JP6560086B2 - 画像形成装置、搬送スクリュ制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置、搬送スクリュ制御方法およびプログラムに関し、特にたとえば、搬送スクリュを回転することによってトナーカートリッジから現像装置内にトナーを供給する、画像形成装置、搬送スクリュ制御方法およびプログラムに関する。

特許文献１に開示の画像形成装置は、トナーカートリッジ内の搬送スクリュを正逆回転させるモータを備えており、トナーカートリッジを新品のものに交換した後に、トナー補給時とは逆方向に搬送スクリュを逆回転させることにより、トナーカートリッジの容器内部の固化したトナーをほぐすようにしている。

特開平１１−１３３７４４号公報

特許文献１の画像形成装置のように、搬送スクリュを逆回転させてトナーをほぐす場合、新品のトナーカートリッジに交換したときに搬送スクリュを逆回転させる駆動トルクには、通常の搬送時のトルクよりも高いトルクが必要であり、単に搬送スクリュの回転方向を逆転するだけでは、この問題は解決されない。

この問題を解決するためには、搬送スクリュを駆動する駆動モータを高トルク化する方法があるが、この方法は、モータを大型化させるばかりでなく消費電力が増大し、さらには増大した消費電力の供給が可能な大型の電源を用意する必要が生じるなど種々の問題が生じ、好ましくない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、画像形成装置、搬送スクリュ制御方法およびプログラムを提供することである。

この発明の他の目的は、カートリッジ内のトナーを十分にほぐすことができる、画像形成装置、搬送スクリュ制御方法およびプログラムを提供することである。

第１の発明は、正逆回転可能に設けられた搬送スクリュを有するトナーカートリッジを用いる画像形成装置であって、少なくとも新しいトナーカートリッジを装着したとき、搬送スクリュの逆回転および正回転を繰り返すほぐし動作を複数セット繰り返す、搬送スクリュ制御手段を備え、搬送スクリュ制御手段は、ほぐし動作の前に、ほぐし動作でのトルクより小さいトルクで搬送スクリュを回転させる、画像形成装置である。

第１の発明では、画像形成装置（１０）には、オーガスクリュ（８２）のような搬送スクリュが正逆回転可能に設けられ、この搬送スクリュは、搬送スクリュ制御手段を構成するＣＰＵ（１１０）の命令に従って、たとえばステッピングモータによって、回転駆動される。たとえば、新しいトナーカートリッジを装着したとき、ＣＰＵは、たとえば搬送スクリュの１回転未満の逆回転および正回転を繰り返すほぐし動作を複数セット繰り返す。この搬送スクリュの逆回転および正回転を組み合わせたほぐし動作によって、トナーカートリッジ内で固まったトナーが効果的にほぐされる。搬送スクリュ制御手段は、ほぐし動作の前に、ほぐし動作でのトルクより小さいトルクで搬送スクリュを回転させる。

第１の発明によれば、搬送スクリュの逆回転および正回転を繰り返すことによって、効率的なほぐし動作が可能となる。さらに、ほぐし動作の前に、ほぐし動作でのトルクより小さいトルクで搬送スクリュを回転させるので、後続するほぐし動作が一層効率的に行え、ほぐし動作に要する時間を短縮することができる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、搬送スクリュ制御手段は、複数のセットのすべてにおいて、同じトルクで、搬送スクリュを逆回転および正回転する、画像形成装置である。

第３の発明は、第１の発明に従属し、搬送スクリュ制御手段は、最初の１または複数セットにおける搬送スクリュに与えるトルクを残りの１または複数セットのトルクに比べて相対的に大きく設定する、画像形成装置である。

第４の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、搬送スクリュはステッピングモータで駆動する、画像形成装置である。

第５の発明は、正逆回転可能に設けられた搬送スクリュを有するトナーカートリッジを用いる画像形成装置のコンピュータによって搬送スクリュを制御する方法であって、少なくとも新しいトナーカートリッジを装着したとき、搬送スクリュの逆回転および正回転を繰り返すほぐし動作を複数セット繰り返し、さらにほぐし動作の前に、ほぐし動作でのトルクより小さいトルクで搬送スクリュを回転させる、搬送スクリュ制御方法である。

第６の発明は、正逆回転可能に設けられた搬送スクリュを有するトナーカートリッジを用いる画像形成装置のコンピュータによって実行される搬送スクリュ制御プログラムであって、コンピュータを、少なくとも新しいトナーカートリッジを装着したとき、搬送スクリュの逆回転および正回転を繰り返すほぐし動作を複数セット繰り返す、搬送スクリュ制御手段として機能させ、搬送スクリュ制御手段は、ほぐし動作の前に、ほぐし動作でのトルクより小さいトルクで搬送スクリュを回転させる、搬送スクリュ制御プログラムである。

この発明によれば、搬送スクリュが１回転しない範囲で、逆回転および正回転を繰り返すので、固まったトナーを容易にほぐすことができる。

図１はこの発明の一実施例の画像形成装置の全体を正面から見た概略構成図である。 図２は図１の実施例におけるトナーカートリッジの全体の一例を正面から見た概略構成図である。 図３は図２のトナーカートリッジの構成を示す断面図である。 図４は図１実施例の制御部の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 図５は第１実施例におけるＣＰＵのトナーほぐし動作処理を示すフロー図である。 図６は第１実施例におけるステッピングモータの回転パターンの一例を示す図解図である。 図７は第２実施例におけるＣＰＵのトナーほぐし動作処理を示すフロー図である。 図８は第２実施例におけるステッピングモータの回転パターンの一例を示す図解図である。

図１は、この発明の一実施例である画像形成装置１０の全体を正面から見た概略構成図である。この発明の各実施例が適用可能な画像形成装置の一例を、図１を参照して、必要な範囲で説明する。図１は、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能などを有する複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）を図示するが、この発明は、これらの機能を１つ以上備えた任意の画像形成装置に適用できることを予め指摘しておく。
＜第１実施例＞
画像形成装置１０は、本体１２およびその上方に配置される画像読取部１４を含む。画像読取部１４は、透明材によって形成される原稿載置台１６を備える。原稿載置台１６の上方には、ヒンジ等を介して原稿押えカバー１８が開閉自在に取り付けられる。この原稿押えカバー１８には、原稿載置トレイ２０に載置された原稿Ｇを、画像読取ガラスを配置した原稿読取位置Ｐ１に対して１枚ずつ自動的に給紙するＡＤＦ（原稿送り装置）２２が設けられる。また、原稿載置台１６の前面側には、ユーザによる入力操作を受け付けるタッチパネルおよび操作ボタン等の操作部（図示せず）が設けられる。

画像読取部１４には、たとえば主走査方向（図１の紙面に直交する方向）に配列された複数のＬＥＤを含み、副走査方向（図１の紙面に平行な方向）に移動可能な光源ユニット２４、光源ユニット２４の移動速度の１／２の移動速度で、副走査方向に移動可能なミラーユニット２６、結像レンズおよびラインセンサ等を備える撮像部２８が設けられる。画像読取部１４は、原稿表面を光源ユニット２４によって露光し、原稿表面から反射した反射光をミラーユニット２６によって撮像部２８の結像レンズ（図示せず）に導く。そして、結像レンズによって反射光をラインセンサ（図示せず）の受光素子に結像させる。ラインセンサでは、受光素子に結像した反射光の輝度や色度が検出され、原稿表面の画像に基づく画像データが生成される。ラインセンサとしては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＩＳ（Contact Image Sensor）等を用いる。

本体１２には、上で述べた制御部３０および画像形成部３２が設けられる。制御部３０は、後述の図４に示すように、ＣＰＵおよびメモリ等を備え、タッチパネル等の操作部への入力操作などに応じて、画像形成装置１０の各部位に制御信号を送信し、画像形成装置１０に種々の動作を実行させる。

画像形成部３２は、露光ユニット３４、現像器３６、感光体ドラム３８、クリーナユニット４０、帯電器４２、中間転写ベルトユニット４４、転写ローラ（２次転写ローラ）４６および定着ユニット４８等を備え、給紙カセット５０または手差し給紙カセット５２から搬送される用紙（記録紙）上に画像を形成し、画像形成済みの用紙を排出トレイ（図示せず）に排出する。用紙上に画像を形成するための画像データとしては、画像読取部１４で読み取った画像データや外部コンピュータから送信された画像データ等が利用される。

なお、画像形成装置１０において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色のカラー画像に応じたものである。このため、現像器３６、感光体ドラム３８、クリーナユニット４０および帯電器４２のそれぞれは、各色に応じた４種類の潜像を形成するように４個ずつ設けられ、これらによって４つの画像ステーションが構成される。また、感光体ドラム３８、クリーナユニット４０および帯電器４２は、ユニット化（カートリッジ化）されており、これらによってプロセスユニット５４が構成される。つまり、画像形成部３２には、感光体ドラム３８、クリーナユニット４０および帯電器４２等を備える４つのプロセスユニット５４が設けられている。プロセスユニット５４のそれぞれは、本体１２の前面側から個別に着脱することが可能である。

感光体ドラム３８は、導電性を有する円筒状の基体の表面に感光層が形成された像担持体であり、帯電器４２は、この感光体ドラム３８の表面を所定の電位（たとえば、−６００Ｖ）に帯電させる部材であり、一例としてローラ型の帯電器（帯電ローラ）４２が用いられる。

また、露光ユニット３４は、レーザ出射部および反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成され、帯電された感光体ドラム３８の表面を露光することによって、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム３８の表面に形成する。現像器３６は、感光体ドラム３８の表面に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーによって顕像化するものである。また、クリーナユニット４０は、現像および画像転写後における感光体ドラム３８の表面に残留したトナーをクリーニングブレード（図示せず）で除去し、除去したトナーを廃トナーボックス（図示せず）に搬送する。

中間転写ベルトユニット４４は、中間転写ベルト５６、駆動ローラ５８、従動ローラ６０および４つの中間転写ローラ６２等を備え、感光体ドラム３８の上方に配置される。中間転写ベルト５６は、各感光体ドラム３８に接触するように設けられており、中間転写ローラ６２を用いて、各感光体ドラム３８に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト５６に順次重ねて転写することによって、中間転写ベルト５６上に多色のトナー像が形成される。

また、駆動ローラ５８の近傍には、転写ローラ４６が配置されており、中間転写ベルト５６と転写ローラ４６との間のニップ域を用紙が通過することによって、中間転写ベルト５６に形成されたトナー像が用紙に転写される。

定着ユニット４８は、ヒートローラ６４および加圧ローラ６６を備え、転写ローラ４６の上方に配置される。ヒートローラ６４は、所定の定着温度となるように設定されており、ヒートローラ６４と加圧ローラ６６との間のニップ域を用紙が通過することによって、用紙に転写されたトナー像が溶融、混合および圧接されて、用紙に対してトナー像が熱定着される。

このような本体１２内には、給紙カセット５０または手差し給紙カセット５２に載置された用紙をレジストローラ６８、転写ローラ４６および定着ユニット４８を経由させて排紙トレイに送るための第１用紙搬送路Ｆ１が形成される。また、用紙に対して両面印刷を行う際に、片面印刷が終了して定着ユニット４８を通過した後の用紙を、転写ローラ４６の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路Ｆ１に戻すための第２用紙搬送路Ｆ２が形成される。この第１用紙搬送路Ｆ１および第２用紙搬送路Ｆ２には、用紙に補助的に推進力を与えるための複数の搬送ローラ７０が適宜設けられる。

本体１２において片面印刷を行う際には、給紙カセット５０または手差し給紙カセット５２に載置された用紙がピックアップローラ７２によって１枚ずつ第１用紙搬送路Ｆ１に導かれ、搬送ローラ７０によってレジストローラ６８まで搬送される。そして、レジストローラ６８によって、用紙の先端と中間転写ベルト５６上の画像情報の先端とが整合するタイミングで転写ローラ４６に搬送され、用紙上にトナー像が転写される。その後、定着ユニット４８を通過することによって用紙上の未定着トナーが熱で溶融して固着され、搬送ローラ（排紙ローラ）７０を経て排紙トレイ（図示せず）上に用紙が排出される。

一方、両面印刷を行う際には、片面印刷が終了して定着ユニット４８を通過した用紙の後端部が排紙トレイの近傍の排紙ローラ７０まで到達したとき、この排紙ローラ７０を逆回転させることによって、用紙が逆走して第２用紙搬送路Ｆ２に導かれる。第２用紙搬送路Ｆ２に導かれた用紙は、搬送ローラ７０によって第２用紙搬送路Ｆ２を搬送されて、レジストローラ６８の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路Ｆ１に導かれる。この時点で用紙の表裏は反転されるので、その後、転写ローラ４６および定着ユニット４８を用紙が通過することによって、用紙の裏面に印刷が行われる。

上述の各現像器３６には、トナー補給パイプ７６を介して、中間転写ベルト５６の上方に設けられたトナーカートリッジ７８が連結される。したがって、現像器３６にはトナーカートリッジ７８からトナー補給パイプ７６を介して、所要の色のトナーが供給される。

図２は図１に示したトナーカートリッジ７８の全体の一例を正面から見た概略構成図である。図３は図２のトナーカートリッジ７８の構成を示す断面図である。ただし、図２では、トナーカートリッジ７８の左側面側が図１の画像形成装置１０の正面（前面）側に相当し、トナーカートリッジ７８の右側面側が図１の画像形成装置１０の背面側に相当する。また、図３は図２のトナーカートリッジ７８のトナー排出口９２が設けられる位置で切断した断面をトナーカートリッジ７８の左側面側から見た断面図である。

図２および図３に示すように、トナーカートリッジ７８は、トナーを収容するトナー収容器８０と、トナー収容器８０内に設けられ、トナー搬送部材として機能するオーガスクリュ８２と、カバー部材８４とを備える。

トナー収容器８０は、トナーを収容する長手筒状の収容器本体８６と、その収容器本体８６の開口端を塞ぐ端壁８８とを有する。トナー収容器８０の長手方向一端部の底壁９０に、トナーを外部に排出するためのトナー排出口９２が形成されている。トナー収容器８０には、トナー排出口９２を開閉するシャッター９４が設けられている。

オーガスクリュ８２は、トナー収容器８０の長手方向に沿って延び、トナー収容器８０の長手方向における左右の端部に形成される端壁８８に回転可能に支持される回転軸９６と、該回転軸９６に取り巻かれて固定された螺旋羽根９８とを有する。オーガスクリュ８２は、回転軸９６の回転に伴う螺旋羽根９８の回転運動によって、トナー収容器８０のトナー収容空間１００内に収容されたトナーを、トナー排出口９２に向けて搬送する。

また、トナー収容器８０のトナー収容空間１００内には、オーガスクリュ８２の回転軸９６と平行な回転軸１０４と、回転軸１０４の外周面から半径方向外方に延びる可撓性の撹拌シート１０６とからなる撹拌供給部材１０２が回転自在に支持されている。

オーガスクリュ８２の回転軸９６および撹拌供給部材１０２の回転軸１０４は、画像形成装置１０内に装着されている場合に、画像形成装置１０に備えられる駆動源から回転駆動力を付与されて回転する。

撹拌供給部材１０２は、回転軸１０４の周面に矩形状の撹拌シート１０６が固定される。撹拌シート１０６は、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの可撓性を有する樹脂製シートから成る。撹拌シート１０６は、矩形状に形成され、その一辺が、回転軸１０４の軸線に平行となるように、回転軸１０４の周面に固定されている。回転軸１０４が回転すると、撹拌シート１０６が、トナー収容器８０内のトナーを解すように撹拌する。また、撹拌シート１０６の一主面が撹拌されたトナーをすくい上げて、上方から落下するようにオーガスクリュ８２にトナーを供給する。撹拌供給部材１０２によって供給されたトナーは、オーガスクリュ８２の回転によって回転軸９６に沿って搬送され、搬送されたトナーは、トナー排出口９２から排出される。

トナー排出口９２は、トナー収容器８０の底壁９０における長手方向一端部に設けられる矩形状の開口であり、オーガスクリュ８２で搬送されたトナーを、トナーカートリッジ７８の外部へ排出する。この第１実施例では、トナー排出口９２は、トナーカートリッジ７８の右端部の底面に形成される。シャッター９４は、トナー排出口９２を閉鎖する位置にスライド可能に設けられる矩形板状のシャッター部材であり、画像形成装置１０に装着された際に、トナー補給パイプ７６の上端部の作用を受けて、図示を省略するばねの弾力に抗してスライド移動し、トナー排出口９２を開放するように構成されている。

オーガスクリュ８２によって搬送されたトナーは、シャッター９４が開状態のときにトナー排出口９２から排出される。トナー排出口９２から排出されたトナーは、トナー補給パイプ７６（図１）を介して供給先である現像器３６へ供給される。

トナーカートリッジ７８の収容器本体８６の端部を封止する端壁８８の外側で、オーガスクリュ８２の回転軸９６の先端には、従動歯車１０８が固着される。したがって、この従動歯車１０８をモータ軸にカップリングすることによって、回転軸９６すなわちオーガスクリュ８２を回転駆動することができる。

図４は、画像形成装置１０の制御部３０の電気的な構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、画像形成装置１０の制御部３０は、画像形成装置１０の全体制御を司るＣＰＵ１１０を備える。ＣＰＵ１１０は、バス１１２を通してメモリ１１４にアクセスでき、このメモリ１１４に設定されているプログラムやデータに従って、バス１１２を通してモータ制御回路１１８に命令を与え、ステッピングモータ１１６を制御する。このステッピングモータ１１６は、ＣＰＵ１１０からの命令すなわち指令値（ｐｐｓ：パルス個数／秒）に応じて駆動され、上述のオーガスクリュ８２の回転軸９６を回転させる。

ＣＰＵ１１０には、センサＩ／Ｆ１２２を介して装着センサ１２０が接続される。装着センサ１２０は、たとえばフォトインタラプタのようなセンサであり、トナーカートリッジ７８を画像形成装置１０に装着したことを検出する。たとえば、新しいトナーカートリッジ７８が画像形成装置１０に装着されたとき、センサＩ／Ｆ１２２から検知信号をＣＰＵ１１０に入力する。

ステッピングモータ１１６のモータ軸（図示せず）には、駆動歯車（図示せず）が固着される。駆動歯車は、オーガスクリュ８２の回転軸９６の先端に固着されている従動歯車１０８をモータ軸にカップリングして回転軸９６に駆動力を付与するための歯車であり、両方の歯車を噛み合わせることによって、ステッピングモータ１１６の駆動力が回転軸９６に伝わり、オーガスクリュ８２が回転される。

なお、回転軸９６は正逆回転可能に支持されていて、回転軸９６が正回転されるとオーガスクリュ８２が正回転され、トナーはトナー排出口９２の方向に搬送される。回転軸９６が逆回転されるとオーガスクリュ８２が逆回転され、トナーはトナー排出口９２から遠ざかる方向に搬送される。

また、回転軸９６の回転に伴って、撹拌供給部材１０２の回転軸１０４も一緒に回転される。

トナーカートリッジ７８が新しく装着されると、装着センサ１２０がそのことを検知し、ＣＰＵ１１０に知らせる。応じて、ＣＰＵ１１０は、メモリ１１４（図４）の適宜の領域に予め設定されているプログラムに従った第１実施例のトナーほぐし動作処理を開始する。つまり、ＣＰＵ１１０は、トナーのほぐし動作を実行するためのオーガスクリュ８２の制御処理を実行する。

図５は、第１実施例におけるＣＰＵ１１０のトナーほぐし動作処理を示すフロー図である。図５に示す最初のステップＳ１において、メモリ１１４の適宜の領域に形成されているカウンタ（図示せず）に所定値Ｎ＝５を設定する。この回数Ｎは、後述の逆回転／正回転を１セットとする同じほぐし動作を繰り返すセット数（回数）である。

続くステップＳ３において、ＣＰＵ１１０は、−３００ｐｐｓの指令値をモータ制御回路１１８に送り、ステッピングモータ１１６を３.０秒間３００ｐｐｓの回転速度で逆回転させる。したがって、ステッピングモータ１１６のモータ軸にカップリングされた回転軸９６が逆回転され、オーガスクリュ８２が逆回転する。ここで、３００ｐｐｓは、１秒間に３００個のパルスをステッピングモータ１１６に与えるという指令値である。この第１実施例の画像形成装置１０は、通常運転時には、７００ｐｐｓでステッピングモータ１１６を駆動するので、ステップＳ３での指令値（３００ｐｐｓ）によって駆動されるステッピングモータ１１６の回転は低速回転ということができる。また、ステッピングモータは一般に回転数が低ければ低いほど大きいトルクを発生することができるので、ステップＳ３でのステッピングモータ１１６の逆回転は、通常運転時に比べて高トルクであるといえる。

この第１実施例では、３００ｐｐｓで３.０秒間ステッピングモータ１１６を駆動しても、オーガスクリュ８２は３６０°（１回転）以内の回転角度でしか回転しないように、ステッピングモータ１１６の分解能および駆動歯車と従動歯車１０８による伝達比（減速比）が設定されている。したがって、ステップＳ３ではオーガスクリュ８２は１回転以内で逆回転される。このオーガスクリュ８２の逆回転時に、収容されているトナーは、トナー排出口９２とは反対の方向に、オーガスクリュ８２の１回転以内の距離だけ搬送される。

続くステップＳ５において、ＣＰＵ１１０は、＋３００ｐｐｓの指令値をモータ制御回路１１８に送り、ステッピングモータ１１６を３.３秒間３００ｐｐｓで正回転させる。したがって、ステップＳ５ではオーガスクリュ８２は１回転以内でかつ高トルクで正回転される。ここでの正回転は３．３秒と、逆回転の３．０秒に対して少し長いが、この時間差は、回転方向の切り替え時の駆動歯車と従動歯車１０８との間のバックラッシュによる伝達ロスを考慮したものであり、実質的には、正回転も３．０秒間実行される。このオーガスクリュ８２の正回転時に、収容されているトナーは、トナー排出口９２の方向に、オーガスクリュ８２の１回転以内の距離だけ搬送される。

このように、ステップＳ３およびＳ５において、ＣＰＵ１１０は、それぞれ１回転未満で、オーガスクリュ８２を逆回転および正回転させる。この逆回転および正回転が１セットとしてカウントされる。

その後、ステップＳ７で、ＣＰＵ１１０は回数Ｎを１減算する（Ｎ＝Ｎ−１）。つまり、ＣＰＵ１１０はカウンタをディクリメントする。

そして、この第１実施例では、ステップＳ９でＮ＝０になったことを検出するまで、ステップＳ３‐Ｓ７を繰り返し実行する。つまり、この第１実施例では、ステッピングモータ１１６の高トルク（３００ｐｐｓ）でのそれぞれ３秒間の逆回転および正回転を５セット繰り返す。つまり、ＣＰＵ１１０が、図６に示すパターンで、ステッピングモータ１１６を制御することにより、オーガスクリュ８２の回転が制御される。

図６は第１実施例におけるステッピングモータ１１６の回転パターンの一例を示す図解図である。図６では、矩形波の幅は時間（期間）を示し、矩形波の波高知は横軸を０とした場合のトルクの大きさを示す。このことは、図８においても同様である。この図６に示す回転パターンからも分かるように、第１実施例では、５セットのほぐし動作に要する時間は、合計３１．５秒である。

この第１実施例によれば、逆回転および正回転のセットを５セット繰り返すことによって、トナーカートリッジ７８の交換時にトナーが効果的にほぐされる。

また、この第１実施例によれば、最初に逆回転を行い、その後正回転を行うようにしたので、最初にトナーがトナー排出口９２とは反対の方向に搬送される。つまり、トナーは最初にトナー排出口９２から遠ざかる（後退する）方向に搬送されるので、初期状態としてトナーカートリッジ７８内のトナーがトナー排出口９２付近で偏在していても、トナーほぐし動作処理時のオーガスクリュ８２の最初の回転でトナーがトナー排出口９２の方向へ搬送されることはなく、トナーがトナー排出口９２から落下することはない。
＜第２実施例＞
第２実施例の画像形成装置１０は、モータ軸の駆動歯車とオーガスクリュ８２の回転軸９６の従動歯車１０８とをカップリングさせた後にほぐし動作を行うとともに、ほぐし動作の最初のセットと残りのセットの間でステッピングモータ１１６を回転駆動させる時間および速度を異ならせるようにした以外は、第１実施例の画像形成装置１０と同じである。したがって、異なる点について詳細に説明し、重複する内容については、簡単に説明する、または、説明を省略する。

上述したように、第１実施例のトナーほぐし動作処理では、５セットのほぐし動作に要する時間は合計３１．５秒であり、多少時間がかかる。そこで、第２実施例では、時間短縮を可能にした。以下、具体的に説明する。

第２実施例においても、トナーカートリッジ７８が新しく装着されると、装着センサ１２０がそのことを検知し、ＣＰＵ１１０に知らせる。応じて、ＣＰＵ１１０は、メモリ１１４（図４）の適宜の領域に予め設定されているプログラムに従った第２実施例のトナーほぐし動作処理を開始する。

図７は、第２実施例におけるＣＰＵ１１０のトナーほぐし動作処理を示すフロー図である。図７に示す最初のステップＳ１１において、メモリ１１４内に形成されているカウンタに所定値Ｎ＝４を設定する。この回数Ｎは、後述の逆回転／正回転を１セットとする同じほぐし動作を繰り返すセット数（回数）である。

次のステップＳ１３でＣＰＵ１１０は、モータ制御回路１１８に＋７００ｐｐｓ、０．７秒の指令値を送る。応じて、ステッピングモータ１１６が７００ｐｐｓで０．７秒間正回転駆動される。この７００ｐｐｓの回転速度は通常運転時と同じであり、高速回転である。このステップＳ１３でのステッピングモータ１１６の高速回転で、モータ軸の駆動歯車とオーガスクリュ８２の回転軸９６の従動歯車１０８とをカップリングさせる。そして、歯車どうしが噛み合ったとき、ステッピングモータ１１６には急激に負荷がかかり、ステッピングモータ１１６が脱調する。ただし、脱調とは、過負荷時等において、入力パルス信号とステッピングモータ回転との同期が失われ、ついには回転しなくなる状態をいう。したがって、このステップＳ１３でオーガスクリュ８２が回転することはない。このように、このステップＳ１３でのステッピングモータ１１６の高速正回転は、ステッピングモータ１１６とオーガスクリュ８２を確実にカップリング（連結）するための、いわば予備回転である。

つまり、第１実施例のステップＳ３では、ステッピングモータ１１６とオーガスクリュ８２とのカップリングが確実に行われていない可能性もあるので、十分な逆回転量が得られず、ほぐし動作が不十分になることも考えられる。これに対して、第２実施例では、ステップＳ１３の処理を実行することにより、ステッピングモータ１１６とオーガスクリュ８２とを確実にカップリングさせるので、以後の各ステップでのステッピングモータ１１６の回転が確実にオーガスクリュ８２に伝達され、トナーを一層効果的にほぐすことができる。

続くステップＳ１５において、ＣＰＵ１１０は、−３００ｐｐｓの指令値をモータ制御回路１１８に送り、ステッピングモータ１１６を２．５秒間３００ｐｐｓで逆回転させる。したがって、ステッピングモータ１１６のモータ軸にカップリングされた回転軸９６が逆回転され、オーガスクリュ８２が１回転以内の角度で逆回転する。ステップＳ１５では、指令値が３００ｐｐｓであるので、ステッピングモータ１１６は、高トルクで低速回転される。ただし、ステップＳ１５では、先にステップＳ１３でカップリングのための予備回転をしているので、ステッピングモータ１１６を２．５秒間しか駆動しなくても、オーガスクリュ８２は確実に逆回転され、確実にほぐし動作が行なわれ得る。

この第２実施例においても、実際にオーガスクリュ８２が回転される最初のステップＳ１５でオーガスクリュ８２は逆回転されるので、トナーをトナー排出口９２から遠ざける方向にまず搬送することになり、後続する正回転時にトナーがトナー排出口９２から排出されてしまうのを防止している。

続くステップＳ１７において、＋３００ｐｐｓの指令値をモータ制御回路１１８に送り、ステッピングモータ１１６を３.０秒間３００ｐｐｓで正回転させる。したがって、ステップＳ１７ではオーガスクリュ８２は１回転以内でかつ高トルクで正回転される。ここでの正回転は３．０秒と、逆回転の２．５秒に対して少し長いが、この時間差は、回転方向の切り替え時の伝達機構（駆動歯車と従動歯車１０８との間）でのバックラッシュによる伝達ロスを考慮したものであり、実質的には、このステップＳ１７では、オーガスクリュ８２は２．７秒程度正回転され、その間、収容されているトナーは、上述のトナー排出口９２の方向に、オーガスクリュ８２の１回転以内の距離だけ搬送される。

このように、ステップＳ１５およびＳ１７において、ＣＰＵ１１０は、それぞれ１回転未満で、オーガスクリュ８２を逆回転および正回転させる。この逆回転および正回転が１セット目のセットである。

その後、ステップＳ１９において、ＣＰＵ１１０は、−５００ｐｐｓの指令値をモータ制御回路１１８に送り、ステッピングモータ１１６を１．５秒間５００ｐｐｓで逆回転させる。したがって、ステッピングモータ１１６のモータ軸にカップリングされた回転軸９６が逆回転され、オーガスクリュ８２が１回転以内の角度で逆回転する。ステップＳ１９では、指令値が５００ｐｐｓであるので、ステッピングモータ１１６は、低速高トルク（３００ｐｐｓ）と高速低トルク（７００ｐｐｓ）の中間の中速中トルクで逆回転される。

続くステップＳ２１において、ＣＰＵ１１０は、＋５００ｐｐｓの指令値をモータ制御回路１１８に送り、ステッピングモータ１１６を１．８秒間５００ｐｐｓで正回転させる。したがって、ステップＳ２１でもオーガスクリュ８２は中速中トルクで正回転される。ここでの正回転は１．８秒であり、逆回転の１．５秒に対する時間差は、回転方向の切り替え時の伝達機構でのバックラッシュ（ステッピングモータの切り替えのタイムラグ）による伝達ロスを考慮したものである。実質的には、このステップＳ２１では、オーガスクリュ８２は１．５秒程度正回転され、その間、収容されているトナーは、上述のトナー排出口９２の方向に、オーガスクリュ８２の１回転以内の距離だけ搬送される。

その後、ステップＳ２３で、ＣＰＵ１１０は回数Ｎを１減算する（Ｎ＝Ｎ−１）。そして、この第２実施例では、ステップＳ２５でＮ＝０になったことを検出するまで、ステップＳ１９‐Ｓ２３を繰り返し実行する。つまり、この第２実施例では、高トルク低速回転（３００ｐｐｓ）での２．５秒程度のステッピングモータ１１６の逆回転および正回転の１セットとそれに後続する中トルク中速回転（５００ｐｐｓ）でのそれぞれ１．５秒間のステッピングモータ１１６の逆回転および正回転を４セット繰り返す。つまり、ＣＰＵ１１０が、図８に示すパターンで、ステッピングモータ１１６を制御することにより、オーガスクリュ８２の回転が制御される。

このように、第２実施例では、初期（ここでは、１セット目）のほぐし動作（ステップＳ１３およびＳ１５）では、オーガスクリュ８２に大きいほぐしトルクを与えるために、低速回転でステッピングモータ１１６が駆動される。そして、２セット目以降はほぐしトルクが低下するため、１セット目より速い速度でステッピングモータ１１６が駆動される。ただし、ステッピングモータ１１６の回転速度を上げた分、駆動時間を短くしているので、オーガスクリュ８２の回転量は１‐５セットで同じになっている。

図８は第２実施例におけるステッピングモータ１１６の回転パターンの一例を示す図解図である。この図８に示す回転パターンからも分かるように、第２実施例では、５セットのほぐし動作に要する時間は、合計１８．７秒である。

この第２実施例によれば、第１実施例と同様に、逆回転および正回転のセットを５セット繰り返すことによって、トナーカートリッジ７８の交換時にトナーが効果的にほぐされる。

また、第２実施例においても、第１実施例と同様に、最初に逆回転を行い、その後正回転を行うようにしたので、トナーほぐし動作処理時のオーガスクリュ８２の最初の回転でトナーがトナー排出口９２の方向へ搬送されることはなく、トナーがトナー排出口９２から落下することはない。

さらに、第２実施例によれば、５セットのほぐし動作に要する時間は、合計１８．７秒であるため、第１実施例に比べて大幅な時間短縮が可能である。

なお、第２実施例では、１セット目のほぐし動作と、２セット目以降のほぐし動作とで、ステッピングモータ１１６の回転駆動の時間および速度を異なるようにしたが、これに限定される必要はない。中トルク中速回転（５００ｐｐｓ）でのそれぞれ１．５秒間のステッピングモータ１１６の逆回転および正回転のセットが少なくとも１セット含まれるようにすれば、５セットのほぐし動作に要する時間は、第１実施例よりも短縮される。たとえば、高トルク低速回転（３００ｐｐｓ）での２．５秒程度のステッピングモータ１１６の逆回転および正回転のほぐし動作のセットの数と、中トルク中速回転（５００ｐｐｓ）でのそれぞれ１．５秒間のステッピングモータ１１６の逆回転および正回転のほぐし動作のセットの数は、画像形成装置１０の使用環境または／および使用状況などに応じて適宜決定される。
＜第３実施例＞
第３実施例の画像形成装置１０は、モータ軸の駆動歯車とオーガスクリュ８２の回転軸９６の従動歯車１０８とをカップリングさせる動作を省略した以外は第２実施例の画像形成装置１０と同じであるため、重複した説明は省略する。

第３実施例の画像形成装置１０では、図７に示したＣＰＵ１１０のトナーほぐし動作処理において、ステップＳ１３の処理が省略される。したがって、図８に示したステッピングモータ１１６の回転パターンにおいても、最初に、ステッピングモータ１１６が７００ｐｐｓで０．７秒間正回転駆動される区間も省略される。

第３実施例においても、第２実施例と同様の効果を有する。

なお、第３実施例では、モータ軸の駆動歯車とオーガスクリュ８２の回転軸９６の従動歯車１０８とをカップリングさせる動作を省略したため、ステッピングモータ１１６とオーガスクリュ８２とのカップリングが確実に行われていない可能性もある。このため、ほぐし動作が不十分になることが懸念される。このような場合には、たとえば、２セット目まで、中トルク中速回転（５００ｐｐｓ）でのそれぞれ１．５秒間のステッピングモータ１１６の逆回転および正回転のほぐし動作を行い、３セット目以降において、中トルク中速回転（５００ｐｐｓ）でのそれぞれ１．５秒間のステッピングモータ１１６の逆回転および正回転のほぐし動作を行い、トナーを確実にほぐすとともに、５セットのほぐし動作に要する時間を短縮するようにしてもよい。

なお、上述の各実施例ではトナーカートリッジ７８の新規装着を検出したときに、トナーほぐし動作処理を実行するようにしたが、その他に、現像器３６内へのトナーの落下量が少なくなったことを検知したときに、トナーほぐし動作処理を実行するようにしてもよい。そのためのトナーエンドセンサ（図示せず）が、たとえばトナー補給パイプ７６に設けられる。このトナーエンドセンサは、たとえば光学センサであり、トナーのトナー補給パイプ７６におけるトナーの有無により変化する光を検知することにより、トナー切れ（トナーエンド）の検知を行う。

また、上述の各実施例では、搬送スクリュすなわちオーガスクリュ８２を駆動するモータとしてステッピングモータ１１６を使用したが、ステッピングモータ１１６は他の形式の直流モータに代えられてもよい。

上述の各実施例で挙げた具体的な数値等は一例であり、実際の製品に応じて適宜変更することが可能である。

１０ …画像形成装置
７８ …トナーカートリッジ
８２ …オーガスクリュ
９６ …回転軸
１１０ …ＣＰＵ
１１６ …ステッピングモータ

Claims (6)

1. 正逆回転可能に設けられた搬送スクリュを有するトナーカートリッジを用いる画像形成装置であって、
   少なくとも新しいトナーカートリッジを装着したとき、前記搬送スクリュの逆回転および正回転を繰り返すほぐし動作を複数セット繰り返す、搬送スクリュ制御手段を備え、
   前記搬送スクリュ制御手段は、前記ほぐし動作の前に、前記ほぐし動作でのトルクより小さいトルクで前記搬送スクリュを回転させる、画像形成装置。
2. 前記搬送スクリュ制御手段は、前記複数のセットのすべてにおいて、同じトルクで、前記搬送スクリュを逆回転および正回転する、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記搬送スクリュ制御手段は、最初の１または複数セットにおける前記搬送スクリュに与えるトルクを残りの１または複数セットのトルクに比べて相対的に大きく設定する、請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記搬送スクリュはステッピングモータで駆動する、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 正逆回転可能に設けられた搬送スクリュを有するトナーカートリッジを用いる画像形成装置のコンピュータによって前記搬送スクリュを制御する方法であって、
   少なくとも新しいトナーカートリッジを装着したとき、前記搬送スクリュの逆回転および正回転を繰り返すほぐし動作を複数セット繰り返し、さらに
   前記ほぐし動作の前に、前記ほぐし動作でのトルクより小さいトルクで前記搬送スクリュを回転させる、搬送スクリュ制御方法。
6. 正逆回転可能に設けられた搬送スクリュを有するトナーカートリッジを用いる画像形成装置のコンピュータによって実行される搬送スクリュ制御プログラムであって、
   前記コンピュータを、少なくとも新しいトナーカートリッジを装着したとき、前記搬送スクリュの逆回転および正回転を繰り返すほぐし動作を複数セット繰り返す、搬送スクリュ制御手段として機能させ、
   前記搬送スクリュ制御手段は、前記ほぐし動作の前に、前記ほぐし動作でのトルクより小さいトルクで前記搬送スクリュを回転させる、搬送スクリュ制御プログラム。

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