JP2017107074A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの回転駆動源によって駆動される第１および第２の搬送手段で第１および第２の現像剤をそれぞれ別の現像剤容器に搬送し、現像剤の搬送状態を確実に検出する。
【解決手段】第１、第２の現像剤をトナー補給装置２０ａ、２０ｂから現像容器（１０１ａ、１０１ｂ）に搬送する。第１、第２の現像剤は、第１および第２の搬送手段（ギア７３０ａ、７３０ｂ）を介してトナー補給装置２０ａ、２０ｂの各計量スクリュー（２２）を駆動することで搬送される。揺動ギア７３３Ｌは、スクリュー駆動モータ７３Ｒ、７３Ｌで駆動される。揺動ギア７３３Ｌの回転駆動方向を切り換え、その駆動力を第１ないし第２のいずれの搬送手段の駆動系に伝達するか、を切り換える。揺動ギア７３３Ｌには、不等幅ないし不等ピッチのフラグ（７４、７５）を設け、その通過を検出する回転検知センサ２５Ｌを配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、１つの回転駆動源によって駆動される第１および第２の搬送手段によって第１および第２の現像剤をそれぞれ別の現像剤容器に搬送する画像形成装置に関する。

従来より、例えば電子写真方式の画像形成装置において、感光ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成して、トナー等の現像剤を用いてこの潜像を現像する構成が知られている。この種の画像形成装置では、現像装置内の現像剤が消費されるのに応じて、現像剤容器から現像装置へと現像剤を搬送、補給する構成が用いられている。

この種の現像剤供給機構では、現像剤供給部材の回転数を直接検出し、現像剤の搬送量を監視しつつ現像剤供給部材の駆動制御を行う構成が提案されている（例えば下記の特許文献１）。このように現像剤供給部材の回転駆動制御を行うことにより、例えば直流整流子モータのように外乱によって回転数が変動するようなモータを駆動手段に用いた場合においても、現像剤供給部材の回転数の変動による現像剤供給量のバラツキを低減できる。これにより、高画質の画像形成が可能で、現像剤の供給を厳密に制御し、その消費量を低減することができる。また、トナーカートリッジやトナーボトルのような着脱式の現像剤容器ユニットを用いる場合、現像剤容器ユニットの寿命を延長でき、コストおよび環境負荷の低減を図ることができる。

また、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のように、異なる色の複数のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置が知られている。このような構成では、それぞれの色の現像装置における現像剤消費量が異なるため、記録色毎に独立した現像剤供給部材とこれを駆動する駆動手段を備える構成が一般的である。

これに対して、例えば小型軽量化や低価格化を目的として、一つの駆動手段で複数のトナー供給部材を駆動する技術も提案されている（例えば下記の特許文献２）。特許文献２に記載の装置は、１つのモータの駆動力を２つの供給部材のいずれか一方に伝達する構成であり、駆動力の伝達を２つの供給部材間で適宜切り換えて２つの現像装置へ現像剤を供給する。

特開２００５−２２７５５９号公報 登録実用新案３０６０５６２号

特許文献２のように、１つの回転駆動源によって、第１および第２の搬送手段を駆動する構成においても、現像剤の搬送制御のため第１および第２の搬送手段の駆動回転数を独立して検出できるのが望ましい。このためには、例えば、第１および第２の搬送手段を構成する搬送スクリューのような部材の駆動軸に回転数検出手段を装着する構成が考えられる。しかしながら、その場合には、第１および第２の搬送手段についてそれぞれ独立した回転数検出手段を配置する必要があり、スペース効率が低下し、電気負荷の増加による電気基板の大型化など装置小型化の障害となる可能性がある。

本発明の課題は、１つの回転駆動源によって駆動される第１および第２の搬送手段で第１および第２の現像剤をそれぞれ別の現像剤容器に搬送する場合、簡単安価かつ小型軽量な構成により現像剤の搬送状態を確実に検出することにある。

上記課題を解決するため、本発明においては、第１の現像剤を収容する第１の現像剤容器と、第２の現像剤を収容する第２の現像剤容器と、前記第１の現像剤容器から前記第１の現像剤を第３の現像剤容器へと搬送する第１の搬送手段と、前記第２の現像剤容器から前記第２の現像剤を第４の現像剤容器へと搬送する第２の搬送手段と、前記第１の搬送手段または前記第２の搬送手段を駆動する駆動力を発生する回転駆動源と、前記回転駆動源により回転駆動され、その駆動力を前記第１の搬送手段の駆動系に伝達するか、または前記第２の搬送手段の駆動系に伝達するか、を切り換える揺動ギアと、前記揺動ギアの回転を検出する回転検出手段と、を備えた構成を採用した。

上記構成によれば、駆動力を第１の搬送手段の駆動系に伝達するか、または第２の搬送手段の駆動系に伝達するか、を切り換える揺動ギアの回転を回転検出手段によって検出する。このため、例えば回転検出手段で検出した回転数を介して、第１または第２の搬送手段の駆動状態を検出することができる。従って、簡単安価かつ小型軽量な構成により、現像剤の搬送手段の回転状態を確実に検出することができる。これにより、現像剤の搬送量を適切に制御でき、例えばトナーあふれなどの供給過多を抑制し、また現像剤供給不足による画質不良の発生確率を低減できる。従って、簡単安価かつ小型軽量な構成により現像剤の搬送量を適切に管理し、高画質な画像形成を行うことができる。

本発明を採用した画像形成装置の構成の一例として、カラー画像形成を行う画像形成装置の概略構成を示した説明図である。 図１の画像形成装置の現像剤の補給系の構成を画像形成装置の背面方向から示した説明図である。 図２の現像剤の補給系の断面構造を示した説明図である。 図１の画像形成装置の制御系の構成例を示したブロック図である。 図２の現像剤補給系の要部を拡大して示した説明図である。 図２の揺動ギアの支持部の構成を示した説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、図２の揺動ギアが互いに逆方向に駆動されている場合に、回転数検知センサからそれぞれ出力される出力信号を示した線図である。

以下、添付図面に示す実施例を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施例はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。

＜実施例＞
＜画像形成装置の全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示している。図１に例示する画像形成装置は、中間転写体を用いたデジタル方式のフルカラー電子写真画像形成装置である。

画像形成装置２００は４色の画像形成部を中間転写ベルト７上に並べて配置した、いわゆる中間転写タンデム方式の画像形成装置である。該中間転写タンデム方式は、高いプロダクティビティや様々なメディアの搬送に対応できる点から、近年主流となっている構成である。なお、図１において紙面に垂直な方向が装置の前〜奥方向に相当する。

＜記録材の搬送プロセス＞
画像形成装置２００の画像形成機構は、例えば箱型の筐体中に収容され、例えばその下部には記録材Ｓを収容する記録材収納庫１０が、中央より上部には記録済みの記録材Ｓを排出する排出トレイ６３が配置される（いわゆる「胴内排出」形式の配置）。装置上部には、表示器ないしキーボードなどから構成された操作パネル６０が配置される。排出トレイ６３より上部には、例えば複写機能を有する製品であれば詳細不図示の画像スキャナなどが配置される。

＜記録材の搬送プロセス＞
記録材Ｓは記録材収納庫１０に積載、収納されており、摩擦分離方式を採用した給紙ローラ６１により画像形成タイミングに合わせて給紙される。給紙ローラ６１により送り出された記録材Ｓは搬送パスを通過し、レジストローラ６２へと搬送される。このレジストローラ６２において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ８および二次転写外ローラ９により形成される転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。

＜画像形成プロセス＞
以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。図１において、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各記録色で画像形成を行う。これら画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、主に感光体１ａ〜１ｄ、帯電器２ａ〜２ｄ、露光装置３ａ〜３ｄ、現像装置１００ａ〜１００ｄ、現像容器１０１ａ〜１０１ｄ、一次転写装置Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄ、および感光体クリーナ６ａ〜６ｄを含む。

感光体１ａ〜１ｄは、記録光によって静電像を形成するための像担持体であって、不図示の駆動系により回転駆動（回転方向はそれぞれＲ１〜Ｒ４）されつつ、予め帯電器２ａ〜２ｄにより表面を一様に帯電される。露光装置３ａ〜３ｄは、例えばレーザ光源と偏向装置などから構成される。露光装置３ａ〜３ｄは、記録すべき画像情報の信号に基づき駆動され、その記録光が回折手段を適宜経由して照射され、これにより感光体１ａ〜１ｄ上に静電像が形成される。

感光体１ａ〜１ｄ上に形成された静電潜像は、現像装置１００ａ〜１００ｄによるトナー現像を経て、トナー像として顕像化される。その後、一次転写装置Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄにより所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト７上にトナー像が転写される。最後に、感光体１ａ〜１ｄ上に僅かに残った転写残トナーは感光体クリーナ６ａ〜６ｄにより回収され、再び次の作像プロセスに備える。

現像装置１００ａ〜１００ｄの現像容器１０１ａ〜１０１ｄ内のトナー量が低下すると、それぞれの記録色のトナー補給装置から各現像装置に対してトナー補給が行われる。図１では、画像形成部Ｐａのためのトナー補給装置２０ａの外形のみを概略的に図示してある。画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄのためのトナー補給装置（図中に表示がないが例えば後述の２０ｂ〜２０ｄ）の概略形状はトナー補給装置２０ａと同等である。

各色のトナー補給装置２０ａ（〜２０ｄ）は、例えば、ホッパーなどと呼ばれる、じょうご形状のトナー通路として構成される。トナー補給装置２０ａ（〜２０ｄ）は、各色のトナーを一時収容し、そこから現像装置１００ａ〜１００ｄの現像容器１０１ａ〜１０１ｄへとトナーを補給するバッファとして機能する。即ち、トナー補給装置２０ａ（〜２０ｄ）の内部のトナー量が低下すると、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄ（トナーボトル）からトナーが供給される。

上記の現像装置１００ａ〜１００ｄの現像容器１０１ａ〜１０１ｄ、トナー補給装置２０ａ（〜２０ｄ）、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄ（トナーボトル）は、いずれも現像剤容器としての機能を有する。

後述のトナー搬送系（搬送手段）は、これらの現像剤容器から現像剤容器へと現像剤（配合トナー）を搬送（供給）するよう構成される。本実施例では、トナー搬送系（搬送手段）は、後述の図２、図３、図５、図６などで説明するように、隣接する２色の現像剤（トナー）の搬送系（搬送手段）が１つの回転駆動源（後述のスクリュー駆動モータ７３）を共有する構造となっている。

そして、本実施例では、回転駆動源（後述のスクリュー駆動モータ７３）を共有する、２色分、２つの現像剤（トナー）の搬送系を第１の搬送手段、および第２の搬送手段と考える。また、これら第１の搬送手段、および第２の搬送手段によって、それぞれ搬送される２色の現像剤（トナー）を、第１の現像剤、および第２の現像剤という。

また、これら第１の搬送手段、および第２の搬送手段によって、それぞれ搬送される第１の現像剤、および第２の現像剤を供給する（送り出す：搬出側の）現像剤容器を、それぞれ第１の現像剤容器、および第２の現像剤容器と考える。

また、第１の搬送手段、および第２の搬送手段によって、それぞれ搬送される第１の現像剤、および第２の現像剤が供給される（受け取る：搬入側の）現像剤容器を、第３の現像剤容器、および第４の現像剤容器と考える。

即ち、第１および第２の搬送手段によって、第１および第２の現像剤が搬出される側の現像剤容器を第１および第２の現像剤容器、第１および第２の現像剤が搬入される側の現像剤容器を第３および第４の現像剤容器、と考える。

この場合、上記のトナー収容容器（トナーボトル）ＴａとＴｂ（ないしＴｃとＴｄ）は、それぞれ第１および第２の現像剤の供給側であって、例えば第１および第２の現像剤容器に対応づけることができる。

また、トナー補給装置２０ａと２０ｂ（ないし２０ｃと２０ｄ）も、第１および第２の現像剤を現像容器１０１ａと１０１ｂ（ないし１０１ｃと１０１ｄ）に対して供給する側であるから、第１および第２の現像剤容器に対応づけることができる。

また、トナー補給装置２０ａと２０ｂ（ないし２０ｃと２０ｄ）は、トナー収容容器（トナーボトル）ＴａとＴｂ（ないしＴｃとＴｄ）から搬出された第１および第２の現像剤を受容する側であるから、第３および第４の現像剤容器に対応づけることもできる。

さらに、現像容器１０１ａと１０１ｂ（ないし１０１ｃと１０１ｄ）は、トナー補給装置２０ａと２０ｂ（ないし２０ｃと２０ｄ）から搬出された第１および第２の現像剤を受容する側であるから、第３および第４の現像剤容器に対応づけることができる。

以下では、第１および第２の現像剤容器としてトナー補給装置２０ａと２０ｂ（ないし２０ｃと２０ｄ）を対応づけ、第３および第４の現像剤容器として現像容器１０１ａと１０１ｂ（ないし１０１ｃと１０１ｄ）を対応づけた場合の構成を例に説明する。

図１の４セットの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）のそれぞれの記録色に対応し、これらの記録色のトナーにより各色成分のトナー像を形成する。以下では、必要に応じてこれらアルファベット表記のみで記録色ないし現像剤（トナー）の色を表示する場合がある。ただし、このような記録色の組合せはあくまでも一例であり、画像形成装置２００で用意される色数（画像形成部の数）はこの４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。

また、本実施例では、現像容器１０１ａ〜１０１ｄに搬送すべき現像剤（トナー）は予め非磁性トナーと磁性キャリアを混合した二成分現像剤であるものとするが、磁性トナーまたは非磁性トナーのみの一成分現像剤の場合も考えられる。その場合でも後述の現像剤（トナー）の搬送系の構成は同様に実施できる。以下では、現像剤（トナー）として二成分現像剤（初期剤）を用いる構成につき説明する。

中間転写ベルト７は図示しない中間転写ベルトフレームに設置される。中間転写ベルト７は、中間転写ベルトへの駆動伝達手段を兼ねる二次転写内ローラ８、テンションローラ１７、二次転写上流ローラ１８によって張架された無端ベルトとして構成されている。

中間転写ベルト７は、不図示の駆動系によって図中矢印Ｒ７の方向へ搬送駆動される。Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢｋの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにより並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト１上に一次転写された上流色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。これにより、最終的にフルカラーのトナー像が中間転写ベルト上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。二次転写部Ｔ２を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置１１によって回収される。

＜二次転写以降のプロセス＞
以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび作像プロセスを以って、記録材Ｓと、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写部の位置で二次転写が行われる。中間転写ベルト７からトナー像を二次転写された記録材Ｓは定着装置１３へと搬送される。定着装置１３は対向するローラにより形成された定着ニップ内で、通過する記録材Ｓに所定の圧力と熱量を与えて、記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。このため、定着装置１３は熱源となるヒータを備え、常に最適な温度が維持されるように制御される。画像定着後の記録材Ｓは、排出トレイ６３上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には図示しない反転搬送装置へと搬送される。

＜トナー補給装置およびトナー搬送系（搬送手段）＞
図２は、図１の画像形成装置２００のトナー補給装置（２０）構成を（図１の）画像形成装置の背面方向から示した説明図である。このため、トナー補給装置２０ａ〜２０ｄは図２の右から左へと並んでいるまた、図３はトナー補給装置（２０）の断面を図１の右方から見た状態で示している。

図２のように、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対応するトナー補給装置２０ａ〜２０ｄが図２の右から左へと並んで配置され、その上部に対応するトナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄ（図３のＴ）が配置される。ここで、前述の通りトナー補給装置２０ａ〜２０ｄはほぼ共通形状であり、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄもほぼ共通形状である。また、トナー補給装置２０ａ、２０ｂに駆動力を伝達するスクリュー駆動列ＤｓＬとトナー補給装置２０ｃ、２０ｄに駆動力を伝達するスクリュー駆動列ＤｓＲもほぼ共通形状である。さらに、トナー収容容器Ｔａ、Ｔｂに駆動力を伝達するボトル駆動列ＤｂＬとトナー収容容器Ｔｃ、Ｔｄに駆動力を伝達するボトル駆動列ＤｂＲも共通形状である。上記の各駆動列は例えば平ギアによって、回転駆動力を伝達するギア列として構成される。

以下では、図２、図３、図５などにおける参照符号の末尾のａ〜ｄおよびＬ、Ｒを、必要に応じて適宜省略して表記することがある。例えば、特に図３では、参照符号の末尾のａ〜ｄおよびＬ、Ｒを省略した表記となっている。

＜制御系＞
図４はトナー補給を制御する制御系の構成を示している。図４において、ＣＰＵ５０からなる制御部には入力信号として、トナー残量検知センサ２１１、２１２のトナー残量情報と、回転数検知センサ２５、２５１の検出情報が入力される。回転数検知センサ２５、２５１は、後述するようにトナー補給機構中に配置される揺動ギア７３３、７２３の回転を検出する。ＣＰＵ５０は、回転数検知センサ２５、２５１を介して現像剤（トナー）の搬送量を計測することができる。ＣＰＵ５０は、上記の入力情報に基づき、所定の現像剤（トナー）補給状態が得られるよう、例えば後述のボトル駆動モータ７２、スクリュー駆動モータ７３の回転駆動を制御する。

例えば、ＣＰＵ５０のような制御装置によって、トナー補給を制御する手法として、ビデオカウントＡＴＲ（自動トナー補給）のような制御技術が知られている。このような補給制御では、ＣＰＵ５０は、外部のホスト装置から送信された（またはスキャナから読み取られた）記録すべき１ページの画像（ビデオ）信号を解析することにより、１ページの記録材Ｓ上に転写されるトナー量をカウントすることができる。

一方、図３に示すように、トナー補給装置２０の下部には、水平方向に伸びる円筒形状のトナー搬送パイプ２２１を配置し、その内部には計量スクリュー２２を設ける。この計量スクリュー２２の駆動軸は、後述のギア７３０を介して回転駆動され、トナー補給装置２０のトナーを図３中で左方に搬送し、トナー搬送パイプ２２１の先端下部に設けたトナー供給口２４から搬出する。トナー供給口２４から搬出されたトナーは、その下部に配置された現像容器１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）内に供給される。

計量スクリュー２２のピッチや高さなどの設計条件は機種ごとに一定であるから、実際に計量スクリュー２２が搬送するトナーの量は、その回転数を単位として管理することができる。本実施例では、計量スクリュー２２を１回転させることにより搬送されるトナー（現像剤）の量を「１ブロック」として取り扱う例を示す。

ＣＰＵ５０は、例えばビデオカウントによって算出した目標値に相当するトナー量を補給できるようスクリュー駆動モータ７３を回転駆動する。この時、実際にトナー補給のために搬送したトナー量は回転数検知センサ２５を介して検出できる。そこで、ＣＰＵ５０は、例えば回転数検知センサ２５からトナー搬送量の目標値に相当する所定の回転数（ないし搬送ブロック数）に相当する信号を得るまでスクリュー駆動モータ７３を駆動し、当該の信号検出状態が得られたら駆動を停止する。

＜現像剤（トナー）補給動作および補給駆動制御＞
上記構成における現像剤（トナー）補給系の構成および現像剤（トナー）補給動作について、図２、５、６、７を参照してさらに詳細に説明する。

本実施例のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色に対応するトナー補給系は、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄからトナー補給装置２０ａ〜２０ｄへトナーを補給する搬送手段と、トナー補給装置２０ａ〜２０ｄから現像容器１０１ａ〜１０１ｄへトナーを補給する搬送手段を含む。

トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄは軸線廻りに回転駆動することにより、それぞれトナー補給装置２０ａ〜２０ｄに対してトナーを搬出することができる。また、トナー補給装置２０ａ〜２０ｄは、それぞれ計量スクリュー２２（図３）を備え、この計量スクリュー２２（図３）を回転駆動することにより、現像容器１０１ａ〜１０１ｄに対してトナーを搬出することができる。

そして、これらの搬送手段の回転駆動手段は、それぞれ隣接する２色分の搬送手段で１つの回転駆動源（ボトル駆動モータ７２Ｒ、７２Ｌと、スクリュー駆動モータ７３Ｒ、Ｌ）を共有するよう構成されている。

即ち、図２に示すように、隣接するそれぞれ２色分のトナー収容容器ＴａとＴｂ、およびトナー収容容器ＴｃとＴｄは、それぞれ１つの回転駆動手段、即ちボトル駆動モータ７２Ｒ、７２Ｌを共有する。ボトル駆動モータ７２Ｒ、７２Ｌの駆動力の伝達方向は、それぞれ揺動ギア７２３Ｒ、７２３Ｌによってトナー収容容器ＴａまたはＴｂ、およびトナー収容容器ＴｃまたはＴｄを駆動するよう切り換えられる。

また、隣接するそれぞれ２色分のトナー補給装置２０ａと２０ｂ、およびトナー補給装置２０ｃと２０ｄは、それぞれの計量スクリュー２２（図３）を駆動するそれぞれ１つの回転駆動手段、即ち、スクリュー駆動モータ７３Ｒ、７３Ｌを共有する。スクリュー駆動モータ７３Ｒ、７３Ｌの駆動力の伝達方向は、それぞれ揺動ギア７３３Ｒ、７３３Ｌによって、トナー補給装置２０ａまたは２０ｂ、およびトナー補給装置２０ｃまたは２０ｄの計量スクリュー２２（図３）を駆動するよう切り換えられる。

図３に示すように、トナー収容容器Ｔはその外周をトナーボトルマウントＴＭによって回転自在に覆われ、その内部には螺旋形状のリブが形成されている。そのため、トナー収容容器Ｔをボトル駆動モータ７２によって回転駆動すると、連通口ＴＯを介してトナー補給装置２０（２０ａ〜２０ｄ）へとトナーを供給することができる。

トナー補給装置２０の内部側壁にはトナー残量検知センサ２１１、２１２が設置され、トナー補給装置２０内のトナーの残量を検知することができる。例えば、トナー残量検知センサ２１１は発光素子により、トナー残量検知センサ２１２は受光素子により構成することができ、これら両者はそれぞれ同軸上に配置される。その場合、トナー残量検知センサ２１１、２１２の発光および受光する光としては例えば赤外線を用いる。

図２において、ボトル駆動モータ７２が図中でＣＷ（時計廻り）方向に回転するとギア７２１、ギア７２２に与えられたギア比に応じた減速比で減速された回転駆動力が揺動ギア７２３に伝達される。揺動ギア７２３はＣＷに回転しながら揺動し、ギア７２５へと駆動力を伝達する。ギア７２５はトナー収容容器ＴａまたはＴｃと同軸上に設けられたギア７２０ａまたは７２０ｃへと駆動力を伝達し、ギア７２０ａまたは７２０ｃによってトナー収容容器ＴａまたはＴｃが回転する。

また、ボトル駆動モータ７２がＣＣＷ（反時計廻り）方向に回転すると、揺動ギア７２３は図２中ＣＣＷ方向に回転しながら揺動し、ギア７２４へと駆動力を伝達する。ギア７２４はトナー収容容器ＴｂまたはＴｄと同軸上に設けられたギア７２０ｂまたは７２０ｄへと駆動力を伝達し、ギア７２０ｂまたは７２０ｄによってトナー収容容器ＴｂまたはＴｄが回転する。

後述のように、トナー補給装置２０ａ、または２０ｂ、およびトナー補給装置２０ｃ、または２０ｄの計量スクリュー２２をスクリュー駆動列ＤｓＬ、ＤｓＲを介して駆動する揺動ギア７３３の動作は揺動ギア７２３の場合と同様である。

トナー残量検知センサ２１１からの赤外線がトナー残量検知センサ２１２の位置まで透過している場合、即ちトナー量がこの深さまで達していいない間はＣＰＵ５０はボトル駆動モータ７２を回転させ続ける。この回転駆動は、赤外線がトナーによって遮蔽されるまで続けられる。また、ＣＰＵ５０は、作像、非作像時にかかわらず、トナー残量検知センサ２１１、２１２の間のトナーによって赤外線が遮蔽される状態を保つよう、ボトル駆動モータ７２の駆動状態を制御する。このようにして、トナー補給装置２０内に一時収容（バッファ）されるトナー量がほぼ一定量を保つよう、トナー収容容器Ｔからトナー補給装置２０へのトナー補給が制御される。

一方、トナー補給装置２０の下部には、計量スクリュー２２を内蔵するトナー搬送パイプ２２１（図３）が配置されている。図２、図５において、スクリュー駆動モータ７３が回転すると、ウォームギア７３１、ギア７３２で減速されつつ揺動ギア７３３へと駆動力が伝達される。ここで、例えばウォームギア７３１の歯は、スクリュー駆動モータ７３がウォームギア７３１をＣＣＷ（反時計廻り）方向にさせた時、これにより揺動ギア７３３はＣＣＷ方向に回転しながら揺動し、ギア７３５（図５）へと駆動力を伝達するよう構成されている。

そして、ギア７３５は、トナー補給装置２０ａ、２０ｃの計量スクリュー（例えば２２ａまたは２２ｃ）と同軸上に設けられたギア７３０ａまたは７３０ｃへと駆動力を伝達する。これにより、ギア７３０ａまたは７３０ｃを介してトナー補給装置２０ａまたは２０ｃの計量スクリュー２２（図中に対応する参照符号がないが２２ａまたは２２ｃにそれぞれ相当）が回転する。

また、スクリュー駆動モータ７３をＣＷ方向に回転駆動すると、揺動ギア７３３は図２（図５）中でＣＷ方向に回転しながら揺動し、ギア７３４へと駆動力を伝達する。ギア７３４は計量スクリュー２２ｂまたは２２ｄと同軸上に設けられたギア７３０ｂまたは７３０ｄへと駆動力を伝達し、ギア７３０ｂまたは７３０ｄによって対応する計量スクリュー（２２ｂまたは２２ｄ）が回転する。

揺動ギア７３３の回転軸は、例えば図６に示すような長穴７０により軸支され、この長穴７０によって次のような位置に規制される。例えば、揺動ギア７３３の回転軸は、ギア７３２によって図２、図５、図６の右方に蹴り出される時は軸支点７６に位置し、また、逆にギア７３２によって図２、図５、図６の左方に蹴り出される時は軸支点７７に位置する。このように揺動ギア７３３の回転軸は、軸支点７６、７７の間を揺動し、その場合、揺動ギア７３３とギア７３２が一定の距離を保つよう規制される。なお、図６では、長穴７０は、左右長が短いため中央部が直線的な形状となっているが、この中央部は、ギア７３２の外周と同心の円弧を描くような形状に構成してもよい。

また、揺動ギア７３３から下流のギア列でギア７３０ａ〜７３０ｄに至るまでの減速比は整数倍となるようにギア列が構成されている。特に、本実施例では、揺動ギア７３３から下流のギア列でギア７３０ａ〜７３０ｄに至るまでの減速比が１となるよう構成され、揺動ギア７３３とギア７３０は等速（単位時間あたり同一回転数）で回転する。

揺動ギア７３３には、回転数検知センサ２５に検出させるフラグ部位として、フラグ７４、７５が植設されている。これらフラグ７４、７５の通過範囲には、フラグ７４、７５の通過を検出できるよう回転数検知センサ２５が配置される。後述のように回転方向を容易に検出できるような検出信号を回転数検知センサ２５から出力できるよう、揺動ギア７３３の回転方向での長さ（幅）はフラグ７４＞フラグ７５となるように構成されている。なお、上記のように、揺動ギア７３３から下流のギア列でギア７３０ａ〜７３０ｄに至るまでの減速比を１としておくことにより、回転数検知センサ２５で検出した揺動ギア７３３の回転数がそのまま計量スクリュー２２の（単位時間あたりの）回転数となる。

揺動ギア７３３は、上記のように図６の軸支点７６、７７の間をギア７３２と一定の距離を保ちながら揺動する。揺動ギア７３３の中心が軸支点７６へ移動した場合にギア７３５と連結し、揺動ギア７３３の中心が軸支点７７へ移動した場合にはギア７３４と連結することになる。この揺動ギア７３３の揺動は、もちろん、ギア７３２の回転動作によって発生するモーメント力である。

なお、ボトル駆動列ＤｂＬ、ＤｂＲを駆動する揺動ギア７２３Ｌ、７２３Ｒも、上記の揺動ギア７３３Ｌ、７３３Ｒと同様な長穴支持（詳細不図示）となっており、揺動ギア７２３Ｌ、７２３Ｒの揺動の動作原理は、揺動ギア７３３Ｌ、７３３Ｒと同様である。

また、本実施例では、主にギア７３２の回転駆動方向を選択する、即ち、同ギアの回転駆動方向を正転方向／逆転方向のいずれに取るかによって、揺動ギア７３３を揺動させてその伝達方向を切り換える構成を示す。しかしながら、不図示のソレノイドなどを利用して、揺動ギア７３３の揺動位置を強制的に変更する構成を用いてもよい。その場合には、揺動ギア７３３ないしその後段の伝達系の回転駆動方向は伝達方向選択によって制約されず、自由に設定できる可能性がある。例えば、図２、図５の構成では、ギア列（７３０ａ、７３０ｃ）と、ギア列（７３０ｂ、７３０ｄ）とでギアの枚数が異なる。これにより、揺動ギア７３３が正方向回転、ないし逆方向回転で切り換えられた時でも、トナー補給装置内の計量スクリュー２２が同一方向に回転するようになっている。しかしながら、上記のようにソレノイドなどにより揺動ギア７３３の揺動位置を強制的に変更する場合などにおいて、ギア列（７３０ａ、７３０ｃ）と、ギア列（７３０ｂ、７３０ｄ）の素子数や配置は、当業者において任意に設計を変更してよい。

回転数検知センサ２５は例えば赤外線の発光部、および受光部から成り、赤外線を遮蔽するとＨＩＧＨレベルの電圧を出力するフォトセンサであり、軸支点７６、７７（図６）のほぼ水平方向の中央位置に配置される。一方、揺動ギア７２３（図２）にも、フラグ７４、７５と同様のフラグを植設し、これらフラグを検出する回転数検知センサ２５１Ｌ、２５１Ｒを配置することができる。

揺動ギア７３３の回転数は、例えばフラグ７４のエッジを検出した回数で測定する。ただし、揺動ギア７３３の回転駆動方向がＣＷおよびＣＣＷの回転方向で異なる場合、当然ながらそれぞれで互いに逆側のエッジを測定するものとする。例えば、スクリュー駆動モータ７３をＤＣブラシモータなどにより構成する場合には、停止動作を行っても惰性でわずかに駆動力を伝達することがある。これにより、例えば、フラグ７４が回転数検知センサ２５を遮蔽したまま停止させる可能性があるため、上述のような測定制御を行うのが望ましい。

以上のようなフラグ７４、７５の構成によって、揺動ギア７３３が図中ＣＣＷに回転駆動されると回転数検知センサ２５から例えば図７（ａ）の信号が出力され、また、揺動ギア７３３が図中ＣＷに回転駆動されると図７中（ｂ）の信号が出力される。ＣＰＵ５０は、例えば図７（ａ）の場合、フラグ７４のエッジＥ１を検出する度に１ブロック補給完了（計量スクリュー２２が１回転）と判定する。また、図７（ｂ）の場合、フラグ７４のエッジＥ２を検出する度に１ブロック補給完了（計量スクリュー２２が１回転）と判定する。このようにして、ＣＰＵ５０は、トナー供給口２４（図３）を介して現像容器１０１に供給されるトナー補給量を計量スクリュー２２の１回転に相当する１ブロックを単位として計量、管理することができる。

また、機構上、回転数検知センサ２５は、２色のトナーをそれぞれ搬送するトナー補給装置２０ａ、２０ｂ（２０ｃ、２０ｄ）のほぼ中間に位置する揺動ギア７３３の近傍に配置されることになる。この回転数検知センサ２５の位置は、例えばトナー補給装置２０ａ、２０ｂ（２０ｃ、２０ｄ）の直下やごく近傍の位置ではなく、それらの中間の位置である。このため、トナー補給装置から飛散するトナーによって回転数検知センサ２５が汚染される可能性を低減でき、回転数検知センサ２５から正確な回転数信号を長期に渡って検出することができる。

なお、トナー供給口２４には、トナー補給装置２０側および現像装置１００側の双方にシャッタ（不図示）を配置することができる。このシャッタの開閉は、不図示の連動機構を介して、例えば現像装置１００の着脱と連動させることができる。例えば、この連動機構により、シャッタが現像装置１００（現像カートリッジ）が本体に設置された状態においてはトナー供給口が連通状態となり、現像装置１００を取り外した際にはシャッタがトナー供給口２４を封止するよう制御される。このような構成により、トナー飛散を抑制することができる。

以上では、主に、回転駆動源であるスクリュー駆動モータ７３Ｒ、７３Ｌをそれぞれ共有するトナー補給装置２０ａ、２０ｂ（２０ｃ、２０ｄ）から現像容器１０１ａ、１０１ｂ（１０１ｃ、１０１ｄ）へトナーを搬送する構成および動作を説明した。このうち、記録色の異なる第１および第２の現像剤（トナー）を収容するトナー補給装置２０ａ、２０ｂ（ホッパー）は、第１および第２の現像剤容器に相当する。また、第１および第２の現像剤（トナー）の供給を受ける現像容器１０１ａ、１０１ｂ（１０１ｃ、１０１ｄ）は第３および第４の現像剤容器に相当する。

第１の現像剤を第１の現像剤容器から第３の現像剤容器へ搬送する第１の搬送手段は、例えばギア列（７３０ａ、７３０ｃ）により構成される。また、第２の現像剤を第２の現像剤容器から第４の現像剤容器へ搬送する第２の搬送手段は、例えばギア列（７３０ｃ、７３０ｄ）により構成される。

そして、揺動ギア７３３Ｒ、７３３Ｌによって、回転駆動源（スクリュー駆動モータ７３Ｒ、７３Ｌ）の駆動力を前記第１の搬送手段の駆動系に伝達するか、または前記第２の搬送手段の駆動系に伝達するかを切り換える。揺動ギア７３３Ｒ、７３３Ｌには、回転検出のためのフラグ７４、７５（タブ）を設け、これらフラグの通過を介して各揺動ギアの回転を検出する回転数検知センサ２５Ｒ、２５Ｌを配置する。

揺動ギア７３３Ｒ、７３３Ｌは、回転駆動方向の選択によって、第１のトナーを搬送する第１の搬送手段、第２のトナーを搬送する第２の搬送手段のいずれに駆動力を伝達するかを切り換えることができる。この伝達方向の切り換えは、回転駆動源（スクリュー駆動モータ７３Ｒ、７３Ｌ）の回転駆動方向を制御して、ギア７３２の回転駆動方向（正転方向／逆転方向）を選択することにより行う。これにより、ギア７３２の正逆転の回転駆動方向が選択され、揺動ギア７３３を揺動させてその伝達方向が切り換えられる。

従って、揺動ギア７３３Ｒ、７３３Ｌに配置したフラグ７４、７５（タブ）を回転数検知センサ２５Ｒ、２５Ｌにより検出することにより、第１、および第２トナーをそれぞれ搬送する第１、および第２の搬送手段の駆動量を検出（測定）することができる。ここで、ＣＰＵ５０のような制御手段によって、例えば、上記のように第１、および第２の搬送手段を構成する計量スクリュー２２の１回転によるトナー搬送量を１ブロックとして取り扱う制御を行うものとする。その場合、ＣＰＵ５０（制御装置）は、回転数検知センサ２５Ｒ、２５Ｌで検出した（単位時間あたりの）回転数を介して実際に搬送したトナーの量を容易に把握することができる。

特に、例えば、第１および第２の搬送手段を構成するギア列（７３０ａ〜７３０ｄ）のギア比を好ましくは整数比としておく。これにより、ＣＰＵ５０が回転数検知センサ２５Ｒ、２５Ｌで検出した（単位時間あたりの）回転数や回転回数を、計量スクリュー２２の回転数や回転回数に変換する処理が極めて容易になる。特に、より好ましくは、第１および第２の搬送手段を構成するギア列（７３０ａ〜７３０ｄ）のギア比を１に設定しておくことができる。これにより、何らの換算演算を行なうことなく、ＣＰＵ５０は、回転数検知センサ２５Ｒ、２５Ｌを介して直接、計量スクリュー２２の（単位時間あたりの）回転数を読み取ることができる。

また、揺動ギア７３３Ｒ、７３３Ｌに配置したフラグ７４、７５の幅を互いに異らせておき、あるいはさらにこれらフラグは、それぞれを図２、図５などに示したように各揺動ギアの回転する円周上で不等周期に配置することができる。即ち、フラグ７４、７５は互いに不等幅であり、また各揺動ギアの回転する円周上で不等周期（ピッチ）で配置する。

これにより、図７に示したように各揺動ギアの伝達方向切り換えに伴なう回転駆動方向の切り換えによって、異なる信号パターンの検出信号を回転数検知センサ２５Ｒ、２５Ｌから出力させることができる。これにより、ＣＰＵ５０は、回転数検知センサ２５Ｒ、２５Ｌの出力信号から、実際の揺動ギア７３３Ｒ、７３３Ｌの回転方向および回転駆動力の伝達方向を確実に検出でき、これに基づき計量スクリュー２２による現像剤（トナー）の搬送量を正確に把握できる。

従って、本実施例によれば、１つの回転駆動源によって駆動される第１および第２の搬送手段で第１および第２の現像剤をそれぞれ別の現像剤容器に搬送する場合、簡単安価かつ小型軽量な構成により、搬送手段の回転状態を確実に検出できる。これにより、現像剤の搬送量を適切に制御でき、例えばトナーあふれなどの供給過多を抑制し、また現像剤供給不足による画質不良の発生確率を低減できる。従って、簡単安価かつ小型軽量な構成により現像剤の搬送量を適切に管理し、高画質な画像形成を行うことができる。また、現像剤の補給過多を防ぎ、これにより現像剤容器ユニットの寿命を延長でき、コストおよび環境負荷の低減を図ることができる。

以上では、主に、トナー補給装置２０ａ、２０ｂ（２０ｃ、２０ｄ）：第１、第２の現像剤容器から、現像容器１０１ａ、１０１ｂ（１０１ｃ、１０１ｄ）：第３、第４の現像剤容器へトナーを搬送する第１および第２の搬送手段を例に説明した。しかしながら、図２に示したように、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄ（トナーボトル）から、トナー補給装置２０ａ〜２０ｄへの現像剤（トナー）搬送系も同様の揺動ギア７２３Ｒ、７２３Ｌを用いたほぼ同様の構成である。即ち、揺動ギア７２３Ｒ、７２３Ｌには、フラグ７４、７５と同様のフラグを配置することができ、このフラグの通過を検出する回転数検知センサ２５１Ｌ、２５１Ｒを配置することができる。したがって、上述同様に回転数検知センサ２５１Ｌ、２５１Ｒを用いて検出した揺動ギア７２３Ｒ、７２３Ｌの（単位時間あたりの）回転数を介して、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄからの現像剤（トナー）供給量を検出（測定）することができる。

即ち、トナー収容容器Ｔａ、Ｔｂ（Ｔｃ、Ｔｄ）を、上記の第１、第２の現像剤容器、また、トナー補給装置２０ａ、２０ｂ（２０ｃ、２０ｄ）を第３、第４の現像剤容器として考えることができる。この場合、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄを回転させるギア列（７２４Ｌ、７２４Ｒ、７２５Ｌ、７２５Ｒ）は、上記の第１および第２の搬送手段に対応させることができる。そして、それぞれの現像剤（トナー）を搬送するための上記第１および第２の搬送手段への駆動力伝達には、上記同様の揺動ギア７２３Ｒ、７２３Ｌが用いられている。また、揺動ギア７２３Ｒ、７２３Ｌには上記同様の回転数検知センサ２５１Ｌ、２５１Ｒが配置される。

以上のように、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄ（トナーボトル）から、トナー補給装置２０ａ〜２０ｄへの現像剤（トナー）搬送系に関しても、上述同様の構成を実施することができる。そして、例えばＣＰＵ５０は、揺動ギア７２３Ｒ、７２３Ｌの（単位時間あたりの）回転数などを介して、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄの回転による現像剤（トナー）の搬送量を確実に検出することができ、上記とほぼ同様の作用効果を期待することができる。

なお、画像形成装置によっては、トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄ（トナーボトル）ないしこれに相当するカートリッジなどから、トナー補給装置２０ａ〜２０ｄ（ホッパー）のような一時収容（バッファ）手段を経由せずに現像剤を搬送する構成も考えられる。そのような構成においても、上述同様の構成を実施することができ、上述同様の作用効果を期待することができる。なお、この場合には、トナー収容容器Ｔａ、Ｔｂ（Ｔｃ、Ｔｄ）が、上記の第１、第２の現像剤容器に対応づけられ、また、現像容器１０１ａ、１０１ｂ（１０１ｃ、１０１ｄ）が第３、第４の現像剤容器に対応づけられることになる。

Ｓ…記録材、１ａ〜１ｄ…感光体、２ａ〜２ｄ…帯電器、３ａ〜３ｄ…露光装置、２０ａ〜２０ｄ…トナー補給装置、２５、２５１…回転数検知センサ、７２Ｒ、７２Ｌ…ボトル駆動モータ、７３Ｒ、７３Ｌ…スクリュー駆動モータ、１００ａ〜１００ｄ…現像装置、１０１ａ〜１０１ｄ…現像容器、２００…画像形成装置、７２３、７３３…揺動ギア。

Claims (7)

1. 第１の現像剤を収容する第１の現像剤容器と、
   第２の現像剤を収容する第２の現像剤容器と、
   前記第１の現像剤容器から前記第１の現像剤を第３の現像剤容器へと搬送する第１の搬送手段と、
   前記第２の現像剤容器から前記第２の現像剤を第４の現像剤容器へと搬送する第２の搬送手段と、
   前記第１の搬送手段または前記第２の搬送手段を駆動する駆動力を発生する回転駆動源と、
   前記回転駆動源により回転駆動され、その駆動力を前記第１の搬送手段の駆動系に伝達するか、または前記第２の搬送手段の駆動系に伝達するか、を切り換える揺動ギアと、
   前記揺動ギアの回転を検出する回転検出手段と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記回転駆動源の回転駆動方向を選択することにより、前記揺動ギアを揺動させ、前記回転駆動源の駆動力を前記第１の搬送手段に伝達するか、または前記第２の搬送手段に伝達するか、が切り換えられる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記揺動ギアが前記回転検出手段の位置を通過するフラグ部位を備え、前記揺動ギアの回転駆動方向によって、前記回転検出手段が異なる信号パターンを発生するよう前記フラグ部位が構成されている請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記揺動ギアから前記駆動力を伝達される前記第１の搬送手段または前記第２の搬送手段の伝達系が整数比の減速比を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第３および第４の現像剤容器が、像担持体に形成された静電像を、前記第１および第２の搬送手段によりそれぞれ搬送されたそれぞれ第１および第２の現像剤により現像する現像装置の現像容器である請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１および第２の現像剤容器が、それぞれ前記第３および第４の現像剤容器に搬送する前記第１および第２の現像剤を一時収容するホッパーである請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１および第２の現像剤容器が、それぞれ前記第１および第２の現像剤を収容するトナーボトルである請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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