JP6127885B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置としては、現像装置の内部にトナー収容容器（トナーカートリッジ）からトナーを直接供給するか、又はトナー収容容器からトナー補給装置を介してトナーを供給するように構成したものがある。

このような画像形成装置において、トナー収容容器やトナー補給装置を駆動する技術としては、例えば、特許文献１〜２に記載されているものが既に提案されている。

特許文献１は、１つの駆動源からの駆動伝達パターンを駆動源の正転時と逆転時とで切り換えるトナー補給装置を有する画像形成装置において、所定の駆動周期内に、駆動源の正転を可能とする正転時間帯及び駆動源の逆転を可能とする逆転時間帯を設け、駆動周期で正転時間帯の後に逆転時間帯を与えた場合、次の駆動周期では逆転時間帯の後に正転時間帯を与え、更にその次の駆動周期には最初の駆動周期に戻るように構成したものである。

特許文献２は、トナー供給部材駆動機構は、一個の欠歯ギア及び該各トナー供給部材に対しそれぞれ設けられたトナー補給ギアを含むギア列を含んでおり、各トナー補給ギアは、欠歯ギアの第１方向の回転及び該第１方向とは反対方向の第２方向の回転の組み合わせにより、トナー補給ギアが設けられたトナー供給部材をトナー補給方向に回転させる方向に選択的に回転駆動され得るように構成したものである。

特開２００３−５７９３４号公報 特開２００７−１６３６２２号公報

この発明が解決しようとする課題は、複数の被駆動体を１つの駆動源によって異なる駆動状態で駆動させることが可能な画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載された発明は、現像装置と、
少なくともトナーを含む現像剤を収容するトナー収容容器と、
前記トナー収容容器内から搬送されてきた前記現像剤を貯留し、前記現像装置に補給する補給装置と、
回転方向を第１及び第２の方向に切替可能な駆動源と、
前記駆動源によって回転駆動され、前記トナー収容容器内の現像剤を前記補給装置に向けて搬送する第１搬送部材と、
前記駆動源によって回転駆動され、前記補給装置内の現像剤を前記現像装置に向けて搬送する第２搬送部材と、
前記駆動源と連結され前記駆動源が第１の方向に回転駆動されるとき、前記駆動源の駆動力を前記第１搬送部材及び第２搬送部材に伝達する第１の駆動力伝達手段と、
前記駆動源と連結され前記駆動源が第２の方向に回転駆動されるとき、前記駆動源の駆動力を前記第１搬送部材にのみ伝達する第２の駆動力伝達手段と、
前記現像装置内のトナー濃度が予め定められた第１閾値未満である場合に、前記駆動源を前記第１の方向に駆動し、前記現像装置内のトナー濃度が前記第１閾値以上でありかつ前記トナー収容容器内のトナー量が予め定められた第２閾値未満である場合に、前記駆動源を前記第２の方向に駆動する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載された発明は、前記駆動源は、前記第１の駆動力伝達手段及び前記第２の駆動力伝達手段により、前記第１搬送部材および前記第２搬送部材と常時連結されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項３に記載された発明は、前記駆動源は、第１の歯車を備え、
前記第１の駆動力伝達手段は、
前記第１の歯車と噛み合う第１の駆動歯車と、前記第１の駆動歯車と同軸に形成され、前記第１搬送部材に設けられた第２の駆動歯車と噛み合う第１の同軸歯車と、前記第１の駆動歯車と同軸に形成され、前記第２搬送部材に設けられた歯車と噛み合う第２の同軸歯車と、前記第１の歯車が前記第１の方向に回転駆動された際に、前記第１の歯車から前記第１の駆動歯車に伝達された駆動力を前記第１の同軸歯車および前記第２の同軸歯車に伝達する一方、前記第１の歯車が前記第２の方向に回転駆動された際に、前記第１の歯車から前記第１の駆動歯車に伝達された駆動力を前記第１の同軸歯車および前記第２の同軸歯車に伝達しない第１一方向駆動力伝達手段と、を備え、
前記第２の駆動力伝達手段は、
前記第１の歯車と噛み合う第１の中間歯車と、当該第１の中間歯車と同軸に形成された第３の同軸歯車と、当該第３の同軸歯車と噛み合い且つ前記第２の駆動歯車と噛み合う第２の中間歯車と、前記第１の歯車が前記第２の方向に回転駆動された際に、前記第１の歯車から前記第１の中間歯車に伝達された駆動力を前記第３の同軸歯車および前記第２の中間歯車に伝達する一方、前記第１の歯車が前記第１の方向に回転駆動された際に、前記第１の歯車から前記第１の中間歯車に伝達された駆動力を前記第３の同軸歯車に伝達しない第２一方向駆動力伝達手段と、を備え
ることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、第１搬送部材と第２搬送部材とを共通の駆動装置で駆動する構成でありながら、補給装置内のトナー量が低下した場合に、現像装置内のトナー濃度を上昇させることなくトナー収容容器から補給装置へトナーの搬送を行うことができる。

請求項２に記載された発明によれば、駆動源と第１搬送部材および第２搬送部材との連結／非連結が当該駆動源の駆動力により切り替られる場合に比較して、当該駆動力が発生しているにもかかわらず第１搬送部材および第２搬送部材に駆動力が伝達されない時間の発生を抑制することができる。

請求項３に記載された発明によれば、駆動源と第１搬送部材および第２搬送部材とを常時連結しながら、駆動源が第１の方向に回転駆動されるときには当該駆動力を第１搬送部材にのみ伝達することが可能な歯車列を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の現像装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図である。 トナー濃度センサの出力を示すグラフである。 トナーカートリッジ及びトナー補給装置の駆動手段を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。 トナーカートリッジ及びトナー補給装置の駆動状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態２に係る画像形成装置の駆動機構を示す構成図である。 この発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作を示す説明図である。

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１は、実施の形態１に係る画像形成装置の全体の概要を示すものである。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。画像形成装置１は、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部１０７を備えている。この画像形成部１０７は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、各作像装置１０で形成されるトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。

この画像形成装置１は、例えば、記録用紙５に形成すべき原稿画像を入力する図示しない画像読取部としての画像読取装置を追加して装備させた場合にはカラー複写機として構成することができる。図中の１ａは画像形成装置の筐体を示し、この筐体１ａは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。

作像装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで構成されている。この４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、筐体１ａの内部空間において１列に並べた状態となるよう配置されている。

各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光ＬＢを照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段としての現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写装置１５と、一次転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１６等である。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。

露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光ＬＢを、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力され、画像処理部で画像処理された画像の情報（信号）が送信される。

現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部１４１と現像剤４の収容室１４２が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４３と、現像剤４を攪拌しながら現像ロール１４３に供給するよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４４，１４５と、現像ロール１４３に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４６などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４３と感光体ドラム１１の間に現像用のバイアス電圧が後述する電源装置から供給される。また、現像ロール１４３や攪拌搬送部材１４４，１４５は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。上記４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、例えば、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。

なお、図１中、符号１４７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、対応する現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容したトナー収容容器の一例としてのトナーカートリッジをそれぞれ示している。この実施の形態では、トナーカートリッジ１４７の内部にトナーのみが収容されている。

一次転写装置１５は、感光体ドラム１１の周面に接触して回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラム清掃装置１６は、一部が開口する容器状の本体と、一次転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板と、清掃板により取り除かれた付着物を回収する回収装置等で構成されている。

中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置２０は、感光体ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２９と、ベルト支持ロール２７に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置３１とで主に構成されている。

中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２７は二次転写のバックアップロールとして構成され、ベルト支持ロール２５は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３，２４，２５，２７，２８，２９は中間転写ベルト２１の走行位置などを保持する従動ロールとして構成されている。

二次転写装置３０は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２３に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置において、中間転写ベルト２１の周面に接触して回転するとともに二次転写用電圧が供給される二次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。また、二次転写ロール３０又は中間転写装置２０の支持ロール２７には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。

定着装置４０は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１に所要の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。なお、定着装置４０の下流側には、定着処理された記録用紙５を排出する排出ロール４３が配置されている。

給紙装置５０は、露光装置１３の下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２とで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、筐体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。

給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対５３，５４，５５や搬送ガイド材で構成される給紙搬送路５６が設けられている。給紙搬送路５６において二次転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５５は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。また、二次転写装置３０と定着装置４０との間には、二次転写装置３０から送り出される二次転写後の記録用紙５を定着装置４０まで搬送するためのベルト形態等の用紙搬送装置５７が設けられている。さらに、筐体１ａに形成される用紙の排出口に近い部分には、定着装置４０から送り出される定着後の記録用紙５を筐体１ａの外部に排出するための用紙排出ロール対５８が設けられている。
なお、図１中、符号５９は手差し給紙装置を示している。

＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作を説明する。

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、まず各感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光ＬＢを照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

続いて、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーをそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置まで搬送されると、一次転写装置１５が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。

また、一次転写が終了した各作像装置１０では、ドラム清掃装置１６が感光体ドラム１１の表面に残留するトナー等の付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、各作像装置１０は次の作像動作が可能な状態にされる。

続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５６に送り出す。給紙搬送路５６では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５５が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置Ｔ２に送り出して供給する。

二次転写位置Ｔ２においては、二次転写装置３０が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した中間転写装置２０では、ベルト清掃装置３１が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ロール３０ら剥離された後に定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、排出ロール対５８により例えば筐体１ａの外部に設置された図示しない排出収容部に排出される。

以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙５が出力される。なお、モノクロの画像を形成する場合は、ブラックの作像装置１０Ｋのみにより画像形成が行われる。

＜画像形成装置の特徴部分の構成＞
ところで、上記の如く構成される画像形成装置１では、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）により感光体ドラム１１の周面に形成された静電潜像を現像することで、各現像装置１４内のトナーが消費される。そのため、各現像装置１４には、後述する補給装置の一例としてのトナー補給装置によって、トナー収容容器の一例としてのトナーカートリッジ１４７から所要のタイミングでトナーを補給するよう構成されている。

図３はこの実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。

トナー補給装置９０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、トナーカートリッジ１４７の下方に配置され、トナーカートリッジ１４７から供給されるトナーを一時的に貯留する貯留タンク等からなる貯留部材９１と、貯留部材９１の内部に配置され、貯留部材９１内に貯留されたトナーを攪拌しつつ搬送するスクリューオーガ等からなる第２搬送部材の一例としての攪拌搬送部材９２，９３と、貯留部材９１に一時的に貯留されたトナーを所要のタイミングで現像装置１４へと搬送するスクリューオーガや搬送パイプ等からなる第２搬送部材の一例としての搬送部材９４とを備える。トナーカートリッジ１４７は、本体の内部にトナーが収容され、円筒形状に形成されたカートリッジ本体を備えている。また、トナーカートリッジ１４７は、その内部に収納されたトナーを攪拌しつつ図示しない排出口へと搬送するアジテータ等からなる第１搬送部材の一例としての攪拌搬送部材９５を有している。なお、攪拌搬送部材９５を有さず、トナーカートリッジ本体自体が回転することでトナーを排出口へ搬送する場合、トナーカートリッジ本体が第１搬送部材の一例として機能する。トナー補給装置９０の攪拌搬送部材９２，９３、搬送部材９４及びトナーカートリッジ１４７の攪拌搬送部材９５は、後述するように、駆動源としてのトナー補給モータ８１により駆動される。以降、「トナーカートリッジ１４７を（回転）駆動」「トナー補給装置９０を（回転）駆動」と言った場合、それぞれ「第１搬送部材を（回転）駆動」および「第２搬送部材を（回転）駆動」することを意味する。トナー補給モータ８１は、その回転方向を第１の方向（正転方向）と第２の方向（逆転方向）とに切り替え可能に構成されている。

また、各現像装置１４は、図２及び図３に示されるように、内部に収容された現像剤４のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ１４８を備えている。このトナー濃度センサ１４８は、現像装置１４のトナー量に応じて変化する値を検知するトナー濃度検知手段を構成している。トナー濃度センサ１４８としては、例えば、現像剤４の透磁率を測定することにより現像剤４中のトナー濃度を検知するものが用いられる。トナー濃度センサ１４８の出力は、例えば、図４に示されるように、トナー濃度が高くなるに従って出力が低下するように変化する。現像装置１４内のトナー濃度は、感光体ドラム１１の周面に形成された静電潜像を現像することによってトナーが消費され変化する。

図５はトナーカートリッジ及びトナー補給装置の駆動系を示す構成図である。

トナー補給モータ８１は、作像装置１０のトナーカートリッジ１４７とトナー補給装置９０の双方を同時に又はトナーカートリッジ１４７を単独で駆動するものである。トナー補給モータ８１は、その図示しない駆動軸に取り付けられた出力歯車８２を備える。トナー補給装置９０の攪拌搬送部材９２，９３及び搬送部材９４を駆動する第１の駆動力伝達手段の一例としての第１の駆動歯車８３は、一方向にのみ回転駆動力を伝達するワンウェイクラッチ８４を備えた第１の同軸歯車８３１およびワンウェイクラッチ８４１を備えた第２の同軸歯車８３２を同軸上に有している。このワンウェイクラッチ８４およびワンウェイクラッチ８４１は、第１一方向駆動力伝達手段の一例であり、第１の駆動歯車８３が反時計回り方向に回転駆動されるときにのみ、第１の同軸歯車８３１および第２の同軸歯車８３２にそれぞれ駆動力を伝達する。また、第１の同軸歯車８３１には、トナーカートリッジ１４７を回転駆動するための第２の駆動歯車８５が噛み合わされている。また、第２の同軸歯車８３２には、攪拌搬送部材９２，９３に設けられた歯車（図示せず）が間接的または直接的に噛み合わされている。第２の駆動歯車８５は、トナーカートリッジ１４７を筐体１ａに装着した際に、当該トナーカートリッジ１４７の攪拌搬送部材９５の回転軸と図示しないカップリング（結合手段）を介して作動連結される。

また、トナー補給モータ８１の出力歯車８２には、トナーカートリッジ１４７を単独で回転駆動するための第１の中間（従動）歯車８６が噛み合わされている。この第１の中間歯車８６は、一方向にのみ回転駆動力を伝達するワンウェイクラッチ８７を備えた第３の同軸歯車８６１を同軸上に有している。このワンウエイクラッチ８７は、第２一方向駆動力伝達手段の一例であり、第１の駆動歯車８３が時計回り方向に回転駆動されるときにのみ第３の同軸歯車８６１に駆動力を伝達する。また、第３の同軸歯車８６１には、相対的に直径が小さく設定された第２の中間（従動）歯車８８を介してトナーカートリッジ１４７を回転駆動するための第２の駆動歯車８５が噛み合わされている。なお、第１の中間歯車８６及び第２の中間歯車８８は、第２の駆動力伝達手段を構成している。

図６はこの実施の形態に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。

図６において、１０１は制御手段の一例としての制御装置を示すものである。この制御装置１０１は、画像形成装置１の全体の動作を統括して制御し、例えば、ＣＰＵやＲＯＭ・ＲＡＭ等からなる電子機器から構成される。また、この制御装置１０１は、トナーカートリッジ１４７内のトナー量（残量）を判定するトナー量判定手段としての機能を兼ね備えている。

制御装置１０１には、現像装置１４に設けられたトナー濃度センサ１４８から出力されるトナー濃度信号と、トナー補給装置９０に設けられたトナー空検知センサ９６から出力されるトナー空検知信号とがそれぞれ入力されている。また、制御装置１０１は、トナー補給モータ８１に駆動信号を出力し、トナー補給モータ８１の駆動時間及び回転方向を制御する。
トナー空検知センサ９６は、トナー補給装置９０内のトナー量が減少していることを検知するセンサであり、例えば発光素子と受光素子とを有する光学的センサにより構成される。

＜画像形成装置の特徴部分の動作＞
この実施の形態に係る画像形成装置１では、上述したように、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、図２に示されるように、各感光体ドラム１１の周面に形成された静電潜像を各現像装置１４によって現像する。その際、各現像装置１４では、現像工程に伴って内部に収容された現像剤４中のトナーが消費される。

制御装置１０１は、図６に示されるように、各現像装置１４内のトナー濃度をトナー濃度センサ１４８からの出力信号によりモニターしているとともに、トナー補給装置９０内のトナー量をトナー空検知センサ９６からの出力信号によりモニターする。制御装置１０１は、各現像装置１４のトナー濃度が予め定められた閾値（第１閾値の一例）以上であるか否かを判定する。そして、制御装置１０１は、対応する現像装置１４のトナー濃度が予め定められた閾値未満であると判定すると、対応するトナー空検知センサ９６からの出力にかかわらず、プリント動作の終了時などの予め定められた時期にトナー補給モータ８１を正転方向（第１の方向）に所要の時間だけ回転駆動させる。この駆動時間は、トナー濃度センサ１４８の出力値などに基づいて制御装置１０１によって決定される。

トナー補給モータ８１が正転方向に回転駆動されると、トナー補給モータ８１の出力歯車８２に噛み合わされた第１の駆動歯車８３は、図７（Ａ）に示されるように、矢印方向（反時計回り方向）に回転駆動され、ワンウェイクラッチ８４が回転駆動力を伝達して第１の同軸歯車８３１が回転駆動され、ワンウェイクラッチ８４１が回転駆動力を伝達して第２の同軸歯車８３２が回転駆動される。そのため、第２の同軸歯車８３２によりトナー補給装置９０が駆動されて、トナー補給装置９０の内部に貯留されたトナーが搬送部材９３により現像装置１４へと補給される。

また、第１の駆動歯車８３の第１同軸歯車８３１には、第２の駆動歯車８５が噛合されており、トナーカートリッジ１４７の攪拌搬送部材９５が回転駆動され、トナーカートリッジ１４７からトナー補給装置９０へとトナーが供給される。

なお、トナー補給モータ８１が正転方向に回転駆動されると、トナー補給モータ８１の出力歯車８２に噛み合わされた第１の中間歯車８６も反時計回り方向に回転するが、ワンウェイクラッチ８７が第１の中間歯車８６の反時計回り方向の回転駆動力を第３の同軸歯車８６１に伝達しない方向に設定されている。

一方、制御装置１０１は、各現像装置１４内のトナー濃度をトナー濃度センサ１４８からの出力信号に基づいて、各現像装置１４のトナー濃度が予め定められた閾値以上であって、且つ、トナー補給装置９０のトナー空検知センサ９５からの出力信号に基づいて、トナー補給装置９０内のトナー量が予め定められた閾値（第２閾値の一例）以上であると判定すると、トナー補給モータ８１を駆動せず、トナーの補給動作を実行しない。

また、制御装置１０１は、各現像装置１４内のトナー濃度をトナー濃度センサ１４８からの出力信号に基づいて、各現像装置１４のトナー濃度が予め定められた閾値以上であって、且つ、トナー補給装置９０のトナー空検知センサ９５からの出力信号に基づいて、トナー補給装置９０内のトナー量が予め定められた閾値（第２閾値の一例）未満であると判定すると、トナー補給モータ８１を逆転方向（第２の方向）に回転駆動させる。このトナー補給モータ８１の逆転方向へ回転駆動は、例えば、トナー空検知センサ９５が、トナー量が第２閾値以上となったと検知するまで継続される。また、トナー補給モータ８１の逆転方向へ回転駆動は、予め定められた駆動時間だけ実行されるように構成しても良い。この駆動時間は、例えば、トナーカートリッジ１４７内のトナー量（残量）を判定するトナー量判定手段として機能する制御装置１０１により、適宜異なった値に設定される。即ち、制御装置１０１は、トナーカートリッジ１４７内のトナー量（残量）が規定値以下であると判定した場合、当該駆動時間を通常の駆動時間よりも長く設定する。

トナー補給モータ８１が逆転方向に回転駆動されると、トナー補給モータ８１の出力歯車８２に噛み合わされた第１の中間歯車８６は、図７（Ｂ）に示されるように、矢印方向（時計回り方向）に回転駆動され、ワンウェイクラッチ８７が回転駆動力を伝達することで歯車８６１が回転駆動される。歯車８６１の回転駆動力は、第２の中間歯車８８を介して第２の駆動歯車８５に伝達され、トナーカートリッジ１４７の攪拌搬送部材９４が回転駆動され、トナーカートリッジ１４７からトナー補給装置９０へとトナーが供給される。

なお、トナー補給モータ８１が逆転方向に回転駆動されると、トナー補給モータ８１の出力歯車８２に噛み合わされた第１の駆動歯車８３も時計回り方向に回転するが、図７（Ｂ）に示されるように、ワンウェイクラッチ８４およびワンウェイクラッチ８４１が、第１の駆動歯車８３の時計回りの回転駆動力を第１の同軸歯車８３１および第２の同軸歯車８３２に伝達しない方向にそれぞれ設定されている。

このように、上記実施の形態では、トナー補給モータ８１の回転方向を正転方向と逆転方向とに切り替えることにより、トナーカートリッジ１４７とトナー補給装置９０の双方を駆動する駆動状態と、トナーカートリッジ１４７のみを駆動する駆動状態とに切り替わる。

また、上記実施の形態では、トナー補給モータ８１を逆転方向（第２の方向）に回転駆動することにより、トナーカートリッジ１４７のみを駆動する。例えば、現像装置１４のトナー濃度センサ１４８の値が第１閾値以上である場合には、現像装置１４へのトナーの補給は不要であるためトナー補給装置９０の駆動は不要である。しかし、トナー補給装置９０内のトナー量が第２閾値未満であった場合には、トナーカートリッジ１４７からトナー補給装置９０へのトナー補給は必要である。そこで、トナーカートリッジ１４７のみを駆動させることにより、トナーカートリッジ１４７内のトナーを確実にトナー補給装置９０へと供給することができ、最終的にトナーカートリッジ１４７内に残るトナー残量が減少する。

また、この実施の形態では、出力歯車８２と第１の駆動歯車８３及び第１の中間歯車８６が常時噛み合わされている。すなわち、後述する実施の形態２のように、トナー補給モータ８１から補給装置９０に至るギア列途中の連結／非連結、およびトナー補給モータ８１からトナーカートリッジ１４７に至るギア列途中の連結／非連結が、トナー駆動モータ８１の駆動力により切り替えられる構成ではないため、駆動モータ８１を駆動しているにもかかわらず第１の駆動歯車８３または第１の中間歯車８６が駆動していないという時間が発生することはない。そのため、駆動モータ８１の累積的な駆動時間とトナーの補給量との間に差が生じることを抑制することができる。

［実施の形態２］
図８は、実施の形態２に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。

この実施の形態２では、図８に示されるように、出力歯車８２が第１の駆動歯車８３及び第１の中間歯車８６と噛み合わされておらず、出力歯車８２には、当該出力歯車８２を中心して揺動（公転）する揺動（遊星）歯車８９が噛み合わされている。揺動歯車８９は、図示しない枠体を介して出力歯車８２と軸間距離が一定となるよう互いに連結されている。そのため、揺動歯車８９は、常時、出力歯車８２と噛み合った状態で出力歯車８２の外周を揺動するように構成されている。また、揺動歯車８９は、出力歯車８２の上部に位置するように配置されている。

揺動歯車８９と選択的に噛み合う第１の駆動歯車８３及び第１の中間歯車８６は、実施の形態１と同様の位置に固定した状態で配置してある。ただし、この実施の形態２では、第１の中間歯車８６としてワンウェイクラッチ８７が装着されておらず、通常の歯車を用いている。また、実施の形態２では、第１の実施形態において第１の駆動歯車８３と同軸上に設けられていた第２の同軸歯車８３２およびワンウェイクラッチ８４１は用いない。トナー補給装置９０の攪拌搬送部材９２，９３に設けられた歯車（図示せず）は、第１の駆動歯車８３に間接的または直接的に噛み合わされている。

揺動歯車８９は、トナー補給モータ８１の回転方向を切り替えることにより、出力歯車８２と揺動歯車８９との間で伝達される回転駆動力により出力歯車８２の回転方向に沿って揺動（移動）する。出力歯車８２の回転方向が正転方向（第１の方向）である場合、揺動歯車８９は、図９（Ａ）に示されるように反時計回り方向に揺動し、第１の駆動歯車８３と噛み合わされる。また、出力歯車８２の回転方向が逆転方向（第２の方向）である場合、揺動歯車８９は時計回り方向に揺動し、第１の中間歯車８６と噛み合わされる。

以上の構成において、この実施の形態２では、次のようにしてトナーカートリッジ１４７及びトナー補給装置９０が駆動される。

制御装置１０１は、現像装置１４のトナー濃度が予め定められた閾値未満であると判定すると、プリント動作の終了時などの予め定められた時期にトナー補給モータ８１を逆転方向（第１の方向）に所要の時間だけ回転駆動させる。

トナー補給モータ８１が逆転方向に回転駆動されると、トナー補給モータ８１の出力歯車８２に噛み合わされた揺動歯車８９は、出力歯車８２の回転に伴って時計回り方向に揺動し、第１の駆動歯車８６と噛み合った状態となる。そのため、第１の駆動歯車８３によりトナー補給装置９０が駆動され、トナー補給装置９０の内部に貯留されたトナーが搬送部材９３により現像装置１４へと補給される。

また、第１の駆動歯車８３には、第２の駆動歯車８５が噛み合わされている。第１の駆動歯車８３は、図９（Ａ）に示されるように矢印方向（反時計回り方向）に回転駆動され、ワンウェイクラッチ８４が第２の駆動歯車８５に回転駆動力を伝達する。そのため、トナーカートリッジ１４７の攪拌搬送部材９４が回転駆動され、トナーカートリッジ１４７からトナー補給装置９０へとトナーが供給される。

一方、制御装置１０１は、各現像装置１４内のトナー濃度をトナー濃度センサ１４８からの出力信号に基づいて、各現像装置１４のトナー濃度が予め定められた閾値以上であり、且つ、トナー補給装置９０のトナー空検知センサ９５からの出力信号に基づいて、トナー補給装置９０内にトナーが第２閾値未満と判定すると、トナー補給モータ８１を正転方向（第２の方向）に回転駆動させる。

トナー補給モータ８１が正転方向に回転駆動されると、トナー補給モータ８１の出力歯車８２に噛み合わされた揺動歯車８９は、図９（Ｂ）に示されるように、出力歯車８２の回転に伴って反時計回り方向に揺動し、第１の中間歯車８６と噛み合った状態となる。第１の中間歯車８６は、第２の中間歯車８８を介して第２の駆動歯車８５が噛合されており、トナーカートリッジ１４７の攪拌搬送部材９４が回転駆動され、トナーカートリッジ１４７からトナー補給装置９０へとトナーが供給される。

この実施の形態２では、駆動力伝達手段に設けるワンウェイクラッチの数が１つで済み、揺動歯車を追加するのみで良い。

１…画像形成装置
１４…現像装置
８１…トナー補給モータ
８２…出力歯車
８３…第１の駆動歯車
８４…ワンウェイクラッチ
８５…第２の駆動歯車
９０…トナー補給装置
１０１…制御装置
１４７…トナーカートリッジ

Claims (3)

1. 現像装置と、
   少なくともトナーを含む現像剤を収容するトナー収容容器と、
   前記トナー収容容器内から搬送されてきた前記現像剤を貯留し、前記現像装置に補給する補給装置と、
   回転方向を第１及び第２の方向に切替可能な駆動源と、
   前記駆動源によって回転駆動され、前記トナー収容容器内の現像剤を前記補給装置に向けて搬送する第１搬送部材と、
   前記駆動源によって回転駆動され、前記補給装置内の現像剤を前記現像装置に向けて搬送する第２搬送部材と、
   前記駆動源と連結され前記駆動源が第１の方向に回転駆動されるとき、前記駆動源の駆動力を前記第１搬送部材及び第２搬送部材に伝達する第１の駆動力伝達手段と、
   前記駆動源と連結され前記駆動源が第２の方向に回転駆動されるとき、前記駆動源の駆動力を前記第１搬送部材にのみ伝達する第２の駆動力伝達手段と、
   前記現像装置内のトナー濃度が予め定められた第１閾値未満である場合に、前記駆動源を前記第１の方向に駆動し、前記現像装置内のトナー濃度が前記第１閾値以上でありかつ前記トナー収容容器内のトナー量が予め定められた第２閾値未満である場合に、前記駆動源を前記第２の方向に駆動する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動源は、前記第１の駆動力伝達手段及び前記第２の駆動力伝達手段により、前記第１搬送部材および前記第２搬送部材と常時連結されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動源は、第１の歯車を備え、
   前記第１の駆動力伝達手段は、
   前記第１の歯車と噛み合う第１の駆動歯車と、前記第１の駆動歯車と同軸に形成され、前記第１搬送部材に設けられた第２の駆動歯車と噛み合う第１の同軸歯車と、前記第１の駆動歯車と同軸に形成され、前記第２搬送部材に設けられた歯車と噛み合う第２の同軸歯車と、前記第１の歯車が前記第１の方向に回転駆動された際に、前記第１の歯車から前記第１の駆動歯車に伝達された駆動力を前記第１の同軸歯車および前記第２の同軸歯車に伝達する一方、前記第１の歯車が前記第２の方向に回転駆動された際に、前記第１の歯車から前記第１の駆動歯車に伝達された駆動力を前記第１の同軸歯車および前記第２の同軸歯車に伝達しない第１一方向駆動力伝達手段と、を備え、
   前記第２の駆動力伝達手段は、
   前記第１の歯車と噛み合う第１の中間歯車と、当該第１の中間歯車と同軸に形成された第３の同軸歯車と、当該第３の同軸歯車と噛み合い且つ前記第２の駆動歯車と噛み合う第２の中間歯車と、前記第１の歯車が前記第２の方向に回転駆動された際に、前記第１の歯車から前記第１の中間歯車に伝達された駆動力を前記第３の同軸歯車および前記第２の中間歯車に伝達する一方、前記第１の歯車が前記第１の方向に回転駆動された際に、前記第１の歯車から前記第１の中間歯車に伝達された駆動力を前記第３の同軸歯車に伝達しない第２一方向駆動力伝達手段と、を備え
   ることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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