
【図１２】
2004333624.tif 000014
【図１３】
2004333624.tif 000015
【図１４】
2004333624.tif 000016