JP2015141409A - トナー補給機構、画像形成装置、及びトナー補給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ機構等の複雑な機構を要することなく、１個のモーターで各色の現像ユニットへトナーを補給可能にする。【解決手段】トナー補給機構５０は、押圧されることにより開閉動作するシャッター機構１７１を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している各色のトナーを各現像ユニット１２Ｍ〜１２Ｂｋに補給する複数のトナーコンテナー１７Ｍ〜１７Ｂｋと、複数のトナーコンテナー１７Ｍ〜１７Ｂｋのシャッター機構１７１にそれぞれ当接する複数のカム６２Ｍ〜６２Ｂｋが、軸方向及び軸周りの相異なる位置に配設されたシャフト６１と、シャフト６１を回転駆動するステッピングモーター６０と、ステッピングモーター６０の回転動作を制御するモーター制御部１０１とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、トナー補給機構、画像形成装置、及びトナー補給方法に関し、特に、現像ユニットに対してトナーを補給する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体の表面に形成された静電潜像に現像ユニットからトナーが供給されることにより現像処理が行われる。トナーはトナーコンテナーに収納されており、現像ユニット内のトナー濃度が低下すると、トナー補給用のモーターにより駆動されてトナーコンテナー内のトナーが攪拌パドルにより攪拌されつつ搬送スクリューにより現像ユニットに補給される。

カラー画像形成装置では４色のトナーが使用され、トナーコンテナーも各色用に計４個ある。したがって、各色のトナーコンテナーにトナー補給用のモーターを１個ずつ搭載するとコストアップの要因となる。そこで、下記特許文献１では、１個のモーターで４系統のトナーコンテナーを駆動する技術が提案されている。

特開２００７−６５３９２号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、クラッチ機構により４系統のトナーコンテナーの駆動を切り替えている。このため、比較的大がかりで複雑なクラッチ機構を設ける必要があり、省スペース化には向いていない。また、部品点数が多くなるためコストを下げにくいという問題がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、クラッチ機構のような複雑な機構を要することなく、１個のモーターで各色の現像ユニットに対して対応するトナーコンテナーからトナーを補給可能にすることを目的とする。

本発明の一局面に係るトナー補給機構は、押圧されることにより開閉動作するシャッター機構を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している各色のトナーを対応する現像ユニットに補給する複数のトナーコンテナーと、
前記複数のトナーコンテナーが並設される方向に延び、軸方向において当該各トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、軸周り方向における予め定められた位置において対向する位置にある前記シャッター機構を押圧する各カムが、前記軸周り方向において互いに異なる位置に配設されたシャフトと、
前記シャフトを前記軸周りに回転駆動するステッピングモーターと、
前記ステッピングモーターの回転動作を制御して、前記軸周り方向において、トナー供給を行わせる前記トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置まで、前記軸方向において当該シャッター機構に対向する位置に配置された前記カムを移動させるモーター制御部と、を備える。

また、本発明の他の一局面に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像に各色のトナーを供給する複数の現像ユニットと、
前記トナー補給機構と、を備える。

また、本発明の他の一局面に係るトナー補給方法は、押圧されることにより開閉動作するシャッター機構を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している前記各色のトナーを対応する現像ユニットに補給する複数のトナーコンテナーと、
前記複数のトナーコンテナーが並設される方向に延び、軸方向において当該各トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、軸周り方向における予め定められた位置において対向する位置にある前記シャッター機構を押圧する各カムが、前記軸周り方向において互いに異なる位置に配設されたシャフトと、
前記シャフトを前記軸周りに回転駆動するステッピングモーターとを備えたトナー補給機構を、
前記ステッピングモーターの回転動作を制御して、前記軸周り方向において、トナー供給を行わせる前記トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置まで、前記軸方向において当該シャッター機構に対向する位置に配置された前記カムを移動させてトナーを補給させるものである。

本発明は、カムがシャフトの軸方向において各トナーコンテナーのシャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、モーター制御部がステッピングモーターの駆動によりカムをシャフトの軸周り方向に移動させることで、いずれかのカムにより前記各トナーコンテナーのシャッター機構を選択的に開閉させることが可能である。このため、本発明によれば、クラッチ機構のような複雑な機構を要さずに、１個のモーターで各色の現像ユニットに対して対応するトナーコンテナーからトナーを補給することができる。これにより、トナー補給機構の小型化及び低コスト化が可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。 トナー補給機構の構成を示す図である。 シャフトの軸周りに配置された各カムの位置を示す、シャフトをその軸方向から見た側面図である。 シャフトに設けられたホームポジション検出機構を示す図である。 （Ａ）は第１実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は第１実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を開放している状態を示す図である。 （Ａ）は第２実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は第２実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を開放している状態を示す図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、トナー補給中のシャッター機構及びカムの動きを示す図である。 画像形成装置におけるトナー補給処理のフローチャートである。 （Ａ）は更なる実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は更なる実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を開放している状態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るトナー補給機構、画像形成装置、及びトナー補給方法について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、表示部４７３を備える。表示部４７３は、タッチパネル機能を有するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）で構成されている。

画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、上記画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光、及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、当該トナー像を一次転写ローラー１２６により中間転写ベルト１２５上に転写させる。中間転写ベルト１２５は、像担持体に相当する。

中間転写ベルト１２５上に転写される上記各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成された当該カラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を、熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

なお、画像形成装置１において、両面印刷を行う場合は、画像形成部１２より一方の面に画像が形成された記録紙Ｐを、排出ローラー対１５９にニップされた状態とした後、当該記録紙Ｐを排出ローラー対１５９によりスイッチバックさせて反転搬送路１９５に送り、搬送ローラー対１９により、上記ニップ部Ｎ及び定着部１３に対して記録紙Ｐの搬送方向上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部１２により当該記録紙の他方の面に画像が形成される。

画像形成ユニット１２Ｍにおける現像ユニット１２２Ｍ、画像形成ユニット１２Ｃにおける現像ユニット１２２Ｃ、画像形成ユニット１２Ｙにおける現像ユニット１２２Ｙ、及び画像形成ユニット１２Ｂｋにおける現像ユニット１２２Ｂｋは、それぞれ、各色の現像処理を行う。これら現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋから離れた位置に、具体的には、中間転写ベルト１２５を挟んで上方に、マゼンタトナーを収納するトナーコンテナー１７Ｍ、シアントナーを収納するトナーコンテナー１７Ｃ、イエロートナーを収納するトナーコンテナー１７Ｙ、及びブラックトナーを収納するトナーコンテナー１７Ｂｋが、装置本体１１に設けられた図略のトナーコンテナー装着部に着脱可能に装着されている。トナーを使い切ったときには、装置本体１１に設けられた図略のコンテナーカバーを開閉することで、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋが必要に応じて交換できるようになっている。

各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋの底面にはトナー供給口が穿設されており、当該トナー供給口は、装置本体１１に略鉛直姿勢で設置された図略のパイプを介して、各現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋの内部と接続されている。当該トナー供給口は、図１では図略のスライド式のシャッター機構により閉止されている。

当該シャッター機構は、押圧されることでシャッター板がスライドしてトナー供給口の開口及び閉口を切り替えるように構成されている。当該シャッター機構が押圧されてトナー供給口が開放されると、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋに収納されている各色のトナーが重力により各現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋに落下して各色のトナーが補給される。

なお、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋ内に、トナー供給口までトナーを搬送する図略の搬送スクリューが回転可能に設けられていてもよい。当該搬送スクリューは、トナー供給口の開放に合わせて図略のトナー補給用のモーター及びギア機構により回転駆動される。

次に、画像形成装置１の構成を説明する。図２は画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。

画像形成装置１は、制御ユニット１０を備える。制御ユニット１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成され、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。

原稿読取部５は、制御ユニット１０による制御の下、光照射部及びＣＣＤセンサー等を有する上記の読取機構１６３を備える。原稿読取部５は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をＣＣＤセンサーで受光することにより、原稿から画像を読み取る。

画像処理部３１は、原稿読取部５で読み取られた画像の画像データを必要に応じて画像処理する。例えば、画像処理部３１は、原稿読取部５により読み取られた画像が画像形成部１２により画像形成された後の品質を向上させるために、シェーディング補正等の予め定められた画像処理を行う。

画像メモリー３２は、原稿読取部５による読取で得られた原稿画像のデータを一時的に記憶したり、画像形成部１２のプリント対象となるデータを一時的に保存する領域である。

画像形成部１２は、原稿読取部５で読み取られた印刷データ、ネットワーク接続されたコンピューター２００から受信した印刷データ等の画像形成を行う。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者からの指示を受け付ける。操作部４７は、表示部４７３を備える。

表示部４７３は、画像形成装置１が通常動作モードにあるときに、操作画面、プレビュー画面、印刷ジョブ状況の確認画面等の各種表示をする。一方、表示部４７３は、画像形成装置１がスリープモードにあるときには消灯する。

ファクシミリ通信部７１は、図略の符号化／復号化部、変復調部及びＮＣＵ（Network Control Unit）を備え、公衆電話回線網を用いてのファクシミリの送信を行うものである。

ネットワークインターフェイス部９１は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、当該ネットワークインターフェイス部９１に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内のコンピューター２００等と種々のデータの送受信を行う。

ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）９２は、原稿読取部５によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。

ステッピングモーター６０は、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋからトナー補給をする際にシャフト６１を回転駆動する駆動源である。

制御ユニット１０は、制御部１００と、モーター制御部１０１とを備えている。

制御部１００は、原稿読取部５、原稿給送部６、画像処理部３１、画像メモリー３２、画像形成部１２、操作部４７、ファクシミリ通信部７１、ネットワークインターフェイス部９１、及びＨＤＤ９２等と接続され、これら各部の駆動制御を行う。

モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０の回転動作を制御する。モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０にパルス信号を出力することで、ステッピングモーター６０の回転方向及び回転角度を制御する。

次に、本発明の一実施形態に係るトナー補給機構及びトナー補給方法について説明する。図３は本発明の一実施形態に係るトナー補給機構の構成を示す図である。当該トナー補給機構５０は、１個のステッピングモーター６０で２個の現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋに個別にトナーを補給する機構である。

シャフト６１は、ステッピングモーター６０によって回転駆動される。シャフト６１は、ステッピングモーター６０の回転軸に直結されていてもよいし、図示しないギアを介してステッピングモーター６０の回転駆動力を受けるようにしてもよい。

シャフト６１は、複数のトナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋが並設される方向に延びる。シャフト６１には、その軸方向において各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋのシャッター機構１７１に対向する位置にカム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋが配置されている。カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋは、シャフト６１において、軸周り方向における予め定められた位置において対向する位置にあるシャッター機構１７１を押圧する。カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋの各カムは、シャフト６１に、その軸周り方向において互いに異なる位置に配設されている。

上述したように、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋは、シャッター機構１７１を備える。シャフト６１には、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋのシャッター機構１７１に当接するカム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋが配設されている。

各カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋは、シャフト６１の軸方向及び軸周りの相異なる位置に配設されている。図４は、シャフト６１の軸周りに配置された各カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋの位置を示す、シャフト６１をその軸方向から見た側面図である。例えば、図４に示したように、シャフト６１の軸周り方向１周（３６０°）を４分割した各領域（９０°）を上記予め定められた位置として、各カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋを配設する。

図５は、シャフトに設けられたホームポジション検出機構を示す図である。また、カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋの回転位置を知るために、シャフト６１のホームポジションを検出できるようにしてもよい。例えば、図５に示すように、シャフト６１に切り欠き部６５１が形成された円盤６５を取り付け、発光器６６１及び受光器（図５では円盤６５に隠れるため図略）を有するセンサー６６を用いて、シャフト６１とともに回転する当該円盤６５の切り欠き部６５１を検出する。そして、シャフト６１の軸周り方向において切り欠き部６５１の位置とシャフト６１のホームポジションとを一致させておくことにより、センサー６６が切り欠き部６５１を検出することで、シャフト６１がホームポジションにあることを検出できる。モーター制御部１０１は、シャフト６１が当該ホームポジションにあるときの上記軸周り方向における各カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋの位置を記憶している。これにより、モーター制御部１０１は、センサー６６からのホームポジションを示す検出信号に基づいて、シャフト６１に設けられている各カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋの上記軸周り方向の位置を検出する。

上記のようにシャフト６１に各カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋが配設されていることで、モーター制御部１０１は、いずれか一つのカムのみをその対応するトナーコンテナーのシャッター機構１７１に対向して押圧する位置まで、ステッピングモーター６０を駆動してシャフト６１を回転させる制御が可能である。このため、モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０の回転動作を制御して、上記軸周り方向において、トナー供給を行わせるトナーコンテナーのシャッター機構１７１に対向する位置まで、上記軸方向において当該シャッター機構１７１に対向する位置に配置されたカムを移動させる制御が可能である。これにより、当該シャッター機構１７１をその対向する位置にあるカムが押圧して開放し、当該シャッター機構１７１が備えられるトナーコンテナーからトナーが補給される。

なお、本発明の一実施形態に係るトナー補給機構５０は、トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋと、カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋを有するシャフト６１と、ステッピングモーター３０と、モーター制御部１０１とを備えてなる。

図６（Ａ）は第１実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は第１実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を開放している状態を示す図である。

シャッター機構１７１の第１実施形態としては、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、トナーコンテナー１７に四角形状の孔からなる開口部１７５が形成されている。シャッター機構１７１は、長尺の平板状の部材とされ、トナーコンテナー１７の側面部１７６６であって、開口部１７５に対向する位置に、カム（カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋのいずれか）に向かう方向に押しバネ等により付勢された状態でスライド移動自在に取り付けられている。図６（Ａ）には、上記付勢によりシャッター機構１７１が開口部１７５を閉じた状態にある様子を示している。

この状態から、カムに対向する側のシャッター機構１７１の端部、例えば図６では右端部が、カムにより当該付勢方向とは逆方向に押圧されると、図６（Ｂ）に示すように、シャッター機構１７１は当該押圧される方向にスライド移動し、開口部１７５を開放する状態となる。これにより、トナーコンテナーからトナーが排出される状態となる。

図７（Ａ）は第２実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は第２実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を開放している状態を示す図である。第２実施形態において、特に説明しない構成は第１実施形態と同様である。

シャッター機構１７１の第２実施形態としては、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャッター機構１７１には、トナーコンテナー１７の側面部１７６に対向する位置に、複数のスリット１７１Ａが形成されている。また、トナーコンテナー１７の側面部１７６であって、複数のスリット１７１Ａに対向する各位置には、同形状のスリットが形成されている。スリット１７１Ａは、トナーコンテナー１７の内外部を挿通させる。

この状態から、カムに対向する側のシャッター機構１７１の端部、例えば図７では右端部が、カムにより当該付勢方向とは逆方向に押圧されると、図７（Ｂ）に示すように、シャッター機構１７１は当該押圧される方向にスライド移動し、開口部１７５を開放する状態となる。これにより、トナーコンテナーからトナーが排出される状態となる。

図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、トナー補給中のシャッター機構１７１及びカム６２の動きを示す図である。なお、シャッター機構１７１は、トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋのいずれかのシャッター機構であり、カム６２は、カム６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｂｋのうち当該シャッター機構１７１に対応するカムである。

この実施形態では、シャッター機構１７１はトナーコンテナー内部のトナーを掻き出すリブをトナーコンテナー内部に向けて有し、シャッター機構１７１の開閉動作が連続して繰り返されると、内部に収納されたトナーが突出部により撹拌されてトナーコンテナーから外部に排出される構成とされている。このため、シャッター機構１７１がトナーコンテナーを開放しても、上記のように開閉動作が連続して繰り返されない限り、トナーコンテナーから外部に排出されるトナーは極めて少ない。

例えば、モーター制御部１０１がステッピングモーター６０を駆動してシャフト６１を回転させ、黒のトナーを補給するためにカム６２Ｂｋをトナーコンテナー１７Ｂｋのシャッター機構１７１に当接させるとき、カム６２Ｂｋがトナーコンテナー１７Ｂｋのシャッター機構１７１に対向する位置に移動するまでに、その他のカム（例えば、カム６２Ｃ）が、対応する色のトナーコンテナー（例えば、トナーコンテナー１７Ｃ）のシャッター機構１７１に当接して当該トナーコンテナーのトナー排出用の開口部が開放されてしまうことがある。しかし、シャフト６１の回転中に別の色のトナーコンテナーのシャッター機構１７１が開放したとしても、ほんの一瞬の開放であるため、当該別の色のトナーはほとんど補給されず、特に問題とはならない。

図８（Ｂ）は、カム６２がシャッター機構１７１を押圧している状態を示す。図８（Ｂ）に示した状態では、シャッター機構１７１は、カム６２によって図中の矢印の向き（図８における左向き）に押圧され、トナーコンテナーに形成されたトナー排出用の開口部を開放している。

一方、図８（Ａ）は、図８（Ｂ）の状態から、シャフト６１を図８（Ｂ）において時計回りに一定量回転させたときの様子を示す。図８（Ａ）の状態では、カム６２がシャッター機構１７１を押圧しない位置までシャフト６１の回転により上記軸回り方向に移動すると、シャッター機構１７１は、バネ等によって図中の向き（図８（Ａ）における右向き）に付勢され、トナーコンテナーに形成されたトナー排出用の開口部を閉じた状態で停止する。

同様に、図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）の状態から、図８（Ｂ）においてシャフト６１を反時計回りにわずかに回転させたときの様子を示す。図８（Ｃ）の状態では、カム６２がシャッター機構１７１を押圧しない位置までシャフト６１の回転により上記軸回り方向に移動すると、シャッター機構１７１は、バネ等によって図中の向き（図８（Ｃ）における右向き）に付勢され、トナーコンテナーに形成されたトナー排出用の開口部を閉じた状態で停止する。

モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０を駆動してシャフト６１を軸周り方向に回転させることで、カム６２が繰り返して図８（Ａ）〜（Ｃ）の状態となるようにしてシャッター機構１７１に上記開閉動作を連続して繰り返させ、トナーコンテナーからトナーを排出させることができる。

次に、画像形成装置１におけるトナー補給について説明する。図９は、画像形成装置１におけるトナー補給処理のフローチャートである。

まず、制御部１００は、各色のトナー補給が必要かどうかを判定する（Ｓ１）。そして、トナー補給が必要と判断された場合（Ｓ１でＹＥＳ）、モーター制御部１０１は、制御部１００から、どの色のトナー補給が必要かの通知を受け、ステッピングモーター６０を回転駆動して、当該色に対応するカムを目的のトナーコンテナーのシャッター機構１７１に対向させ、当接させて押圧させる（Ｓ２）。

モーター制御部１０１は、カムが目的のトナーコンテナーのシャッター機構１７１に当接するまでステッピングモーター６０を回転駆動すると、ステッピングモーター６０を所定の回転角度範囲内（例えば、±４５°）で正逆反転させ（Ｓ３）、図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示した各位置にカムを移動させる。これにより、目的のトナーコンテナーのシャッター機構１７１によるトナーコンテナー１７の開口部１７５の開閉が連続して繰り返し行われ、目的の色のトナーが現像ユニットに向けて供給される。

モーター制御部１０１は、必要な量のトナーが補給されたかを判定する（Ｓ４）。シャッター機構１７１の開放時間が長いほど、トナーコンテナーから補給されるトナーの量が多くなるため、モーター制御部１０１は、トナー補給量を、目的のトナーコンテナーのシャッター機構１７１を開放している時間に基づいて算出する。

モーター制御部１０１が、トナー補給が必要量に達していないと判定した場合（Ｓ４でＮＯ）、ステップＳ３へ戻り、モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０の正逆反転制御を継続する。一方、モーター制御部１０１が、トナー補給が必要量に達したと判定した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０を回転駆動してカムをシャッター機構１７１から外す。これにより、目的のトナーコンテナーのシャッター機構１７１が閉止してトナー補給が終了する。

なお、モーター制御部１０１は、補給すべきトナーの量に応じてステッピングモーター６０の回転速度を変えてもよい。ステップＳ３において、モーター制御部１０１が、ステッピングモーター６０の回転速度を速くすることにより、目的のトナーコンテナーにおいてトナーをより攪拌することができ、トナー補給量を増やすことができる。

以上のように、本実施形態によると、クラッチ機構を用いることなく、１個のモーター（ステッピングモーター６０）で各色の現像ユニットへトナーを補給することができる。これにより、トナー補給機構５０の小型化及び低コスト化が可能となる。また、従来のように各色のトナー補給用に個別にモーターを設けた場合には４色同時補給する場合に備えてモーターを４個同時に駆動可能な大容量の電源を設ける必要があるのに対して、本実施形態では同時に４色のトナーを補給しないため、モーター用の電源容量が小さくても済む。

次に、トナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１の更なる実施形態を示す。図１０（Ａ）は更なる実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は更なる実施形態に係るに係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を開放している状態を示す図である。

トナーコンテナー１７は、内部に、トナーの排出を促すためにトナーを開口部１７５に向けて移動させる回転部材１７０が設けられている、例えば、当該回転部材１７０は、回転軸１７０１と、回転軸１７０１の軸周りに設けられた羽根部１７０２とを有し、現像装置１２２に内蔵される現像モーターにより回転駆動される。なお、シャッター機構１７１の構成は、第１又は第２実施形態と同様で構わない。

この第３実施形態の場合、上述した画像形成装置１におけるトナー補給処理（図９）では、モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０を駆動制御して、トナーを供給させるトナーコンテナー１７のシャッター機構１７１を押圧する位置に、対応するカム６２を移動させ（Ｓ２）、図１０（Ｂ）に示すように開口部１７５を開放させたとき、次のＳ３の処理においては、上記正逆反転のための制御を行わず、上記現像モーターを駆動して、回転部材１７０の回転軸１７０１を回転させる。これにより、シャッター機構１７１により開口部１７５が開放されたときに、回転部材１７０によりトナーを開口部１７５に向けて移動させ、開口部１７５からのトナー排出を促進させる。なお、モーター制御部１０１は、トナーコンテナー１７のシャッター機構１７１を押圧しない位置に、対応するカム６２を移動させ、開口部１７５を閉鎖させているときは（図１０（Ａ））、上記現像モーターを駆動しない。なお、モーター制御部１０１は、上記Ｓ３の処理において、上記正逆反転のための制御を行った上で、上記現像モーターを駆動して、回転部材１７０の回転軸１７０１を回転させてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、シャフト６１をその軸方向に移動可能であり、トナー供給を行うトナーコンテナー１７のシャッター機構１７１に対向する位置に移動させる構成を採ることで、カムの個数を１個にすることができる。

また、例えば、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、他の電子機器、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、上記実施形態では、図１乃至図１０を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
１０１ モーター制御部
１２５ 中間転写ベルト（像担持体）
１２２Ｃ 現像ユニット
１２２Ｙ 現像ユニット
１２２Ｍ 現像ユニット
１２２Ｂｋ 現像ユニット
１７ トナーコンテナー
１７Ｃ トナーコンテナー
１７Ｙ トナーコンテナー
１７Ｍ トナーコンテナー
１７Ｂｋ トナーコンテナー
１７０ 回転部材
１７０１ 回転軸
１７０２ 羽根部
１７１ シャッター機構
１７１Ａ スリット
１７５ 開口部
１７６ 側面部
５０ トナー補給機構
６０ ステッピングモーター
６１ シャフト
６２Ｃ カム
６２Ｙ カム
６２Ｍ カム
６２Ｂｋ カム
６５ 円盤
６５１ 切り欠き部
６６ センサー
６６１ 発光器

Claims (8)

1. 押圧されることにより開閉動作するシャッター機構を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している各色のトナーを対応する現像ユニットに補給する複数のトナーコンテナーと、
   前記複数のトナーコンテナーが並設される方向に延び、軸方向において当該各トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、軸周り方向における予め定められた位置において対向する位置にある前記シャッター機構を押圧する各カムが、前記軸周り方向において互いに異なる位置に配設されたシャフトと、
   前記シャフトを前記軸周りに回転駆動するステッピングモーターと、
   前記ステッピングモーターの回転動作を制御して、前記軸周り方向において、トナー供給を行わせる前記トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置まで、前記軸方向において当該シャッター機構に対向する位置に配置された前記カムを移動させるモーター制御部と、を備えたトナー補給機構。
2. 前記モーター制御部は、前記トナー供給を行わせる前記トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置まで前記カムを移動させたとき、前記ステッピングモーターを正逆方向に繰り返して回転させることで、前記軸周り方向において当該カムを当該シャッター機構に対して押圧及び非押圧となる各位置に繰り返し移動させる請求項１に記載のトナー補給機構。
3. 前記複数のトナーコンテナーは、収納しているトナーを前記シャッター機構に向けて搬送する搬送部を更に備え、
   前記モーター制御部は、前記トナー供給を行わせる前記トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置まで前記カムを移動させて前記シャッター機構を押圧する状態で前記ステッピングモーターを停止させ、この状態のときに、前記搬送部を駆動する請求項１に記載のトナー補給機構。
4. 前記トナーコンテナーに複数のスリットが形成され、
   前記シャッター機構は、前記各スリットに適合する数及び大きさの開口部と、前記スリットを閉じる閉口部とが形成され、前記開口部と閉口部のいずれかが前記各スリットに対向する位置にスライド移動可能とされ、
   前記カムは、前記押圧時に前記開口部が前記各スリットに対向する位置に前記シャッター機構をスライド移動させ、前記非押圧時に前記閉口部が前記各スリットに対向する位置に前記シャッター機構をスライド移動させる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のトナー補給機構。
5. 前記シャフトには、当該シャフトと共に前記軸周り方向に回転する突出部が設けられ、
   前記軸周り方向における前記突出部の位置を検出する検出センサーを更に備え、
   前記モーター制御部は、前記検出センサーからの検出結果が示す前記軸回り方向における前記突出部の位置に基づいて、前記シャフトに設けられている各カムの前記軸周り方向の位置を検出する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のトナー補給機構。
6. 前記モーター制御部は、補給すべきトナーの量に応じて前記ステッピングモーターの回転速度を変える請求項１乃至請求項５に記載のトナー補給機構。
7. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
   前記静電潜像に各色のトナーを供給する複数の現像ユニットと、
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のトナー補給機構と、を備えた画像形成装置。
8. 押圧されることにより開閉動作するシャッター機構を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している前記各色のトナーを対応する現像ユニットに補給する複数のトナーコンテナーと、
   前記複数のトナーコンテナーが並設される方向に延び、軸方向において当該各トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、軸周り方向における予め定められた位置において対向する位置にある前記シャッター機構を押圧する各カムが、前記軸周り方向において互いに異なる位置に配設されたシャフトと、
   前記シャフトを前記軸周りに回転駆動するステッピングモーターとを備えたトナー補給機構を、
   前記ステッピングモーターの回転動作を制御して、前記軸周り方向において、トナー供給を行わせる前記トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置まで、前記軸方向において当該シャッター機構に対向する位置に配置された前記カムを移動させてトナーを補給させるトナー補給方法。

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