JPH0745083Y2 - 現像装置のトナー補給用間欠駆動機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、現像装置の現像槽内に現像剤としてのトナー
を補給するのに適用される現像装置のトナー補給用間欠
駆動機構に関するものである。

〔従来の技術〕

複写機やレーザプリンタ等に組み込まれる現像装置にあ
っては、この現像装置にて感光体上の潜像を現像するた
びに現像槽内部のトナーが消費されるので、現像槽の内
部にトナーの消費両に応じたトナー量を随時補給してお
く必要がある。

このようなトナーの補給は、現像槽の上部に設置された
トナーボックス内に予め補給用のトナーが収容され、現
像槽の内部のトナーが不足したときに、例えばトナー濃
度検知センサでこれを検知して、その指令信号によりト
ナーモータ（ACモータ）を駆動させてトナー補給ローラ
を回転させ、このトナー補給ローラの回転に伴ってトナ
ーボックスから現像槽内へと適量のトナーを補給するこ
とにより行われている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、トナーボックスから現像槽内へトナーを補給
するときに回転するトナー補給ローラの駆動は、上記の
ようにトナーモータを用いて行われている。このように
トナーモータが用いられていると、コストの高騰を招来
するばかりでなく、トナーモータの設置スペースも確保
しなければならないので装置の大型化を余儀無くされる
という問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る現像装置のトナー補給用間欠駆動機構は、
上記の課題を解決するために、入力ギアと、この入力ギ
アに噛合する作動ギアと同軸上に固定された駆動側間欠
ギアと、この被動側間欠ギアと噛合して間欠駆動される
被動側間欠ギアとを備え、この被動間欠ギアの回転動力
によってトナー補給ローラを間欠駆動させるように構成
された現像装置のトナー補給用間欠駆動機構であって、
上記駆動側間欠ギアを被動側間欠ギアと断接させるソレ
ノイドを備えるとともに、駆動側間欠ギアと被動側間欠
ギアとの噛合状態において上記駆動側間欠ギアの中心と
入力ギアの中心とを結ぶ線分および駆動側間欠ギアの中
心と被動側間欠ギアの中心とを結ぶ線分のなす角度であ
る噛み合い角度θが、（90°＋ギアの圧力角）以上のく
い込み角度に設定され、かつ、駆動側間欠ギアの駆動側
位置決め部の外周面に、被動側間欠ギアの被動側位置決
め部の外周面から駆動側位置決め部を強制的に押し出す
ための突起部が形成されていることを特徴としている。

〔作用〕

上記の構成により、トナーボックスから現像槽内へトナ
ーを補給するときに回転させるトナー補給ローラの間欠
駆動を、トナーモータを用いずに行うことができるの
で、コストの大幅な節減と装置の小型化を実現すること
が可能となる。

そのうえ、駆動側間欠ギアと被動側間欠ギアとの噛合状
態において上記駆動側間欠ギアの中心と入力ギアの中心
とを結ぶ線分および駆動側間欠ギアの中心と被動側間欠
ギアの中心とを結ぶ線分のなす角度である噛み合い角度
θが、（90°＋ギアの圧力角）以上のくい込み角度に設
定されているので、駆動側間欠ギアと被動側間欠ギアと
が噛合しているときには、駆動側間欠ギアが被動側間欠
ギアへくい込もうとする作用力が働く。したがって、駆
動側間欠ギアと被動側間欠ギアとの間に安定した噛合状
態が得られるとともに、上記のくい込み作用力が働く分
だけソレノイドの作用力を小さく設定できるので、軽負
荷用のソレノイドを使用することができ、これによって
コストダウンと装置の小型化を更に促進することが可能
となる。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図ないし第７図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

第１図（ａ）および第２図に示すように、複写機等の機
器の駆動源となる駆動モータに動力接続された入力軸１
には、入力ギア２が固定されている。この入力ギア２
は、支軸４に固定された作動ギア３と噛合されており、
上記支軸４と前記入力軸１とが連結部材５にてそれぞれ
可回動に連結されていて、移動可能な支軸４が固定側の
入力軸１を中心として回動できるように結合されてい
る。

上記支軸４には、作動ギア３と同軸上に駆動側間欠ギア
８が固定されている。この駆動側間欠ギア８は、円周外
周面を有する駆動側位置決め部６と駆動側間欠作動部７
とで構成されている。上記駆動側位置決め部６の外周面
には、歯逃げ溝6aが形成されている一方、駆動側間欠作
動部７の外周面には、後述の被動側間欠ギア11を一定方
向へ間欠的に所定の角度だけ回動させるための間欠送り
爪7aが突設されている。また、上記駆動側位置決め部６
の外周面には、上記間欠送り爪7aの突出方向のほぼ背向
位置に、緩やかな湾曲形状をなした突起部6bが形成され
ている。

一方、前記駆動側間欠ギア８と噛合する被動側間欠ギア
11が支軸12にて軸支されている。この被動側間欠ギア11
は、前記駆動側位置決め部６の円周外周面と外周面同士
が摺接しうる被動側位置決め部９と、前記駆動側間欠作
動部７の間欠送り爪7aによって間欠的に回動しうる間欠
被動部10とから構成されている。

上記被動側位置決め部９の円周外周面には、等角度間隔
に配列された多数の位置決め歯9a…が形成されており、
これら位置決め歯9a…のピッチは、駆動側位置決め部６
の外周面との摺接状態において被動側位置決め部９と駆
動側位置決め部６との間で相対的な位置ずれを生ずるこ
とのないように設定されている。また、間欠被動部10の
外周面には、駆動側間欠作動部７の間欠送り爪7aと噛合
され、駆動側間欠作動部７が一回転する毎に間欠送り爪
7aによって所定の角度だけ回動されるように多数の被動
送歯10a…が所定のピッチで等角度間隔に配列されてい
る。

そして、駆動側位置決め部６に形成された歯逃げ溝6a
は、駆動側間欠作動部７の間欠送り爪7aよりやや反回転
方向側にずれた位置に接近して設けられており、上記間
欠送り爪7aによって間欠被動部10における一つの被動送
歯10a…を送るときに生じる駆動側位置決め部６の外周
面と被動側位置決め部９の位置決め歯9a…との当たり
を、上記歯逃げ溝6aによって逃げ得るように形成位置が
設定されている。

被動側間欠ギア11の支軸12には、さらに同軸上に中間ギ
ア13が支軸されている。この中間ギア13は、第１図
（ａ）に示すように、別に軸支された作動ギア14と噛合
され、この作動ギア14と同軸上に固定された一方の継手
15が、トナーボックス22側の他方の継手16と連結されて
いる。

また、第２図に示すように、前記駆動側間欠ギア８を支
持している支軸４には、駆動側の回転動力を断接するた
めのアーム30の一端部が連結されている。このアーム30
における上記支軸４との連結部には長孔30aが形成され
ていて、支軸４の頂部が長孔30aに遊嵌することにより
結合されている。

また、アーム30のほぼ中央部には固定支点31を有し、さ
らにアーム30の他端部がソレノイド32のプランジャ33と
連結されている。そして、ソレノイド32をONしてプラン
ジャ33を後退させると、アーム30が固定支点31を中心と
して時計方向に回動して、駆動側位置決め部６の外周面
が被動側位置決め部９の外周面と摺動する一方、ソレノ
イド32をOFFしてプランジャ33の作用力を解除すると、
駆動側間欠ギア８はその自重により、間欠送り爪7aが被
動送歯10a…と噛合しない位置まで下方へ移動するよう
に構成されている。

さらに、第３図に示す動力伝達状態において、支軸４に
固定された作動ギア３および駆動側間欠ギア８の中心と
入力軸１に固定された入力ギア２の中心とを結ぶ線分、
ならびに上記支軸４に固定された作動ギア３および駆動
側間欠ギア８の中心と支軸12に固定された被動側間欠ギ
ア11の中心とを結ぶ線分のなす角度である噛み合い角度
θは、（90°＋ギアの圧力角）以上のくい込み角度であ
って180°を超えない範囲に設定されている。なお、ギ
アの上記圧力角は、通常は16〜20°程度に設定される。
このように噛み合い角度θを設定することにより、第３
図に示すような動力伝達状態においては作動ギア３およ
び駆動側間欠ギア８には、入力ギア２と被動側間欠ギア
11との間にくい込んでいく力が作用するので、ソレノイ
ド32の作用力が小さくても駆動側間欠ギア８が逃げるこ
とはなくなり、安定した動力の接続状態を維持すること
が可能となる。

一方、第１図（ａ）（ｂ）に示すように、トナーボック
ス22の内部には、上記継手16と同軸上に固定されたトナ
ー攪拌羽根17が架設されている。また、継手16の支軸上
に固定された作動ギア18が中間ギア19を介して被動ギア
20と噛合されており、この被動ギア20と同軸上に固定さ
れたトナー補給ローラ21もトナーボックス22の内部に架
設されている。

上記のトナー補給ローラ21は、第１図（ｂ）に示すよう
に、トナー補給口23に臨設され、このトナー補給ローラ
21が間欠的に回転することにより、トナー補給ローラ21
のスポンジ面に付着したトナーが適量ずつトナー補給口
23を通じて現像槽24の内部へと供給され、現像槽24の内
部に補給されたトナーは、攪拌ローラ25によって更に現
像槽24内のトナーとキャリアとからなる現像剤と攪拌混
合された後、現像ローラ26によって図示しない感光体上
の潜像を可視像化して、感光体上にトナー像を形成する
ように構成されている。

また、前記したように、間欠駆動側の継手15と被動側
（現像装置側）の継手16とは、互いに連結されて間欠駆
動力の伝達が行われるように構成されている。これら両
継手15・16は、第８図ないし第10図にも示すように、駆
動側の継手15の外周面には複数（実施例では４本）の軸
方向に延設された駆動側係合突条部15a・15b・15c・15d
が、等角度間隔に突設されている。これら各駆動側係合
突条部15a・15b・15c・15dのうち、一つの駆動側係合突
条部15aは、第８図および第９図（ａ）に示したよう
に、駆動側係合突条部15aの先端部15a′が継手15の軸端
から若干突出して形成されているとともに、この先端部
15a′には、継手15の回転方向側の一側面で傾斜した楔
状をなすテーパ面を有している。また、上記駆動側係合
突条部15aを除く他の駆動側係合突条部15b・15c・15d
は、第８図および第９図（ｂ）に示したように、これら
の先端部15b′・15c′・15d′が、継手15の軸端とほぼ
面一状に形成されていて、かつ、両側面で傾斜した楔状
に形成されている。

一方、被動側の継手16にもその円筒内周面に、第10図に
示すように、上記駆動側係合突条部15a〜15dの形成数に
対応した複数（実施例では４本）の軸方向に延設された
被動側係合突条部16a・16b・16c・16dが等角度間隔に突
設されている。

上記のように駆動側の継手15および被動側の継手16が構
成されていると、駆動側の継手15に対して被動側の継手
16を軸心合わせさせながら連結することがスムーズが行
われる。

例えば、従来のように、駆動側の継手15の外周面に形成
された複数の各駆動側係合突条部15a〜15dの先端部が全
て軸端と面一状になっている場合には、第11図に示すよ
うに、駆動側の継手15に対して被動側の継手16を嵌合さ
せる際、最初から軸心同士が一致するように被動側の継
手16を設定しておかないと、駆動側の継手15における駆
動側係合突条部15a〜15dの各先端部に対して、被動側の
継手16における被動側係合突条部16a〜16dの各先端部が
複数箇所で突き当たってロックされない状態になるばか
りでなく、駆動側係合突条部15a〜15dおよび被動側係合
突条部16a〜16dの各先端部が損傷したり、欠損したり、
或いは変形等を生じて、継手15・16同士の噛み合い不良
を生じ、これに起因して連結不良を招来しがちになる。

特に、被動側の継手16は現像装置に組み付けられてお
り、また、この現像装置の配設位置近傍には複写機等に
内蔵された図示しない感光体等を配設されている。した
がって、現像装置に組み付けられた被動側の継手16を、
前記間欠駆動側の継手15に連結しようとすれば、感光体
等の表面を傷付けることのないように十分に配慮しなけ
ればならず、その結果、駆動側の継手15に対して被動側
の継手16を、意図的に軸心を若干ずらして適当な角度を
もたらせながら連結させなければならないことになる。
このような場合に、上記した駆動側係合突条部15a〜15d
および被動側係合突条部16a〜16dの各先端部が損傷等し
たり、継手15・16同士の連結不良を招来しがちになる。

そこで、第８図ないし第10に示すように、間欠駆動側の
継手15の各駆動側係合突条部15a〜15dのうち、一つの駆
動側係合突条部15aのみ軸端から突出させておけば、上
記の問題は生じないことになる。

すなわち、このような構造にすれば、駆動側の継手15に
対して被動側の継手16を、軸心を若干ずらしたり適当な
角度をもたせて連結させようとしたとき、被動側の継手
16に形成されたいずれかの被動側係合突条部16a〜16d
が、駆動側の継手15における駆動側係合突条部15a〜15d
と突き当たろうとすることがある。

このような場合でも、駆動側の継手15の軸端から突出し
た駆動側係合突条部15aと最初に突き当たる。このと
き、駆動側係合突条部15aの一側面に楔状に形成された
テーパ面が、被動側係合突条部16a〜16dのいずれかの先
端部によって押されるので、駆動系が切断されフリーの
状態におかれている駆動側の継手15は、若干押し回され
て、連結のための位置決めが行われる。したがって、駆
動側の継手15に対して被動側の継手16を、さらに徐々に
軸心合わせをしながら押し込むと、第10図に示すよう
に、駆動側の継手15における各駆動側係合突条部15a〜1
5d、および被動側の継手16における各被動側係合突条部
16a〜16dをそれぞれ損傷させることなく連結することが
可能となる。

なお、上記の継手構造は、間欠駆動機構と現像装置との
連結に限らず、継手同士の連結に際して軸心合わせのと
りにくい各種の継手に適用することが可能である。

次に、現像装置のトナー補給用間欠駆動機構における動
作について説明する。

入力軸１は、第２図に示すように、常時、回転動力が伝
達された状態にあるから、入力ギア２と噛合している作
動ギア３、およびこの作動ギア３と同軸上の駆動側間欠
ギア８は、常時回転している。また、図示しないトナー
濃度検知センサからの指令信号が送出されない間はソレ
ノイド32がONしないので、作動ギア３および駆動側間欠
ギア８は、その自重により、第２図に示すように下方位
置に待機している。したがって、駆動側間欠ギア８と被
動側間欠ギア11とは、回転動力が切断された状態にあ
る。

現像槽24内のトナーの濃度が一定レベル以下になると、
現像槽24の内部に設けられた例えばトナー濃度の検知セ
ンサがこれを検知して、ソレノイド32へ指令信号を送出
する。

すると、第３図に示すように、ソレノイド32がONして、
そのプランジャ33が後退するので、アーム30は固定支点
31を中心として若干時計方向へ回動する。

これにより、入力軸１に連結部材５で連結された支軸４
の作動ギア３は入力ギア２と噛合したまま上方へ移動
し、この作動ギア３と同軸上の駆動側間欠ギア８が入力
ギア２と被動側間欠ギア11との間にくい込んで、駆動側
位置決め部６の外周面が、隣合う位置決め歯9a・9a同士
の間に割り込んで被動側位置決め部９の外周面と摺接す
ることになる。この状態においては、噛み合い角度θが
（90°＋ギアの圧力角）以上のくい込み角度に設定され
るので、作動ギア３および駆動側間欠ギア８には、入力
ギア２と被動側間欠ギア11との間にくい込もうとする作
用力が働く。したがって、ソレノイド32の作用力が小さ
くても、上記駆動側間欠ギア８が逃げることはなくな
り、安定した動力伝達状態が得られる。

このように、被動側位置決め部９の外周面に駆動側位置
決め部６の外周面が摺接すると、第４図に示すように、
さらに、入力ギア２から伝達された回転動力により回転
する駆動側間欠作動部７の間欠送り爪7aによって、駆動
側間欠作動部７が一回転するごとに間欠被動部10の一つ
の被動送歯10aを所定の角度だけ反時計方向へ送り出す
ことになる。なお、駆動側間欠ギア８の間欠送り爪7aや
樋動側間欠ギア11の被動送歯10a…等の形成数などを変
えることにより、駆動側間欠ギア８から被動側間欠ギア
11に伝達される回転数を変化させることができる。

このとき、間欠被動部10と供に被動側位置決め部９も同
方向へ回動するが、第５図に示すように、この被動側位
置決め部９に突設され駆動側位置決め部６の外周面に当
たろうとする一つの位置決め歯9aが、駆動側位置決め部
６の外周面に形成された歯逃げ溝6aに嵌まり合いながら
共に回動するので、被動側間欠ギア11のスムーズな回動
が保障される。

間欠送り爪7aによって間欠被動部10の被動送歯10aが所
定の角度だけ送られた後は、第６図に示すように、駆動
側位置決め部６の外周面は、被動側位置決め部９におけ
る上記位置決め歯9aの隣の外周面と摺接して、隣合う位
置決め歯9a・9a同士の間に配されることになるので、被
動側位置決め部９および間欠被動部10からなる被動側間
欠ギア11の間欠回動停止位置が位置決めされ、この位置
で被動側間欠ギア11は一時的に停止する。

上記のように、被動側間欠ギア11が所定の角度だけ回動
すると、第１図（ａ）に示すように、その回転動力は同
軸上の中間ギア13から作動ギア14に伝達され、さらに継
手15・16等を介してトナー攪拌羽根17およびトナー補給
ローラ21へと伝達される。したがって、第１図（ｂ）に
示すように、トナーボックス22内のトナーがトナー攪拌
羽根17によって攪拌されると同時に、トナー補給ローラ
21によって適量のトナーが現像槽24の内部へ補給され
る。

現像槽24内のトナーの濃度が一定レベル以下であること
を、トナー濃度検知センサが検知している間はソレノイ
ド32へ指令信号を送出し続けるので、駆動側間欠ギア８
の回転に伴って間欠送り爪7aが一回転する毎に間欠被動
部10の一つの被動送歯10aを順次送り出し、被動側間欠
ギア11に間欠的な回転動作を与える。したがって、トナ
ー攪拌羽根17およびトナー補給ローラ21は、所定のタイ
ミングで間欠的に回転して少量ずつ現像槽24の内部にト
ナーを補給し続けることになる。

現像槽24内のトナー濃度が一定レベルに達したことをト
ナー濃度検知センサが検知すると、このトナー濃度検知
センサからソレノイド32への指令信号がストップするの
で、ソレノイド32はOFF状態となる。これにより、入力
ギア２と被動側間欠ギア11との間に位置している駆動側
間欠ギア８等は、その自重により下方へ移動しようとす
るが、噛み合い角度θの設定により、入力ギア２と被動
側間欠ギア11との間に駆動側間欠ギア８等がくい込もう
とする作用力が働いているので、駆動側間欠ギア８等の
自重だけでは下方に移動しないことがある。

このような場合であっても、第７図に示すように、駆動
側位置決め部６の外周面には突起部6bが形成されている
ので、この突起部6bによって被動側位置決め部９の外周
面から駆動側位置決め部６が強制的に押し出され、さら
に駆動側位置決め部６の自重によって第２図に示す位置
まで下方へ移動されることになる。

これにより、駆動側間欠ギア８と被動側間欠ギア11との
噛合が解除され、回転動力の伝達が切断されてトナー攪
拌羽根17およびトナー補給ローラ21が停止し、現像槽24
の内部へのトナーの補給がストップする。

〔考案の効果〕

本考案にかかる現像装置のトナー補給用間欠駆動機構
は、以上のような、入力ギアと、この入力ギアに噛合す
る作動ギアと同軸上に固定された駆動側間欠ギアと、こ
の駆動側間欠ギアと噛合して間欠駆動される被動側間欠
ギアとを備え、この被動側間欠ギアの回転動力によって
トナー補給ローラを間欠駆動させるように構成された現
像装置のトナー補給用間欠駆動機構であって、上記駆動
側間欠ギアを被動側間欠ギアと断接させるソレノイドを
備えるとともに、駆動側間欠ギアと被動側間欠ギアとの
噛合状態において上記駆動側間欠ギアの中心と入力ギア
の中心とを結ぶ線分および駆動側間欠ギアの中心と被動
側間欠ギアの中心とを結ぶ線分のなす角度である噛み合
い角度θが、（90°＋ギアの圧力角）以上のくい込み角
度に設定され、かつ、駆動側間欠ギアの駆動側位置決め
部の外周面に、被動側間欠ギアの被動側位置決め部の外
周面から駆動側位置決め部を強制的に押し出すための突
起部が形成されている構成である。

これにより、トナーを補給するときに回転させるトナー
補給ローラの間欠駆動を、トナーモータを用いずに行う
ことができるので、コストの大幅な節減と装置の小型化
を実現できる。

また、駆動側間欠ギアと被動側間欠ギアとの噛合状態に
おいて上記噛み合い角度θが、（90°＋ギアの圧力角）
以上のくい込み角度に設定されているので、駆動側間欠
ギアと被動側間欠ギアとの間に安定した噛合状態が得ら
れるとともに、軽負荷用のソレノイドを使用できるので
コストダウンおよび装置の小型化を更に促進することが
できる。また、駆動側間欠ギアの駆動側位置決め部の外
周面に形成された突起部により、駆動側間欠ギアと被動
側間欠ギアとの噛合状態が強制的に解除されるので、確
実な間欠駆動が得られる。さらに、ACモータを用いる必
要がないので、直流電源を利用でき、電圧や周波数にか
かわらず共通化できる等の効果も併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第10図は本考案の一実施例を示すものであ
って、第１図（ａ）は現像装置のトナー補給用間欠駆動
機構の側面図、同図（ｂ）はトナーボックスおよび現像
槽の内部の構造を示す概略縦断面図である。第２図ない
し第７図はそれぞれトナー補給用間欠駆動機構の作動状
態を示す要部正面図である。第８図は間欠駆動側の継手
と現像装置側の継手との連結構造を示す分解斜視図、第
９図（ａ）（ｂ）はそれぞれ間欠駆動側の継手の要部を
示す説明図、第10図は間欠駆動側の継手と現像装置側の
継手との連結状態を示す縦断面図である。第11図は従来
例の間欠駆動側の継手と現像装置側の継手との連結状態
を示す説明図である。 ２は入力ギア、３は作動ギア、４は支軸、５は連結部
材、６は駆動側位置決め部、6aは歯逃げ溝、6bは突起
部、７は駆動側間欠作動部、7aは間欠送り爪、８は駆動
側間欠ギア、９は被動側位置決め部、9aは位置決め歯、
10は間欠被動部、10aは被動送歯、11は被動側間欠ギ
ア、12は支軸、13は中間ギア、14は作動ギア、15は間欠
駆動側の継手、15a〜15dは間欠駆動側継手の駆動側係合
突条部、15a′は間欠駆動側継手の軸端から突出した駆
動側係合突条部の先端部、16は現像装置側（被動側）の
継手、16a〜16dは現像装置側（被動側）継手の被動側係
合突条部、17はトナー攪拌羽根、21はトナー補給ロー
ラ、22はトナーボックス、24は現像槽、30はアーム、30
aは長孔、31は固定支点、32はソレノイド、33はプラン
ジャ、θは噛み合い角度である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ギアと、この入力ギアに噛合する作動
   ギアと同軸上に固定された駆動側間欠ギアと、この駆動
   側間欠ギアと噛合して間欠駆動される被動側間欠ギアと
   を備え、この被動側間欠ギアの回転動力によってトナー
   補給ローラを間欠駆動させるように構成された現像装置
   のトナー補給用間欠駆動機構であって、 上記駆動側間欠ギアを被動側間欠ギアと断接させるソレ
   ノイドを備えるとともに、 駆動側間欠ギアと被動側間欠ギアとの噛合状態において
   上記駆動側間欠ギアの中心と入力ギアの中心とを結ぶ線
   分および駆動側間欠ギアの中心と被動側間欠ギアの中心
   とを結ぶ線分のなす角度である噛み合い角度θが、（90
   °＋ギアの圧力角）以上のくい込み角度に設定され、か
   つ、駆動側間欠ギアの駆動側位置決め部の外周面に、被
   動側間欠ギアの被動側位置決め部の外周面から駆動側位
   置決め部を強制的に押し出すための突起部が形成されて
   いることを特徴とする現像装置のトナー補給用間欠駆動
   機構。