JP2006184620A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーコンテナ内のトナーの状態によらず、攪拌パドルによる攪拌を円滑にして現像ユニットへのトナー供給を安定化する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナーコンテナ４４のケーシング１内には、トナーＴを攪拌するための攪拌パドル２が回転可能に配置されている。第２ワンウェイギヤ１０は、第１ワンウェイギヤ９に比べてギヤ比（減速比）が大きく、第１ワンウェイギヤ９は、図の反時計回りにのみ駆動力を伝達し、第２ワンウェイギヤ１０は、図の時計回りにのみ駆動力を伝達する。モータ駆動軸６ａが矢印Ａ方向に回転すると、第１ワンウェイギヤ９、ギヤ８、パドル入力ギヤ５を介して支軸２ａに矢印Ｂ方向の回転力が伝達され、モータ駆動軸６ａが矢印Ａ′方向に回転すると、第２ワンウェイギヤ１０、ギヤ７、ギヤ８、パドル入力ギヤ５を介して支軸２ａに矢印Ｂ方向の高トルクの回転力が伝達される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、現像ユニットにトナーを供給するトナーコンテナ内のトナー攪拌方法に関するものである。

コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤（以下、トナーという）が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。

図６は、現像ユニット２１を用いた従来の画像形成装置（例えばプリンタ）１００である。この画像形成装置１００は、感光体ドラム４１、帯電部４２、画像書込部（レーザスキャンユニット）４３、現像ユニット２１、トナーコンテナ４４、トナーコンテナ検知センサ４５、転写部４６、クリーニング部４７、シート収容部５１、搬送部５２、定着部５３、および排紙部５４から構成されている。

感光体ドラム４１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部４２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する画像書込部４３からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ―Ｓｉ）等が好ましい。

帯電部（帯電チャージャー）４２は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム４１の表面を帯電させるものである。例えば帯電部４２は、細いワイヤー等を有しており、これを電極として、高電圧を印加されることで放電するようになっている。画像書込部（ＬＳＵ）４３は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム４１に照射させ、その感光体ドラム４１に静電潜像を形成させるものである。なお、画像データは不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信されたものである。

現像ユニット２１は、感光体ドラム４１の静電潜像にトナーを付着させて、トナー像を形成させるものである。なお、現像ユニット２１に収容されている現像剤としては、例えばトナーとキャリアとから構成される２成分現像剤やトナーのみから構成される１成分現像剤が挙げられる。

トナーコンテナ４４は、画像形成装置１００に着脱自在に設けられており、現像ユニット２１内部のトナーが不足するようになれば、その現像ユニット２１にトナーを供給するとともに、トナーを貯留しておくものである。また、トナーコンテナ４４の詳細については後述する。トナーコンテナ検知センサ４５は、トナーコンテナ４４の装着の有無を検知する。

転写部４６は、感光体ドラム４１表面に形成されたトナー像を乱さずに搬送部５２を搬送されてくるシートに移行させるものである。クリーニング部４７は、トナー像がシートに移行（転写）された後に、感光体ドラム４１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するものである。例えば、感光体ドラム４１の長手方向に線接触するブレード材等が挙げられる。シート収容部５１は、最終的に画像（トナー像）が印刷されるシート（用紙やＯＨＰ等）を収容するとともに、搬送部５２にシートを送り出すものである。

搬送部５２は、シート収容部５１から排紙部５４までのシートの通路であり、定着部５３は、シートに転写されたトナー像を安定な永久像とするものであり、例えば熱や圧力等のエネルギーを付与することにより、粉体状態のトナー像を溶融させるものである。排紙部５４は、定着部５３を経たシート、すなわち永久像が印刷されたシートを収容するものである。

そして、予め入力された画像データに基づいて、ＬＳＵ４３が感光体ドラム４１上にレーザビーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像をその感光体ドラム４１表面に形成させる。その後、現像ユニット２１が、静電潜像にトナーを付着させるとともに（トナー像を形成させるとともに）、転写部４６が、シートにそのトナー像を転写させる。次に、定着部５３が、そのトナー像の転写されたシートに熱等を加え、永久像とさせるようになっている。

図７は、トナーコンテナ４４の概略平面図であり、図８は、図７の矢印Ｃ方向から見た側面断面図、図９はトナーコンテナ４４を下方向から見た斜視図である。図７に示すように、トナーコンテナ４４は、ケーシング（筐体）１、攪拌パドル２、搬送スクリュー３を含む構成である。ケーシング１は、トナーを貯留する容器であり、このケーシング１内に攪拌パドル２及び搬送スクリュー３が互いに平行に配設されている。

攪拌パドル２は、支軸２ａを中心とし、その周囲に先端が回転方向に湾曲した第１攪拌羽２ｂと、トナーが通過する窓部が形成された平板状の第２攪拌羽２ｃとから成る一対の攪拌羽２ｂ、２ｃを、軸方向に互い違いの位置に２組設けた構成になっており、ケーシング１に回転可能に軸支されている。攪拌パドル２が図８の矢印Ｂ方向に回転することにより、ケーシング１に貯留されているトナーが攪拌されて搬送スクリュー３に導かれる。なお、図８では搬送スクリュー３は記載を省略している。搬送スクリュー３は、支軸３ａを中心とし、その周囲に螺旋羽３ｂを設けた構成となっており、所定方向に回転することにより、図９に示すケーシング１の底面に設けられたトナー供給口４より現像ユニット２１（図６参照）にトナーを供給する。

次に、トナーコンテナ４４内の攪拌パドル２の駆動について説明する。図１０（ａ）は、トナーコンテナ４４の駆動機構を示す概略平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の左側から見た側面図である。なお、説明の便宜のため、搬送スクリュー３は記載を省略している。支軸（駆動入力軸）２ａの一端には、攪拌パドル２に駆動力を入力するパドル入力ギヤ５が固定されている。６は攪拌パドル２を回転駆動するためのモータであり、モータ駆動軸（駆動出力軸）６ａは、ギヤ７、８から成るギヤ列を介してパドル入力ギヤ５に連結されている。

図１０（ｂ）においてモータ駆動軸６ａを矢印Ａ方向に回転させることにより、ギヤ７、８がそれぞれ矢印方向に回転し、パドル入力ギヤ５とともに攪拌パドル２も矢印Ｂ方向に回転してケーシング１内のトナーＴが攪拌され、搬送スクリュー３及びトナー供給口４（図７、図９参照）を介して現像ユニット２１（図６参照）にトナーが供給される。

このような画像形成装置では、装置を長期間作動させずにトナーコンテナ４４を装置内部に装着していた場合、或いは長期間保管していたトナーコンテナ４４を装置に装着した場合には、トナーコンテナ４４内部のトナーが自重によって締まった状態となっている。このようにトナーが締まった状態になると、攪拌パドル２の回転トルクが増大し、モータ６が回転不能となる場合がある。

モータ６として高トルクモータを使用するか、複数のギヤによる減速機構を設けることも考えられるが、トナーが締まった状態に必要なトルクを見込んだ高トルクモータを使用すると、装置が大型化、高コスト化してしまい、減速機構を用いると、通常のトナー攪拌時に攪拌パドル２の回転速度を確保するためモータ６を高速回転させる必要があり、モータ寿命が短くなるという問題点があった。

トナーコンテナ内のトナーを現像ユニットに確実に供給する方法としては、例えば特許文献１には、攪拌パドルを所定のタイミングで逆回転させ、逆回転時に攪拌パドルを軸方向に移動させることにより、トナー供給口付近に滞留したトナーを押し出して除去する画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２には、トナーボトルの近傍にバイブレータやハンマー部材等のトナー剥離手段を設けておき、トナー供給後においても画像濃度が所定濃度に達していない場合は剥離手段を用いてトナーボトル内に付着したトナーを剥離させて、現像ユニットへのトナー供給を円滑にするとともにボトル内のトナーを完全に消費させる現像ユニットが開示されている。

しかしながら、特許文献１の方法では、攪拌パドルの回転トルクは回転方向によらず一定であるため、トナーが締まった状態で攪拌可能とするためには高トルクモータを使用する必要があり、また、特許文献２の方法では、トナー剥離手段を別途設ける必要があり、現像ユニット及びそれを搭載する画像形成装置の構造の複雑化やコストアップにつながるため、十分な方法とはいえなかった。
特開平１１−１３３７４４号公報 特開平８−１２３１７３号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、トナーコンテナ内のトナーの状態によらず、攪拌パドルによる攪拌を円滑にして現像ユニットへのトナー供給を安定化する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、該像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ユニットと、該現像ユニットに供給するトナーを貯留するトナーコンテナと、を備えた画像形成装置において、前記トナーコンテナは、貯留されるトナーの攪拌及び前記現像ユニットへの供給を行う攪拌パドルと、該攪拌パドルに回転力を付与する正逆回転可能な駆動手段と、前記攪拌パドルの駆動入力軸と前記駆動手段の駆動出力軸を連結する駆動伝達手段とを備えており、前記駆動手段は、所定方向への回転時は他の方向への回転時以上のトルクで前記攪拌パドルを回転させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記駆動伝達手段は、前記駆動入力軸に連結されるギヤ列と、該ギヤ列に連結されるギヤ比及び駆動力伝達方向の異なる２枚のワンウェイギヤとから成り、前記２枚のワンウェイギヤは、それぞれ異なる経路で前記ギヤ列と前記駆動出力軸とを連結することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記２枚のワンウェイギヤは、前記ギヤ列の末端に位置するギヤ及び末端から２枚目のギヤのうちいずれか一方と、前記駆動出力軸とをそれぞれ連結することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、装置の電源がＯＮされた時に、前記駆動手段を高トルク出力可能な方向に所定時間回転させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナーコンテナが装置本体から着脱自在に構成されており、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記トナーコンテナの有無を検知する検知手段とを有し、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が無から有に変化した時に、前記駆動手段を高トルク出力可能な方向に所定時間回転させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記２枚のワンウェイギヤは、前記ギヤ列の末端に位置するギヤと、前記駆動出力軸とを並列に連結することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、装置の電源がＯＮされた時に、前記駆動手段の回転方向を小刻みに変化させて所定時間回転させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナーコンテナが装置本体から着脱自在に構成されており、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記トナーコンテナの有無を検知する検知手段とを有し、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が無から有に変化した時に、前記駆動手段の回転方向を小刻みに変化させて所定時間回転させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記駆動手段は、所定の周期の駆動波形を用いて駆動制御されるステッピングモータであることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、攪拌パドルに回転力を付与する駆動手段を正逆回転可能とし、所定方向への回転時に他の方向に比べ高トルクで攪拌パドルを回転させることにより、装置を長期間作動させなかった場合、或いはコンテナ交換時に長期間保管していたトナーコンテナを装着した場合等、トナーコンテナ内部のトナーが締まった状態である場合には駆動手段を所定方向に回転させて攪拌パドルを高トルクで回転させることにより、締まった状態のトナーを容易に攪拌可能とする。また、駆動手段に対する負荷が低減され、駆動手段の低トルク化、長寿命化が可能になるとともに、攪拌パドルの軸径や攪拌羽の肉厚も小さくできるため、画像形成装置の軽量化、低コスト化にも貢献する。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、駆動伝達手段を、駆動入力軸に連結されるギヤ列と、該ギヤ列に連結されるギヤ比及び駆動力伝達方向の異なる２枚のワンウェイギヤとで構成し、２枚のワンウェイギヤにより、それぞれ異なる経路でギヤ列と駆動出力軸とを連結させることにより、駆動手段を正逆両方向に回転させた場合でも、駆動入力軸に対して駆動力が同時に相反する方向に作用せず、さらに２枚のワンウェイギヤのギヤ比が異なるため、簡易な構成で所定方向の回転トルクを大きくすることができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、ギヤ列の末端に位置するギヤ及び末端から２枚目のギヤのうちいずれか一方と駆動出力軸とをそれぞれ異なるワンウェイギヤで連結することにより、駆動手段を正逆両方向に回転させた場合でも攪拌パドルの回転方向は同一方向となり、締まった状態のトナーを攪拌する場合は、ギヤ比の大きいワンウェイギヤが連結された経路を用いて攪拌パドルを高トルク回転させることができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置において、装置の電源ＯＮ時に、制御手段を用いて駆動手段を高トルク出力させる制御を行うことにより、トナー攪拌不可による装置の停止を未然に防止する。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、トナーコンテナが装置本体から着脱自在に構成されている場合、装置内部のトナーコンテナの交換時にトナーコンテナの装着を検知して、駆動手段を高トルク出力させる制御を行うことにより、トナー攪拌不可による装置の停止を未然に防止する。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、ギヤ列の末端に位置するギヤと駆動出力軸とを２枚のワンウェイギヤで並列に連結することにより、攪拌パドルも駆動手段の回転に合わせて正逆両方向に回転し、さらに所定方向には高トルク回転可能となるため、駆動手段の回転方向を小刻みに切り替えて攪拌パドルを揺動させ、締まった状態のトナーを容易にほぐすことができる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成の画像形成装置において、装置の電源ＯＮ時に、制御手段を用いて駆動手段の回転方向を小刻みに変化させて所定時間回転させる制御を行うことにより、締まった状態のトナーを効果的にほぐして攪拌不可による装置の停止を確実に防止する。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第６又は第７の構成の画像形成装置において、トナーコンテナが装置本体から着脱自在に構成されている場合、装置内部のトナーコンテナの交換時にトナーコンテナの有無を検知して、駆動手段の回転方向を小刻みに変化させて所定時間回転させる制御を行うことにより、締まった状態のトナーを効果的にほぐして攪拌不可による装置の停止を確実に防止する。

また、本発明の第９の構成によれば、上記第１乃至第８のいずれかの構成の画像形成装置において、駆動手段としてステッピングモータを用いることにより、正逆回転の高精度な制御が容易に且つ低コストで可能となる。

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の画像形成装置に用いられるトナーコンテナの駆動機構を示す概略側面図である。従来例の図１０と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図１において、９、１０は所定の回転方向にのみ駆動力を伝達する第１、第２ワンウェイギヤであり、第１ワンウェイギヤ９はギヤ８とモータ駆動軸６ａとを連結し、第２ワンウェイギヤ１０はギヤ７とモータ駆動軸６ａとを連結している。これにより、第１ワンウェイギヤ９及び第２ワンウェイギヤ１０は、それぞれ異なる経路でギヤ７、８から成るギヤ列とモータ駆動軸６ａとを連結している。なお、画像形成装置の全体構成は、従来例の図６と同様であるため説明は省略する。

パドル入力ギヤ５、ギヤ７、８、及び第１ワンウェイギヤ９、第２ワンウェイギヤ１０は、攪拌パドル２の支軸２ａとモータ駆動軸６ａとを連結する駆動伝達手段を構成する。第２ワンウェイギヤ１０は、第１ワンウェイギヤ９に比べてギヤ比（減速比）が大きく、第１ワンウェイギヤ９は、図の反時計回りにのみ駆動力を伝達し、第２ワンウェイギヤ１０は、図の時計回りにのみ駆動力を伝達するように配置されている。

モータ駆動軸６ａを矢印Ａ方向（時計回り）に回転させた場合は、図１（ａ）に示すように、第１ワンウェイギヤ９が反時計回りに回転して駆動力をギヤ８に伝達する。ギヤ８は時計回りに回転してギヤ８に連結されたパドル入力ギヤ５に駆動力を伝達し、パドル入力ギヤ５を介して支軸２ａを所定のトルクで矢印Ｂ方向（反時計回り）に回転させる。なお、モータ駆動軸６ａに連結された第２ワンウェイギヤ１０も反時計回りに回転するが、第２ワンウェイギヤ１０は、時計回りにのみ駆動力を伝達可能であるため空転し、ギヤ７に駆動力は伝達されない。

一方、モータ駆動軸６ａを矢印Ａ′方向（反時計回り）に回転させた場合は、図１（ｂ）に示すように、第２ワンウェイギヤ１０が時計回りに回転して駆動力をギヤ７に伝達する。ギヤ７は反時計回りに回転してギヤ８に駆動力を伝達し、さらにギヤ８は時計回りに回転してギヤ８に連結されたパドル入力ギヤ５に駆動力を伝達し、パドル入力ギヤ５を矢印Ｂ方向（反時計回り）に回転させる。なお、モータ駆動軸６ａに連結された第１ワンウェイギヤ９も時計回りに回転するが、第１ワンウェイギヤ９は、反時計回りにのみ駆動力を伝達可能であるため空転し、ギヤ８に駆動力は伝達されない。また、第２ワンウェイギヤ１０のギヤ比は第１ワンウェイギヤ９よりも大きいため、図１（ａ）の場合に比べて大きなトルクで支軸２ａを回転させることができる。

この構成を用いて、通常はモータ駆動軸６ａを矢印Ａ方向に回転させて攪拌パドル２を回転させるとともに、装置を長期間作動させなかった場合、或いはコンテナ交換時に長期間保管していたトナーコンテナ４４を装着した場合等、トナーコンテナ４４内部のトナーが締まった状態である場合にはモータ回転軸６ａを矢印Ａ′方向に回転させて攪拌パドル２（図８、図１０参照）を高トルクで回転させることにより、締まった状態のトナーＴの攪拌を可能とする。

なお、モータ６としては、ＤＣブラシモータやＤＣブラシレスモータ、ステッピングモータ等の種々のモータを用いることができるが、所定の周期の駆動波形を用いて駆動制御されるステッピングモータを用いた場合、正逆回転の制御が容易になるため好ましい。また、通常モータの回転速度とトルクは反比例するが、ステッピングモータを用いると回転速度の制御も容易となるため、攪拌パドル２を高トルクで回転させる矢印Ａ′方向の回転の場合に回転速度を落とすことにより、さらに高トルクでの回転が可能となり、締まった状態のトナーの攪拌を一層円滑にすることができる。

図２は、本発明の第２実施形態の画像形成装置に用いられるトナーコンテナの駆動機構を示す概略側面図である。本実施形態においては、ギヤ７を設けず、第１ワンウェイギヤ９及び第２ワンウェイギヤ１０は、共にギヤ８に連結されている。即ち、第１ワンウェイギヤ９及び第２ワンウェイギヤ１０は、ギヤ８とモータ駆動軸６ａとを並列に連結している。他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため、図１と同一の符号を付して説明を省略する。

モータ駆動軸６ａを矢印Ａ方向（時計回り）に回転させた場合は、図２（ａ）に示すように、第１ワンウェイギヤ９が反時計回りに回転して駆動力をギヤ８に伝達する。ギヤ８は時計回りに回転してギヤ８に連結されたパドル入力ギヤ５に駆動力を伝達し、パドル入力ギヤ５を介して支軸２ａを所定のトルクで矢印Ｂ方向（反時計回り）に回転させる。なお、モータ駆動軸６ａに連結された第２ワンウェイギヤ１０も反時計回りに回転するが、第２ワンウェイギヤ１０は、時計回りにのみ駆動力を伝達可能であるため空転し、ギヤ８に駆動力は伝達されない。

一方、モータ駆動軸６ａを矢印Ａ′方向（反時計回り）に回転させた場合は、図２（ｂ）に示すように、第２ワンウェイギヤ１０が時計回りに回転して駆動力をギヤ８に伝達する。ギヤ８は反時計回りに回転してギヤ８に連結されたパドル入力ギヤ５に駆動力を伝達し、パドル入力ギヤ５を矢印Ｂ′方向（時計回り）に回転させる。なお、モータ駆動軸６ａに連結された第１ワンウェイギヤ９も時計回りに回転するが、第１ワンウェイギヤ９は、反時計回りにのみ駆動力を伝達可能であるため空転し、ギヤ８に駆動力は伝達されない。また、第２ワンウェイギヤ１０のギヤ比は第１ワンウェイギヤ９よりも大きいため、図２（ａ）の場合に比べて大きなトルクで支軸２ａを回転させることができる。

この構成とすることにより、装置を長期間作動させなかった場合、或いはコンテナ交換時に長期間保管していたトナーコンテナ４４を装着した場合等、トナーコンテナ４４内部のトナーが締まった状態である場合には、モータ回転軸６ａを矢印ＡＡ′方向に小刻みに反転させることにより、攪拌パドル２（図８、図１０参照）を矢印ＢＢ′方向に揺り動かすことができ、さらに矢印Ｂ′方向への回転は矢印Ｂ方向に比べて高トルクであるため、締まった状態のトナーＴを第１実施形態に比べて短時間で攪拌可能な状態にほぐすことができる。

次に、本発明の画像形成装置の動作について説明する。図３は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。従来例の図６と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像読取部３１、画像形成部Ｐ、制御部３２、記憶部３３、操作パネル３４、トナーコンテナ４４、トナーコンテナ検知センサ４５等を含む構成である。

画像読取部３１は、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される。画像読取部２で読み取られた画像信号は制御部３２に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、画像信号を画像データに変換する。

画像形成部Ｐは、感光体ドラム４１、帯電部４２、画像書込部４３、現像装置２１等から構成され、制御部３２において変換された画像データをもとに感光体ドラム４１上にトナー像を形成する。制御部３２は、設定されたプログラムに従って画像読取部３１、帯電部４２、画像書込部４３、現像装置２１等の画像形成装置各部の制御も行う。記憶部３３は、制御部３２により使用される装置各部の制御プログラムを記憶する。操作パネル３４は、ユーザが装置の機能や印刷条件等の設定を行う操作キーと、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成される。

トナーコンテナ検知センサ４５は、装置内部におけるトナーコンテナ４４の装着の有無を検知するとともに、検知結果を制御部３２に送信する。制御部３２は、トナーコンテナ検知センサ４５の検知結果に基づいて攪拌パドル２（図８、図１０参照）を回転するモータ６の回転方向を所定のタイミングで切り替える。トナーコンテナ検知センサ４５の検知結果は操作パネル３４の表示部に表示され、ユーザにトナーコンテナ４４の有無が通知される。

図４は、第１実施形態の画像形成装置におけるトナーコンテナ４４内のトナー攪拌手順を示すフローチャートである。図１及び図３を参照しながら、図４のステップに従いトナーコンテナ４４内のトナー攪拌操作について説明する。先ず、ユーザにより画像形成処理が開始されると、制御部３２において電源ＯＮ時か否かが判断され（ステップＳ１）、電源ＯＮ時でない場合は、トナーコンテナ検知センサ４５により、装置内部のトナーコンテナ４４の有無が検知される（ステップＳ２）。

ステップＳ２においてコンテナ無しと判断された場合は、新しいトナーコンテナ４４を装置に装着する（ステップＳ３）。そして再度トナーコンテナ４４の有無が検知され（ステップＳ４）、検知されない場合はコンテナ有りと検知されるまでトナーコンテナ４４の装着をやり直す。一方、ステップＳ４においてコンテナ有りと検知された場合は、制御部３２はモータ６を矢印Ａ′方向に回転させて攪拌パドル２（図８、図１０参照）を高トルクで回転させ（ステップＳ５）、保管中に自重で締まったトナーＴの攪拌を容易にする。そして所定時間が経過し、トナーＴが十分にほぐれた後は、モータ６の回転を矢印Ａ方向に切り替えて通常のトルクで攪拌パドル２を回転させる（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ１において電源ＯＮ時である場合は、コンテナ内のトナーが締まった状態になっている可能性があるため、制御部３２は所定時間モータ６を矢印Ａ′方向に回転させて攪拌パドル２を高トルクで回転させた後、モータ６の回転を矢印Ａ方向に切り替えて通常のトルクで攪拌パドル２を回転させる（ステップＳ５、Ｓ６）。また、ステップＳ２においてコンテナ有りと判断された場合は、既にコンテナ内のトナーはほぐれた状態にあるため、モータ６を矢印Ａ方向に回転させて通常のトルクで攪拌パドル２を回転させる（ステップＳ６）。

図５は、第２実施形態の画像形成装置におけるトナーコンテナ４４内のトナー攪拌手順を示すフローチャートである。図５に示すように、電源ＯＮ時、或いは新しいトナーコンテナ４４を装着した時は、制御部３２は所定時間モータ６を矢印ＡＡ′方向に小刻みに反転させて攪拌パドル２（図８、図１０参照）を矢印Ｂ方向（通常のトルク）及び矢印Ｂ′方向（高トルク）に揺動させ、締まったトナーＴをほぐした後、モータ６の回転を矢印Ａ方向に切り替えて通常のトルクで矢印Ｂ方向に攪拌パドル２を回転させる（ステップＳ５、Ｓ６）。その他の手順は図４と同様であるため説明を省略する。

トナーコンテナ４４内のトナーを上記の制御手順で攪拌することにより、コンテナ内のトナーが自重で締まり、攪拌困難となっている可能性のある電源ＯＮ時、又はトナーコンテナ交換時において、攪拌開始時は攪拌パドル２を高トルク回転とするか、或いは高トルクで攪拌パドル２を揺動させ、その後自動的に通常の回転に戻すことができるので、トナー攪拌不可による装置の停止を防ぎ、モータ６に対する負荷を低減してモータ寿命を延長することができる。また、従来に比べ低トルクのモータを使用可能となり、攪拌パドル２の支軸２ａの軸径や攪拌羽２ｂ、２ｃの肉厚も小さくできるため、装置の軽量化、低コスト化にも貢献する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、パドル入力ギヤ５とワンウェイギヤ９、１０との間に２枚のギヤ７、８若しくは１枚のギヤ８を連結させているが、ギヤの枚数及びギヤ径はモータ６の仕様やトナーコンテナ４４の大きさ等により適宜設定することができる。また、ここでは第１ワンウェイギヤ９及び第２ワンウェイギヤ１０を用いて駆動力伝達方向を制御しているが、ワンウェイギヤに代えて、ワンウェイクラッチを内蔵したギヤを用いても良いし、電磁クラッチによる電流のＯＮ／ＯＦＦにより所定の回転方向にのみ駆動力を伝達する構成としても良い。

また、上記実施形態では、トナーコンテナ４４が着脱自在に構成されており、トナー補給時にトナーコンテナ４４ごと交換するタイプの画像形成装置について説明しているが、例えばトナーコンテナが装置に固定されており、トナーボトルの交換によりトナーホッパーを介してトナーコンテナ内にトナーを補給するタイプの画像形成装置にも全く同様に適用可能である。その場合は、装置の立ち上げ時、或いはトナーボトル交換時に上記と同様の制御によりトナー攪拌を行えば良い。

本発明は、像担持体と、該像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ユニットと、該現像ユニットに供給するトナーを貯留するトナーコンテナと、を備えた画像形成装置において、トナーコンテナは、貯留されるトナーの攪拌及び現像ユニットへの供給を行う攪拌パドルと、該攪拌パドルに回転力を付与する正逆回転可能な駆動手段と、攪拌パドルの駆動入力軸と駆動手段の駆動出力軸を連結する駆動伝達手段とを備えており、駆動手段は、所定方向への回転時は他の方向への回転時以上のトルクで攪拌パドルを回転させることとする。

これにより、装置を長期間作動させなかった場合、或いはコンテナ交換時に新たなトナーコンテナを装着した場合等、トナーコンテナ内部のトナーが自重で締まった状態である場合に、高トルクモータを用いることなく攪拌パドルを高トルクで回転させて、締まった状態のトナーを容易に攪拌可能となるので、トナー攪拌不可による装置の停止を防止するとともに、駆動手段の低トルク化、長寿命化、及び攪拌パドルの軽量化を可能とし、画像形成装置の軽量化、低コスト化を実現する。

また、ギヤ比及び駆動力伝達方向の異なる２枚のワンウェイギヤを用いて、それぞれ異なる経路でギヤ列と駆動出力軸とを連結させたので、駆動手段を正逆両方向に回転させた場合でも、正逆方向の駆動力が同時に相反する方向に作用せず、所定方向の回転トルクが他の方向よりも大きくなるような駆動伝達手段を簡易な構成で実現することができる。

また、ギヤ列の末端に位置するギヤ及び末端から２枚目のギヤのうちいずれか一方と駆動出力軸とを異なるワンウェイギヤで連結すれば、駆動手段を正逆両方向に回転させた場合でも攪拌パドルの回転方向は同一方向となり、締まった状態のトナーを攪拌する場合に高トルク回転を選択することができる。また、ギヤ列の末端に位置するギヤと駆動出力軸とを２枚のワンウェイギヤで並列に連結すれば、攪拌パドルも駆動手段の回転に合わせて正逆両方向に回転し、さらに所定方向には高トルク回転となるため、駆動手段の回転方向を小刻みに切り替えて攪拌パドルを揺動させ、トナーを容易にほぐすことができる。

また、装置の電源ＯＮ時、或いは装置内部のトナーコンテナの交換時に、駆動手段を正逆両方向に回転させる制御を行うことにより、装置を長期間作動させなかった場合、或いは長期間保管していたトナーコンテナを装着した場合等、トナーコンテナ内部のトナーが締まった状態である場合であっても、トナー攪拌不可による装置の停止を未然に防止する。また、駆動手段としてステッピングモータを用いることにより、正逆回転の容易且つ高精度な制御が低コストで可能な画像形成装置を提供する。

は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に用いられるトナーコンテナの駆動機構を示す側面図である。 は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置に用いられるトナーコンテナの駆動機構を示す側面図である。 は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 は、第１実施形態の画像形成装置におけるトナーコンテナ内のトナー攪拌手順を示すフローチャートである。 は、第２実施形態の画像形成装置におけるトナーコンテナ内のトナー攪拌手順を示すフローチャートである。 は、従来の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、従来のトナーコンテナの平面図である。 は、従来のトナーコンテナの側面断面図である。 は、従来のトナーコンテナを下方向から見た斜視図である。 は、従来のトナーコンテナの駆動機構を示す平面図及び側面図である。

符号の説明

１ ケーシング（筐体）
２ 攪拌パドル
２ａ 支軸（駆動入力軸）
２ｂ 第１攪拌羽
２ｃ 第２攪拌羽
３ 搬送スクリュー
３ａ 支軸
３ｂ 螺旋羽
４ トナー供給口
５ パドル入力ギヤ
６ モータ
６ａ モータ駆動軸（駆動出力軸）
７、８ ギヤ
９ 第１ワンウェイギヤ
１０ 第２ワンウェイギヤ
２１ 現像ユニット
３２ 制御部（制御手段）
４１ 感光体ドラム（像担持体）
４４ トナーコンテナ
４５ トナーコンテナ検知センサ（検知手段）
１００ 画像形成装置

Claims (9)

1. 像担持体と、該像担持体表面にトナーを付着させてトナー像を形成する現像ユニットと、該現像ユニットに供給するトナーを貯留するトナーコンテナと、を備えた画像形成装置において、
   前記トナーコンテナは、貯留されるトナーの攪拌及び前記現像ユニットへの供給を行う攪拌パドルと、該攪拌パドルに回転力を付与する正逆回転可能な駆動手段と、前記攪拌パドルの駆動入力軸と前記駆動手段の駆動出力軸を連結する駆動伝達手段とを備えており、前記駆動手段は、所定方向への回転時は他の方向への回転時以上のトルクで前記攪拌パドルを回転させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動伝達手段は、前記駆動入力軸に連結されるギヤ列と、該ギヤ列に連結されるギヤ比及び駆動力伝達方向の異なる２枚のワンウェイギヤとから成り、前記２枚のワンウェイギヤは、それぞれ異なる経路で前記ギヤ列と前記駆動出力軸とを連結することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記２枚のワンウェイギヤは、前記ギヤ列の末端に位置するギヤ及び末端から２枚目のギヤのうちいずれか一方と、前記駆動出力軸とをそれぞれ連結することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、装置の電源がＯＮされた時に、前記駆動手段を高トルク出力可能な方向に所定時間回転させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記トナーコンテナが装置本体から着脱自在に構成されており、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記トナーコンテナの有無を検知する検知手段とを有し、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が無から有に変化した時に、前記駆動手段を高トルク出力可能な方向に所定時間回転させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記２枚のワンウェイギヤは、前記ギヤ列の末端に位置するギヤと、前記駆動出力軸とを並列に連結することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、装置の電源がＯＮされた時に、前記駆動手段の回転方向を小刻みに変化させて所定時間回転させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記トナーコンテナが装置本体から着脱自在に構成されており、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、前記トナーコンテナの有無を検知する検知手段とを有し、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が無から有に変化した時に、前記駆動手段の回転方向を小刻みに変化させて所定時間回転させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記駆動手段は、所定の周期の駆動波形を用いて駆動制御されるステッピングモータであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。

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