JPH0943948A - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、トナーの固着を解消して良
好な画像を得ることができ、現像装置及びプロセスカー
トリッジを提供することにある。 【構成】 ギア４２及びギア４３を介してモータ１２に
より撹拌部材５を回転させる際、トナーの固着し始める
と、負荷が増大し、モータ１２に供給される電流が増加
するので、センサー（図示せず）を介してＣＰＵ等の制
御手段（図示せず）よりその増加を検知した場合には、
モータ１２の回転数を低下させるように制御する。一
方、電流が減少したことを検知した場合には、モータ１
２の回転数を増加させるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像担持体上に形成さ
れた静電潜像に現像剤を付着させて可視画像を形成する
電子写真方式や静電記録方式などの複写機、プリンタ等
の画像形成装置に使用される現像装置及びプロセスカー
トリッジにおける現像剤撹拌機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を採用する画像形成装置に
おいては、像担持体である感光体周りに現像装置が配設
され、感光体上に所定の静電潜像が形成されると、該静
電潜像は、前記現像装置によって現像剤を介して現像さ
れ、画像として顕像化される。該現像装置は、図７に示
すように現像剤であるトナーを収納する現像剤収納部た
るトナー収納部１及び現像剤担持体である現像スリーブ
２を有する現像部３と、該トナー収納部１へトナーＴを
供給するホッパー部６とで構成され、現像スリーブ２に
対向する位置には感光体ドラム４が配置されている。

【０００３】現像部３には、駆動源から駆動を受けて回
転し、トナー収納部１内のトナーを攪拌して現像スリー
ブ２の長手方向に対してできるだけ均一にトナーを供給
できるよう長手方向一杯に攪拌部材５が配設されてい
る。

【０００４】更に現像部３内には、トナー量を検知する
ためのトナー検知部材７が配設され、トナー量が不足し
てくるとトナー検知部材７からの信号によって表示パネ
ル等（図示せず）に「トナー無し」の表示を行い、ユー
ザーにトナーの補給若しくは現像ユニットの交換を促
す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置においては、現像スリーブ２とトナー検知
部材７の間や他のトナー収納部１内の空間に攪拌部材５
の回転運動によりトナーが押し込まれ、それら空間にト
ナーが固まってしまうことがあった。又、現像装置を含
んだ本体の輸送時などで、現像装置が振動を受け内部の
トナーが１ヵ所に固まってしまう、所謂パッキング現象
を生ずることがあった。

【０００６】そのため、攪拌部材５を回転させる負荷が
大きくなり、駆動源もしくは攪拌部材５までの中継のギ
アにかかる力が大きくなり、ギアの破損や駆動源（モー
タ）に供給すべき電流が多くなり、本体への負担が大き
くなることがあった。

【０００７】又、固まったトナーは十分に帯電されない
ため現像スリーブ２上に一様にトナーが乗らず、白抜け
画像が出力されることがあった。

【０００８】更に、固まったトナーの不規則な脱落によ
りトナー残量の検知が不安定になることがあった。

【０００９】そこで、トナーが固着しないようにするた
めに、攪拌部材５の回転を低速回転とする手法が考えら
れるが、例えば現像部３内のトナーが少ない場合やある
場所に偏っていたりすると、低速回転では常時現像スリ
ーブ２にトナーを均一に供給することができにくくなる
ことがあった。

【００１０】又、駆動部（ギア）を保護する手段とし
て、トルクリミッタを設け、駆動を中断するなどの手法
も考えられるが、結果として本体が停止され、サービス
マンやユーザーの手によって現像装置を振るなどして固
着したトナーをくずし、再スタートさせるなど、手間が
かかることがあった。

【００１１】そこで、本発明の目的は、トナーの固着を
解消して良好な画像を得ることができ、現像装置及びプ
ロセスカートリッジを提供することにある。又、トナー
残量を安定して検知でき、攪拌部材を回転させる負荷の
増大による駆動ギア部のギアの破損防止、又は駆動源
（モータ）に供給電流の増加など本体への負担を軽減し
つつ、攪拌部材を回転させ、トナーを攪拌し通常状態に
戻すことのできる現像装置及びプロセスカートリッジを
提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、現像剤を収納する現像剤収納部
と、該現像剤収納部から現像剤の供給を受ける現像部と
を有し、該現像部には、現像剤を攪拌搬送する攪拌部材
と、該攪拌部材によって搬送される現像剤を担持してこ
れを現像に供する現像剤担持体を備える現像装置におい
て、上記攪拌部材を回転させる際の負荷によって上記攪
拌部材の回転数を変える駆動制御手段を設けたことによ
り達成される。

【００１３】又、本出願に係る第２の発明によれば、上
記目的は、上記第１の発明において、駆動制御手段は、
攪拌部材を回転させる駆動源に与えられる負荷によって
撹拌部材の回転数を変える手段であることにより達成さ
れる。

【００１４】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、駆動源の駆動力
を撹拌部材に伝達する減速比の異なる少なくとも２組の
ギア噛合部を備え、駆動制御手段は、攪拌部材を回転さ
せる際の負荷により、上記噛合部を切り換えることで、
上記攪拌部材の回転数を変える手段であることにより達
成される。

【００１５】又、本出願に係る第４の発明によれば、上
記目的は、現像剤を収納する現像剤収納部と、該現像剤
収納部から現像剤の供給を受ける現像部とを有し、該現
像部には、現像剤を攪拌搬送する搬送手段と、該搬送手
段によって搬送される現像剤を担持してこれを現像に供
する現像剤担持体を備え、画像形成装置に着脱自在に配
設されたプロセスカートリッジにおいて、上記攪拌部材
を回転させる負荷によって上記攪拌部材の回転数を変え
る駆動制御手段を設けたことにより達成される。

【００１６】従って、以上のような本出願に係る第１の
発明によれば、現像剤収納部内の現像剤が固着し始め、
攪拌部材を回転させる際の負荷がある一定量より大きく
なったときは、駆動部制御手段により撹拌部材の回転を
低速回転とするので、回転させる際の負荷を低減させ
る。一方、現像剤収納部内の現像剤の流動性が良好で、
撹拌部材を回転させる際の負荷がある一定量より小さく
なったときは、駆動部制御手段により撹拌部材の回転を
高速回転とするので、現像部内の現像剤が少ない時など
でも安定して現像剤担持体に現像剤を提供する。

【００１７】又、本出願に係る第２の発明によれば、上
記第１の発明において、駆動制御手段は、攪拌部材を回
転させる駆動源に与えられる負荷を検知して、撹拌部材
の回転数を変えるので、駆動源へ供給される電流の増加
を確実に防止する。

【００１８】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、駆動源の駆動力
を撹拌部材に伝達する減速比の異なる少なくとも２組の
ギア噛合部を備え、駆動制御手段は、攪拌部材を回転さ
せる際の負荷の大小により駆動部のギアの噛み合いを変
え、減速化を変えるので、攪拌部材を回転させる負荷が
大きくても駆動源にかかる負荷の増加を少なくする。さ
らには駆動部のギアの歯面にかかる負荷の増加も少なく
し、ギアの破損を防止する。

【００１９】又、本出願に係る第４の発明によれば、プ
ロセスカートリッジにおいて、現像剤収納部内の現像剤
が固着し始め、攪拌部材を回転させる際の負荷がある一
定量より大きくなったときは、駆動部制御手段により撹
拌部材の回転を低速回転とするので、回転させる際の負
荷を低減させる。一方、現像剤収納部内の現像剤の流動
性が良好で、撹拌部材を回転させる際の負荷がある一定
量より小さくなったときは、駆動部制御手段により撹拌
部材の回転を高速回転とするので、現像部内の現像剤が
少ない時などでも安定して現像剤担持体に現像剤を提供
する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２１】（第１の実施形態）まず、本発明の第１の
実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は
本発明が具体化できる電子写真装置の一例を示す断面図
である。

【００２２】この装置は、時計方向に回転する像担持体
たる電子写真感光体ドラム４を有している。該感光体ド
ラム４は、帯電器８で均一に帯電され、次いで投影光学
系９により原稿１０の光学像が露光されることにより、
感光体ドラム４に静電潜像が形成され、この静電潜像
は、現像装置１１によって現像される。

【００２３】現像装置１１内には、現像剤担持体たる現
像スリーブ２と、トナー収容部に配設された撹拌部材５
とが備えられており、該撹拌部材５は、駆動源により回
転自在に配設され、現像スリーブ２にトナーを供給する
ようになっている。本発明はこの現像装置、特にその駆
動部に関するものであり、以下詳しく説明する。

【００２４】図２は、攪拌部材５を回転させるための駆
動部を示す。攪拌部材５は、軸受（図示せず）に支持さ
れており、駆動源たるモータ１２の出力ギア４３と噛み
合うギア４２と一体の軸４１のａ部を中心に回転自在に
配設されている。つまり、駆動源たるモータ１２を駆動
させることにより、該攪拌部材５を矢印Ａ方向に回転さ
せることができる。

【００２５】このモータ１２の回転数は、図３に示す制
御回路によって制御される。つまり、モータ１２に出力
される電流値は、センサー２７によって検知され、該セ
ンサー２７を介して駆動制御手段を構成するＣＰＵ２８
に入力される。そして、ＣＰＵ２８により検知した電流
値と基準の電流値との大小比較を行い、検知した電流値
の方が小さいと判定した場合は、駆動制御手段を構成す
る回転数制御回路２９がそれに応答し、大きいと判定し
た場合は、駆動制御手段を構成する回転数制御回路３０
がそれに応答し、モータ１２の駆動回路３１に適切な回
転数が得られるように信号を出力する。これにより、モ
ータ１２の回転数を一定に保つようになっている。

【００２６】なお、モータ１２の回転数は、電流値大と
判定した時より電流値小と判定した時の方が高速回転と
なる。

【００２７】更に、回転数の段階は、高・低速回転の２
段階のみでなく、高・中・低速回転などで多段階に分け
ても構わない。

【００２８】又、回転数の制御方式、利用できるモータ
の種類（ＡＣモータ、ＤＣモータなど）によらず、モー
タにかかる負荷で、モータの回転数を変えられるもので
あれば、目的は達成される。

【００２９】これら構成により、ホッパー内のトナーが
固着し始め、攪拌部材５を回転させる負荷が大きくなる
と、モータ１２を回転させる電流値が大きくなる。そし
て、その値が基準の電流値より大きくなるとモータ１２
の回転数は低速回転となり通常負荷の時は、そのまま通
常回転するように動作する。

【００３０】（第２の実施形態）次に本発明の第２の実
施形態を図４及び図５に基づいて説明する。なお、第１
の実施形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省
略する。

【００３１】図４は攪拌部材５を回転させる駆動源のモ
ータ１２と駆動部（ギア）の連結部を示している。

【００３２】ギア１３は、攪拌部材５と一体で回転し、
ギア１４又はギア１５と噛み合い駆動を受ける。ギア１
７は、モータ１２の出力ギアでギア１５までのアイドラ
ギア１６とギア１４と噛み合いそれらに駆動で伝達す
る。

【００３３】ここで、モータ１２は攪拌部材５を回転さ
せるだけの駆動源ではなく、感光体ドラムやその他のユ
ニットの駆動源となり得るようにもその出力部（ギア
部）は構成されていても構わない。

【００３４】又、攪拌部材５までのギア構成は、図４に
おいては最低限のギア構成を示しており、本発明はこれ
に限られるものではない。

【００３５】部材１９は、ギア１７の回転軸１８を支軸
とし、軸受部１８ａを中心に矢印Ｂ方向に回動可能で、
片端１９ａは図４の様に引張バネ３８に付勢され、他端
１９ｂは、ソレノイド２０に支持されている。そして、
ギア１５，１６，１４の回転軸を支持し（又はそれらの
軸受部を有し）、ギア１５，１６，１４の支え部材とな
っている。

【００３６】次にギア１３，１４，１５の歯数の関係に
ついて説明する。ギア１４とギア１５は、Ｚ14＞Ｚ15と
いう歯数の関係をもつ。すなわちギア１３と噛み合うギ
アが、例えば、ギア１５のときはギア１４と噛み合って
いるときよりも攪拌部材５は、低速回転となるように構
成されている。

【００３７】次に、図５に示すソレノイド２０の制御回
路について説明する。ここでもモータ１２の基本的な駆
動制御は、第１の実施形態のそれと同様である。但し、
例えばモータ１２にかかる負荷によってかわる電流値が
ある一定の値より小のときはＯＦＦ信号を、大のときは
ＯＮ信号をソレノイド２０に送る電気制御回路を有して
いる。

【００３８】例えば、電流値の比較回路３３により、電
流値がある設定値Ｉａより大と判定すると、信号が出力
され、その信号は、基準信号発生源３２から基準信号が
印加されている比較回路３４に印加される。それにより
電流値がある値Ｉａより大と判定するとそれに応答して
制御回路３５はソレノイド駆動回路３６を付勢し、ソレ
ノイド２０に通電してこれを励磁する。さらにソレノイ
ドＯＮ後は、電流値がある設定値Ｉｂ（＜Ｉａ）より小
さくなるまでは、ＯＦＦされないような電気制御回路を
有している。

【００３９】次に第２の実施形態の動作について説明す
る。ホッパー内のトナーが万遍なく攪拌部材５によって
攪拌されその回転させる負荷もある値Ｉａより小さいと
き、つまりモータ１２に通電される電流値がある値より
小さい時は、ソレノイド２０は励磁されず部材１９はバ
ネ３８により矢印Ｂ１方向に回転させられ、ギア１３と
ギア１４の軸間距離を決める部材（図示せず）によって
回転が止められ、その位置で固定する。このときギア１
３とギア１４が噛み合い、攪拌部材５は通常（高速）回
転する。

【００４０】ホッパー内のトナーが固着し始め、攪拌部
材５を回転させる負荷が大きくなると、つまりモータ１
２に通電される電流値が大きくなり、ある値Ｉａより大
きくなるとソレノイド２０は励磁され、部材１９は矢印
Ｂ２方向に回転する。そして、ギア１３とギア１５の軸
間距離を決める部材（図示せず）によって回転が止めら
れ、その位置で固定する。このときギア１３とギア１５
が噛み合い、攪拌部材５は低速回転となる。

【００４１】本実施形態によれば、第１の実施形態と違
い、駆動源であるモータ１２が、攪拌部材だけでなく感
光体ドラム、現像スリーブなど他の部材（ユニット）の
駆動源となっている場合でも、モータ１２自身の回転数
は変えずに済むので、それらの回転数は変えずに攪拌部
材５のみの回転数を変えることができる。

【００４２】又、減速比の違うギアを噛み合わせること
で、モータ１２自身、その他のギアにかかる負荷も低減
される。

【００４３】なお、本構成に例えば、ソレノイドＯＮ後
一定時間、ＯＮ状態を持続する制御を行うことも有効
で、ギアの減速比が変わることでモータにかかる負荷が
減っても、ある一定時間、固着し始めたトナーを低速回
転で万遍なく攪拌することができる。

【００４４】（第３の実施形態）次に本発明の第３の実
施形態を図６に基づいて説明する。なお、第１の実施形
態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００４５】攪拌部材５は、クランク型の軸４０と一体
で、軸４０は固定された軸受（図示せず）に直線部ａが
支持され、直線部ａを中心に回転できる。軸４０は、ト
ルクリミッタ２６を備えてギア２１と一体でトルクリミ
ッタ２６が作動しない時はギア２１より駆動を受け回転
し、作動した時は、ギア２１に対し空回転する。更に同
軸上に、ワンウェイクラッチ２５を備えたギア２２と一
体で、ワンウェイクラッチ２５は、駆動を受け回転して
いるギア２２の回転数が、軸４０の回転数より遅いとギ
ア２２に対し空回転する。又、トルクリミッタ２６が作
動し、ギア２２よりのみ駆動を受ける時に軸４０と一体
で回転する様に働く。

【００４６】ギア２３とギア２４は、モータ１２の出力
ギアでギア２３はギア２２と、ギア２４はギア２１と同
時に噛み合う様に配設されている。

【００４７】更に、それら２組のギアの噛み合いにおい
て、減速比が異なるように歯数が設定され、ギア２３と
ギア２２の組み合わせが、ギア２４とギア２１の組み合
わせより、減速比が大きくなっている。

【００４８】次に本構成における動作について説明す
る。ホッパー内のトナーが万遍なく攪拌され、攪拌部材
５を回転させる負荷がある設定値（トルクリミッタの限
界値）より小さい時は、モータ１２よりギア２４、ギア
２１と駆動が伝わり攪拌部材５は通常（高速）回転す
る。このときギア２２は、ワンウェイクラッチ２５によ
り、軸４０に対し空回転している。

【００４９】ホッパー内のトナーが固着し始め又は固着
して攪拌部材５を回転させる負荷がある設定値より大き
くなるとトルクリミッタ２６が作動し、ギア２１へ駆動
が伝わらなくなる。このとき、ギア２３と噛み合ってい
るギア２２にモータ１２からの駆動が伝わりワンウェイ
クラッチ２５により軸と一体で回転する。そして攪拌部
材５は、このギア２２とギア２３の噛み合いによって低
速で回転を始める。

【００５０】本構成は第２の実施形態と比べ、機構も簡
単で、電気的制御を用いないことからコスト的にも有利
である。

【００５１】他、本構成においてトルクリミッタの代わ
りにクラッチを設け、第２の実施形態の様な電気的制御
を用いても良い。

【００５２】なお、上述の実施形態においては、本発明
を現像装置に適用した場合について説明したが、本発明
はこれに限られるものではなく、感光体ドラム等の像担
持体及びクリーニング手段並びに帯電器等の手段と現像
装置とを一体に形成し、画像形成装置に対して着脱自在
とした所謂プロセスカートリッジにも適用可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、現像剤収納部内の現像剤が固着し始
め、攪拌部材を回転させる際の負荷がある一定量より大
きくなったときは、駆動部制御手段により撹拌部材の回
転を低速回転とするので、回転させる際の負荷を低減さ
せることができ、それによって現像剤を万遍なく攪拌し
現像剤担持体上に一様に現像剤を供給し白抜け画像を防
止でき、更には現像剤残量の検知を安定させることがで
きる。一方、現像剤収納部内の現像剤の流動性が良好
で、撹拌部材を回転させる際の負荷がある一定量より小
さくなったときは、駆動部制御手段により撹拌部材の回
転を高速回転とするので、現像部内の現像剤が少ない時
などでも安定して現像剤担持体に現像剤を提供すること
ができ、メンテナンス性を向上させることができる。

【００５４】又、本出願に係る第２の発明によれば、上
記第１の発明において、駆動制御手段は、攪拌部材を回
転させる駆動源に与えられる負荷を検知して、撹拌部材
の回転数を変えるので、駆動源へ供給される電流の増加
を確実に防止することができる。

【００５５】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、駆動源の駆動力
を撹拌部材に伝達する減速比の異なる少なくとも２組の
ギア噛合部を備え、駆動制御手段は、攪拌部材を回転さ
せる際の負荷の大小により駆動部のギアの噛み合いを変
え、減速化を変えるので、攪拌部材を回転させる負荷が
大きくても駆動源にかかる負荷の増加を少なくすること
ができる。更には駆動部のギアの歯面にかかる負荷の増
加も少なくし、ギアの破損を防止することができる。

【００５６】又、本出願に係る第４の発明によれば、プ
ロセスカートリッジにおいて、現像剤収納部内の現像剤
が固着し始め、攪拌部材を回転させる際の負荷がある一
定量より大きくなったときは、駆動部制御手段により撹
拌部材の回転を低速回転とするので、回転させる際の負
荷を低減させることができ、それによって現像剤を万遍
なく攪拌し現像剤担持体上に一様に現像剤を供給し白抜
け画像を防止でき、更には現像剤残量検知を安定して行
うことができる。一方、現像剤収納部内の現像剤の流動
性が良好で、撹拌部材を回転させる際の負荷がある一定
量より小さくなったときは、駆動部制御手段により撹拌
部材の回転を高速回転とするので、現像部内の現像剤が
少ない時などでも安定して現像剤担持体に現像剤を提供
することができ、メンテナンス性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いた電子写真装置の一例の断面図。

【図２】本発明の第１の実施形態を説明する図である。

【図３】本発明の第１の実施形態を説明する図である。

【図４】本発明の第２の実施形態を説明する図である。

【図５】本発明の第２の実施形態を説明する図である。

【図６】本発明の第３の実施形態を説明する図である。

【図７】従来の現像装置を示した概略図である。

【符号の説明】

１ トナー収納部（現像剤収納部） ２ 現像スリーブ（現像剤担持体） ５ 攪拌部材 １２ モータ（駆動源） ２０ ソレノイド（駆動制御手段） ２５ ワンウェイクラッチ（駆動制御手段） ２６ トルクリミッタ（駆動制御手段） ２８ ＣＰＵ（駆動制御手段） ２９，３０ 回転数制御回路（駆動制御手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収納する現像剤収納部と、該現
   像剤収納部から現像剤の供給を受ける現像部とを有し、
   該現像部には、現像剤を攪拌搬送する攪拌部材と、該攪
   拌部材によって搬送される現像剤を担持してこれを現像
   に供する現像剤担持体を備える現像装置において、上記
   攪拌部材を回転させる際の負荷によって上記攪拌部材の
   回転数を変える駆動制御手段を設けたことを特徴とする
   現像装置。
2. 【請求項２】 駆動制御手段は、攪拌部材を回転させる
   駆動源に与えられる負荷によって撹拌部材の回転数を変
   える手段であることとする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 駆動源の駆動力を撹拌部材に伝達する減
   速比の異なる少なくとも２組のギア噛合部を備え、駆動
   制御手段は、攪拌部材を回転させる際の負荷により、上
   記噛合部を切り換えることで、上記攪拌部材の回転数を
   変える手段であることとする請求項１に記載の現像装
   置。
4. 【請求項４】 現像剤を収納する現像剤収納部と、該現
   像剤収納部から現像剤の供給を受ける現像部とを有し、
   該現像部には、現像剤を攪拌搬送する搬送手段と、該搬
   送手段によって搬送される現像剤を担持してこれを現像
   に供する現像剤担持体を備え、画像形成装置に着脱自在
   に配設されたプロセスカートリッジにおいて、上記攪拌
   部材を回転させる負荷によって上記攪拌部材の回転数を
   変える駆動制御手段を設けたことを特徴とするプロセス
   カートリッジ。