JP4586456B2 - トナー供給装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式を採用したプリンターや複写機等の画像形成装置であって、特に複数個の現像装置を有するフルカラーの画像形成装置に好適に用いられるトナー供給装置に関するものである。

特開昭６１−０２２３６５号公報 特開平０３−０２８８７１号公報 特開平０３−１１１８６９号公報 特開平０５−０７６２００号公報 特開平０７−２５１９７３号公報 特開平０９−１２０２３２号公報 特開２００１−０９２３１７号公報 特開２００３−１３１５３９号公報

従来、この種の電子写真方式を採用したプリンターや複写機等の画像形成装置としては、例えば、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した４つの画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットで形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を、ドラム状あるいはベルト状の中間転写体を介して、転写用紙上に転写するとともに定着したり、搬送ベルトによって搬送される転写用紙上に多重に転写するとともに定着することにより、フルカラーの画像を形成するように構成した、所謂タンデム型の画像形成装置が種々提案されており、実際に製品化されてきている。

また、上記プリンターや複写機等の画像形成装置としては、単一の感光体ドラムを備え、当該感光体ドラムに対して静電潜像の形成、現像、並びに転写工程を、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した回数だけ繰り返すことにより、感光体ドラム上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を、ベルト状あるいはドラム状の中間転写体を介して、転写用紙に転写するとともに定着したり、ドラム状の用紙担持体上に担持された転写用紙上に多重に転写するとともに定着することにより、フルカラーの画像を形成するように構成された、所謂４サイクル型の画像形成装置も種々提案されており、実際に製品化されてきている。

これらのフルカラーの画像を形成することが可能な画像形成装置においては、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで静電潜像を現像する必要があるため、４つの現像装置を備えており、イエロー（Ｙ）、マジェンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各現像装置に、対応する色のトナーを適宜供給するトナー供給装置が用いられている。

上記トナー供給装置は、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各現像装置に対応して設けられた４つのトナー搬送手段を備えており、各トナー搬送手段によって対応する色の現像装置に、それぞれイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを所定のタイミングで搬送して供給するように構成されている。上記各トナー搬送手段には、トナーカートリッジに収容されたトナーを、現像装置に供給するために、ステッピングモーター等からなる駆動モーターが装着されている。

かかるトナー供給装置を備えた画像形成装置では、新品の画像形成装置をオフィスや家庭等に設置して使用を開始する際に、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを収容したトナーカートリッジから、対応する色の現像装置にトナーを供給し、当該現像装置内に供給されたトナーをキャリア等と十分に攪拌した後に、プリント動作などが開始される。

また、上記画像形成装置を継続して使用している際に、トナーカートリッジが空になった場合には、トナーカートリッジが新しいものと交換され、新しいトナーカートリッジから、対応する色の現像装置にトナーを供給し、当該現像装置内に供給されたトナーをキャリア等と十分に攪拌した後、プリント動作などが開始されるようになっている。

ところで、上記画像形成装置においては、新品の画像形成装置をオフィスや家庭等に設置して使用を開始する際に、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーカートリッジから、対応する色の現像装置にトナーを供給する必要があり、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のすべてのトナー供給装置の駆動モーターを同時に回転駆動する必要があり、多くの電力を消費するという第１の問題点を有していた。

また、新品の画像形成装置をオフィスや家庭等に設置して使用を開始する場合には、トナー供給装置のトナー搬送部材にトナーがまったく供給されていない状態となっているため、トナー搬送部材に対してトナーが潤滑剤の作用を果たすことができず、トナー搬送部材に大きな摺動抵抗が生じて、トナー供給装置の駆動モーターに過大な負荷がかかり、駆動モーターの回転駆動力をトナー搬送部材に伝達するギアに、所謂歯飛びが発生したり、駆動モーターが脱調したり、極端な場合にはギアの歯が破損するという第２の問題点を有していた。

そこで、新品の画像形成装置を使用する場合におけるトナー供給装置の駆動モーターの負荷が過大となることに起因した問題点を解決するためには、駆動モーターとして駆動トルクが大きなものを使用することも考えられるが、この場合には、大型の駆動モーターが必要となり、トナー供給装置の大型化及びコストアップを招くという新たな第３の問題点が生じる。

また、上記トナー供給装置の場合には、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなると、直ちにプリント動作を中止し、トナーカートリッジを新しいものと交換するように構成されているが、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなった場合であっても、当該トナーカートリッジから現像装置までのトナー搬送経路には、通常、所定量のトナーが残留している。

しかし、上記トナー供給装置の場合には、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなると、直ちにプリント動作を中止するように構成されているため、トナーカートリッジから現像装置の間に残留しているトナーを有効に現像動作に利用することができないという第４の問題点をも有していた。

そこで、上記第１乃至第３の問題点を解決し得る技術としては、例えば、特開平５−７６２００号公報、特開平７−２５１９７３号公報、特開平９−１２０２３２号公報、あるいは特開２００３−１３１５３９号公報等に開示されているように、トナーカートリッジ内のトナー残量を検知して駆動モーターの回転数を上げるように構成したものや、いくつかのプロセスユニットを１つの駆動モーターで駆動させるシステムにおいて、駆動負荷制御を行うように構成したもの、ステッピングモーターの励磁を変えてトルクを上げるように構成したものなどが、既に提案されている。

さらに、上記第１乃至第３の問題点を解決し得る技術としては、特開昭６１−０２２３６５号公報や特開平３−０２８８７１号公報、あるいは特開平３−１１１８６９号公報に開示されているように、現像機の攪拌部材の回転数を変化させるように構成したものや、トナー残量により攪拌部材の回転数を変化させる（残量が少なくなると回転数を増加させる）ように構成したものや、また現像剤収容器内のトルクを検知してある一定のトルクを境にして回転させる攪拌部材を有するように構成したものなどが、既に提案されている。

上記先行技術について更に説明すれば、上記特開平５−７６２００号公報に係るステッピングモータの励磁駆動方式は、ステッピングモータのＡ相励磁の時の安定点に対応する第１の角度位置と、Ｂ相励磁の時の安定点に対応する第２の角度位置と、の間をＡ相、Ｂ相の励磁切換えにより所定部材を往復回動させると共に第２の角度位置では上記部材を機械的に停止させる装置において、Ａ相からＢ相への励磁の切換えにより第１の角度位置から第２の角度位置に前記部材を回動させ、この回動が終了するとＢ相の励磁を停止させ、この回動の方向のさらに先の安定点を得るための−Ａ相を励磁して上記部材に第２の角度位置において所定のトルクを与えるように構成したものである。

さらに、上記特開平７−２５１９７３号公報に係る電子写真式記録装置は、入力された画情報を書き込み形成した感光体上の画像を記録位置に給紙されてきた記録紙へ転写して記録する画像記録手段と、給紙トレイに積載されている記録紙を画像記録手段の記録位置へ給紙して該記録紙を装置外に排紙する記録紙給排紙手段と、を備えた電子写真式記録装置であって、前記感光体および記録紙給排紙手段を駆動する１つのステッピングモータと、該ステッピングモータを前記記録位置の下流側で給紙センサが記録紙の先端を検知するまでは感光体上ヘ画情報を書き込むときよりも大きなトルクで駆動させる駆動制御手段と、を設けるように構成したものである。

又、上記特開平９−１２０２３２号公報に係る画像形成装置は、着脱式のトナーカートリッジを有し、該トナーカートリッジ内のトナーを攪拌するための攪拌手段を駆動するとともに、感光ドラムと給紙・搬送ローラと定着ローラを駆動する駆動モータを有する画像形成装置において、前記トナーカートリッジの固有情報に基づき、装置のイニシャルシーケンスにおける駆動モータの駆動負荷制御を行うように構成したものである。

更に、上記特開２００３−１３１５３９号公報に係る画像形成装置は、表面にトナー画像が形成されてそのトナー画像を担持するトナー画像担持体と、内部に供給されるトナーを用いて前記トナー画像担持体上にトナー画像を形成する画像形成器と、前記画像形成器に供給されるトナーが内部に貯留されたトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジの外部に設置された、該トナーカートリッジにおける残存トナーの有無を検知するトナー検知器と、前記トナー検知器によって残存トナー有が検知されている場合には、前記トナーカートリッジ内に貯留されているトナーを該トナーカートリッジから前記画像形成器へ所定の供給能力で供給し、前記トナー検知器によって残存トナー無が検知された場合には、該トナーの供給能力を、該所定の供給能力よりも高い供給能力に一時的に高めるトナー供給器とを備えるように構成したものである。

また、上記特開昭６１−０２２３６５号公報に係る画像形成装置は、現像剤を攪拌して帯電させこれを搬送手段によって搬送し、像担持体上の潜像に付着させて画像を形成する画像形成装置において、現像剤の攪拌の初期に搬送手段の搬送速度を下げる駆動手段を設けるように構成したものである。

さらに、上記特開平３−０２８８７１号公報に係るトナー供給装置は、タンク内に蓄えられたトナーを現像機へブラシローラを介して供給するトナー供給装置において、上記トナーの残量を検知する複数のトナー残量検知センサと、上記タンク内のトナーの残量が少なくなれば、上記ブラシローラの回転数を段階的に増速させる制御回路とを備えるように構成したものである。

又、上記特開平３−１１１８６９号公報に係る現像装置は、現像剤を収容する現像剤収納室と、該現像剤収納室の前方の開口部に回転自在に配設された現像剤担持体と、上記現像剤収納室の内部に回転自在に配設されて該現像剤収納室内の現像剤を攪拌せしめる現像剤攪拌手段とを備えた現像装置において、上記現像剤攪拌手段は、その回転トルクが設定値以下のときにのみ回転するように構成したものである。

一方、上記第４の問題点を解決し得る技術としては、例えば、特開２００１−９２３１７号公報に記載されているように、プロセスユニットのライフと現像剤収容器のライフとを比較していずれかが、ライフに達したときに交換を知らせるように構成したものが、既に提案されている。

この特開２００１−９２３１７号公報に係る画像形成装置は、像担持体および現像剤の補給が可能な現像剤収容部を有し、現像剤収容部の現像剤により像担持体上の静電潜像を現像するとともに、装置本体への着脱が自在なプロセスユニットと、前記像担持体を露光してその像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、新規な前記プロセスユニットが装着された後の画像形成枚数をカウントする第１カウンタと、前記現像剤収容部に現像剤が補給された後の画像形成枚数をカウントする第２カウンタと、この第２カウンタのカウント値が設定値に達したとき、前記第１カウンタのカウント値が設定値に達していれば、当該プロセスユニットの交換が必要な旨を報知する報知手段と、を備えるように構成したものである。

しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平５−７６２００号公報、特開平７−２５１９７３号公報、特開平９−１２０２３２号公報、特開２００３−１３１５３９号公報等に開示された技術の場合には、トナーカートリッジ内のトナー残量を検知して駆動モーターの回転数を上げるように構成したものや、いくつかのプロセスユニットを１つの駆動モーターで駆動させるシステムにおいて、駆動負荷制御を行うように構成したもの、ステッピングモーターの励磁を変えてトルクを上げるように構成したものであるが、これらの場合には、トナーカートリッジ内のトナー残量を検知する手段が別途必要になり、部品点数の増加やコストアップを招き、又、ステッピングモーターの励磁を変えるには、特殊な励磁制御が必要となり、やはり構成の複雑化に伴うコストアップ等を招くという問題点を有している。

また、上記特開昭６１−０２２３６５号公報、特開平３−０２８８７１号公報、特開平３−１１１８６９号公報に記載された技術の場合には、現像機の攪拌部材の回転数を変化させるように構成したものや、トナー残量により攪拌部材の回転数を変化させる（残量が少なくなると回転数を増加させる）ように構成したものや、また現像剤収容器内のトルクを検知してある一定のトルクを境にして回転させる攪拌部材を有するように構成したものであるが、これらの場合にも、トナー残量や現像剤収容器内のトルクを検知する検知手段が新たに必要となり、部品点数の増加やコストアップを招くとともに、現像機の攪拌部材の回転数を変化させる場合には、特殊な速度制御が必要となり、やはり構成の複雑化に伴うコストアップ等を招くという問題点を有している。

さらに、上記特開２００１−９２３１７号公報に記載された技術の場合には、プロセスユニットのライフと現像剤収容器のライフとを比較していずれかが、ライフに達したときに交換を知らせるように構成したものであるが、トナーカートリッジから現像装置の間に残留している所定量のトナーを有効に利用することができないという問題点を依然として有している。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的とするところは、部品点数の増加やコストアップを招いたり、複雑な制御を必要とすることなく、複数の現像装置を有する画像形成装置の設置時などの高負荷時におけるギアの歯飛びや、駆動モーターの脱調等が発生するのを防止することが可能なトナー供給装置を提供することにある。

また、この発明の第２の目的とするところは、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなった場合に、直ちに画像形成動作を停止することなく、トナーカートリッジから現像装置の間に残留している所定量のトナーを有効に利用することが可能なトナー供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、複数の現像装置にそれぞれ対応して配設され、少なくともトナーを収容した複数のトナーカートリッジと、前記複数のトナーカートリッジにそれぞれ対応して配設され、当該トナーカートリッジから対応する現像装置にトナーを搬送して供給するトナー搬送手段とを備えたトナー供給装置において、
前記複数のトナー搬送手段にそれぞれ配設され、当該トナー搬送手段を駆動する駆動モーターと、
前記トナーカートリッジが新しいトナーカートリッジと交換されたことを検知する検知手段と、
前記検知手段によって、複数のトナーカートリッジの交換が検知されたとき、当該検知手段によって交換が検知されたトナーカートリッジの数よりも少ない数のトナー搬送手段の駆動モーターを選択し、選択された駆動モーターの駆動電流を、前記トナーカートリッジの交換を検知せずに駆動する場合に比較して、増加させて駆動して、対応する現像装置にトナーを供給するように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするトナー供給装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記制御手段は、前記検知手段によって、複数のトナーカートリッジの交換が検知されたとき、当該検知手段によって交換が検知されたトナーカートリッジに対応したトナー搬送手段の駆動モーターを１つずつ個別に駆動するように制御することを特徴とする請求項１に記載のトナー供給装置である。

又、請求項３に記載された発明は、複数の現像装置にそれぞれ対応して配設され、少なくともトナーを収容した複数のトナーカートリッジと、前記複数のトナーカートリッジにそれぞれ対応して配設され、当該トナーカートリッジから対応する現像装置にトナーを搬送して供給するトナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
前記複数のトナー搬送手段にそれぞれ配設され、当該トナー搬送手段を駆動する駆動モーターと、
前記画像形成装置が設置されたことを検知する設置検知手段と、
前記設置検知手段によって、前記画像形成装置の設置が検知されたとき、前記画像形成装置が有するトナーカートリッジの数よりも少ない数のトナー搬送手段の駆動モーターを選択し、選択された駆動モーターの駆動電流を、前記画像形成装置の設置を検知せずに駆動する場合に比較して、増加させて駆動して、対応する現像装置にトナーを供給するように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

更に、請求項４に記載された発明は、前記制御手段は、前記駆動モーターを１つずつ個別に駆動するように制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置である。

この発明によれば、部品点数の増加やコストアップを招いたり、複雑な制御を必要とすることなく、複数の現像装置を有する画像形成装置の設置時などの高負荷時におけるギアの歯飛びや、駆動モーターの脱調等が発生するのを防止することが可能なトナー供給装置を提供することができる。

また、この発明によれば、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなった場合に、直ちに画像形成動作を停止することなく、トナーカートリッジから現像装置の間に残留している所定量のトナーを有効に利用することが可能なトナー供給装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターを示すものであり、図３はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの画像形成部を示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。

このフルカラープリンター01は、図２及び図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触又は近接する一次帯電用の帯電ロール（帯電手段）21, 22, 23, 24と、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射して静電潜像を書き込む図２に示すＲＯＳ（Raster Output Scanner ）（露光手段）03と、現像装置（現像手段）41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。

感光体ドラム11, 12, 13, 14は、図３に示すように、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて互いに平行に配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。

各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図２に示すＲＯＳ03に入力される。このＲＯＳ03では、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が画像情報に応じて変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射されて静電潜像が書き込まれる。

上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが実行される。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径２４ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、161 ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電手段としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-800ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電手段としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。

その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光手段としてのＲＯＳ03によってイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、ＲＯＳ03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。

また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。

この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この現像方式に限定されるものではなく、一成分現像方式や非接触型の現像方式など、他の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。

現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる二成分現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44は、図２に示すトナーカートリッジ04Y,04M,04C,04K からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、図３に示すように、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ² であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。

上記現像装置41, 42, 43, 44で使用されるトナーとしては、次式で規定される形状係数ＭＬＳ２が１００〜１４０、例えば、ＭＬＳ２＝１３０程度のもので、平均粒径が３μｍ〜１０μｍの所謂" 球形トナー" が用いられる。
ＭＬＳ２＝｛（トナー粒子の絶対最大長）² ）｝
／｛（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００｝

上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、現像バイアス電圧はＡＣが4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣが-230Ｖ程度である。

次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に一次転写される。感光体ドラム11, 上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマジェンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。

上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、図２に示すように、雰囲気温度及び湿度を検出する環境センサによって検出される。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。

この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成され、抵抗値は１０⁸ Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10² 〜10³ Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層（Ｒ＝10⁵ 〜10⁹ Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝10⁵ 〜10⁹ Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。

このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。

この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。

この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10² 〜10³ Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。

次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る転写用紙Ｐ上に三次転写される。この転写用紙Ｐは、図２に示すように、給紙カセット05から紙送り工程を経てレジストローラ90を通過し、二次中間転写ドラム53と転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、転写用紙Ｐ上に形成された最終的なトナー像は、定着器70によって熱及び圧力で定着され、フルカラープリンター01の上部に設けられた排出トレイＴ上に排出され、一連の画像形成プロセスが完了する。

最終転写ロール60は、例えば、外径が20ｍｍに形成され、抵抗値は１０⁸ Ω程度に設定される。この最終転写ロール60は、例えば、金属シャフトの上にウレタンゴム等からなる被覆層を設け、その上に必要に応じてコーティングを施して構成されている。最終転写ロール60に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類（抵抗値等）等によって最適値が異なり、概ね+1200 〜5000Ｖ程度である。この実施の形態では、定電流方式を採用しており、常温常湿環境下で約+10 μＡの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧(+1600〜2000Ｖ) を得ている。

また、上記転写用紙Ｐの両面に画像を形成する場合には、図２に示すように、片面に画像が形成された転写用紙Ｐをそのまま排出トレイＴ上に排出せずに、表裏を反転した状態で転写用紙Ｐを両面用の用紙搬送路07を介して、当該転写用紙Ｐを再度転写部へと搬送し、転写用紙Ｐの裏面に画像が形成される。

なお、図２中、符号08は図示しない手差しトレイから供給される転写用紙Ｐを搬送する給紙ロール、09は制御回路、10は電源回路をそれぞれ示している。

ところで、この実施の形態では、複数の現像装置にそれぞれ対応して配設され、少なくともトナーを収容した複数のトナーカートリッジと、前記複数のトナーカートリッジにそれぞれ対応して配設され、当該トナーカートリッジから対応する現像装置にトナーを搬送して供給するトナー搬送手段とを備えたトナー供給装置において、前記複数のトナー搬送手段にそれぞれ配設され、当該トナー搬送手段を駆動する駆動モーターと、前記トナーカートリッジが新しいトナーカートリッジと交換されたことを検知する検知手段と、前記検知手段によって、複数のトナーカートリッジの交換が検知されたとき、当該検知手段によって交換が検知されたトナーカートリッジの数よりも少ないトナー搬送手段の駆動モーターを同時に駆動して、対応する現像装置にトナーを供給するように制御する制御手段とを備えるように構成されている。

また、この実施の形態では、前記制御手段は、前記検知手段によって、複数のトナーカートリッジの交換が検知されたとき、当該検知手段によって交換が検知されたトナーカートリッジに対応したトナー搬送手段の駆動モーターを１つずつ個別に駆動するように制御するように構成されている。

図４及び図５はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用したプリンターの要部をそれぞれ示す斜視図である。

すなわち、この実施の形態に係るトナー供給装置110 は、図４及び図５に示すように、所定の色のトナーとキャリアを混合した現像剤を収容したトナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃと、当該トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃから現像装置41，42，43，44までトナー等を搬送するトナー搬送手段111 ，112 ，113 ，114 とを備えるように構成されている。上記トナー搬送手段111 ，112 ，113 ，114 は、各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃに対応してそれぞれ設けられているが、これらのトナー搬送手段111 ，112 ，113 ，114 は、一体的に構成されている。

上記トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃは、図２、図４及び図５に示すように、プリンター本体100 のリア側に、互いに平行に配列された状態で、水平に配設されている。上記トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃは、図４及び図５に示すように、略円筒形状に形成されており、その内部には、少なくともトナーが、当該実施の形態では、トナーとキャリアを所定の割合で混合した現像剤が収容されている。また、上記トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃの内部には、当該トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃ内に収容された現像剤を攪拌しつつ、トナーを供給するためのスパイラル状に形成された図示しないアジテーターが回転自在に配設されている。さらに、上記トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃには、その長手方向の一端部に、下方に向けて図示しないトナー排出口が開口されており、当該トナー排出口は、通常、図示しないシャッター部材によって閉塞されている。そして、上記シャッター部材は、図４及び図５に示すように、トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃをトナー搬送手段111 ，112 ，113 ，114 に装着した後、当該トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃを所定の方向に回動する動作に伴って開口されるように構成されている。

なお、上記トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃの奥端部には、当該トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃの使用履歴等を記憶した新旧判別手段としてのクラム115 Ｙ，115 Ｍ，115 Ｋ，115 Ｃが取り付けられており、当該クラム115 Ｙ，115 Ｍ，115 Ｋ，115 Ｃに記憶された情報は、当該クラム115 Ｙ，115 Ｍ，115 Ｋ，115 Ｃと非接触状態で通信を行う通信手段116 Ｙ，116 Ｍ，116 Ｋ，116 Ｃによって読み出されるように構成されている。

また、上記トナー搬送手段111 ，112 ，113 ，114 は、図６及び図７に示すように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応してすべて同様に構成されており、ここでは、イエロー（Ｙ）のトナー搬送手段111 を例にして、その構成を説明する。上記トナー搬送手段111 は、トナーカートリッジ04Ｙが装着される装着部117 と、トナーカートリッジ04Ｙからトナーを搬送するためのトナー搬送部118 と、当該トナー搬送部118 によって補給されるトナーをイエロー色の現像装置41まで搬送するオーガーパイプ119 とから構成されている。

上記トナー搬送手段111 の装着部117 は、図８及び図９に示すように、トナーカートリッジ04Ｙが嵌合された状態で収容される断面略半円形状の凹部120 を備えており、当該凹部120 の長手方向の一端寄りには、図１０乃至図１２に示すように、トナーカートリッジ04Ｙのトナー排出口から排出されるトナーを受ける受け部121 が、平面矩形状で且つ断面形状が略半円形状となるように形成されている。上記受け部121 の底部には、トナー導入口122 が平面矩形状に小さく開口されており、当該トナー導入口122 の内部には、トナー受け部121 と略同じ平面形状を有する直方体状のトナー攪拌搬送部123 が一体的に設けられている。なお、図７及び図１２中、155 Ｙ〜155 Ｋはトナー受け部121 内のトナーの有無を光学的に検知するためのウインドウプレートを示している。

上記トナー攪拌搬送部123 の上方には、トナーカートリッジ04Ｙから供給されるトナーを攪拌するアジテータ124 が回転自在に配設されているとともに、その下方には、トナーカートリッジ04Ｙから供給されるトナーを、現像装置41へ搬送するためのオーガー125 が回転自在に配設されている。また、上記トナー攪拌搬送部123 の下端部には、オーガー125 の先端部に対応した位置に、現像装置41にトナーを供給するための円筒状のトナー供給口126 が開口されているとともに、当該トナー供給口126 の外周には、オーガーパイプ119 が連結されている。

また、上記トナー搬送手段111 には、図１３及び図１４に示すように、トナーカートリッジ04Ｙから補給されるトナーを、現像装置41まで搬送するための駆動手段127 が配設されている。この駆動手段127 は、各色のトナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃに対応して合計４つ設けられており、当該駆動手段127 は、それぞれステッピングモータ等からなる駆動モーター128 を備えている。

上記駆動モーター128 の回転軸に一体的に設けられた駆動ギア129 は、図１４に示すように、第１のアジテータアイドラギア130 と、第１のトナーカートリッジアイドラギア131 とに噛み合わされている。また、上記第１のアジテータアイドラギア130 は、第２のアジテータアイドラギア132 及び、当該第２のアジテータアイドラギア132 と同軸状に一体的に設けられた第３のアジテータアイドラギア133 を介してアジテータギア134 に噛み合わされており、当該アジテータギア134 が一端部に取り付けられたアジテータ124 が所定の回転速度で回転駆動されるように構成されている。

一方、上記第１のトナーカートリッジアイドラギア131 は、当該第１のトナーカートリッジアイドラギア131 と同軸状に一体的に設けられた第２のトナーカートリッジアイドラギア135 を介してオーガーギア136 に噛み合わされており、当該オーガーギア136 が一端部に取付けられたオーガー125 が所定の回転速度で回転駆動されるように構成されている。

更に、上記第１のトナーカートリッジアイドラギア131 は、第３のトナーカートリッジアイドラギア137 を介して、トナーカートリッジギア138 に噛み合わされており、当該トナーカートリッジギア138 によって各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃの内部に設けられたトナーを攪拌供給するための図示しないアジテーターを所定の回転速度で回転駆動されるように構成されている。

また、上記オーガーパイプ117 は、図１１に示すように、可撓性を有する軟質な合成樹脂製のパイプ状部材139 を備えており、このパイプ状部材139 の内部には、図１５に示すように、搬送用オーガー125 の先端部に連結された金属製の螺旋状のアジテーター140 が配設されている。さらに、上記オーガーパイプ119 の先端部には、図１０及び図１１に示すように、現像装置41に装着するための硬質な合成樹脂製の連結部材141 が設けられており、当該連結部材141 を現像装置41の供給部に挿入することによって、オーガーパイプ119 を介して搬送されるトナーを、現像装置41，42，43，44の内部に供給するように構成されている。なお、上記連結部材141 には、現像装置41，42，43，44に装着した際に、当該連結部材141 が抜けるのを防止するスナップフィット部142 が設けられている。

図１は上記の如く構成されるトナー供給装置を含むプリンター全体を制御する制御回路を示すブロック図である。

図１において、150 はトナー供給装置を含むプリンター全体を制御する制御手段としてのＣＰＵ、111 〜114 はトナー供給装置、04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃはイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを収容したトナーカートリッジ、128 Ｙ〜128 Ｋはトナー搬送手段に設けられた駆動モーター、115 Ｙ〜115 Ｃはトナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃの交換等を検知する検知手段としてのクラム、151 は二次中間転写ドラム53上に転写されたトナーパッチの濃度を検知する濃度センサー、152 は画像データを処理するＥＳＳをそれぞれ示している。

制御手段としてのＣＰＵ150 は、トナー供給装置110 の各駆動モーター128 を駆動する順序や駆動電流等を制御するように構成されており、ＣＰＵ150 は、トナー供給装置110 の複数の駆動モーター128 を同時に駆動する必要が生じた場合でも、４つの駆動モーター128 を同時に駆動せず、望ましくは４つ若しくはこれより少ない複数の駆動モーター128 を個別に１つずつ駆動するように構成されている。

図１６はトナー供給装置110 の各駆動モーター128 を駆動する駆動系を示すブロック図である。図において、161 はトナーカートリッジの新旧を認知するカートリッジ新旧認知部であり、上述したクラム115 Ｙ，115 Ｍ，115 Ｋ，115 Ｃ及び通信手段116 Ｙ，116 Ｍ，116 Ｋ，116 Ｃなどから構成されている。また、162 は画像ピクセル数検知部であり、この画像ピクセル数検知部162 は、ＥＳＳ152 からの画像データ等に基づいて、画像ピクセル数を各色毎に検知するようになっている。さらに、163 はマシン初期設置検知部であり、このマシン初期設置検知部163 は、プリンターの最初の電源投入や、クラム115 Ｙ，115 Ｍ，115 Ｋ，115 Ｃに記憶された情報などに基づいて、新品のプリンターであるか否かを検知するように構成されている。また、164 はステッピングモーターの電流値を変更するように制御する電流値変更回路を示している。さらに、165 はステッピングモーターを駆動する所定周波数のパルス信号を発生して、ステッピングモーターを駆動する駆動回路である。なお、上記画像ピクセル数検知部162 や電流値変更回路164 などは、ハードウエアとして独自に構成されていても勿論よいが、ＣＰＵ150 が実行するソフタウエアによって構成されていても良い。

以上の構成において、この実施の形態に係るトナー供給装置を適用したフルカラープリンターでは、次のようにして、部品点数の増加やコストアップを招いたり、複雑な制御を必要とすることなく、複数の現像装置を有する画像形成装置の設置時などの高負荷時におけるギアの歯飛びや、駆動モーターの脱調等が発生するのを防止することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンター01は、新品のプリンターをオフィスや家庭等に設置して使用を開始する際に、図２に示すように、プリンター本体100 にイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の新しいトナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃを装着して、トナー供給装置110 によってイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像装置41, 42, 43, 44に対応する色のトナーを供給するようになっている。

その際、上記トナー供給装置110 は、使用開始時において、トナー搬送手段111 ，112 ，113 ，114 の内部やオーガーパイプ119 にトナーがまったく供給されておらず、又、オーガーパイプ119 は、図５に示すように湾曲して配置されているため、オーガーパイプ119 のパイプ状部材139 とアジテーター140 との摺動抵抗が高く、各トナー搬送手段111 、112 、113 、114 に個別に設けられた駆動モーター128 を同時に駆動すると、駆動系に設けられたギアの脱調等が発生する虞れがある。

この実施の形態では、ＣＰＵ150 は、図１７に示すように、新品のプリンターが設置された場合や、１つ又は複数のトナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃが新しいものと交換された場合、まず、プリンターの新旧を判別する（ステップ１０１）。なお、このプリンターの新旧の判別は、図１６に示すように、マシン初期設置検知部からの信号に基づいて行なわれる。ＣＰＵ150 は、プリンターが新品ではなく、既に使用されていると判別すると、通常の動作を実行する（ステップ１０２）。

また、ＣＰＵ150 は、プリンターが新品であると判別すると、トナー供給装置110 の各トナー搬送手段111 、112 、113 、114 に個別に設けられた駆動モーター128 を駆動する電流値を通常よりも増加させるように設定する（ステップ１０３）。さらに、ＣＰＵ150 は、トナー供給装置110 によって、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃから対応する色の現像装置41, 42, 43, 44にトナーを供給する際に、各トナー搬送手段111 、112 、113 、114 に個別に設けられた駆動モーター128 を、順不同に、例えば、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、１つずつ個別に独立して駆動させ、４つの駆動モーター128 を同時に駆動させないように制御するようになっている（ステップ１０４）。その際、ＣＰＵ150 は、上述したように、駆動モーター128 を駆動する電流値を通常よりも増加させるようになっている。

次に、ＣＰＵ150 は、ＥＳＳ152 からの信号に基づいて、図１６に示す画像ピクセル数検知部によって、各色の画像信号のピクセル（画素数）を累積的にカウントしているが、当該ピクセルカウント値を閾値Ｘと比較し（ステップ１０５）、当該ピクセルカウント値が閾値Ｘ未満である場合には、ステップ１０５に戻る。

また、ＣＰＵ150 は、ピクセルカウント値が閾値Ｘ以上となったことを判別すると、駆動モーター128 を駆動する電流値を通常の値に戻すとともに、４つの駆動モーター128 の同時駆動を許容する通常動作に戻すようになっている（ステップ１０６）。

したがって、ＣＰＵ150 は、プリンターが新品であると判別すると、その後、ピクセルカウント値が閾値Ｘ以上となるまでの所定期間だけ、トナー供給装置110 によって現像装置41, 42, 43, 44にトナーを供給する際に、当該トナー供給装置110 の４つの駆動モーター128 を同時に駆動することを禁止し、複数の駆動モーター128 を同時に駆動する必要が生じた場合には、各駆動モーター128 を１つずつ個別に駆動するように制御する。

また、上記実施の形態１に係るプリンターでは、図１７に示すように、当該プリンターが新品である場合と同様に、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃが新品であるか否か、つまりトナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃが新しいものと交換されたか否かを判別し（ステップ１０１）、上述したように、トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃが新しいものと交換されたと判別すると、電流値を増加させ、且つ複数の駆動モーター128 を個別に１つずつ駆動するようになっている。

なお、１つのトナーカートリッジのみが新しいものと交換された場合には、当然、交換されたトナーカートリッジに対応した駆動モーター128 のみが駆動されるが、この場合でも、電流値を増加させるようになっている。また、複数のトナーカートリッジが同時に新しいものと交換された場合には、上述した動作がそのまま実行される。

このように、上記実施の形態に係るトナー供給装置110 では、新品のプリンターの使用を開始する際でも、各トナー搬送手段111 、112 、113 、114 に個別に設けられた駆動モーター128 を、１つずつ個別に時間をずらして駆動するので、当該駆動モーター128 を駆動する低圧電源（ＬＶＰＳ）を大型化したり、駆動モーター128 自体を大型化することなく、しかも、ギアの歯飛びや、駆動モーター128 の脱調等が発生するのを防止した状態で、トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃから対応する現像装置41, 42, 43, 44にトナーを確実に供給することが可能となる。

また、この実施の形態に係るトナー供給装置110 では、各トナー搬送手段111 、112 、113 、114 に個別に設けられた駆動モーター128 の駆動タイミングをずらすだけで良いので、部品点数の増加やコストアップを招いたり、複雑な制御を必要とすることない。

実施の形態２
図１８はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２は、複数のトナー搬送手段にそれぞれ配設され、当該トナー搬送手段を駆動する駆動モーターと、前記トナーカートリッジが新しいトナーカートリッジと交換されたことを検知する検知手段と、前記検知手段によって、トナーカートリッジの交換が検知されたとき、当該検知手段によって交換が検知されたトナーカートリッジに対応したトナー搬送手段の駆動モーターを駆動する際に、当該駆動モーターの回転数を所定時間だけ低下させて駆動するように制御する制御手段とを備えるように構成されている。

また、この実施の形態では、前記駆動モーターは、ステッピングモーターからなり、前記制御手段は、当該駆動モーターの回転数を所定時間だけ低下させる際に、ステッピングモーターを駆動する周波数を変化させるように構成されている。

すなわち、この実施の形態２は、図１８に示すように、新品のプリンターが設置された場合や、１つ又は複数の新しいトナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃが新しいものと交換された場合、ＣＰＵ150 によってプリンターの新旧が判別され（ステップ２０１）、プリンターが旧品である場合には、通常の動作が行われる（ステップ２０２）。また、プリンターが新品である場合には、各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃから対応する現像装置41, 42, 43, 44にトナーを供給する際に、ステッピングモーターからなる駆動モーター128 の回転数を、駆動周波数を低下させることによって、通常の回転数よりも低下させて駆動するように構成されている（ステップ２０３）。上記ステッピングモーターからなる駆動モーター128 は、回転数を低下させることによって、駆動トルクを増加するようになっている。

さらに、ＣＰＵ150 は、トナー供給装置110 によって、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃから対応する色の現像装置41, 42, 43, 44にトナーを供給する際に、各トナー搬送手段111 、112 、113 、114 に個別に設けられた駆動モーター１２８を、順不同に、例えば、イエロー （Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、１つずつ個別に独立して駆動させ、４つの駆動モーター128 を同時に駆動させないように制御するようになっている（ステップ２０４）。その際、ＣＰＵ150 は、上述したように、駆動モーター128 の回転数を通常よりも低下させるようになっている。

次に、ＣＰＵ150 は、ＥＳＳ152 からの信号に基づいて、各色の画像信号のピクセル（画素数）をカウントしているが、当該ピクセルカウント値が閾値Ｘと比較し（ステップ２０５）、当該ピクセルカウント値が閾値Ｘ未満である場合には、ステップ２０４に戻る。

また、ＣＰＵ150 は、ピクセルカウント値が閾値Ｘ以上である場合には、ステッピングモーターからなる駆動モーター128 の回転数を、通常の回転数に戻すようになっている（ステップ２０６）。

図１９は本実施の形態２で用いているステッピングモーターからなる駆動モーター128 の回転数を決定する駆動周波数と駆動トルクとの関係を示すグラフであり、通常の回転時は、５００ｐｐｓの駆動周波数で駆動されているのに対して、初期の駆動周波数は３００ｐｐｓに設定されている。こうすることによって、駆動トルクを５割程度増加させることが可能となることがわかる。

このように、上記実施の形態２では、部品点数の増加やコストアップを招いたり、複雑な制御を必要とすることなく、複数の現像装置を有する画像形成装置の設置時などの高負荷時におけるギアの歯飛びや、駆動モーターの脱調等が発生するのを防止することが可能となっている。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

実施の形態３
図２０はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３は、現像装置にそれぞれ対応して配設され、少なくともトナーを収容した複数のトナーカートリッジと、前記複数のトナーカートリッジにそれぞれ対応して配設され、当該トナーカートリッジから対応する現像装置にトナーを搬送して供給するトナー搬送手段とを備えたトナー供給装置において、前記トナーカートリッジ内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、前記トナー残量検知手段によって、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったことが検知されたときでも、前記トナー搬送手段内に残留しているトナーを現像装置に搬送するトナーの延長供給動作を許容するように制御手段とを備えるように構成されている。

また、この実施の形態では、前記制御手段は、トナーの延長供給動作を許容するか否かを選択できるように構成されている。

すなわち、この実施の形態３では、トナー供給装置110 によって、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃから対応する色の現像装置41, 42, 43, 44にトナーが供給されてプリント動作が実行される。そして、上記フルカラープリンターでは、プリント動作に伴って、各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃ内のトナーが消費される。

ところで、この実施の形態３では、図２０に示すように、所定のタイミングで、二次転写ドラム53上又は最終転写ロール60上に、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン （Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー濃度制御用のパッチを所定のタイミングで形成し、当該トナー濃度制御用パッチの濃度を、ＡＤＣセンサー151 によって検知することで、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃから対応する色の現像装置41, 42, 43, 44に適宜トナーが供給されるように構成されている。

そして、上記フルカラープリンターでは、各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃからの累積したトナー供給時間、つまりトナー供給装置１１０の各駆動モーター１２８の累積した駆動時間をＣＰＵ150 によってカウントし、当該累積したトナー供給時間が所定の警告時間に達して、各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃ内のトナー残量が少なくなったと判別すると、該当するトナーカートリッジを新しいものと交換するようにメッセージを表示するように構成されている。

なお、トナーカートリッジが新しいものと交換されたとき、累積したトナー供給時間がリセットされる。この状態では、トナーカートリッジの空状態を検知するフラグが、「０」となっている。

また、トナーカートリッジを新しいものと交換するようにメッセージが表示されると、トナーカートリッジの空状態を検知するフラグが、「１」となる。

その後、上記フルカラープリンターでは、プリント動作を継続すると、各トナーカートリッジ04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃ内のトナー残量がほぼ空に近付き、図２１に示すように、トナー濃度制御用パッチの検出値が大きくばらつくことになる。

そこで、この実施の形態３では、ＣＰＵ150 は、図２１に示すように、トナー濃度制御用パッチの検出値が所定値（ニアエンプティ閾値）を下回ったことを検知すると、この場合でも、トナー供給装置110 の各オーガーパイプ119 の内部には、図１１に示すように、所定量（例えば、２０ｇ程度）のトナーが残留しているため、当該トナーをプリントに使用する延長動作を選択することが可能となっている。このトナー供給の延長動作は、操作パネル等によって選択可能となっている。

ＣＰＵ150 は、通常、累積したトナー供給時間が所定のシャットダウン時間に達すると、プリント動作を強制的に停止させ、トナーカートリッジが新しいものと交換されない限り、プリント動作を再開できないように制御する。

しかし、この実施の形態３では、ＣＰＵ150 は、上述したトナー供給の延長動作が選択されると、累積したトナー供給時間が所定のシャットダウン時間に達しても、プリント動作を継続可能とし、トナー濃度制御用パッチの濃度が、Ａｄｄｍｉｘ閾値以下になったとき、トナーの攪拌供給動作をｎ回繰り返し、当該トナーの攪拌供給動作をｎ回繰り返しても、トナー濃度制御用パッチの濃度が、Ａｄｄｍｉｘ閾値を超えないときに、はじめてマシンをシャットダウンするように構成されている。

なお、上記ＣＰＵ150 は、累積したトナー供給時間が所定のシャットダウン時間に達するか、又はトナーの攪拌供給動作をｎ回繰り返しても、トナー濃度制御用パッチの濃度が、Ａｄｄｍｉｘ閾値を超えないときのいずれか早い方の条件でマシンをシャットダウンするように構成しても良い。

このように、上記実施の形態３では、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなった場合に、直ちにプリント動作を停止することなく、トナーカートリッジから現像装置の間に残留している所定量のトナーを有効に利用することが可能なトナー供給装置を提供することができる。

図１はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタの制御部を示す構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタを示す構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。 図４はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を示す斜視構成図である。 図５はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を示す斜視構成図である。 図６はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置のトナー搬送手段を示す平面図である。 図７はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置のトナー搬送手段を示す底面図である。 図８はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置のトナー搬送手段を示す右側面図である。 図９はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置のトナー搬送手段を示す左側面図である。 図１０はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置の１つのトナー搬送手段を示す平面図である。 図１１はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置のトナー搬送手段を示す断面図である。 図１２はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置のトナー搬送手段を示す正面図である。 図１３はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置の１つのトナー搬送手段を示す左側面図である。 図１４はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置の１つのトナー搬送手段を示す断面図である。 図１５はトナー搬送用のオーガーを示す斜視図である。 図１６はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタの制御部を示すブロック図である。 図１７はこの発明の実施の形態１に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタの動作を示すフローチャートである。 図１８はこの発明の実施の形態２に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタの動作を示すフローチャートである。 図１９は駆動モーターの駆動周波数と駆動トルクとの関係を示すグラフである。 図２０はこの発明の実施の形態３に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタの制御部を示すブロック図である。 図２１はこの発明の実施の形態２に係るトナー供給装置を適用した画像形成装置としてのフルカラープリンタの動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

41，42，43，44：現像装置、04Ｙ，04Ｍ，04Ｋ，04Ｃ：トナーカートリッジ、110 ：トナー供給装置、111 〜114 ：トナー搬送手段、128 ：駆動モーター、150 ：ＣＰＵ（制御手段）。

Claims (4)

1. 複数の現像装置にそれぞれ対応して配設され、少なくともトナーを収容した複数のトナーカートリッジと、前記複数のトナーカートリッジにそれぞれ対応して配設され、当該トナーカートリッジから対応する現像装置にトナーを搬送して供給するトナー搬送手段とを備えたトナー供給装置において、
   前記複数のトナー搬送手段にそれぞれ配設され、当該トナー搬送手段を駆動する駆動モーターと、
   前記トナーカートリッジが新しいトナーカートリッジと交換されたことを検知する検知手段と、
   前記検知手段によって、複数のトナーカートリッジの交換が検知されたとき、当該検知手段によって交換が検知されたトナーカートリッジの数よりも少ない数のトナー搬送手段の駆動モーターを選択し、選択された駆動モーターの駆動電流を、前記トナーカートリッジの交換を検知せずに駆動する場合に比較して、増加させて駆動して、対応する現像装置にトナーを供給するように制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とするトナー供給装置。
2. 前記制御手段は、前記検知手段によって、複数のトナーカートリッジの交換が検知されたとき、当該検知手段によって交換が検知されたトナーカートリッジに対応したトナー搬送手段の駆動モーターを１つずつ個別に駆動するように制御することを特徴とする請求項１に記載のトナー供給装置。
3. 複数の現像装置にそれぞれ対応して配設され、少なくともトナーを収容した複数のトナーカートリッジと、前記複数のトナーカートリッジにそれぞれ対応して配設され、当該トナーカートリッジから対応する現像装置にトナーを搬送して供給するトナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
   前記複数のトナー搬送手段にそれぞれ配設され、当該トナー搬送手段を駆動する駆動モーターと、
   前記画像形成装置が設置されたことを検知する設置検知手段と、
   前記設置検知手段によって、前記画像形成装置の設置が検知されたとき、前記画像形成装置が有するトナーカートリッジの数よりも少ない数のトナー搬送手段の駆動モーターを選択し、選択された駆動モーターの駆動電流を、前記画像形成装置の設置を検知せずに駆動する場合に比較して、増加させて駆動して、対応する現像装置にトナーを供給するように制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記駆動モーターを１つずつ個別に駆動するように制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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