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JP2009025610A - Drive switching device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2009025610A
JP2009025610A JP2007189397A JP2007189397A JP2009025610A JP 2009025610 A JP2009025610 A JP 2009025610A JP 2007189397 A JP2007189397 A JP 2007189397A JP 2007189397 A JP2007189397 A JP 2007189397A JP 2009025610 A JP2009025610 A JP 2009025610A
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JP
Japan
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toner
drive
drive switching
image forming
gear
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Application number
JP2007189397A
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Japanese (ja)
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Ichiji Kitajima
一司 北島
Yoshimasu Yamaguchi
義益 山口
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

【課題】機構を簡易な構成とし、駆動源を減らし、取り扱い易く、小型化軽量・安価な構成で各駆動を選択的に切替えることが可能な駆動切替え機構を提供する。
【解決手段】回転を発生させる1つの駆動源1と、前記駆動源1からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段25・26・27・28と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子13・14・15・16と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タ48で制御することを特徴とする駆動切替え装置200。
【選択図】図5
The present invention provides a drive switching mechanism that has a simple structure, reduces the number of drive sources, is easy to handle, can be selectively switched with a compact, lightweight, and inexpensive structure.
One drive source for generating rotation, drive switching means for transmitting power from the drive source to a plurality of driven means, and switching for the drive switching means. A drive switching device comprising a plurality of the drive switching means and the control elements, the operation signals for the plurality of control elements being provided. The drive switching device 200 is controlled by a control actuator 48 that is smaller than the number of control elements.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、コンピュータ等の情報出力装置、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置などの各種装置における各種駆動力の切替え部分の駆動切替え装置及び、この駆動切替え装置を用いた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a drive switching device for switching portions of various driving forces in various devices such as an information output device such as a computer, an image forming device such as a copying machine and a facsimile, and an image forming apparatus using the drive switching device.

従来、カラー画像を形成するための画像形成装置としては、いわゆるタンデム方式のものが知られている(特許文献1)。   Conventionally, what is called a tandem system is known as an image forming apparatus for forming a color image (Patent Document 1).

この画像形成装置は、複数の電子写真画像形成部、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー画像を形成する4つの画像形成部が設けられている。各画像形成部は、例えば、トナーを担持する現像ローラと、この現像ローラと対向して配設され、静電潜像が形成される感光ドラムと、このドラムに対向して配設され、ドラム上に静電潜像を形成するための帯電器及び露光装置等を有する。   This image forming apparatus is provided with a plurality of electrophotographic image forming units, for example, four image forming units for forming toner images of four colors of yellow, magenta, cyan, and black. Each image forming unit is, for example, a developing roller that carries toner, a photosensitive drum that is disposed to face the developing roller, and that forms an electrostatic latent image, and a drum that is disposed to face the drum. It has a charger and an exposure device for forming an electrostatic latent image thereon.

このようなタンデム方式の画像形成装置では、各色毎にドラムを備えているので、各色毎に現像された画像が、その色毎に順次、転写ベルトに転写される。これにより、モノクロ画像を形成する速度とほぼ同じ速度でカラー画像が形成されるため、カラー画像を形成するための画像形成装置の方式として幅広く用いられている。   Since such a tandem image forming apparatus includes a drum for each color, an image developed for each color is sequentially transferred to the transfer belt for each color. As a result, a color image is formed at almost the same speed as that for forming a monochrome image, and thus it is widely used as a method of an image forming apparatus for forming a color image.

タンデム方式の画像形成装置では、カラー画像を形成する場合には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色にそれぞれ対応して設けられている4つのドラムをすべて駆動させる。そして、その色毎の可視像を順次転写ベルトに転写させることによりカラー画像を形成するようにしている。さらに、カラー画像を形成する場合には、各色に対応したドラムの駆動のみならず、各色の現像装置やトナー補給手段やトナー収納部の攪拌手段も、それぞれ駆動され、消費されるトナーに見合った量のトナーが補給用トナー収納部から現像装置に供給されている。   In a tandem image forming apparatus, when a color image is formed, all four drums provided corresponding to four colors of yellow, magenta, cyan, and black are driven. Then, a visible image for each color is sequentially transferred onto a transfer belt to form a color image. Furthermore, when forming a color image, not only the drum corresponding to each color is driven, but also the developing device for each color, the toner replenishing means, and the agitating means of the toner storage unit are respectively driven to match the consumed toner. An amount of toner is supplied from the replenishment toner container to the developing device.

このように、タンデム方式のカラー画像形成装置では、モノクロ画像を形成する場合の装置(白黒機)に対して、多くの被駆動要素が存在し、そして、それに応じて、駆動源やその切替え手段を必要としている。   As described above, in the tandem color image forming apparatus, there are many driven elements as compared with the apparatus (monochrome machine) for forming a monochrome image, and accordingly, the drive source and its switching means Need.

しかし、これらの要求に応じて、それぞれに対して、駆動源であるモータや駆動切替え手段である各種クラッチ・ソレノイド機構を設けると、コストの上昇を招く。また、これらのモータやクラッチ・ソレノイドを駆動するための電源や制御回路が必要となり、装置は複雑化や大型化し、その消費電力も増加してくる。   However, if a motor serving as a drive source and various clutch / solenoid mechanisms serving as drive switching means are provided for each of these requirements, the cost increases. In addition, a power source and a control circuit for driving these motors, clutches and solenoids are required, and the apparatus becomes complicated and large, and the power consumption thereof increases.

そのため、ドラムの駆動に対しては、1つのモータから4つのドラムに動力が伝達されるような動力伝達経路を構成する。そして、カラー画像を形成する場合の4つのドラムの駆動と、モノクロ画像を形成する場合の1つのドラムの駆動との切替えを、その動力伝達経路途中に電磁クラッチを介在させて、その電磁クラッチの切替えにより行なうことが提案されている。このように、電磁クラッチによる駆動の切替え手段は増えるものの、4つのドラムに対応させて4つのモータをそれぞれ設ける必要がなく、コストの低減化及び装置構成の簡略化を図ることができる。   Therefore, for driving the drum, a power transmission path is configured such that power is transmitted from one motor to four drums. Then, switching between driving of four drums when forming a color image and driving of one drum when forming a monochrome image is performed by interposing an electromagnetic clutch in the middle of the power transmission path. It has been proposed to do so by switching. Thus, although the drive switching means by the electromagnetic clutch is increased, it is not necessary to provide four motors corresponding to the four drums, respectively, so that the cost can be reduced and the apparatus configuration can be simplified.

また、タンデム方式の画像形成装置における従来のトナー補給搬送機構は、一例として、図29〜図32のような構成が取られている。   In addition, a conventional toner replenishment transport mechanism in a tandem image forming apparatus has a configuration as shown in FIGS. 29 to 32 as an example.

図29は、トナー補給搬送機構部分の全体図である。211・212・213・214は4つのトナー容器である。トナー容器211には、黒色(K色)のトナー画像を形成する画像形成部K(不図示)の現像装置(現像容器)に対する補給用のK色トナーが収容されている。トナー容器212には、マゼンタ色(M色)のトナー画像を形成する画像形成部Mの現像装置に対する補給用のM色トナーが収容されている。トナー容器213には、シアン色(C色)のトナー画像を形成する画像形成部Cの現像装置に対する補給用のC色トナーが収容されている。トナー容器214には、イエロー色(Y色)のトナー画像を形成する画像形成部Yの現像装置に対する補給用のY色トナーが収容されている。   FIG. 29 is an overall view of the toner replenishment transport mechanism. 211, 212, 213, and 214 are four toner containers. The toner container 211 contains K toner for replenishment to a developing device (developing container) of an image forming unit K (not shown) that forms a black (K color) toner image. The toner container 212 stores M toner for supply to the developing device of the image forming unit M that forms a magenta (M) toner image. The toner container 213 contains C toner for supply to the developing device of the image forming unit C that forms a cyan (C color) toner image. The toner container 214 contains Y toner for supply to the developing device of the image forming unit Y that forms a yellow (Y) toner image.

図30のような、トナーモ−タ(ステッピングモ−タ)242とギア列からなる駆動機構で搬送スクリュー241を回転させる。これにより、各トナー容器211・212・213・214内のトナーを、搬送スクリュー筒221・222・223・224の端部に設けられた開口231・232・233・234から対応する現像装置の現像室へ搬送している。図31は、各色画像形成部のトナー補給搬送機構を代表して、Y色画像形成部のトナー補給搬送機構部分を拡大して示した図である。図32はその機構でのトナー搬送路部分を切断した断面図であり、トナー搬送を判りやすく示した図である。   As shown in FIG. 30, the conveying screw 241 is rotated by a drive mechanism including a toner motor (stepping motor) 242 and a gear train. As a result, the toner in each of the toner containers 211, 212, 213, and 214 is developed by the corresponding developing device from the openings 231, 232, 233, and 234 provided at the ends of the conveying screw cylinders 221, 222, 223, and 224. It is transported to the room. FIG. 31 is an enlarged view of the toner replenishment transport mechanism portion of the Y color image forming unit, representing the toner replenishment transport mechanism of each color image forming unit. FIG. 32 is a cross-sectional view of the toner conveyance path portion of the mechanism, showing the toner conveyance in an easily understandable manner.

トナー補給搬送の方法は、画像濃度(現像室内のトナーとキャリアの比)の安定化のため、現像室内へ適量のトナー補給を、搬送スクリュー241を回転するトナーモ−タ(ステッピングモ−タ)242を駆動させて行っている。トナー補給量の決定つまりトナーモ−タ242の回転の制御値は、画像形成中に画像を色分析したビデオカウント値を用いて各色トナーの消費量を算出し、その消費量分のトナー補給するように決定される。さらに、実際の濃度との差を、パッチの濃度の変化を検知し、トナー補給の補正量を決め、1ジョブ終了後や所定枚数後の紙間に、トナーモ−タ242を回転させて、搬送スクリュー端部にある開口部より、現像室部分へトナー補給をしている。このように、トナー搬送スクリュー241の回転は、記録画像により、その回転する量が決まるため、各色ごとに、トナーモ−タ242が配置され、個々に制御されている。   In the toner replenishing and conveying method, an appropriate amount of toner is replenished into the developing chamber and a toner motor (stepping motor) 242 that rotates the conveying screw 241 is used to stabilize the image density (ratio of toner and carrier in the developing chamber). It is driven. The determination value of the toner replenishment amount, that is, the control value of the rotation of the toner motor 242 is calculated such that the consumption amount of each color toner is calculated using the video count value obtained by color analysis of the image during image formation, and the toner is replenished by the consumption amount. To be determined. Further, the difference from the actual density is detected, the change in the density of the patch is detected, the correction amount of toner replenishment is determined, and the toner motor 242 is rotated between one sheet after the end of one job or after a predetermined number of sheets to carry it. The toner is replenished to the developing chamber through an opening at the end of the screw. As described above, since the rotation amount of the toner conveying screw 241 is determined by the recorded image, the toner motor 242 is arranged for each color and controlled individually.

そして、トナー容器内のトナー攪拌243は、このモ−タ242を逆転させ、駆動ギア軸に配設されたワンウエイクラッチ244を介することで、トナー補給スクリュー241の回転出力と区別して攪拌243の回転出力を得ている。   The toner agitation 243 in the toner container reverses the motor 242 and rotates the agitation 243 separately from the rotation output of the toner replenishing screw 241 via the one-way clutch 244 disposed on the drive gear shaft. I am getting output.

公知の駆動切替え技術として、常時回転の駆動を、遊星歯車列と電磁ソレノイドからなるトリガ手段にて、選択的に2つの出力に切換えて使用する例が提案されている。   As a known drive switching technique, there has been proposed an example in which a constantly rotating drive is selectively switched between two outputs by a trigger means including a planetary gear train and an electromagnetic solenoid.

近年、自動車産業を初め、複写機等の画像形成装置でも、動力の切替え減速手段として遊星歯車機構が多く利用されてきている(特許文献2・3)。   In recent years, planetary gear mechanisms have been widely used as power switching speed reduction means in image forming apparatuses such as copying machines as well as in the automobile industry (Patent Documents 2 and 3).

遊星歯車機構は、モータなどの駆動源を回転したままで複数の被駆動部を選択的に切替える時、コンパクトな構成のギア列で動力を伝達し、スリップなどの損失も少ない。そして、動力切替え時のスリップなどによる不安定さも少なく、確実にスムーズに切替えることが可能である。駆動源の回転を必要な速度に減速、回転方向を変えることも、遊星歯車の構成、ギア比により可能である。ギア列で駆動伝達切替えを行えるので静音化にも有効な機構であり、複写機の給紙クラッチなどクラッチ機構としても使用されている(特許文献3)。   When a planetary gear mechanism selectively switches a plurality of driven parts while rotating a driving source such as a motor, the planetary gear mechanism transmits power by a gear train having a compact configuration, and there is little loss such as slip. Further, there is little instability due to slip or the like at the time of power switching, and it is possible to switch smoothly and reliably. It is also possible to reduce the rotation of the drive source to a required speed and change the direction of rotation, depending on the configuration of the planetary gear and the gear ratio. Since the drive transmission can be switched by a gear train, it is an effective mechanism for noise reduction, and is also used as a clutch mechanism such as a paper feed clutch of a copying machine (Patent Document 3).

複写機の給紙クラッチなどの例として遊星歯車機構を用いたクラッチ機構を図33により説明する。太陽歯車Aと、それに噛合う遊星歯車Bと、太陽歯車Aと同じ回転中心軸の遊星歯車Bと噛合う内歯車Cと、遊星歯車Bを回転可能に支持し同時に太陽歯車Aと同じ回転中心軸で回転可能な支持部材(以下、キャリアと記す)Dと、を有する。内歯車Cは、駆動源からの駆動が伝達されている駆動の入力軸Gに結合され一体となって回転している。さらに、駆動源からの駆動力で回転している入力軸Gつまり内歯車C(入力側)、被駆動部(負荷側)にギア列でつながっているキャリアD、そして太陽歯車Aの回転を止めるレバーFを持ったソレノイドEを配している。レバーFが引かれた状態の時は、太陽歯車Aへは負荷が繋がってないので、太陽歯車Aが空転可能な状態である。そこで、内歯車C(入力側)の回転は、遊星歯車Bを回転させるが、被駆動部へ繋がって負荷のかかったキャリアDはその負荷抵抗があるので、遊星歯車Bと噛合っている太陽歯車Aの方が回転する。つまり、出力のキャリアDは停止している。そして信号によりソレノイドが動作して前記レバーFが太陽歯車Aの回転を止めると、内歯車C(入力側)の回転は、遊星歯車Bを回転させるが、太陽歯車Aは停止されているので、遊星歯車Bが太陽歯車Aの周りを公転運動する。ここで、キャリアDには遊星歯車Bの支軸が形成されているので、遊星歯車Bの公転運動と共に、キャリアDが回転し負荷側へ駆動力が伝わる。このようにして負荷側へ駆動力を断続するクラッチの役割を果たしている。   A clutch mechanism using a planetary gear mechanism as an example of a paper feeding clutch of a copying machine will be described with reference to FIG. The sun gear A, the planet gear B meshed with it, the internal gear C meshed with the planet gear B having the same rotation center axis as the sun gear A, and the planet gear B rotatably supported at the same time as the sun gear A. And a support member (hereinafter referred to as a carrier) D that can rotate around the shaft. The internal gear C is coupled to the drive input shaft G to which the drive from the drive source is transmitted, and rotates integrally. Further, the rotation of the input shaft G, that is, the internal gear C (input side) rotating by the driving force from the driving source, the carrier D connected to the driven part (load side) by a gear train, and the sun gear A is stopped. A solenoid E with a lever F is provided. Since the load is not connected to the sun gear A when the lever F is pulled, the sun gear A is idle. Therefore, the rotation of the internal gear C (input side) rotates the planetary gear B, but the carrier D, which is connected to the driven part and is loaded, has its load resistance, so that the sun meshing with the planetary gear B is engaged. Gear A rotates. That is, the output carrier D is stopped. When the solenoid is operated by the signal and the lever F stops the rotation of the sun gear A, the rotation of the internal gear C (input side) rotates the planetary gear B, but the sun gear A is stopped. The planetary gear B revolves around the sun gear A. Here, since the support shaft of the planetary gear B is formed on the carrier D, the carrier D rotates with the revolving motion of the planetary gear B, and the driving force is transmitted to the load side. In this way, it plays the role of a clutch that interrupts the driving force to the load side.

太陽歯車A、内歯車B、キャリアDのいずれを入力側、出力側、制御側にしても成立する。
特開2002−341621号公報 特開昭61−89851号公報 特開2001−227562号公報
This is true even if any of the sun gear A, the internal gear B, and the carrier D is used on the input side, output side, and control side.
JP 2002-341621 A JP 61-89851 A JP 2001-227562 A

しかし、駆動源の数を減らす手段として、このような電磁クラッチによる駆動の切替えには、必要とされる出力分の電磁クラッチが必要である。そして、その分の電磁クラッチ自体や、電磁クラッチを切替えるための制御回路が必要となり、コストの上昇や装置構成の複雑化が不回避となる。   However, as means for reducing the number of drive sources, switching of the drive by such an electromagnetic clutch requires an electromagnetic clutch for the required output. Further, the electromagnetic clutch itself and a control circuit for switching the electromagnetic clutch are required, and it is inevitable that the cost is increased and the apparatus configuration is complicated.

また、特に、トナー補給搬送機構では、現像装置部には消費されるトナーに見合った量のトナー供給が必要で、消費されるトナーの量は記録画像によって左右され、従って補充されるトナー量は、逐次制御されて搬送される。そのため、トナー搬送部では各色ごとに搬送駆動源や駆動切替え手段が配置され、装置構成が複雑化すると共に装置の小型化の障害となり、コスト低減を阻んでいた。   In particular, in the toner replenishing and transporting mechanism, the developing device section needs to supply toner in an amount corresponding to the consumed toner, and the amount of consumed toner depends on the recorded image. Are sequentially controlled and conveyed. For this reason, in the toner transport unit, a transport drive source and a drive switching unit are arranged for each color, which complicates the apparatus configuration and obstructs the downsizing of the apparatus, thereby preventing cost reduction.

また、安価な駆動切替え機構として、遊星歯車列と電磁ソレノイドを使用した例の場合でも、カラー画像形成装置の場合、カラートナーの種類数分の切替えメカ機構・電磁ソレノイドが存在し、個々の制御回路が必要となる。そのため、コストの上昇や装置構成の複雑化が不回避となっている。   In addition, even in the case of using a planetary gear train and electromagnetic solenoid as an inexpensive drive switching mechanism, in the case of a color image forming apparatus, there are switching mechanisms / electromagnetic solenoids corresponding to the number of types of color toner, and individual control A circuit is required. Therefore, the increase in cost and the complexity of the device configuration are inevitable.

本発明は、このような不具合を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、機構を簡易な構成とし、駆動源を減らし、取り扱い易く、小型化軽量・安価な構成で各駆動を選択的に切替えることが可能な駆動切替え機構を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to make the mechanism simple, reduce the driving source, handle easily, and reduce the size, weight, and cost. An object of the present invention is to provide a drive switching mechanism capable of selectively switching the drive.

また、この駆動切替え装置を用いて、簡易な構成により、各駆動を選択的に切替えて、カラー画像の選択的な画像形成を、構成が簡単で取り扱い易く、小型化・安価な構成で実現することのできる画像形成装置を提供することにある。   Also, by using this drive switching device, each drive is selectively switched with a simple configuration, and a selective image formation of a color image is realized with a simple configuration that is easy to handle, a compact and inexpensive configuration. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing the above.

上記の目的を達成するための本発明に係る駆動切替え装置の代表的な構成は、回転を発生させる1つの駆動源と、前記駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a typical configuration of a drive switching device according to the present invention includes one drive source that generates rotation, and a drive switching unit that transmits power from the drive source to a plurality of driven units. And a controller for operating the drive switching means to perform a switching operation, and a drive switching device comprising a plurality of the drive switching means and the control elements, the operation for the plurality of control elements The signal is controlled by a control actuator that is smaller than the number of control elements.

本発明によると、駆動源と制御アクチュエ−タの数が減り、装置構成の簡易となり、装置の小型軽量化・駆動エネルギ−(電力)の省エネ化の効果がある。   According to the present invention, the number of drive sources and control actuators is reduced, the device configuration is simplified, and there is an effect of reducing the size and weight of the device and saving the drive energy (electric power).

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated embodiments.

[第1実施例]
(1)画像形成部
図1は画像形成装置の一例の概略構成図である。図2は図1の部分的な拡大図である。この画像形成装置300は、タンデム方式−中間転写方式の4色フルカラー電子写真プリンタ(カラー画像形成装置:情報出力装置)である。
[First embodiment]
(1) Image Forming Unit FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus. FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. This image forming apparatus 300 is a tandem-intermediate transfer type four-color full-color electrophotographic printer (color image forming apparatus: information output apparatus).

プリンタ300には、コンピュータ(パソコン)・ワークステーション・イメージリーダー等の外部装置400が接続されている。この外部装置400からプリンタ300の制御デバイス(制御回路部、制御基板)350に対して電気的なカラー画像情報が入力する。そして、プリンタ300は作像動作して、記録材P上に入力画像情報に対応したフルカラー画像を形成して出力する。   The printer 300 is connected to an external device 400 such as a computer (personal computer), a workstation, or an image reader. Electrical color image information is input from the external device 400 to the control device (control circuit unit, control board) 350 of the printer 300. Then, the printer 300 forms an image, forms a full color image corresponding to the input image information on the recording material P, and outputs it.

Y・M・C・Kは、第1〜第4の4つの画像形成部(画像形成ユニット)であり、図面上、右側から左側に順に水平に対して左下がりに所定の間隔をおいて一列に配置されている。第1の画像形成部Yはイエロー色(Y色)のトナー画像を形成する画像形成部、第2の画像形成部Mはマゼンタ色(M色)のトナー画像を形成する画像形成部である。第3の画像形成部Cはシアン色(C色)のトナー画像を形成する画像形成部、第4の画像形成部Kは黒色(K色)のトナー画像を形成する画像形成部である。   Y, M, C, and K are the first to fourth image forming units (image forming units), and are arranged in a row at a predetermined interval from the right side to the left side in the drawing from left to right with respect to the horizontal. Is arranged. The first image forming unit Y is an image forming unit that forms a yellow (Y) toner image, and the second image forming unit M is an image forming unit that forms a magenta (M) toner image. The third image forming unit C is an image forming unit that forms a cyan (C color) toner image, and the fourth image forming unit K is an image forming unit that forms a black (K color) toner image.

各画像形成部Y・M・C・Kは電子写真プロセス機構であり、それぞれ、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(感光ドラム:以下、ドラムと記す)301を有する。各ドラム301は駆動機構(不図示)によりそれぞれ矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。各ドラム301の周囲にはドラム回転方向に沿って、一次帯電ローラ302、現像装置303、一次転写ローラ304、ドラムクリーナ305が配置されている。一次帯電ローラ302は、ドラム301の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段である。現像装置303は、ドラム301の表面に形成された静電潜像をトナー画像として顕画化する現像手段である。一次転写ローラ304は、ドラム301に形成されたトナー画像を次に説明する中間転写ベルト307に一次転写する転写手段である。ドラムクリーナ305は、中間転写ベルト307に対するトナー画像の一次転写後のドラム表面に残留した一次転写残トナーを除去するクリーニング手段である。   Each of the image forming units Y, M, C, and K is an electrophotographic process mechanism, and includes a drum type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum: hereinafter referred to as a drum) 301 as an image carrier. Each drum 301 is rotationally driven at a predetermined speed in a counterclockwise direction indicated by an arrow by a driving mechanism (not shown). Around each drum 301, a primary charging roller 302, a developing device 303, a primary transfer roller 304, and a drum cleaner 305 are arranged along the drum rotation direction. The primary charging roller 302 is a charging unit that uniformly charges the surface of the drum 301 to a predetermined polarity and potential. The developing device 303 is a developing unit that visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the drum 301 as a toner image. The primary transfer roller 304 is a transfer unit that primarily transfers a toner image formed on the drum 301 to an intermediate transfer belt 307 described below. The drum cleaner 305 is a cleaning unit that removes the primary transfer residual toner remaining on the drum surface after the primary transfer of the toner image to the intermediate transfer belt 307.

各画像形成部Y・M・C・Kの上側には、中間転写ベルトユニット306が配置されている。このユニット306は各画像形成部Y・M・C・Kのドラム301の上面に接触する中間転写体としての、可撓性を有する、誘電体製のエンドレスベルト(中間転写ベルト:以下、ベルトと記す)307を有する。このベルト307は、左側の駆動ローラ308と、右側の従動ロ−ラ309と、駆動ローラ308の下側のテンションローラ310と、の並行3本のローラ間に懸回張設されている。そして、ベルト307は、駆動ローラ308により、矢印の時計方向(ドラム301の回転に順方向)に、ドラム301の回転速度に対応した速度で循環移動駆動される。各画像形成部Y・M・C・Kのドラム301は、その上面が、従動ローラ309とテンションローラ310との間の下行側ベルト部分の下面に接している。また、ベルト307の内側には、下行側ベルト部分を介して各画像形成部のドラム301に対向させて4個の一次転写ローラ304が配設されている。各画像形成部のドラム301とベルト307との当接部が各画像形成部における一次転写部である。また、駆動ローラ308には、このローラ308を二次転写対向ローラとしてベルト307を介して二次転写ローラ319が接触している。このベルト307と二次転写ローラ319との当接部が二次転写部である。従動ローラ309のベルト懸回部には、ベルトクリーナ装置311が配設されている。   An intermediate transfer belt unit 306 is disposed above the image forming units Y, M, C, and K. This unit 306 is a flexible dielectric endless belt (intermediate transfer belt: hereinafter referred to as a belt) as an intermediate transfer member that contacts the upper surface of the drum 301 of each of the image forming units Y, M, C, and K. 307). The belt 307 is suspended and stretched between three parallel rollers: a left driving roller 308, a right driven roller 309, and a lower tension roller 310. The belt 307 is circulated and driven by a driving roller 308 in a clockwise direction indicated by an arrow (a forward direction with respect to the rotation of the drum 301) at a speed corresponding to the rotational speed of the drum 301. The upper surfaces of the drums 301 of the image forming units Y, M, C, and K are in contact with the lower surface of the descending belt portion between the driven roller 309 and the tension roller 310. In addition, four primary transfer rollers 304 are disposed inside the belt 307 so as to face the drum 301 of each image forming unit via a descending belt portion. A contact portion between the drum 301 and the belt 307 in each image forming unit is a primary transfer unit in each image forming unit. Further, a secondary transfer roller 319 is in contact with the driving roller 308 through a belt 307 using the roller 308 as a secondary transfer counter roller. A contact portion between the belt 307 and the secondary transfer roller 319 is a secondary transfer portion. A belt cleaner device 311 is disposed on the belt suspension portion of the driven roller 309.

第1〜第4の画像形成部Y・M・C・Kの下側には、各画像形成部のドラム301に対する像露光手段として、レーザースキャナ(レーザー走査露光装置)312が配設されている。このレーザースキャナ312は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザー発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。   Below the first to fourth image forming units Y, M, C, and K, a laser scanner (laser scanning exposure device) 312 is disposed as an image exposure unit for the drum 301 of each image forming unit. . The laser scanner 312 includes laser light emitting means, a polygon mirror, a reflection mirror, and the like that emit light corresponding to time-series electric digital pixel signals of given image information.

レーザースキャナ312は、各画像形成部Y・M・C・Kのドラム301の一様帯電面を、各色の画像情報に応じて変調されたレーザー光LY・LM・LC・LKによって走査露光することによって各色の画像情報に応じた静電潜像を形成する。各画像形成部の現像装置303には、それぞれ、Y色トナーを含む現像剤、M色トナーを含む現像剤、C色トナーを含む現像剤、K色トナーを含む現像剤が収納されている。そして、各現像装置303は各画像形成部のドラム上に形成される静電潜像を対応色のトナーでトナー画像として現像する。イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。   The laser scanner 312 scans and exposes the uniformly charged surface of the drum 301 of each image forming unit Y, M, C, and K with laser light LY, LM, LC, and LK modulated according to image information of each color. Thus, an electrostatic latent image corresponding to the image information of each color is formed. The developing device 303 of each image forming unit stores a developer containing Y toner, a developer containing M toner, a developer containing C toner, and a developer containing K toner. Each developing device 303 develops the electrostatic latent image formed on the drum of each image forming unit as a toner image with the corresponding color toner. In many cases, image exposure and reversal development are used in combination.

ここで、上記4つの画像形成部Y・M・C・Kにおいて、それぞれ、ドラム301と、このドラム301に作用するいくつかのプロセス手段を、一括してプリンタ本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ(CRG)としてある。本実施例では、ドラム301と、一次帯電ローラ302と、現像装置303と、ドラムクリーナ305を、カートリッジ枠体内に一体的に組み付けてプリンタ本体に対して取り外し可能に装着して使用されるカートリッジとしてある。プリンタ本体内の所定の装着位置(潜像形成位置)に装着されている状態にある各カートリッジは、それぞれ、位置決め手段(不図示)により所定に位置決め固定された状態に保持されている。また、各カートリッジ側の駆動入力部(不図示)に対してプリンタ本体側の駆動出力部(不図示)が結合している。また、各カートリッジ側の電気接点(不図示)に対してプリンタ本体側の給電系統(不図示)が導通化している。   Here, in each of the four image forming units Y, M, C, and K, a process cartridge that can detachably attach a drum 301 and some process means acting on the drum 301 to the printer main body at once. (CRG). In this embodiment, the drum 301, the primary charging roller 302, the developing device 303, and the drum cleaner 305 are integrally assembled in the cartridge frame and detachably attached to the printer body. is there. Each cartridge mounted in a predetermined mounting position (latent image forming position) in the printer main body is held in a state where the cartridge is positioned and fixed by a positioning unit (not shown). In addition, a drive output unit (not shown) on the printer body side is coupled to a drive input unit (not shown) on each cartridge side. Further, a power supply system (not shown) on the printer body side is electrically connected to electrical contacts (not shown) on the cartridge side.

プリンタの制御デバイス350は外部装置400から入力した電気的なカラー画像情報に基づいて、各画像形成部Y・M・C・Kを作像動作させる。これにより、第1〜第4の画像形成部Y・M・C・Kにおいて、それぞれ、回転するドラム301の面に対して所定の制御タイミングで、Y色、M色、C色、K色の色トナー画像が形成される。   The printer control device 350 causes each of the image forming units Y, M, C, and K to perform an image forming operation based on the electrical color image information input from the external apparatus 400. Thus, in the first to fourth image forming units Y, M, C, and K, the Y, M, C, and K colors are respectively controlled at predetermined control timings with respect to the surface of the rotating drum 301. A color toner image is formed.

各画像形成部のドラム301の面に形成される色トナー画像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム301の回転方向と順方向に、且つ各ドラム301の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト307の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト307の面に上記の4つの色トナー画像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。各画像形成部の一次転写ローラ304には、所定の制御タイミングにて電源部(不図示)から、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の一次転写バイアスが印加される。これにより、ドラム表面のトナー画像がベルト307の外面に対して静電転写される。各画像形成部のドラムクリーナ装置305は、クリーニングブレード等で構成され、ドラム301上の一次転写残トナーをドラム表面から掻き落としドラム表面を清掃する。   The color toner image formed on the surface of the drum 301 of each image forming unit is rotationally driven by the primary transfer unit in the rotation direction and forward direction of each drum 301 and at a speed corresponding to the rotation speed of each drum 301. The image is successively superimposed and transferred onto the outer surface of the belt 307. As a result, an unfixed full-color toner image is synthesized and formed on the surface of the belt 307 by superimposing the four color toner images. A predetermined primary transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the primary transfer roller 304 of each image forming unit from a power supply unit (not shown) at a predetermined control timing. As a result, the toner image on the drum surface is electrostatically transferred to the outer surface of the belt 307. The drum cleaner 305 of each image forming unit includes a cleaning blade or the like, and scrapes the primary transfer residual toner on the drum 301 from the drum surface to clean the drum surface.

一方、所定の給紙タイミングにて、記録材Pを積載収容させた給紙カセット313のピックアップローラ314が駆動される。これにより、記録材Pが繰り出され、給紙ローラ315とリタードローラ316により1枚分離給紙される。そして、その記録材Pが縦搬送パス317を通ってレジストローラ318に搬送される。   On the other hand, at a predetermined paper feed timing, the pickup roller 314 of the paper feed cassette 313 in which the recording materials P are stacked and accommodated is driven. As a result, the recording material P is fed out, and one sheet is separated and fed by the sheet feed roller 315 and the retard roller 316. Then, the recording material P is conveyed to the registration roller 318 through the vertical conveyance path 317.

レジストローラ318は、前記の画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Pを二次転写部に送り出す。即ち、回転するベルト307上に形成された未定着のフルカラートナー画像の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせて記録材Pの先端部が二次転写部に到達するように記録材Pをタイミング搬送する。これにより、二次転写部において、ベルト307上の未定着のフルカラートナー画像が一括して記録材Pの面に順次に二次転写されていく。二次転写ローラ319には、所定の制御タイミングにて電源(不図示)から、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の二次転写バイアスが印加される。これにより、ベルト307の表面のトナー画像が記録材Pに対して静電転写される。   The registration roller 318 sends the recording material P to the secondary transfer unit in accordance with the image forming timing of the image forming unit. That is, the recording material P is arranged so that the leading end of the recording material P reaches the secondary transfer portion in accordance with the timing when the leading end of the unfixed full-color toner image formed on the rotating belt 307 reaches the secondary transfer portion. The timing is conveyed. As a result, the unfixed full-color toner image on the belt 307 is secondarily transferred sequentially onto the surface of the recording material P at the secondary transfer portion. A predetermined secondary transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the secondary transfer roller 319 from a power source (not shown) at a predetermined control timing. As a result, the toner image on the surface of the belt 307 is electrostatically transferred to the recording material P.

二次転写部を出た記録材は、ベルト307の面から分離され、縦搬送ガイド320によって、画像加熱定着装置(定着ユニット)321の定着ニップ部に案内される。そして、この定着装置321により、上記の複数色のトナー画像が溶融混色されて記録材表面に固着画像として定着される。定着装置321を出た記録材Pはフルカラー画像形成物として搬送パス322を通って外排紙ローラ323により排紙トレイ324上に送り出される。これにより、一連の画像形成動作を終了する。   The recording material exiting the secondary transfer portion is separated from the surface of the belt 307 and guided to the fixing nip portion of the image heating fixing device (fixing unit) 321 by the vertical conveyance guide 320. The fixing device 321 melts and mixes the above-described toner images of a plurality of colors and fixes them as fixed images on the surface of the recording material. The recording material P that has exited the fixing device 321 passes through a conveyance path 322 as a full-color image formed product and is sent out onto a paper discharge tray 324 by an external paper discharge roller 323. Thus, a series of image forming operations is completed.

二次転写部にて記録材分離後のベルト307の面はベルトクリーナ装置311により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。   The surface of the belt 307 after separation of the recording material at the secondary transfer portion is cleaned by removing residual deposits such as secondary transfer residual toner by a belt cleaner 311 and repeatedly used for image formation.

モノ黒プリントモードの場合には、K色トナー画像を形成する第4の画像形成部Kのみが作像動作制御される。   In the mono black print mode, only the fourth image forming unit K that forms the K color toner image is controlled in image forming operation.

本実施例のプリンタ300は、第1〜第4の画像形成部Y・M・C・Kを中間転写ベルト307の移動方向において、上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配置したが、この色順に限られない。   In the printer 300 of this embodiment, the first to fourth image forming units Y, M, C, and K are arranged in the order of yellow, magenta, cyan, and black from the upstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 307. The color order is not limited.

(2)現像装置303
本実施例のプリンタ300において、各画像形成部Y・M・C・Kの現像装置303は、現像剤として、非磁性トナーと磁性キャリアを所定の重量比(TD比=トナー重量/(トナー重量+キャリア重量)で混合した二成分現像剤を用いた二成分現像方式である。
(2) Developing device 303
In the printer 300 of this embodiment, the developing device 303 of each of the image forming units Y, M, C, and K uses a non-magnetic toner and a magnetic carrier as a developer at a predetermined weight ratio (TD ratio = toner weight / (toner weight). This is a two-component development system using a two-component developer mixed at + carrier weight).

図3によりこの現像装置303を説明する。325は現像装置303の現像室(現像容器)であり、この現像室内に所定量の現像剤(二成分現像剤)が収容されている。また、この現像室325内には、現像剤攪拌搬送スクリュー326・327、現像スリーブ328、現像剤規制ブレード329が配設されている。   The developing device 303 will be described with reference to FIG. Reference numeral 325 denotes a developing chamber (developing container) of the developing device 303, and a predetermined amount of developer (two-component developer) is accommodated in the developing chamber. In the developing chamber 325, developer agitating and conveying screws 326 and 327, a developing sleeve 328, and a developer regulating blade 329 are disposed.

現像室325内の現像剤は現像剤攪拌搬送スクリュー326・327の回転により現像室325内を攪拌されながら循環搬送される。これにより、トナーとキャリアが均一に混合されるとともに、トナーが所定の極性、所定の帯電量で摩擦帯電される。   The developer in the developing chamber 325 is circulated and conveyed while being stirred in the developing chamber 325 by the rotation of the developer stirring and conveying screws 326 and 327. As a result, the toner and the carrier are uniformly mixed, and the toner is frictionally charged with a predetermined polarity and a predetermined charge amount.

現像スリーブ328はアルミニウム等の非磁性材製の筒体であり、ドラム301に対して所定の隙間間隔(S−Dギャップ)をあけてドラム301に並行に配列されている。現像スリーブ328の内部にはマグネットロール330が非回転に固定して配設されている。現像スリーブ328はこのマグネットロール330の外回りを矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。現像室325内を循環搬送される現像剤の一部が現像スリーブ328の外面にマグネットロール330の磁力により現像剤層(磁気ブラシ層)として磁気吸着されて担持され、現像スリーブ328の回転に伴い搬送される。そして、その現像剤層の厚さが、現像スリーブ328に対して所定の隙間間隔(S−Bギャップ)をあけて配設されている現像剤規制ブレード329によって規制される。層厚規制を受けた現像剤層は、引き続く現像スリーブ328の回転によりドラム301と現像スリーブ328の対向部である現像部位に搬送される。現像スリーブ328には電源部(不図示)より所定の現像バイアスが所定の制御タイミングで印加される。ドラム301に形成されている静電潜像は現像部位において現像スリーブ328に担持されている現像剤層と現像バイアスによりトナー画像として現像される。静電潜像の現像に供された現像スリーブ328上の現像剤層は引き続く現像スリーブ328の回転により現像室内に戻し搬送され、マグネットローラ330の反発磁極部の作用により現像スリーブ328の外面から離脱する。そして、その現像スリーブの外面に新たに現像剤が供給されて担持される。   The developing sleeve 328 is a cylindrical body made of a nonmagnetic material such as aluminum, and is arranged in parallel to the drum 301 with a predetermined clearance (SD gap) from the drum 301. Inside the developing sleeve 328, a magnet roll 330 is disposed in a non-rotating manner. The developing sleeve 328 is driven to rotate around the magnet roll 330 in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined speed. A part of the developer circulated and conveyed in the developing chamber 325 is magnetically attracted and carried as a developer layer (magnetic brush layer) by the magnetic force of the magnet roll 330 on the outer surface of the developing sleeve 328, and as the developing sleeve 328 rotates. Be transported. Then, the thickness of the developer layer is regulated by a developer regulating blade 329 disposed with a predetermined gap (SB gap) with respect to the developing sleeve 328. The developer layer subjected to the layer thickness regulation is conveyed to the development site which is the opposite portion of the drum 301 and the development sleeve 328 by the subsequent rotation of the development sleeve 328. A predetermined developing bias is applied to the developing sleeve 328 from a power source (not shown) at a predetermined control timing. The electrostatic latent image formed on the drum 301 is developed as a toner image by the developer layer carried on the developing sleeve 328 and the developing bias at the developing portion. The developer layer on the developing sleeve 328 subjected to the development of the electrostatic latent image is conveyed back into the developing chamber by the subsequent rotation of the developing sleeve 328 and detached from the outer surface of the developing sleeve 328 by the action of the repulsive magnetic pole portion of the magnet roller 330. To do. The developer is newly supplied and carried on the outer surface of the developing sleeve.

(3)トナー補給搬送機構100
各画像形成部Y・M・C・Kにおいては、現像装置303の現像室325内に収容されている二成分現像剤のトナーが静電潜像の現像に供されて逐次に消費されるので、現像剤のTD比が低下していく。そこで、制御デバイス350は、画像濃度(現像室内の二成分現像剤のTD比)の安定化のため、トナー補給搬送機構100(図3・図4)のトナー容器331から現像装置303の現像室325内に適時・適量のトナーを補給するトナー補給動作を実行する。トナー補給量の決定、つまりトナー補給搬送機構の動作制御値は、プリンタの画像形成動作中に画像を色分析したビデオカウント値を用いて各色トナーの消費量を算出し、その消費量分のトナーを補給するように決定される。さらに、実際の現像画像濃度との差を、パッチの濃度の変化を検知しトナー補給の補正量を決める。そして、1ジョブ終了後や所定枚数後の紙間に、トナー補給搬送機構を動作させて、現像装置303の現像室内に適量のトナーを補給して混入させるトナー補給動作が実行される。
(3) Toner replenishment transport mechanism 100
In each of the image forming units Y, M, C, and K, the toner of the two-component developer housed in the developing chamber 325 of the developing device 303 is used for developing the electrostatic latent image and is sequentially consumed. The TD ratio of the developer decreases. Therefore, the control device 350 controls the toner density of the toner supply / conveyance mechanism 100 (FIGS. 3 and 4) from the toner container 331 to the developing chamber of the developing device 303 in order to stabilize the image density (TD ratio of the two-component developer in the developing chamber). A toner replenishing operation for replenishing toner in a timely and appropriate amount in 325 is executed. The determination of the toner replenishment amount, that is, the operation control value of the toner replenishment transport mechanism, calculates the consumption amount of each color toner by using the video count value obtained by color analysis of the image during the image forming operation of the printer, and the toner for the consumption amount. To be replenished. Further, a change in the density of the patch is detected from the difference from the actual developed image density, and a correction amount for toner replenishment is determined. Then, a toner replenishing operation for replenishing and mixing an appropriate amount of toner in the developing chamber of the developing device 303 is executed by operating the toner replenishing and conveying mechanism after one job or between a predetermined number of sheets.

本実施例におけるトナー補給搬送機構100は、図5・図6のように、第1〜第4の4つのトナー容器(トナーホッパー)331Y・331M・331C・331Kを有する。この各トナー容器331Y・331M・331C・331Kは、各色の画像形成部Y・M・C・Kの現像装置303とは別に配設されたトナー収納部である。第1のトナー容器331Yには、第1の画像形成部Yの現像装置303に対して補給するY色トナーが収容されている。第2のトナー容器331Mには、第2の画像形成部Mの現像装置303に対して補給するM色トナーが収容されている。第3のトナー容器331Cには、第3の画像形成部Cの現像装置303に対して補給するC色トナーが収容されている。第4のトナー容器331Kは、第4の画像形成部Kの現像装置303に対して補給するK色トナーが収容されている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the toner supply / conveyance mechanism 100 in this embodiment includes first to fourth toner containers (toner hoppers) 331Y, 331M, 331C, and 331K. The toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K are toner storage units that are provided separately from the developing devices 303 of the image forming units Y, M, C, and K of the respective colors. The first toner container 331Y contains Y toner to be replenished to the developing device 303 of the first image forming unit Y. The second toner container 331M contains M toner to be supplied to the developing device 303 of the second image forming unit M. The third toner container 331C contains C-color toner to be supplied to the developing device 303 of the third image forming unit C. The fourth toner container 331K contains K-color toner to be supplied to the developing device 303 of the fourth image forming unit K.

第1〜第4の4つのトナー容器331Y・331M・331C・331Kは、それぞれ、収容しているトナーの色がそれぞれ異なるだけで、構成は同じである。各トナー容器331はその下部にトナー補給スクリュー部332を有し、図3・図4のように、そのトナー補給スクリュー部332を介して、それぞれ、対応する現像装置303の現像室325と連絡している。   The first to fourth toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K have the same configuration except that the colors of the contained toner are different. Each toner container 331 has a toner replenishing screw portion 332 at its lower portion, and communicates with the developing chamber 325 of the corresponding developing device 303 via the toner replenishing screw portion 332 as shown in FIGS. ing.

トナー補給スクリュー部332は、トナー搬送筒部333と、この筒部内に配設したトナー搬送スクリュー104(図7)と、トナー容器331とトナー搬送筒部333とを連通させている連通パイプ部334を有する。トナー容器331内のトナーは連通パイプ部334からトナー搬送筒部333内に流入する。そして、トナー搬送スクリュー104が回転駆動されると、トナー搬送筒部333内のトナーが筒部先端側に搬送され、筒部先端側の開口部335から現像装置303の現像室325内の現像剤に補給される。上記のトナー搬送スクリュー104が、補給用トナーを収容したトナー収納部から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段である。   The toner replenishing screw portion 332 includes a toner conveying cylinder portion 333, a toner conveying screw 104 (FIG. 7) disposed in the cylinder portion, and a communication pipe portion 334 that communicates the toner container 331 and the toner conveying cylinder portion 333. Have The toner in the toner container 331 flows into the toner conveying cylinder portion 333 from the communication pipe portion 334. When the toner conveyance screw 104 is driven to rotate, the toner in the toner conveyance cylinder portion 333 is conveyed to the front end side of the cylinder portion, and the developer in the developing chamber 325 of the developing device 303 is opened from the opening 335 on the front end side of the cylinder portion. Will be replenished. The toner conveying screw 104 is a toner conveying unit that conveys toner from a toner storage unit containing replenishing toner to the developing device.

現像室325内に補給されたトナーは、現像剤攪拌搬送スクリュー326・327の回転により現像室325内の現像剤に攪拌されながら循環搬送されて均一に混合されるとともに、所定の極性、所定の帯電量で摩擦帯電される。   The toner replenished in the developing chamber 325 is circulated and conveyed while being agitated by the developer in the developing chamber 325 by the rotation of the developer agitating / conveying screw 326 and 327, and is uniformly mixed. It is triboelectrically charged with the amount of charge.

また、第1〜第4の各トナー容器331Y・331M・331C・331Kの内部には、それぞれ、回転駆動されて、トナー容器中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根(トナー攪拌手段)71・72・73・74(図7)が配設されている。   The first to fourth toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K are rotated and driven by toner stirring blades (toner stirring means) 71 and 72 that stir the toner in the toner containers, respectively. 73 and 74 (FIG. 7) are provided.

上記の各トナー容器331Y・331M・331C・331Kにおいて、トナー搬送スクリュー104とトナー攪拌羽根71・72・73・74は、駆動切替え装置200により動作される。上記の各トナー容器331Y・331M・331C・331Kにおいて、トナー搬送スクリュー104とトナー攪拌羽根71・72・73・74とが複数の被駆動手段である。   In each of the toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K, the toner conveying screw 104 and the toner stirring blades 71, 72, 73, and 74 are operated by the drive switching device 200. In each of the toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K, the toner conveying screw 104 and the toner stirring blades 71, 72, 73, and 74 are a plurality of driven units.

図5は駆動切替え装置200の全体を正面側から見た斜視図、図6は裏側から見た斜視図である。図7は、図6において各トナー容器331Y・331M・331C・331Kの内部を見せた切り欠き図である。図8は駆動切替え装置200の正面図、図9は上面図、図10は背面図である。図11は、図9における(11)−(11)線視の断面図である。図12は、図9における(12)−(12)線視の断面図である。図13は、図9における(13)−(13)線視の断面図である。図14と図15はトナー搬送スクリュー駆動系のギア列だけの斜視図である。図16は駆動モータと駆動切替え部分の斜視図である。図17はバネクラッチ機構部分の平面図である。   5 is a perspective view of the entire drive switching device 200 as seen from the front side, and FIG. 6 is a perspective view of the drive switching device 200 as seen from the back side. FIG. 7 is a cutaway view showing the inside of each of the toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K in FIG. 8 is a front view of the drive switching device 200, FIG. 9 is a top view, and FIG. 10 is a rear view. 11 is a cross-sectional view taken along line (11)-(11) in FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line (12)-(12) in FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line (13)-(13) in FIG. 14 and 15 are perspective views of only the gear train of the toner conveying screw drive system. FIG. 16 is a perspective view of a drive motor and a drive switching portion. FIG. 17 is a plan view of a spring clutch mechanism portion.

駆動切替え装置200は、回転を発生させる1つの駆動源と、駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、駆動切替え手段と制御子とを複数備える。   The drive switching device 200 includes one drive source that generates rotation, a drive switching unit that transmits power from the drive source to a plurality of driven units, and a controller that operates the drive switching unit to perform a switching operation. , And a plurality of drive switching means and control elements.

即ち、回転を発生させる1つの駆動源としての駆動モータ1を有する。この駆動モータ1の出力軸にドライブギア2が固着されている。このドライブギア2は、回転軸4に固着されている2段ギア3の大ギア3aに噛合している。また、回転軸4にはギア5とギア41が同軸に固着されている。従って、ドライブギア2の回転により、2段ギア3・ギア5・ギア41が一体に回転する。   That is, it has the drive motor 1 as one drive source which generates rotation. A drive gear 2 is fixed to the output shaft of the drive motor 1. The drive gear 2 meshes with a large gear 3 a of a two-stage gear 3 that is fixed to the rotating shaft 4. A gear 5 and a gear 41 are coaxially fixed to the rotary shaft 4. Accordingly, the two-stage gear 3, the gear 5, and the gear 41 are rotated together by the rotation of the drive gear 2.

2段ギア3の小ギア3bは、第1〜第4の各トナー容器331Y・331M・331C・331Kの後述する遊星歯車機構(差動遊星歯車機構)25・26・27・28と連結されているギア列への入力ギア51(図10・図11)に噛合っている。遊星歯車機構25・26・27・28が複数の駆動切替え手段である。   The small gear 3b of the two-stage gear 3 is connected to planet gear mechanisms (differential planetary gear mechanisms) 25, 26, 27, and 28 described later of the first to fourth toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K. Meshes with the input gear 51 (FIGS. 10 and 11) to the existing gear train. The planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28 are a plurality of drive switching means.

ギア5は、バネクラッチ機構T(駆動切替え機構部に切替え信号を送る切替え制御部分)への駆動入力ギア6に噛合っている。   The gear 5 meshes with the drive input gear 6 to the spring clutch mechanism T (a switching control portion that sends a switching signal to the drive switching mechanism).

ギア41は、第1〜第4の各トナー容器331Y・331M・331C・331Kの中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根71・72・73・74と連結されているギア列への第1の入力ギア61a(図9)に噛合っている。第1の入力ギア61aは回転軸61cに固着されており、この回転軸61cに第2の入力ギア61bが第1の入力ギア61aと同軸に固着されている。従って、ギア41の回転により第1の入力ギア61aと第2の入力ギア61bが一体に回転する。   The gear 41 is a first gear train connected to toner stirring blades 71, 72, 73, and 74 that stir the toner in the first to fourth toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K. It meshes with the input gear 61a (FIG. 9). The first input gear 61a is fixed to the rotating shaft 61c, and the second input gear 61b is fixed to the rotating shaft 61c coaxially with the first input gear 61a. Accordingly, the rotation of the gear 41 causes the first input gear 61a and the second input gear 61b to rotate together.

ギア6は、バネクラッチ機構Tの入力ギア7に噛合っており、入力ギア7を回転駆動する。主として図16・図17を参照して、46はバネクラッチ機構Tの駆動入力環であり、自由状態においては入力ギア7とともに回転している。49は駆動入力環46に対する係脱レバーであり、ソレノイド48により吸引・吸引解除される。ソレノイド48に対する通電がOFF(励磁解除)されているときは、係脱レバー49はソレノイド48に対する吸引が解除されることで駆動入力環46に向って移動して、レバー49の先端爪部が駆動入力環46の係止溝に対して係合する。これにより、駆動入力環46の回転が引き止められることで、バネクラッチ機構Tはクラッチ−OFFになる。このクラッチ−OFF状態時には、入力ギア7の回転がバネクラッチ機構Tの出力ギアとしてのかさ歯車11に伝達されず、かさ歯車11の回転が停止される。また、ソレノイド48に対する通電がON(励磁)されているときは、係脱レバー49はソレノイド48に対して吸引されることで駆動入力環46から離れる方向に移動して、レバー49の先端爪部が駆動入力環46の係止溝から外れる。これにより、駆動入力環48の引き止めが解除されられ、バネクラッチ機構Tはクラッチ−ONになる。このクラッチ−ON状態時には、入力ギア7の回転がバネクラッチ機構Tの出力ギアとしてのかさ歯車11に伝達される。このかさ歯車11と噛合うかさ歯車13は、カムシャフト12に固定され、且つカムシャフト12を回転軸としている。カムシャフト12は定置配置の軸受け部材(不図示)に回転可能に保持されている。従って、ソレノイド48の励磁・励磁解除を制御することで、バネクラッチ機構TをON・OFFしてカムシャフト12を所定角度回転させることができる。カムシャフト12にはカム13・14・15・17が各色のトナー補給搬送部に対応して配置されており、カムシャフト12と一体的に回転する。このカム13・14・15・16により各色のトナー補給搬送部に実際に動力を伝達する遊星歯車機構25・26・27・28の動力断続を制御する。   The gear 6 meshes with the input gear 7 of the spring clutch mechanism T, and rotationally drives the input gear 7. Referring mainly to FIGS. 16 and 17, reference numeral 46 denotes a drive input ring of the spring clutch mechanism T, which rotates together with the input gear 7 in a free state. Reference numeral 49 denotes an engagement / disengagement lever for the drive input ring 46, which is sucked and released by the solenoid 48. When the energization to the solenoid 48 is OFF (excitation release), the engagement / disengagement lever 49 moves toward the drive input ring 46 by releasing the attraction to the solenoid 48, and the tip claw portion of the lever 49 is driven. Engage with the locking groove of the input ring 46. As a result, the rotation of the drive input ring 46 is prevented, and the spring clutch mechanism T is turned off. In this clutch-off state, the rotation of the input gear 7 is not transmitted to the bevel gear 11 as the output gear of the spring clutch mechanism T, and the rotation of the bevel gear 11 is stopped. When the energization of the solenoid 48 is ON (excitation), the engagement / disengagement lever 49 is attracted to the solenoid 48 and moves away from the drive input ring 46, and the tip claw portion of the lever 49 is moved. Is disengaged from the locking groove of the drive input ring 46. As a result, the retention of the drive input ring 48 is released, and the spring clutch mechanism T becomes the clutch-ON. In this clutch-ON state, the rotation of the input gear 7 is transmitted to the bevel gear 11 as the output gear of the spring clutch mechanism T. The bevel gear 13 that meshes with the bevel gear 11 is fixed to the camshaft 12 and uses the camshaft 12 as a rotation axis. The camshaft 12 is rotatably held by a stationary bearing member (not shown). Therefore, by controlling excitation / excitation of the solenoid 48, the camshaft 12 can be rotated by a predetermined angle by turning the spring clutch mechanism T ON / OFF. Cams 13, 14, 15, and 17 are arranged on the camshaft 12 corresponding to the toner replenishment conveyance portions for the respective colors, and rotate integrally with the camshaft 12. The cams 13, 14, 15, and 16 control power interruption of the planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28 that actually transmit power to the toner replenishing and conveying portions for the respective colors.

遊星歯車機構25・26・27・28は同じ構成であるためその一つ25について、図18により説明する。(a)は遊星歯車機構25(26・27・28)の側面図、(b)は(a)における(b)−(b)線視の断面図、(c)は正面図、(d)は(a)における(d)−(d)線視の断面図である。遊星歯車機構25(26・27・28)は、動力入力部であるギア(駆動入力ギア)29を一体化された太陽ギア30、遊星ギア31、遊星ギア31を回転自在に支持する支持部材(以下、キャリアと記す)キャリア32、内歯ギア33がある。また、内歯ギア33の外周に出力ギア35が形成され、太陽ギア30、キャリア32、内歯ギア33を同軸上で回転自在に支持する軸34を有する。また、キャリア32には突起32aが形成されている。   Since the planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28 have the same configuration, one of them will be described with reference to FIG. (A) is a side view of the planetary gear mechanism 25 (26, 27, 28), (b) is a sectional view taken along line (b)-(b) in (a), (c) is a front view, and (d). These are sectional drawings of (d)-(d) line view in (a). The planetary gear mechanism 25 (26, 27, 28) includes a sun gear 30, a planetary gear 31, and a planetary gear 31 that support a gear (drive input gear) 29, which is a power input unit, and a support member that rotatably supports the planetary gear 31. Hereinafter, there are a carrier 32 and an internal gear 33. An output gear 35 is formed on the outer periphery of the internal gear 33, and has a shaft 34 that rotatably supports the sun gear 30, the carrier 32, and the internal gear 33 on the same axis. The carrier 32 is formed with a protrusion 32a.

カムシャフト12が回転し、カム13(14・15・16)が突起32aに契合する位置にくると、キャリア33の回転が停止される。すると、動力が伝わって回転している太陽ギア30の回転は、遊星ギア31に伝わる。遊星ギア31の支持軸を持ったキャリア32の回転が規制されているので、遊星ギア31はその位置で回転し、その動力を内歯ギア33へ伝える。すなわち、トナー搬送部のトナーを供給するためのトナー搬送スクリュー104へ伝達する出力側の内ギア33が回転する。   When the camshaft 12 rotates and the cam 13 (14, 15, 16) comes to a position where it engages with the protrusion 32a, the rotation of the carrier 33 is stopped. Then, the rotation of the sun gear 30 that is rotated by transmission of power is transmitted to the planetary gear 31. Since the rotation of the carrier 32 having the support shaft of the planetary gear 31 is restricted, the planetary gear 31 rotates at that position and transmits the power to the internal gear 33. That is, the output-side internal gear 33 that transmits to the toner conveying screw 104 for supplying the toner of the toner conveying portion rotates.

カムシャフト12が回転し、カム13が突起32aに契合する位置から外れると、キャリア33の回転は規制されない。このとき、太陽ギア30の回転は、遊星ギア31に伝わるが、内歯ギア33にはトナー搬送スクリュー104へ動力を伝達しているアイドラ110(図8・図11)が噛合していて回転負荷がかかった状態である。そのため、遊星ギア31が公転し、遊星ギア31に回転軸が形成されたキャリア33が回される。   When the camshaft 12 rotates and the cam 13 deviates from the position where it engages with the protrusion 32a, the rotation of the carrier 33 is not restricted. At this time, the rotation of the sun gear 30 is transmitted to the planetary gear 31, but the idler 110 (FIGS. 8 and 11) that transmits power to the toner conveying screw 104 meshes with the internal gear 33, and the rotational load It is in the state where it took. Therefore, the planetary gear 31 revolves, and the carrier 33 having a rotation shaft formed on the planetary gear 31 is rotated.

つまり、動力が伝わって回転している太陽ギア30の回転は、回転規制されていなく負荷のかかっていないキャリア33に回転が伝わり、回転負荷がかかった内歯ギア33の回転は停止される。   In other words, the rotation of the sun gear 30 that is rotated by transmission of power is transmitted to the carrier 33 that is not restricted in rotation and is not loaded, and the rotation of the internal gear 33 that is subjected to the rotation load is stopped.

このようにして、カムシャフト12が回転し、カム13が、キャリア33の回転をON/OFFすることで、駆動力をトナー搬送スクリュー104側に伝達する出力のOFF/ONの制御を行なう。   In this way, the camshaft 12 rotates and the cam 13 turns on / off the rotation of the carrier 33, thereby controlling the output to be transmitted to the toner conveying screw 104 side.

上記複数の遊星歯車機構25・26・27・28が、1つの駆動モータ1からの動力を、複数の被駆動手段としての、各トナー容器におけるトナー搬送スクリュー104とトナー攪拌羽根71・72・73・74とに伝達する駆動切替え手段である。   The plurality of planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28 use the power from one drive motor 1 as a plurality of driven means, and the toner conveying screw 104 and the toner stirring blades 71, 72, and 73 in each toner container. Drive switching means for transmitting to 74.

また、遊星歯車機構25・26・27・28への動力伝達は段ギア3からギア列を介して別ルートのギア列で伝えられる。   Further, power transmission to the planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28 is transmitted from the step gear 3 through a gear train to another gear train.

図15を参照して、例えば、Y色トナー搬送部の駆動切替えのための遊星歯車機構25へ動力を伝えるルートは次ぎのようになる。即ち、2段ギア3からアイドラギア34、隣りのM色トナー搬送部用遊星歯車機構26の入力ギア35、アイドラギア36、を経てY色トナー搬送部の遊星歯車機構25のギア29へ繋がるルートである。   Referring to FIG. 15, for example, the route for transmitting power to the planetary gear mechanism 25 for switching the drive of the Y color toner conveyance unit is as follows. That is, the second gear 3 is connected to the idler gear 34, the input gear 35 of the adjacent planetary gear mechanism 26 for the M-color toner transport unit 26, and the idler gear 36 to the gear 29 of the planetary gear mechanism 25 of the Y-color toner transport unit. .

C色、K色の各トナー搬送部も同じようにトナー搬送部用遊星歯車機構の入力ギアとその間のアイドラギアで繋がり、夫々のトナ−搬送部用遊星歯車機構を介し搬送スクリュー104まで駆動が伝えられるように構成している。   Similarly, each of the C-color and K-color toner conveying portions is connected by an input gear of the planetary gear mechanism for the toner conveying portion and an idler gear therebetween, and the drive is transmitted to the conveying screw 104 via each planetary gear mechanism for the toner conveying portion. It is configured to be able to.

前述したように、ソレノイド48の励磁・励磁解除を制御することで、バネクラッチ機構TをON・OFFして、カムシャフト12を所定角度回転させることができる。カム13・14・15・16はカムシャフト12に対し所定角度ずつ位相を変えて取り付けられている。そして、ソレノイド48の励磁・励磁解除を繰り返すことにより、前記遊星歯車機構25・26・27・28のキャリア32の突起部32aに係合する位置に順次くるよう配置されている。また、かさ歯車11にはセンサー板45がとりつけられており、前記ホームポジション用の割付溝10でかさ歯車11が停止した時、センサー44で検知できるようになっている。これは動作途中で電源を切るなり停止した時、どの色のトナーから供給を始めてよいかわからないので、一度、ホームポジションまで回転させて動作を始めるためである。   As described above, by controlling the excitation / excitation of the solenoid 48, the spring clutch mechanism T can be turned ON / OFF to rotate the camshaft 12 by a predetermined angle. The cams 13, 14, 15, and 16 are attached to the camshaft 12 by changing the phase by a predetermined angle. Then, by repeating excitation / excitation of the solenoid 48, the planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28 are arranged so as to come sequentially to positions that engage with the protrusions 32 a of the carrier 32. Also, a sensor plate 45 is attached to the bevel gear 11 so that the sensor 44 can detect when the bevel gear 11 stops in the allocation groove 10 for the home position. This is because when the power is turned off or stopped during the operation, it is not known from which color toner the supply can be started, so that the operation is started once rotated to the home position.

図19・図20・図21に、それぞれ、1つのトナー容器におけるトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の正面図・上面図・背面図を示す。図22は、図20における(22)−(22)線視の断面図である。図23は、図20における(23)−(23)線視の断面図である。このトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の構成は、第1〜第4のトナー容器331Y・331M・331C・331Kの各トナー容器とも同じ構成である。   19, 20, and 21 are a front view, a top view, and a rear view, respectively, of the toner conveyance / stirring / drive switching device in one toner container. 22 is a cross-sectional view taken along line (22)-(22) in FIG. 23 is a cross-sectional view taken along line (23)-(23) in FIG. The configuration of the toner conveying / stirring / drive switching device is the same for each of the first to fourth toner containers 331Y, 331M, 331C, and 331K.

103はトナー容器の中のトナーの攪拌を行なうトナー攪拌羽根71(72・73・74)と一体に回転するトナー攪拌羽根ギアである。105はトナー搬送スクリュー104と一体に回転するトナー搬送スクリューギアである。   A toner agitation blade gear 103 rotates integrally with the toner agitation blades 71 (72, 73, 74) for agitating the toner in the toner container. A toner conveying screw gear 105 rotates integrally with the toner conveying screw 104.

トナー攪拌羽根ギア103は、図19〜図23のように、伝達アイドラギア106・107・108・109を介して入力ギア61bと噛合っている。トナー搬送スクリューギア105は伝達アイドラギア109・110を介して、駆動切替え手段としての遊星歯車機構(遊星歯車機構を用いたクラッチ機構)25(26・27・28)と噛合っている。   The toner stirring blade gear 103 meshes with the input gear 61b via transmission idler gears 106, 107, 108, and 109 as shown in FIGS. The toner conveying screw gear 105 meshes with a planetary gear mechanism (clutch mechanism using a planetary gear mechanism) 25 (26, 27, 28) as drive switching means via transmission idler gears 109 and 110.

遊星歯車機構25・26・27・28に対し切替え動作を作動させるための複数の制御子、その複数の制御子に対する動作信号、及び制御アクチュエ−タについて説明する。   A description will be given of a plurality of control elements for operating the planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28, operation signals for the plurality of control elements, and a control actuator.

駆動モ−タ1の回転は、駆動モータ1に固着されたドライブギア2から2段ギア3に伝わる。そして、2段ギア3から軸4を介してギア5と、ギア5と噛合うギア6を経て、バネクラッチ機構Tを含む駆動切替え機構部に切替え信号を送る切替え制御部分(駆動切替え部分)へ伝えられる。   The rotation of the drive motor 1 is transmitted from the drive gear 2 fixed to the drive motor 1 to the two-stage gear 3. Then, from the two-stage gear 3 through the shaft 4 to the gear 5 and the gear 6 that meshes with the gear 5, to the switching control portion (drive switching portion) that sends a switching signal to the drive switching mechanism portion including the spring clutch mechanism T. Reportedly.

切替え制御部分は、駆動切替え手段である遊星歯車機構25・26・27・28のキャリア32部分に形成された突起32aを係止する位置に、それぞれ、制御子としてのカム(突出形状部)13〜16を形成したカムシャフト(制御軸)12を有する。即ち、複数の制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状(カム)13・14・15・16からなる制御軸の形態である。この複数のカム13・14・15・16は同じ軸を中心とし個々に位相が異なる。そして、ソレノイド48にてカムシャフト12の回転が停止するバネクラッチ機構Tを有する。この制御軸としてのカムシャフト12の回転をON・OFFさせるソレノイド構造が制御アクチュエータである。そして、制御子としての4つのカム13・14・15・16に対する動作信号を、カム13・14・15・16の数よりも少ない制御アクチュエータで制御している。本実施例では、4つのカム13・14・15・16に対する動作信号は、1つの制御アクチュエータで制御し、それぞれのカム13・14・15・16に対し個々の制御値である。   The switching control portions are cams (protruding shape portions) 13 as control elements at positions where the projections 32a formed on the carrier 32 portions of the planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28 as drive switching means are locked. Have a camshaft (control shaft) 12 formed with .about.16. In other words, the plurality of control elements are in the form of control shafts having projecting shapes (cams) 13, 14, 15, 16 having different phases from each other around the same axis. The plurality of cams 13, 14, 15, and 16 are centered on the same axis and have different phases. The solenoid 48 has a spring clutch mechanism T that stops the rotation of the camshaft 12. A solenoid structure for turning on / off the rotation of the camshaft 12 as a control shaft is a control actuator. The operation signals for the four cams 13, 14, 15, and 16 as control elements are controlled by a control actuator that is smaller than the number of cams 13, 14, 15, and 16. In this embodiment, the operation signals for the four cams 13, 14, 15, 16 are controlled by one control actuator, and are individual control values for the respective cams 13, 14, 15, 16.

カムシャフト12のカム13・14・15・16が、それぞれ、第1〜第4の4つのトナー容器331Y・331M・331C・331Kのトナー搬送・攪拌機構に対応して配置されており、カムシャフト12と一体的に回転する。ソレノイド48のON/OFFによって、回転しているカムシャフト12を、カムシャフトに設けた回転位置検出手段(ロ−タリエンコ−ダ等の装置)で検出して、所定の位置で、所定の時間停止させる事が可能となる。   Cams 13, 14, 15, and 16 of the camshaft 12 are disposed corresponding to the toner conveying / stirring mechanisms of the first to fourth toner containers 331 Y, 331 M, 331 C, and 331 K, respectively. 12 and rotate integrally. When the solenoid 48 is turned ON / OFF, the rotating camshaft 12 is detected by a rotation position detecting means (an apparatus such as a rotary encoder) provided on the camshaft and stopped at a predetermined position for a predetermined time. It is possible to make it.

次に、駆動切替え装置の動作について、手順を追って説明する。図24A・図24Bのフロ−チャ−トは、駆動切替え装置200の制御を表し、これらは、制御デバイス350の中に組み込まれている。コピ−開始の信号にて、設定コピ−枚数と記録画像を認識し、第1〜第4の各色の画像形成部Y・M・C・Kのドラム301への書き込み記録画像の映像信号より、「画像信号−トナー量比較」テ−ブルにて記録画像に必要な使用トナー量を予測算出する。その使用量を補充するためのトナー補給スクリュー104の回転数(時間)を「補給トナー量−スクリュー回転数」テ−ブルで算出する。そして、各色のカム13・14・15・16の静止時間を計算する。そして、S8の色判別部の制御にて、色順(Y・M・C・Kの順)で、前記のカム静止時間カム静止ソレノイド48を順次動作させ切替る。つまり、Y色位置でカムをY補給時間静止させ、駆動モ−タをONにして、Y色の搬送スクリューを回転させ、この静止時間の分、Yトナ−を搬送補給する。同様に、S9からS14のステップをM色・C色・K色の順に行なわせ、K色終了の後、色判別部の制御にて、S15のステップに進み、一枚の画像形成分のトナ−が搬送される。これらのステップを順次行い、S1の枚数カウントにて、所定枚数カウントされると、S16のステップに進み、コピ−終了となる。ここで、トナー補給・攪拌の駆動源である駆動モ−タ1は画像形成と共に回転させている。   Next, the operation of the drive switching device will be described step by step. The flow charts of FIGS. 24A and 24B represent the control of the drive switching device 200, and these are incorporated in the control device 350. Based on the copy start signal, the set number of copies and the recorded image are recognized, and from the video signal of the recorded image to be written to the drum 301 of each of the first to fourth image forming units Y, M, C, and K, The “use amount of toner necessary for recording image” is predicted and calculated in the “image signal-toner amount comparison” table. The number of rotations (time) of the toner replenishing screw 104 for replenishing the amount used is calculated from the “replenished toner amount−screw rotation number” table. Then, the stationary time of each color cam 13, 14, 15, 16 is calculated. Then, under the control of the color discriminating unit in S8, the cam stationary time cam stationary solenoid 48 is sequentially operated and switched in the color order (in order of Y, M, C, and K). That is, the cam is stopped at the Y color position for the Y replenishment time, the drive motor is turned on, the Y color transport screw is rotated, and the Y toner is transported and replenished for the rest time. Similarly, the steps from S9 to S14 are performed in the order of M color, C color, and K color, and after the K color is completed, the process proceeds to step S15 under the control of the color discriminating unit. -Is conveyed. These steps are sequentially performed, and when the predetermined number of sheets is counted in S1, the process proceeds to step S16 and the copying is completed. Here, the driving motor 1 as a driving source for toner replenishment / stirring is rotated together with image formation.

従って、前述のように、駆動モ−タ1とギア列でつながっている攪拌羽根・遊星ギア駆動切替えの太陽ギアと切替え制御部分のバネクラッチ機構Tの駆動入力環46は回転している。   Therefore, as described above, the agitating blade / planetary gear drive switching sun gear connected to the drive motor 1 through a gear train and the drive input ring 46 of the spring clutch mechanism T of the switching control portion are rotating.

ここで、例えば、第1の画像形成部Yの現像装置303への第1のトナー容器331Yからのトナー搬送は、制御デバイス350からの信号で、カム静止ソレノイド48を駆動させてカムシャフト12を回転させる。そして、第1のトナー容器331Yに対応する遊星歯車機構25のキャリア32の突起32aを停止させる位置でカム13を所定時間静止させる。この所定時間の静止期間において、第1のトナー容器331Yのトナー搬送スクリュー104に遊星歯車機構25の出力側ギアが回転し、アイドラギアを介して第1のトナー容器331Yのトナー搬送スクリュー104が回転する。これにより、トナー搬送筒部333の開口部335から現像装置303の現像室325内に所定の計算量のY色トナーが補給される。   Here, for example, in the toner conveyance from the first toner container 331Y to the developing device 303 of the first image forming unit Y, the cam shaft 12 is driven by driving the cam stationary solenoid 48 by a signal from the control device 350. Rotate. Then, the cam 13 is stopped for a predetermined time at a position where the protrusion 32a of the carrier 32 of the planetary gear mechanism 25 corresponding to the first toner container 331Y is stopped. During the stationary period of the predetermined time, the output side gear of the planetary gear mechanism 25 rotates on the toner conveying screw 104 of the first toner container 331Y, and the toner conveying screw 104 of the first toner container 331Y rotates via the idler gear. . As a result, a predetermined calculated amount of Y color toner is supplied into the developing chamber 325 of the developing device 303 from the opening 335 of the toner conveying cylinder 333.

同様の制御手順で、第2〜第4の画像形成部M・C・Kの現像装置303にも対応するトナー容器331M・331C・331Kから適時・適量のトナー補給がなされ、所定コピ−完了後、駆動がOFFされ、画像コピ−が終了する。   In a similar control procedure, the toner containers 331M, 331C, and 331K corresponding to the developing devices 303 of the second to fourth image forming units M, C, and K are replenished in a timely and appropriate amount, and after a predetermined copy is completed. The drive is turned off and the image copy is completed.

上記のように、駆動切替え手段とその制御子とを複数備え、複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御する。これにより、駆動源と制御アクチュエ−タの数が減り、装置構成の簡易となり、装置の小型軽量化・駆動エネルギ−(電力)の省エネ化の効果がある。   As described above, a plurality of drive switching means and its control elements are provided, and operation signals for the plurality of control elements are controlled by a control actuator that is smaller than the number of control elements. As a result, the number of drive sources and control actuators is reduced, the device configuration is simplified, and there is an effect of reducing the size and weight of the device and saving the drive energy (electric power).

さらに、回転を発生させる駆動源は1つの駆動源であって、制御子に対する動作信号は1つの制御アクチュエ−タで制御し、それぞれの制御子に対して個々の制御値をとることが可能であるので、簡易な装置構成で複雑な制御切替えが可能となる効果がある。   Further, the drive source for generating the rotation is one drive source, and the operation signal for the controller is controlled by one control actuator, and it is possible to take individual control values for each controller. Therefore, there is an effect that complicated control switching is possible with a simple device configuration.

さらに、駆動切替え手段は、遊星歯車機構を用いたクラッチ機構で、制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状からなる制御軸で、制御アクチュエ−タは制御軸の回転をON/OFFさせるソレノイド構造である。この構成により、簡易な装置構成である効果と合わせて、簡単な制御方法で個々に駆動切替えできる効果がある。   Further, the drive switching means is a clutch mechanism using a planetary gear mechanism, the controller is a control shaft having a protruding shape with the same axis as the center and different phases, and the control actuator turns on the rotation of the control shaft. Solenoid structure to be turned off / off. With this configuration, in addition to the effect of a simple device configuration, there is an effect that the drive can be switched individually by a simple control method.

さらに、画像形成装置及びその被駆動手段を、カラー画像形成装置の各スクリューの回転トナー搬送手段と各トナー収納部のトナー攪拌手段とすることで、複雑化したトナー補給搬送・攪拌機構を構成が簡単で取り扱い易くなる。これにより、画像形成装置の小型化・安価な構成で実現することのできる効果がある。   Furthermore, a complicated toner replenishment conveyance / stirring mechanism is configured by using the image forming apparatus and its driven means as rotating toner conveying means for each screw of the color image forming apparatus and toner agitating means for each toner storage unit. Simple and easy to handle. Thereby, there is an effect that can be realized with a downsized and inexpensive configuration of the image forming apparatus.

前述したように、従来のカラー画像形成装置では、白黒機に対し、画像作成過程で多くの駆動切替え機構や駆動源を必要としている。特に、トナー補給機構部分の駆動切替えにおいて、各色ごとに切替え機構・駆動源が存在するような複雑な機構を有していた。これら駆動切替え機構や駆動源の増加は、装置構成を複雑化し機能の信頼性を悪化させたり、動力エネルギ−を増やし省エネの阻害要因であった。これらの機構を簡易な構成とし、駆動源を減らし、取り扱い易く、小型化軽量・安価な構成で実現する駆動切替え機構が望まれていた。   As described above, the conventional color image forming apparatus requires a large number of drive switching mechanisms and drive sources for the monochrome machine in the image creation process. In particular, in the drive switching of the toner replenishing mechanism portion, a complicated mechanism is present in which a switching mechanism and a driving source exist for each color. The increase in these drive switching mechanisms and drive sources is a factor that obstructs energy saving by complicating the device configuration and deteriorating the reliability of the function, increasing the motive energy. There has been a demand for a drive switching mechanism that has a simple configuration, reduces the number of drive sources, is easy to handle, and is small, light, and inexpensive.

そこで、本実施例では、1つの駆動源(モ−タ)1からの動力を、複数の遊星クラッチと、1つのアクチュエ−タ(ソレノイド)とで構成する事で駆動切替えする機構にしている。この構成にて、1つの駆動源と1つのアクチュエータとを用いて複数の被駆動部へ動力を選択的に伝達する動力伝達装置である。特に、課題となっているカラートナーの補給搬送機構で、複数(4色)のカラートナーの搬送(スクリュー)と攪拌との回転制御を行なわせることができる。複数個のモ−タが一つになる。これにより、消費電力を下げることができ、また、減速装置等のギア系列の共有が可能で、駆動ユニット重量の低減や省スペ−ス化、さらに、電源の小型化や駆動源を減らすことで信頼性向上に、そして、装置全体の小型軽量化等を得る事ができる。   Therefore, in this embodiment, a mechanism for switching the drive is provided by configuring the power from one drive source (motor) 1 with a plurality of planetary clutches and one actuator (solenoid). With this configuration, the power transmission device selectively transmits power to a plurality of driven parts using one drive source and one actuator. In particular, the color toner replenishment and conveyance mechanism, which is a problem, can be controlled to rotate a plurality (four colors) of color toner (screws) and agitation. A plurality of motors become one. As a result, the power consumption can be reduced, the gear system such as the speed reducer can be shared, the drive unit weight can be reduced and the space can be saved, the power supply can be downsized and the drive source can be reduced. The reliability can be improved, and the entire apparatus can be reduced in size and weight.

[第2実施例]
図25・図25により第2実施例について説明する。本実施例では、遊星歯車機構25(26・27・28)の出力側ギア列に、さらに、トナー補給スクリューギア201とトナー攪拌部材への駆動入力ギア202を配置する。そして、駆動源の駆動モ−タ1の正転と逆転で、その駆動力を切替える揺動ア−ム切替え機構203を配置した。図25では、揺動ア−ムがトナー補給スクリューギア201側に切替えりトナー補給スクリュー104が回転する。図26では、揺動ア−ムがトナー攪拌部材への駆動入力ギア202側に切替えりアイドラギア列206を経てトナー攪拌羽根71(72・73・74)が回転する。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a toner supply screw gear 201 and a drive input gear 202 to the toner agitating member are further arranged in the output side gear train of the planetary gear mechanism 25 (26, 27, 28). Then, a swing arm switching mechanism 203 that switches the driving force between the forward rotation and the reverse rotation of the drive motor 1 of the drive source is arranged. In FIG. 25, the swing arm is switched to the toner supply screw gear 201 side, and the toner supply screw 104 rotates. In FIG. 26, the swing arm is switched to the drive input gear 202 side to the toner stirring member, and the toner stirring blade 71 (72, 73, 74) rotates through the idler gear train 206.

本実施例は、補給用トナーがボックスや筒状の容器に入った装置において、容器内のトナーが凝集し、イニシャル時の攪拌トルクが増え、大きな攪拌駆動源が必要とする場合でも、各色ごとに駆動させることで対応させた事例を示す。これにより、駆動源の駆動モ−タ1のパワ−を減らし、消費電力や電源回路を省エネ化することができる。   In this embodiment, in a device in which toner for replenishment is contained in a box or a cylindrical container, the toner in the container aggregates, the stirring torque at the initial time increases, and even when a large stirring drive source is required, each color An example of handling by driving is shown. Thereby, the power of the drive motor 1 of the drive source can be reduced, and the power consumption and the power supply circuit can be saved.

[第3実施例]
図27・図28により第3実施例について説明する。実施例は、駆動源である駆動モ−タ1と遊星歯車機構25・26・27・28の入力側プ−リ間をベルト210と211にてつないだ構成である。駆動伝達手段をギアからベルトに替えたものである。特に、ベルト駆動伝達手段では、ベルトの撓み駆動源回転のON/OFF時の衝撃にベルトのたるみを吸収する機構が必須であるが、本発明の駆動切替え装置では、駆動は連続で切替えられる。そのため、さらに有利で、このベルト210・211と遊星歯車機構25・26・27・28との組合せで、なおいっそうのシンプルな切替え機構の提案となる。
[Third embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIGS. In the embodiment, belts 210 and 211 connect the driving motor 1 as a driving source and the input side pulleys of the planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28. The drive transmission means is changed from a gear to a belt. In particular, in the belt drive transmission means, a mechanism that absorbs the slack of the belt to the impact at the time of ON / OFF of the belt bending drive source rotation is essential, but in the drive switching device of the present invention, the drive is continuously switched. Therefore, it is more advantageous, and a combination of the belts 210 and 211 and the planetary gear mechanisms 25, 26, 27, and 28 provides a simpler switching mechanism.

図では、トナー攪拌ギア側の駆動は、図を見やすくするため省略しているが、第1実施例や第2実施例の駆動切替え装置と同様の効果を得る事ができる。   In the drawing, the driving on the toner stirring gear side is omitted for the sake of clarity, but the same effect as that of the drive switching device of the first embodiment or the second embodiment can be obtained.

以上の各実施例は、本発明の駆動切替え装置を、画像形成装置のトナー補給搬送部分に使用した例であるが、これ以外のドラム駆動部分の黒画像とカラー画像の時の切替えや、給紙部分の複数段のカセットの個々の駆動切替えにも適応可能である。また、搬送部の片面・両面時の紙パス駆動切替えや、搬送路中の用紙搬送速度切替えにも適応可能である。いずれもの場合でも、駆動切替え機構を簡略化し、駆動源・切替えクラッチ・ソレノイドを減らし、小型化・省エネで安価な装置構成で実現することができる。   Each of the above embodiments is an example in which the drive switching device according to the present invention is used for the toner replenishment conveyance portion of the image forming apparatus. It can also be applied to individual drive switching of a plurality of cassettes in the paper portion. Further, the present invention can also be applied to paper path drive switching when the conveyance unit is single-sided or double-sided and paper conveyance speed switching in the conveyance path. In any case, the drive switching mechanism can be simplified, the number of drive sources, switching clutches, and solenoids can be reduced, and the device can be realized with a small size, energy saving, and an inexpensive apparatus configuration.

本発明は、コンピュータ等の情報出力装置・複写機・ファクシミリ等の画像形成装置などの装置におけるトナー補給搬送部分の駆動切替え装置や給紙ロ−ラ駆動や搬送ロ−ラ駆動や両面搬送駆動の切替え部分にも応用可能である。また、現像駆動・ドラム・中間転写体の駆動等を始めとする駆動機構の速度切替え・ON/OFF切替え・正転/逆転の切替え部分にも応用可能である。   The present invention relates to a drive switching device, a feed roller drive, a transport roller drive, and a duplex transport drive of a toner replenishment transport portion in an information output device such as a computer, an image forming apparatus such as a copying machine, and a facsimile. It can also be applied to the switching part. The present invention can also be applied to speed switching, ON / OFF switching, and forward / reverse switching portions of a driving mechanism such as development driving, drum and intermediate transfer member driving.

本発明によれば、複雑化した駆動切替え装置を、簡易な機構構成で実現して、特に、カラー画像の画像形成装置を、簡単で取り扱い易く、小型化・省エネで安価な装置構成で実現することができる。   According to the present invention, a complicated drive switching device is realized with a simple mechanism configuration, and in particular, a color image forming apparatus is realized with a simple, easy-to-handle, compact, energy-saving and inexpensive device configuration. be able to.

第1実施例の画像形成装置の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment. 図1の部分的な拡大図Partial enlarged view of FIG. 現像装置の説明図Explanatory drawing of developing device 現像装置とトナー容器の連絡部分を見せた斜視図A perspective view showing a connecting portion between the developing device and the toner container 駆動切替え装置全体を正面から見た斜視図Perspective view of the entire drive switching device as seen from the front 同じく裏側から見た斜視図A perspective view seen from the back side 図6の一部切り欠き図Partial cutaway view of FIG. 駆動切替え装置全体の正面図Front view of the entire drive switching device 駆動切替え装置全体の上面図Top view of the entire drive switching device 駆動切替え装置全体の背面図Rear view of the entire drive switching device 図9の(11)−(11)線視の断面図Sectional view taken along line (11)-(11) in FIG. 図9の(12)−(12)線視の断面図Sectional view taken along line (12)-(12) in FIG. 図9の(13)−(13)線視の断面図Sectional view taken along line (13)-(13) of FIG. トナー搬送スクリュー駆動系のギア列だけを正面から見た斜視図A perspective view of only the gear train of the toner conveying screw drive system as seen from the front 同じく裏側から見た斜視図A perspective view seen from the back side 駆動モータと駆動切替え部分の斜視図Perspective view of drive motor and drive switching part バネクラッチ機構部分の平面図Plan view of the spring clutch mechanism 遊星歯車機構の説明図Illustration of planetary gear mechanism 1つのトナー搬送・攪拌・駆動切替え装置の正面図Front view of one toner transport / stirring / drive switching device 同じく上面図Same top view 同じく背面図Similarly back view 図20の(22)−(22)線視の断面図20 is a sectional view taken along line (22)-(22) in FIG. 図20の(23)−(23)線視の断面図Sectional view taken along line (23)-(23) in FIG. トナー補給の制御フロー図(その1)Toner replenishment control flowchart (Part 1) トナー補給の制御フロー図(その2)Toner replenishment control flowchart (Part 2) 第2実施例の説明図(その1)Explanatory drawing of 2nd Example (the 1) 第2実施例の説明図(その2)Explanatory drawing of 2nd Example (the 2) 第3実施例の説明図(その1)Explanatory drawing of 3rd Example (the 1) 第3実施例の説明図(その2)Explanatory drawing of 3rd Example (the 2) 従来例のトナー補給搬送機構の説明図(その1)Explanatory drawing of the conventional toner replenishment transport mechanism (part 1) 従来例のトナー補給搬送機構の説明図(その2)Explanatory drawing of the conventional toner replenishment transport mechanism (part 2) 従来例のトナー補給搬送機構の説明図(その3)Explanatory drawing of the conventional toner replenishment transport mechanism (part 3) 従来例のトナー補給搬送機構の説明図(その4)Explanatory drawing of the conventional toner replenishment transport mechanism (part 4) 遊星歯車機構の説明図Illustration of planetary gear mechanism

符号の説明Explanation of symbols

1:駆動モ−タ、12:カムシャフト、13〜16:アクチュエータ駆動部、25〜28:駆動切替え機構、71〜74:トナー攪拌羽根、104:トナー搬送スクリュー   1: drive motor, 12: camshaft, 13-16: actuator drive unit, 25-28: drive switching mechanism, 71-74: toner stirring blade, 104: toner conveying screw

Claims (5)

回転を発生させる1つの駆動源と、前記駆動源からの動力を複数の被駆動手段に伝達する駆動切替え手段と、前記駆動切替え手段に対し切替え動作を作動させるための制御子と、を有し、前記駆動切替え手段と前記制御子とを複数備えた駆動切替え装置であって、
前記複数の制御子に対する動作信号を、制御子の数より少ない制御アクチュエ−タで制御することを特徴とする駆動切替え装置。
One drive source for generating rotation, drive switching means for transmitting power from the drive source to a plurality of driven means, and a controller for operating the drive switching means for switching operation , A drive switching device comprising a plurality of the drive switching means and the controller,
The drive switching device, wherein operation signals for the plurality of control elements are controlled by a control actuator smaller than the number of control elements.
前記複数の制御子に対する動作信号は、1つの制御アクチュエ−タで制御し、それぞれの制御子に対し個々の制御値であることを特徴とする請求項1に記載の駆動切替え装置。   2. The drive switching device according to claim 1, wherein the operation signals for the plurality of control elements are controlled by one control actuator, and are individual control values for the respective control elements. 前記複数の駆動切替え手段は遊星歯車機構を用いたクラッチ機構であり、前記複数の制御子は同じ軸を中心とし個々に位相の異なった突出形状からなる制御軸の形態であり、前記制御アクチュエ−タは前記制御軸の回転をON/OFFさせるソレノイド構造であることを特徴とする請求項1又は2に記載の駆動切替え装置。   The plurality of drive switching means is a clutch mechanism using a planetary gear mechanism, and the plurality of control elements are in the form of control shafts each having a protruding shape with a phase different from each other around the same axis, and the control actuator The drive switching device according to claim 1 or 2, wherein the motor has a solenoid structure for turning on and off the rotation of the control shaft. 駆動切替え装置により駆動切替えされる複数の被駆動手段を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
前記駆動切替え装置が請求項1又は2又は3に記載の駆動切替え装置であるであることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus that has a plurality of driven units that are switched by a drive switching device and forms an image on a recording material,
An image forming apparatus, wherein the drive switching device is the drive switching device according to claim 1, 2, or 3.
前記の複数の被駆動手段は、補給用トナーを収容したトナー収納部から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段と、前記トナー収納部のトナーを攪拌するトナー攪拌手段とであることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。   The plurality of driven means are a toner transporting means for transporting toner from a toner storage unit storing replenishment toner to a developing device, and a toner stirring unit for stirring the toner in the toner storage unit. The image forming apparatus according to claim 4.
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