(57)【要約】【課題】現像手段の被駆動体を駆動する本体側の駆動カップリングの回転停止位置制御を、必要なときのみ行うことで不要な待ち時間を解消する。【解決手段】画像形成装置が、トナー補給手段の内部にあるトナーを排出するトナー排出モードを有する。当該トナー排出モードにおいて、トナー排出モードの動作を終了後、駆動カップリング８７が所定の回転停止位置に停止するように、駆動カップリング８７の駆動手段がコントローラによって制御される。非トナー排出モードでは駆動カップリング８７を速やかに任意の回転停止位置に停止する。【選択図】図１１
2015158641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式による画像形成装置であって、前記画像形成装置は、
前記画像形成装置の本体に配設された駆動カップリングと、
前記駆動カップリングを回転する駆動手段と、
前記駆動手段を制御するコントローラと、
少なくとも１つの被駆動体を有し、前記画像形成装置の本体に対して脱着可能な現像手段と、
前記被駆動体に連結された受動カップリングと、
前記現像手段に現像剤としてのトナーを補給するトナー補給手段とを有し、
前記現像手段が前記画像形成装置の本体に装着されると、前記受動カップリングが前記駆動カップリングに係合し、前記被駆動部材が前記駆動手段によって駆動される画像形成装置において、
前記画像形成装置が、前記トナー補給手段の内部にあるトナーを排出するトナー排出モードを有し、前記トナー排出モードにおいては、前記駆動カップリングが所定の回転停止位置に停止するように、前記駆動手段が前記コントローラによって制御され、かつ、
前記トナー排出モード以外の非トナー排出モードにおいては、前記駆動カップリングが回転中のとき、前記駆動カップリングが速やかに任意の回転停止位置に停止するように、前記駆動手段が前記コントローラによって制御されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー排出モードにおいて前記駆動カップリングが所定の回転停止位置に停止する際の速度を、前記トナー排出モード以外において前記駆動軸が停止する際の速度よりも、小さくなるように前記コントローラによる制御が行われることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置の本体に対する前記現像手段の脱着方向が、前記被駆動体の回転軸の軸線方向であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置の本体に対する前記現像手段の脱着方向が、前記被駆動体の回転軸の軸線方向に対して直角方向であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項５】
前記受動カップリングが、前記現像ユニットの前記被駆動体としてのトナー搬送スクリュに連結されていることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像手段が、白色やクリア色などの特色トナーを有する特色現像ユニットであることを特徴とする請求項５の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体と現像ユニットを有する作像ユニットを５つ以上有し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナーのほかに、特色トナーとしてクリアトナー又は白色トナーを追加した５色以上で印刷可能であることを特徴とする請求項６の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、画像形成を行うための各種被駆動体を、画像形成装置本体に対して脱着可能に装着している。これにより、当該被駆動体の点検や、劣化・故障時等における交換を容易にしている。
【０００３】
被駆動体としては、例えば作像ユニットや、当該作像ユニットに現像剤としてのトナーを補給するトナー補給容器がある。作像ユニットは、像担持体、現像ローラ、トナー搬送スクリュなど複数の回転部材を有する。これら回転部材は本体側の駆動手段によって駆動される。
【０００４】
またトナー補給容器は、通常トナーボトルの形態で使用され、当該トナーボトルは本体に水平横置き状態で装着されて回転される。トナーボトルの内周面には螺旋形状が形成されており、トナーボトルの回転によって内部のトナーがトナーボトルの出口方向に移動される。
【０００５】
一方、カラー画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの少なくとも４色（ＹＭＣＢｋ）の作像ユニットが使用される。近年のカラー画像形成装置は、画質向上のために、ＹＭＣＢｋ作像ユニットに加え、淡色のトナー（例えば、ライトシアンやライトイエロー）や、透明度の高いトナー（例えば、透明トナー）などのいわゆる「特色作像ユニット」が使用されることがある（例えば、特許文献１（特開２００７−１７１４９８号公報）や特許文献２（特開２００７−３１６３１３号公報））。特色作像ユニットは、画質向上、光沢性向上又は色再現性向上など印刷用途に応じて使い分けられる。
【０００６】
中間転写ベルトを使用したタンデム式カラー画像形成装置で特色作像ユニットを１つ追加する場合、ＹＭＣＢｋ作像ユニットを装着する第１〜第４ステーションに続けて第５ステーションを設ける（以下、「ステーション」は「Ｓｔ」と表記する）。この第５Ｓｔに装着した特色作像ユニットは、印刷用途に応じて他の特色作像ユニットに交換することが多く、その交換頻度はＹＭＣＢｋ４色の作像ユニットの交換頻度よりも高い。
【０００７】
画像形成装置の本体と、前記被駆動体との間の駆動力の伝達は、一般的にカップリングによって行われている。このカップリングは、軸方向から係合させる軸方向カップリングと、軸方向と直角方向から係合させる直角方向カップリングがある。いずれのカップリング方式でも、カップリング係合時の駆動側と受動側の各回転位置が合っていないと、両カップリングが干渉してうまく係合できず、駆動力を伝達可能な状態にならない。
【０００８】
軸方向カップリングは、例えば特許文献３（特開２００７−３０４１７３号公報、図１１、図１２）に記載のように、断面三角形の接続凹部を有する駆動カップリングと、断面三角形の接続凸部を有する受動カップリングで構成されたものがある。受動カップリングを駆動カップリングに軸方向から挿入して両カップリングを係合させることで、両カップリングを回転軸の軸心が整合した調芯状態で駆動力を伝達可能にする。
【０００９】
軸方向カップリングでは、被駆動体装着時にカップリングの回転位置がずれていても、駆動カップリングを少し回転させると回転位置が合致する。そして一方のカップリングが他方のカップリングに向けてバネの力で前進して係合し、駆動力を伝達可能な状態になる。
【００１０】
但し、被駆動体の装着の仕方によっては、カップリング同士がうまく係合せずに衝突して、カップリングが損傷、破損する可能性がある。そこで、両カップリングの前端側に、このような干渉を回避する干渉回避機構として、カップリング係合時に互いに摺接するテーパ部を形成することが考えられる。このテーパ部によって、受動カップリングの軸方向挿入時に、カップリングの回転位置のずれを修正する。
【００１１】
直角方向カップリングでは、両カップリングの回転位置を合わせるため、前記とは別の干渉回避機構を設けたものがある。例えば、特許文献４（特開平４−２４０８７０号公報）では、カップリング係合直前に、作像ユニットの被駆動軸に設けたギヤを、本体側に設けた固定の直線ギヤに噛み合わせるようにしている。こうすることで、被駆動軸を所定の回転位置に回転させてから、本体側の駆動カップリングに係合させるようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献３（特開２００７−３０４１７３号公報、図１１、図１２）のようなカップリングを使用すると、被駆動体としての作像ユニットの装着の仕方によっては受動カップリングが駆動カップリングに強く衝突する。この衝突によりカップリングが破損すると、回転駆動力を伝達不能になる。
【００１３】
また、カップリングが破損しないまでも損傷すると、回転駆動力は伝達可能であっても調芯作用が損なわれる結果、像担持体や現像ローラの回転ムラを起こし、画質異常を発生することがある。また、テーパ部による干渉回避機構を設けると、カップリングが大型化してコストアップとなり、また設計の自由度に制約がかかる。
【００１４】
また、特許文献４（特開平４−２４０８７０号公報）のような干渉回避機構を設けると、ギヤの設置スペースのために装置が大型化し、また部品点数増大によりコストアップになる。
【００１５】
また、軸方向カップリングと直角方向カップリングの両カップリング方式で、駆動カップリングの回転停止位置を常に一定に制御することで、駆動カップリングに対する受動カップリングの脱着をスムーズにすることも考えられる（特許文献５（特開２００５−２９２６７６号公報、［０００８］段））。
【００１６】
しかし、このようにすると、当該停止制御をしない場合に比べて、停止制御を完了するまでの待ち時間が長くなる。特に、被駆動体をいったん取り外して点検した結果、異常なしとして当該被駆動体を再装着する場合は、再装着時の駆動側と受動側のカップリングの回転位置が被駆動体の取り外し時と変わっていない。したがって、回転停止位置制御なしでも再装着が可能であるから、無駄な待ち時間が発生してしまう。したがって、作業性が必ずしもよくないという課題がある。
【００１７】
そこで本発明の目的は、現像手段の被駆動体を駆動する本体側の駆動カップリングの回転停止位置制御を、必要なときのみ行うことで、不要な待ち時間を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するため、本発明は、
電子写真方式による画像形成装置であって、前記画像形成装置は、
前記画像形成装置の本体に配設された駆動カップリングと、
前記駆動カップリングを回転する駆動手段と、
前記駆動手段を制御するコントローラと、
少なくとも１つの被駆動体を有し、前記画像形成装置の本体に対して脱着可能な現像手段と、
前記被駆動体に連結された受動カップリングと、
前記現像手段に現像剤としてのトナーを補給するトナー補給手段とを有し、
前記現像手段が前記画像形成装置の本体に装着されると、前記受動カップリングが前記駆動カップリングに係合し、前記被駆動部材が前記駆動手段によって駆動される画像形成装置において、
前記画像形成装置が、前記トナー補給手段の内部にあるトナーを排出するトナー排出モードを有し、前記トナー排出モードにおいては、前記駆動カップリングが所定の回転停止位置に停止するように、前記駆動手段が前記コントローラによって制御され、かつ、
前記トナー排出モード以外の非トナー排出モードにおいては、前記駆動カップリングが回転中のとき、前記駆動カップリングが速やかに任意の回転停止位置に停止するように、前記駆動手段が前記コントローラによって制御されることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、異なる現像手段への交換可能性が高いトナー排出モードでは、本体側の駆動手段の回転停止位置制御により、本体側の駆動カップリングと、現像手段の受動カップリングの回転停止位置の位置合わせを行うことができる。
【００２０】
したがって、異なる現像手段の装着時のカップリング同士の係合をスムーズに行うことができる。また、前記回転停止位置の位置合わせにより、駆動カップリングと受動カップリングの干渉回避機構が不要になり、画像形成装置の低コスト化、省スペース化が図れる。
【００２１】
一方、同じ現像手段を再装着する可能性が高い非トナー排出モードでは、本体側の駆動カップリングの回転停止位置制御を行わないので、待ち時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】画像形成装置の概略図である。
【図２】作像ユニットの概略図である。
【図３Ａ】現像ユニットを示す斜視図である。
【図３Ｂ】現像ユニットの内部のトナー搬送スクリュを示す平面図である。
【図３Ｃ】トナー搬送スクリュを示す斜視図である。
【図４Ａ】画像形成装置の本体側に配設された駆動カップリングの斜視図である。
【図４Ｂ】駆動カップリングの拡大斜視図である。
【図４Ｃ】（ａ）は駆動カップリングの正面図、（ｂ）はプロセスユニット側の受動カップリングの正面図である。
【図５】トナーボトルから現像ユニットに至るトナー供給機構の概略図である。
【図６】操作パネルの図である。
【図７】画像形成装置のコントローラのブロック図である。
【図８】特色トナーの交換動作を示すフロー図である。
【図９】トナー排出モードの動作を示すフロー図である。
【図１０】トナー排出モードにおける現像モータのホームポジション停止制御に至るフロー図である。
【図１１】現像モータのホームポジション停止制御を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る画像形成装置を説明する。なお、この実施形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００２４】
（画像形成装置の全体構成）
図１は本発明を適用した画像形成装置の実施形態の概略を示している。画像形成装置１００は、カラー画像を形成可能なカラーレーザプリンタである。画像形成装置１００は、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、或いは、これらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置であってもよい。
【００２５】
画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
【００２６】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、特色の各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓを並設したタンデム構造（タンデム方式）を採用している。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ、Ｓは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、特色用の部材であることを示している。
【００２７】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓは、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端のベルトである中間転写体としての中間転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に位置している。
【００２８】
中間転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓに対峙しながら、図２で矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。
【００２９】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。よって、画像形成装置１００は中間転写方式の画像形成装置となっている。
【００３０】
中間転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓに対向しており、この対向した部分が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓ上のトナー像を中間転写ベルト１１に転写する転写部９８を形成している。
【００３１】
中間転写ベルト１１に対する重畳転写において、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓに形成されたトナー像が、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写される。中間転写ベルト１１を挟んで、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓに対向する位置に、一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ、１２Ｓが配設されている。これら一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ、１２Ｓによる電圧印加によって、前記重畳転写が、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００３２】
中間転写ベルト１１は、ベース層を伸びの少ない材質で構成し、ベース層の表面を平滑性の良い材質によって覆ったコート層とし、ベース層にコート層を重ねて形成した多層構造となっている。ベース層の材質としては、たとえばフッ素樹脂、ＰＶＤシート、ポリイミド系樹脂が挙げられる。コート層の材質としては、たとえばフッ素系樹脂等が挙げられる。
【００３３】
中間転写ベルト１１は、その縁部にそれぞれ、寄り止め部材としての図示しない寄り止めガイドを有している。寄り止めガイドは、中間転写ベルト１１がＡ１方向に回転するときに、図１における紙面と垂直な何れかの方向に偏倚することを防止するために配設されている。寄り止めガイドは、ウレタンゴム製であるが、その他、シリコンゴムなど各種ゴム材料により構成することができる。
【００３４】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓは、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、特色の画像を形成するための、画像形成部としてのトナー像形成部たる作像ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ、６０Ｓに備えられている。
【００３５】
画像形成装置１００は、５つの作像ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ、６０Ｓと、転写ベルトユニット１０を有する。この転写ベルトユニット１０は中間転写ベルト１１を備え、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓの上方に対向して配設されている。
【００３６】
転写ベルトユニット１０の一端に、中間転写ベルト１１に対向して配設され、中間転写ベルト１１に従動して連れ回りする転写部材としての２次転写ローラ５が配設されている。また、作像ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ、６０Ｓの下方に対向して、書込ユニットとしての光走査装置８が配設されている。
【００３７】
光走査装置８の下方に、転写紙Ｓを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置６１が配設されている。シート給送装置６１の前方に、給送ローラ３、タイミングローラ対４、及び転写紙Ｓの先端がタイミングローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサが配設されている。
【００３８】
そして、シート給送装置６１から搬送されてきた転写紙Ｓを、作像ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ、６０Ｓによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、タイミングローラ対４から二次転写部９０に向けて繰り出すようにしている。
【００３９】
画像形成装置１００はまた、トナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着済みの転写紙Ｓを本体９９の外部に排出する排紙ローラ７を有する。転写ベルトユニット１０の上方には、現像剤としてのイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、特色の各色のトナーを充填された、本体９９に脱着されるトナー補給容器としてのトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋ、９Ｓが配設されている。
【００４０】
本体９９の上側には排紙トレイ１７が配設され、この排紙トレイ１７上に、排出ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙Ｓが積載されるようになっている。また、廃トナー等の不要物は廃トナータンク８３に収納されるようになっている。
【００４１】
画像形成装置１００はまた、図３Ａ、図５に示すように、トナー補給手段としてのトナー供給機構８０を有する。このトナー供給機構８０は、トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋ、９Ｓ内のトナーを、作像ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ、６０Ｓにそれぞれに備えられた、現像ユニット５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋ、５０Ｓに供給する。
【００４２】
画像形成装置１００はまた、画像形成装置１００に対する各種設定を行うための入力手段としての操作パネル１６０（後述する図６参照）と、画像形成装置１００全体の動作を制御する、ＣＰＵ、メモリ等を備えたコントローラ１１０（後述する図７参照）とを有している。
【００４３】
転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルト１１の他に、一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ、１２Ｓを有する。中間転写ベルト１１は、駆動部材である駆動ローラ７２と、転写入口ローラ７３と、クリーニング対向ローラ７４に巻き掛けられている。クリーニング対向ローラ７４は、中間転写ベルト１１の張力を増加する方向に、付勢手段としてのばね７５で付勢されている。
【００４４】
転写ベルトユニット１０はまた、その筐体をなす中間転写ベルトケース１４を有する。この中間転写ベルトケース１４は本体９９に対して脱着自在に支持されている。中間転写ベルトケース１４に、駆動ローラ７２、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４、ばね７５が保持されている。また、中間転写ベルトケース１４と一体に、中間転写ベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１３が配設されている。このクリーニング装置１３は中間転写ベルト１１に対向して配設され、中間転写ベルト１１上をクリーニングする。
【００４５】
転写ベルトユニット１０はまた、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しない駆動系と、一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ、１２Ｓに一次転写バイアスを印加する図示しない一次転写バイアス印加手段としての電源及びバイアスコントローラとを有している。
【００４６】
転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４は、駆動ローラ７２によって回転駆動される中間転写ベルト１１に連れ回りする従動ローラとなっている。一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ、１２Ｓは、中間転写ベルト１１をその裏面から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。
【００４７】
この一次転写ニップは、中間転写ベルト１１の、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４の間に張り渡した部分において形成されている。転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４は、一次転写ニップを安定化する機能を有する。
【００４８】
各一次転写ニップには、一次転写バイアスの作用により、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓと一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ、１２Ｓとの間に一次転写電界が形成される。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓ上に形成された各色のトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１上に一次転写される。
【００４９】
駆動ローラ７２は、中間転写ベルト１１を介して２次転写ローラ５を当接されており、二次転写部９０を形成している。
クリーニング対向ローラ７４は、ばね７５の作用により、中間転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
【００５０】
クリーニング装置１３は、図１におけるクリーニング対向ローラ７４の左方の位置において、中間転写ベルト１１に対向するように配設されている。クリーニング装置１３は、図示しないが、中間転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシと、クリーニングブレードとを有する。中間転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、中間転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。このクリーニングにより生じた廃トナー等の不要物は、図示しない廃トナー経路を経て廃トナータンク８３に収納されるようになっている。
【００５１】
シート給送装置６１は本体９９の下部に配設され、転写紙Ｓを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容する。シート給送装置６１は、最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３を有する。そして給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをタイミングローラ対４に向けて給送するようになっている。
【００５２】
タイミングローラ対４は、作像速度、言い換えると中間転写ベルト１１の移動速度と、給紙の速度とを合わせるために、外径を精密に加工されている。その精度は例えば外径で０．０３ｍｍ以内である。
【００５３】
二次転写部９０には、２次転写バイアスの作用により、駆動ローラ７２及び中間転写ベルト１１と、２次転写ローラ５との間に２次転写電界が形成される。中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像は、この２次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Ｓ上に２次転写される。駆動ローラ７２は２次転写対向ローラを兼ねている。
【００５４】
定着装置６は、熱源を内部に有する定着ローラ６２と、定着ローラ６２に圧接された加圧ローラ６３とを有する。そしてトナー像を担持した転写紙Ｓを定着ローラ６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
【００５５】
トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋ、９Ｓ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、特色の各色のトナーは、図３Ａ、図５に示すトナー供給機構８０により、所定の補給量だけ、現像ユニット５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋに補給される。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋ、９Ｓは、内部のトナーがなくなると交換される消耗品であり、トナーがなくなったとき等に本体９９に脱着され、交換される。
【００５６】
なお、クリーニング装置１３、クリーニング対向ローラ７４は、黒色画像形成時には、一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｓとともに下方に移動し、中間転写ベルト１１を、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｓから離間するように構成されている。
【００５７】
操作パネルによって入力された各種の情報は、コントローラ１１０によって認識され、それぞれ識別される。操作パネルによって入力可能な情報としては、例えば、図示しない滞留検知センサによって現像剤の滞留を検知する際に用いる基準値等が挙げられる。操作パネルは、コントローラ１１０による制御によって所定の表示を行う出力手段としての表示部を有している。
【００５８】
作像ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ、６０Ｓについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた作像ユニット６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の作像ユニット６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ、６０Ｓの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、作像ユニット６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の作像ユニット６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋ、６０Ｓの構成にも付するものとし、詳細な説明については適宜省略することとする。
【００５９】
（作像ユニット）
図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙを備えた作像ユニット６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、一次転写ローラ１２Ｙをはじめ各種部品が配設されている。すなわち、図２中時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、一次転写ローラ１２Ｙ、クリーニング手段としてのクリーニング装置４０Ｙ、帯電手段である帯電装置としての帯電装置３０Ｙ、及び現像手段としての作像ユニットである現像ユニット５０Ｙが配設されている。
【００６０】
帯電装置３０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの表面に当接して受動回転する帯電ローラ３１Ｙと、帯電ローラ３１Ｙに当接し受動回転するクリーニングローラ３２Ｙとを有している。帯電ローラ３１Ｙには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されている。これにより、感光体ドラム２０Ｙと対向する帯電領域において、感光体ドラム２０Ｙの表面を除電すると同時に、所定の極性に帯電するようになっている。
【００６１】
クリーニングローラ３２Ｙは帯電ローラ３１Ｙに受動回転することで帯電ローラ３１Ｙをクリーニングするようになっている。このように、本形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、コロトロン方式を採用したものであっても良い。
【００６２】
現像ユニット５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに近接対向して配設された現像ローラ５１Ｙを有する。そして、現像ローラ５１Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域において、イエロートナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行することで、静電潜像をイエロートナー像として可視像化する。現像ユニット５０Ｙの詳細については後述する。
【００６３】
一次転写ローラ１２Ｙには、一次転写バイアス印加手段によって、バイアスコントローラによる制御に基づき、電源から、一次転写に適した所定の電圧が印加されるようになっている。
【００６４】
図１に示した光走査装置８は、図２に示すように、感光体ドラム２０Ｙにおける帯電領域と現像領域との間の領域に、光変調されたレーザー光Ｌを照射する。これにより、帯電ローラ３１Ｙにより帯電された後の感光体ドラム２０Ｙの表面を露光し、露光部分の電位を低下させて感光体ドラム２０Ｙの表面上に静電的な電位差を設け、静電潜像を形成する。電位が低下した部分に現像ユニット５０Ｙによってイエロートナーが供給されて付着し、イエロートナー像として可視像化される。
【００６５】
クリーニング装置４０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有するクリーニングケース４３Ｙを有する。このクリーニングケース４３Ｙに、感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の残留トナー、キャリア、紙粉等の不要物を掻き取ってクリーニングするクリーニングローラ４５Ｙが配設されている。
【００６６】
また、クリーニングケース４３Ｙにクリーニングブレード４１Ｙが配設されている。このクリーニングブレード４１Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの回転方向Ｂ１において、クリーニングローラ４５Ｙよりも下流側の位置で感光体ドラム２０Ｙに当接し、感光体ドラム２０Ｙ上の不要物を掻き取ってクリーニングする。
【００６７】
クリーニング装置４０Ｙはまた、クリーニングケース４３Ｙに回転自在に支持された排出スクリュ４２Ｙを有する。この排出スクリュ４２Ｙにより、クリーニングローラ４５Ｙとクリーニングブレード４１Ｙによって掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を、廃トナータンク８３に向けて搬送する。排出スクリュ４２Ｙは、図示しない廃トナー経路の一部を構成する。
【００６８】
作像ユニット６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙと、一次転写ローラ１２Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像ユニット５０Ｙで構成される。作像ユニット６０Ｙから一次転写ローラ１２Ｙを除いたものがプロセスユニット９５Ｙを構成する。
【００６９】
すなわち、感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像ユニット５０Ｙはプロセスユニット９５Ｙを構成している。プロセスユニット９５Ｙは一体であって、画像形成装置１００の本体９９に対し、図１における紙面手前側に離脱自在であって、脱着自在である。
【００７０】
また、感光体ドラム２０Ｙは、単独で、画像形成装置１００の本体９９に対し、図１における紙面手前側に離脱自在であって、脱着自在である。また、感光体ドラム２０Ｙを除いたプロセスユニット９５Ｙ、すなわちクリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像ユニット５０Ｙはユニット（以下、現像ユニットと呼称する）を構成している。この現像ユニットは一体で、画像形成装置１００の本体９９に対し、図１における紙面手前側に離脱自在であって、脱着自在である。
【００７１】
また、現像ユニット５０Ｙは、現像剤の交換作業等のため、単独で、画像形成装置１００の本体９９に対し、図１における紙面手前側に離脱自在であって、脱着自在である。また、現像ユニット５０Ｙを除くプロセスユニット９５Ｙ、すなわち感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置４０Ｙと、帯電装置３０Ｙは、ユニットを構成している。このユニットは一体で、画像形成装置１００の本体９９に対し、図１における紙面手前側に離脱自在であって、脱着自在である。
【００７２】
（画像形成装置の基本動作）
かかる構成の画像形成装置１００において、カラー画像を形成すべき旨の信号が入力されると、駆動ローラ７２が駆動され、中間転写ベルト１１、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４が受動回転する。これと同時に、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓが、図２のＢ１方向に回転駆動される。
【００７３】
感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電ローラ３１Ｙにより表面を一様に帯電される。そして、光走査装置８からのレーザー光Ｌの露光走査により、イエロー色に対応した静電潜像が形成される。
【００７４】
この静電潜像は、現像ユニット５０Ｙにより、イエロー色のトナーで現像される。現像により得られたイエロー色の単色画像であるトナー像は、一次転写ローラ１２Ｙにより、Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１に一次転写される。転写後に感光体ドラム２０Ｙに残留したトナーを含む不要物は、クリーニング装置４０Ｙにより良好に除去され、クリーニングされた感光体ドラム２０Ｙは、帯電ローラ３１Ｙによる次の除電、帯電に供される。
【００７５】
他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色の単色画像であるトナー像は、一次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ、１２Ｓにより、Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１上の同じ位置に順次一次転写される。中間転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、中間転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である二次転写部９０まで移動し、二次転写部９０において転写紙Ｓに２次転写される。
【００７６】
シート給送装置６１から給送ローラ３によって繰り出された転写紙Ｓは、タイミングローラ対４によって、所定のタイミングで、中間転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送される。前記所定のタイミングは、タイミングローラ対４に転写紙Ｓの先端が到達したことを検知するセンサからの検出信号と、中間転写ベルト１１上のトナー像の位置に基づいて制御される。
【００７７】
転写紙Ｓは、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置６に進入する。転写紙Ｓが定着ローラ６２と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像が転写紙Ｓに定着され、転写紙Ｓ上に、合成カラー画像であるカラー画像が定着される。
【００７８】
定着装置６を通過した定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て、本体９９の上部の排紙トレイ１７上にスタックされる。一方、２次転写を終えた中間転写ベルト１１は、クリーニング装置１３に備えられたクリーニングブラシ及びクリーニングブレードによってクリーニングされ、次の帯電工程、現像工程に備える。
【００７９】
（現像ユニットとトナー供給機構）
このような画像形成工程において、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、特色の各色のトナーは、現像ユニット５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋ、５０Ｓにおいてそれぞれ消費される。このため、各現像ユニットに対して、その消費量に応じて、図３Ａと図５に示すトナー供給機構８０により、トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋ、９Ｓから必要な量のトナーが供給されるようになっている。
【００８０】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋ、５０Ｓは、各色のトナーで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ、２０Ｓの静電潜像を現像するために、各色のトナーを帯電するようになっている。
【００８１】
現像ユニット５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋ、５０Ｓについて、そのうちの一つの、現像ユニット５０Ｙの構成を代表して説明する。なお、他の現像ユニット５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋ、５０Ｓの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、現像ユニット５０Ｙの構成について説明し、他の現像ユニット５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋ、５０Ｓの構成については省略する。
【００８２】
図２に示すように、現像ユニット５０Ｙは、現像ローラ５１Ｙの他に、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有する現像剤容器としてのケーシングであるケースとしての現像ケース５５Ｙと、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤を一定の高さに規制する現像ブレード５２Ｙとを有している。
【００８３】
現像ユニット５０Ｙはまた、現像ケース５５Ｙの下部に互いに対向するように配設され、現像剤を循環するように搬送しつつ攪拌する、搬送手段である第１の搬送部材としての第１トナー搬送スクリュ５３Ｙ及び搬送手段である第２の搬送部材としての第２トナー搬送スクリュ５４Ｙとを有している。
【００８４】
トナー搬送スクリュ５４Ｙは、回転軸８３Ｙと回転軸８４Ｙの端部に取り付けられた図示しない歯車と、両歯車間に介在するアイドルギヤとの噛み合いにより、トナー搬送スクリュ５３Ｙと連動して同方向に回転するようになっている。
【００８５】
現像ユニット５０Ｙはまた、現像ケース５５Ｙ内の現像剤中に含まれるトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ９２Ｙを有する。また、直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段等を有する。また、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙと第２トナー搬送スクリュ５４Ｙとを互いに同じ方向に回転駆動する図示しない駆動手段を有する。
【００８６】
現像ユニット５０Ｙは、非磁性トナーであるイエロートナーと、主に鉄粉で構成された磁性体であるキャリアとを含有する２成分現像剤たる現像剤を用いて現像を行うものであり、現像ケース５５Ｙ内にかかる現像剤を収容している。
【００８７】
現像ローラ５１Ｙは、現像ケース５５Ｙの開口部から感光体ドラム２０Ｙに臨むよう感光体ドラム２０Ｙに近接対向して配設されている。図２に示すように、現像ローラ５１Ｙは、回転自在でありその表面に現像剤を担持する非磁性材料であるアルミニウムで構成された薄肉円筒状の現像スリーブ５６Ｙを有する。また、現像スリーブ５６Ｙの内部に、現像スリーブ５６Ｙによって覆われるように固定配置され、現像スリーブ５６Ｙに現像剤を担持させるための磁界を発生するマグネット５７Ｙを有する。
【００８８】
図２に示すように、現像ケース５５Ｙは、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙを収容した現像室５８Ｙと、第２トナー搬送スクリュ５４Ｙを収容した攪拌室５９Ｙを有する。現像室５８Ｙと攪拌室５９Ｙの間は、隔壁８１Ｙにより仕切られている。現像ケース５５Ｙは供給口９１Ｙを有し、当該供給口９１Ｙに、図３Ａに示すトナー供給機構８０を介して、図１に示したトナーボトル９Ｙからイエロー色のトナーを受け入れるようにしている。
【００８９】
図２又は図３Ａに示すように、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙが現像ローラ５１Ｙに現像剤を供給するよう、現像ローラ５１Ｙに対向しているため、現像室５８Ｙと攪拌室５９Ｙとでは、現像室５８Ｙの方が現像ローラ５１Ｙに近くに位置している。
【００９０】
なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、説明の便宜上、現像ケース５５Ｙの上方が開口しているように図示している。しかし、実際には、図２に示すように、現像ケース５５Ｙは、現像ローラ５１Ｙが感光体ドラム２０Ｙに臨む開口部を除き、現像剤が外部に飛散することのないようにその内部を密封した構成となっている。
【００９１】
図３Ｂ又は図３Ｃに示すように、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙ、第２トナー搬送スクリュ５４Ｙは、それぞれ、回転中心をなす回転軸８３Ｙ、回転軸８４Ｙを有する。そしてこれら回転軸上に、スパイラル状の突条によって構成されたスクリュ部８５Ｙ、スクリュ部８６Ｙが形成されている。
【００９２】
スクリュ部８５Ｙ、スクリュ部８６Ｙは互いに逆向きの螺旋状をなしている。第１トナー搬送スクリュ５３Ｙと第２トナー搬送スクリュ５４Ｙとは、互いに平行に配設されており、且つ現像ローラ５１Ｙに平行に配設されている。回転軸８３Ｙと回転軸８４Ｙは、その端部に図示しないギヤがそれぞれ取り付けられ、両ギヤの間にアイドルギヤが噛み合っている。したがって、回転軸８３Ｙ又は回転軸８４Ｙの一方を回転すると、他方が同じ方向に回転するようになっている。
【００９３】
第１トナー搬送スクリュ５３Ｙと第２トナー搬送スクリュ５４Ｙは、その回転軸８３Ｙと回転軸８４Ｙが駆動手段によって同方向に回転駆動される。この回転軸８３Ｙ、回転軸８４Ｙを中心とする回転により、スクリュ部８５Ｙ、スクリュ部８６Ｙの作用によって、その回転軸方向すなわち回転軸８３Ｙ、回転軸８４Ｙが延在する方向（図２における紙面と垂直な方向）に、現像剤を搬送するようになっている。
【００９４】
第１トナー搬送スクリュ５３Ｙ、第２トナー搬送スクリュ５４Ｙによる現像剤の搬送方向をさらに具体的に説明すると、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙは、現像室５８Ｙにおいて、図２における紙面奥側であって図３Ｂにおける左方側に対応する第１の方向に現像剤を搬送する。第２トナー搬送スクリュ５４Ｙは、攪拌室５９Ｙにおいて、図２における紙面手前側であって図３Ｂにおける右方側に対応する第２の方向に現像剤を搬送する。
【００９５】
現像室５８Ｙと攪拌室５９Ｙとは、隔壁８１Ｙによって区画されているが、隔壁８１Ｙの両端部は、現像ケース５５Ｙの側壁の内面との間に間隙を有しており、この間隙の部分において現像室５８Ｙと攪拌室５９Ｙとは連通している。
【００９６】
したがって、現像剤は、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙ、第２トナー搬送スクリュ５４Ｙの回転により、かかる連通部分において、現像室５８Ｙから攪拌室５９Ｙへ、また攪拌室５９Ｙから現像室５８Ｙへと移動する。これにより、現像室５８Ｙと攪拌室５９Ｙとにおいて、図３Ｂにおける反時計方向である一定方向に現像剤が循環するように搬送される。
【００９７】
現像室５８Ｙは、現像剤が第１の方向に搬送されながら現像ローラ５１Ｙに供給される第１の区画をなしている。攪拌室５９Ｙは、現像剤が現像室５８Ｙから搬送されてくる第２の区画をなしている。攪拌室５９Ｙはまた、現像剤を第２の方向に搬送されて現像室５８Ｙに供給される第３の区画としても機能している。
【００９８】
第２の区画、第３の区画は、本形態においては攪拌室５９Ｙとして共通の空間となっているが、これらは、現像剤の循環が行なわれるのであれば、別個の空間であっても良い。第１の方向と第２の方向とは本形態では互いに平行であるが、第２の方向が曲線を描いたり、第２の区画、第３の区画が別個の空間によって構成されている場合に屈曲したりするなど、互いに非平行であっても良い。
【００９９】
駆動手段は、コントローラの制御によって第１トナー搬送スクリュ５３Ｙ、第２トナー搬送スクリュ５４Ｙの回転速度を変更できるようになっており、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙ、第２トナー搬送スクリュ５４Ｙの回転速度を変更することで現像剤の搬送速度を変更するようになっている。
【０１００】
トナー濃度検知センサ９２Ｙは、現像ケース５５Ｙ内の現像剤の透磁率を検知し、検知した値を換算することで、現像剤に含まれるトナー濃度を検知する。トナー濃度検知センサ９２Ｙは第２トナー搬送スクリュ５４Ｙの下方に配設されているが、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙの下方に配設し、後述するように現像剤が現像ローラ５１Ｙから離脱して落下したときに、この落下直後の現像剤のトナー濃度を検知するようにしても良い。
【０１０１】
トナー供給機構８０は、図５により後述するように、トナー搬送スクリュ１３６と補給モータＭ３を備えている。そして、トナー濃度検知センサ９２Ｙにより、現像ケース５５Ｙ内の現像剤に含まれるトナー濃度が所定濃度よりも低下したことが検知されると、トナー濃度が不足していると判断してコイルを回転駆動する。これにより、トナーボトル９Ｙから供給口９１Ｙを経て、イエロートナーを現像ユニット５０Ｙ内の現像剤に適量補給、供給する。
【０１０２】
供給口９１Ｙを経て現像ユニット５０Ｙ本体９９内に供給されたトナーは、第２の区画たる攪拌室５９Ｙ内において第２トナー搬送スクリュ５４Ｙ上に落下するようになっている。すなわち、供給口９１Ｙは、トナーを第２トナー搬送スクリュ５４Ｙに供給する位置に配設されている。
【０１０３】
供給口９１Ｙから補給されたイエロートナーは、第２トナー搬送スクリュ５４Ｙ及び第１トナー搬送スクリュ５３Ｙによって現像剤と攪拌混合され、攪拌混合された現像剤が現像ローラ５１Ｙに供給される。
【０１０４】
新たに補給されたトナーと現像剤との攪拌混合は、主に第２の区画たる攪拌室５９Ｙ内で行われるため、第２の区画たる攪拌室５９Ｙはトナー濃度調整スペースとして機能する。新たに補給されたトナーは、攪拌混合の際にトナー同士又はキャリアとの摩擦により帯電作用を受け、帯電する。
【０１０５】
第１トナー搬送スクリュ５３Ｙ及び第２トナー搬送スクリュ５４Ｙは、現像ケース５５Ｙ内の現像剤を攪拌する現像剤攪拌手段として機能する。この攪拌作用は、現像剤がスクリュ部８５Ｙ、８６Ｙに沿って移動する際に上下にかき回される動きを生ずること等によって得られるものである。
【０１０６】
現像ユニット５０Ｙにおいては、現像室５８Ｙ内の現像剤が、マグネット５７Ｙの磁力により、現像スリーブ５６Ｙ上に、穂状に担持される。現像ローラ５１Ｙは、現像ケース５５Ｙ内に収容された現像剤を担持する剤担持体として機能する。現像スリーブ５６Ｙによる現像剤の担持量は、現像ブレード５２Ｙによって規制される。
【０１０７】
現像スリーブ５６Ｙ上において規制され適量とされた層状の現像剤は、現像スリーブ５６Ｙの矢印Ｃ１方向への回転により、現像ローラ５１Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域に運ばれる。
【０１０８】
現像領域において、第１トナー搬送スクリュ５３Ｙ及び第２トナー搬送スクリュ５４Ｙの攪拌によって帯電している現像剤中のイエロートナーが、バイアス印加手段による現像バイアスの作用を受け、感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として可視像化する。
【０１０９】
このようにして、感光体ドラム２０Ｙ表面上の静電潜像を現像することでイエロートナーを消費し、イエロートナーの濃度が低下した現像剤は、現像スリーブ５６Ｙに担持されたまま現像スリーブ５６ＹのＣ１方向への回転によってさらに搬送され、マグネット５７Ｙの磁力の弱い部分において現像スリーブ５６Ｙから離脱して落下し、他の現像剤と攪拌混合される。
【０１１０】
なお、本形態では、バイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【０１１１】
すでに述べたように、現像剤は、静電潜像を現像するために、これに含まれるトナーを帯電させるために攪拌されるが、トナーは攪拌により次第に劣化する。一方、トナーの消費率が低い画像形成、例えば画像面積率の低い画像形成を連続して行うと、トナーが消費される前に劣化し易くなり、流動性が低下して滞留し、現像性能が低下する。
【０１１２】
そこで、現像ユニット５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋは、現像剤の流動性の低下を滞留によって検知し、滞留を検知したときに現像剤中のトナー濃度を調整することでかかる不具合を防止ないし抑制するようになっている。これを行なうための手段、構成等は、現像ユニット５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋにそれぞれ、同様に備えられている。
【０１１３】
（画像形成装置の本体側の駆動カップリング）
プロセスユニット９５Ｙを装着する画像形成装置の本体側に、図４Ａ、図４Ｂのように端板９３ａが配設されている。この端板９３ａは、画像形成装置１００の本体９９に対するプロセスユニット９５Ｙの挿入方向奥側に位置する。この端板９３ａから、プロセスユニット９５Ｙ内に配設された感光体ドラム２０Ｙ、クリーニング装置４０Ｙ、帯電装置３０Ｙ、現像ユニット５０Ｙの各回転軸を駆動するための駆動カップリングが突出している。
【０１１４】
ここではプロセスユニット９５Ｙから感光体ドラム２０Ｙを除いた現像ユニット５０Ｙの回転軸を駆動する駆動カップリングについて説明する。図４Ｂのように、端板９３ａの外側に取り付けられた支持板９３ｂに、現像ユニット５０Ｙのトナー搬送スクリュ５４Ｙを駆動するための回転軸９６が支持されている。この回転軸９６は、本体９９側の端板９３ａの裏側に配設された駆動モータによって駆動されるようになっている。駆動モータは通常の汎用モータの他、ステッピングモータを使用することができる。
【０１１５】
回転軸９６の先端には駆動カップリング８７が取り付けられている。当該駆動カップリング８７は回転軸８４Ｙに取り付けられた扇形のフィラー１０１と一体的に回転するようになっている。また、当該フィラー１０１の回転軌跡を挟むようにして、光の導通と遮断でフィラー１０１の有無を検知する光学センサ１０２が配設されている。
【０１１６】
図４Ｃの（ａ）ように、駆動カップリング８７は円筒部材の内周に１２０°間隔でメス型を形成したもので、正面視トリポード状の接続凹部を有する（θ＝１２０°）。また、画像形成装置１００の本体９９に配設された受動カップリング８８は、回転軸の周囲に１２０°間隔でオス型としての正面視トリポード状の接続凸部を有する（θ＝１２０°）。そして、現像ユニット５０Ｙが画像形成装置１００の本体９９に装着されると、前記駆動カップリング８７のメス型が現像ユニット５０Ｙの前記受動カップリング８８のオス型に脱着自在に係合するようになっている。
【０１１７】
なお、前述したカップリング形状は例示であって、そのような特定形状に限定されるものではない。必要な回転力を伝達可能である任意のカップリグ形状ないしジョイント形状を使用可能であることは勿論である。
【０１１８】
後述する駆動カップリング８７のホームポジションは、回転方向３６０°の特定１箇所のみを回転停止位置に限られない。すなわち、駆動カップリング８７が前記のように１２０°間隔の周方向繰り返し形状を有する場合は、１２０°間隔の特定３箇所を回転停止位置とすることができる。
【０１１９】
（トナー供給機構）
画像形成装置１００の本体９９内には、図１と図５に示すように、トナー供給機構８０の上流端に位置するトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋ、９Ｓが配設されている。図５では特色トナーボトル９Ｓからのトナー供給機構８０について説明するが、他のＹＣＭＢｋトナーボトルのトナー供給機構も同様である。
【０１２０】
特色トナーボトル９Ｓは本体９９の上部の所定の装着位置に水平に配設されている。トナーボトル９Ｓは図５の水平矢印方向で本体９９に対して脱着可能に装着される。トナーボトル９Ｓの底部側端部にはボトル駆動モータＭ１のカップリングが脱着可能に連結されている。
【０１２１】
トナーボトル９Ｓから離れた位置に、粉体エアーポンプの一種であるダイアフラムポンプＰが配設されている。トナーボトル９ＳとダイアフラムポンプＰとの間は、トナー搬送チューブ９４で接続されている。トナー搬送チューブ９４の一端がトナーボトル９Ｓの出口に接続されている。トナー搬送チューブ９４の他端は、ダイアフラムポンプＰの吸入口Ｐ１に接続されている。
【０１２２】
ダイアフラムポンプＰの上に、ダイアフラムポンプ駆動モータＭ２が配設されている。ダイアフラムポンプＰは、ダイアフラムポンプ駆動モータＭ２の回転軸に取り付けられた偏心軸を有する。この偏心軸の回転によって、ダイアフラムポンプＰ内の図示しないダイアフラムを繰り返し屈曲変形させることで、ダイアフラムポンプＰの内容積を増減させる。
【０１２３】
これにより、ダイアフラムポンプＰの吸入口Ｐ１から吐出口Ｐ２に向けてトナーを移動させる。なお、ダイアフラムポンプＰに代えて、モーノポンプ、吸引型一軸偏心スクリューポンプなど、粉体を吸引することができる他のポンプを使用してもよい。
【０１２４】
ダイアフラムポンプＰの下側に水平方向に延びたサブホッパ１２０が配設されている。このサブホッパ１２０の上部に形成された入口１２０ａが、ダイアフラムポンプＰの吐出口Ｐ２に接続されている。またサブホッパ１２０の下部に配設された出口１２０ｂに、現像ユニットの５０Ｓが接続されている。サブホッパ１２０の壁面には、トナーエンドセンサ１３７が配設されている。
【０１２５】
サブホッパ１２０の内部には、トナー搬送スクリュ１３６が水平に配設されている。このトナー搬送スクリュ１３６が、補給モータＭ３によって駆動されるようになっている。サブホッパ１２０と補給モータＭ３との間に、補給クラッチＣＬ、ギヤ１３０〜１３３、回転軸１４０が配設されている。そして補給モータＭ３の回転が、ギヤ１３０→ギヤ１３１→回転軸１４０→ギヤ１３２→ギヤ１３３→補給クラッチＣＬの順で伝えられるように構成されている。
【０１２６】
トナーエンドセンサ１３７がトナー面の低下を検知すると、ダイアフラムポンプ駆動モータＭ２が駆動されてサブホッパ１２０に特色トナーが補給される。補給クラッチＣＬが接続されると、サブホッパ１２０のトナー搬送スクリュ１３６が回転される。トナー搬送スクリュ１３６が回転すると、出口１２０ｂから特色現像ユニット５０Ｓに対して特色トナーが供給される。補給クラッチＣＬが遮断されると、トナー搬送スクリュ１３６が回転停止する。トナー搬送スクリュ１３６が回転停止すると、特色現像ユニット５０Ｓに対する特色トナーの供給が停止される。
【０１２７】
特色現像ユニット５０Ｓは、図５の本体９９に対して水平矢印方向で脱着可能とされている。この水平矢印方向は、特色現像ユニット５０Ｓの回転軸（回転軸８３Ｙ、回転軸８４Ｙ及び現像ローラ５１Ｙの回転軸）の軸線方向と一致している。本体９９側には駆動カップリグ８７が回転可能に配設され、当該駆動カップリグ８７が、ギヤ１３４、１３５を介して現像モータＭ４によって回転駆動されるようになっている。
【０１２８】
特色現像ユニット５０Ｓは他の現像ユニットに比べて交換頻度が高い。このため、特色現像ユニット５０Ｓの交換によってカップリングが損傷、破損する可能性は、他の現像ユニットよりも高い。本発明の実施形態を使用することにより、特色現像ユニット５０Ｓの交換による駆動カップリング８７、受動カップリング８８の損傷、破損の可能性を低減することができる。
【０１２９】
（コントローラ）
図７は画像形成装置１００のコントローラ１１０のブロック図である。このコントローラ１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭで構成されている。コントローラ１１０に、作像ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｂｋ、６０Ｓ、モータＭ１〜Ｍ６、補給クラッチＣＬ、光走査装置８、転写ベルトユニット１０、温湿度センサ、光学センサ１０２などが電気的に接続されている。そして、コントローラ１１０は、ＲＡＭやＲＯＭ内に記憶している制御プログラムに基づいて、これら各種の機器を制御するようになっている。
【０１３０】
「ＣＰＵ」はCentral Processing Unitの略であって、演算手段を構成する。「ＲＡＭ」はRandom Access Memoryの略であって、データ記憶手段を構成する。「ＲＯＭ」はRead Only Memoryの略であって、データ記憶手段を構成する。
【０１３１】
前記モータＭ１〜Ｍ６のうち、モータＭ１〜Ｍ４は図５に示すモータＭ１〜Ｍ４である。モータＭ４で作像ユニット６０Ｓと、中間転写ベルト１１の駆動ローラ７２を駆動する。モータＭ５で４つの作像ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋを駆動する。モータＭ６で給紙ローラ３と、定着ローラ６２を駆動する。このようにしてモータの数を低減することで、画像形成装置１００の小型低コスト化を図ることができる。
【０１３２】
コントローラ１１０は、画像を形成するための画像形成条件の制御も行っている。具体的には、コントローラ１１０は、各作像ユニット６０における各帯電部材に対して、帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各帯電部材が、各色感光体ドラム２０用のドラム帯電電位に一様帯電される。
【０１３３】
また、コントローラ１１０は、各作像ユニット６０に対応する、光走査装置８の５つの半導体レーザーのパワーをそれぞれ個別に制御する。
【０１３４】
また、コントローラ１１０は、各作像ユニット６０の現像ローラに、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ、Ｓ用の現像バイアス値の現像バイアスを印加する制御を実施する。これにより、感光体ドラム２０の静電潜像と、現像ローラ５１との間に、トナーをスリーブ表面側から感光体ドラム２０側に静電移動させる現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像する。
【０１３５】
また、コントローラ１１０は、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御たるプロセスコントロールを実行する。
【０１３６】
（特色トナーの入れ替え）
図８は特色トナーの入れ替え例を示すフローである。この入れ替え例は、使用中のクリアトナーを白色トナーに変更する例である。最初に、ＹＭＣＢｋの４色に加えて、クリアトナーを使用して印刷をしているものとする。
【０１３７】
この状態から、白色トナーの使用を可能にするには、クリアトナーのトナーボトルを、白色トナーのトナーボトルに交換し、かつ、クリアトナーの現像ユニットを、白色トナーの現像ユニットに交換することが必要である。さらに、トナー搬送チューブ９４、ダイアフラムポンプＰ、サブホッパ１２０の中に残っているクリアトナー（残留クリアトナー）を排出する必要がある。
【０１３８】
そこで、クリアトナーのトナーボトル９Ｓを取り外した状態でダイアフラムポンプＰを駆動することで、残留クリアトナーをクリアトナーの現像ユニット５０Ｓ内に取り込む。
【０１３９】
残留クリアトナーを残らずクリアトナーの現像ユニット５０Ｓ内に取り込むと、当該現像ユニット５０Ｓを取り外し、代わりに図示しない白色現像ユニットを装着する。また、クリアトナーのトナーボトル９Ｓに代えて白色トナーボトルを装着する。
【０１４０】
白色現像ユニットを装着すると、本体９９側の駆動カップリング８７と、白色現像ユニットの受動カップリング８８が、軸線方向で係合する。後述するように、本体９９の駆動手段としての現像モータＭ４の回転停止位置制御により、本体側の駆動カップリング８７を一定のホームポジションで回転停止させることができる。これにより、駆動カップリング８７に対し、白色現像ユニットの受動カップリング８８を、スムーズに係合させることができる。
【０１４１】
新品の白色現像ユニットの受動カップリング８８回転位置は、本体側の駆動カップリング８７のホームポジションと回転位置が合うように、工場出荷時に位置調整しておく。
【０１４２】
（トナー排出モード）
白色現像ユニットを使用後、元のクリア現像ユニット５０Ｓを再装着するには、白色トナーボトルを取り外した後、トナー排出モードを実行する。その後、クリアトナーボトル９Ｓを再装着し、白色現像ユニットをクリア現像ユニット５０Ｓに交換する。
【０１４３】
トナー排出モードは、トナー供給機構８０にあるトナーを外部に排出するもので、例えば図６に示す操作パネル１６０の操作により行うことができる。操作パネル１６０は画像形成装置本体９９の上面等の操作し易い位置に配設されている。
【０１４４】
操作パネル１６０は、操作・指示入力用の複数のキー（又はボタン）を有するキーボード１６１と、画像形成装置の状態や設定情報等を表示する液晶表示パネル等の表示パネル１６２から構成されている。キーボード１６１に隣接してトナー排出モードボタン１６３が設けられている。そして、ユーザがトナー排出モードボタン１６３を押下すると、トナー排出モードが開始するようになっている。
【０１４５】
図８のフローについて、図９と図１０によりさらに説明する。図９のように、トナー排出モードではダイアフラムポンプＰを高回転数で動作し、トナー搬送チューブ９４等の残留特色トナーを、ダイアフラムポンプＰを通してサブホッパ１２０に導入する。また、サブホッパ１２０のトナー搬送スクリュ１３６と、現像ユニット５０の第１トナー搬送スクリュ５３及び第２トナー搬送スクリュ５４を駆動し、サブホッパ１２０内の残留トナーを現像ユニット５０に取り込む。
【０１４６】
トナー排出モードにおいて、図１０のように、廃トナーモータ、廃トナーボトルモータ、現像モータＭ４、トナー補給モータＭ３、補給クラッチＣＬがオンにされる。廃トナーモータ、廃トナーボトルモータは、図示しないが本体側に配設されている。これらを所定時間駆動すると、トナー供給機構８０内の残留トナーの排出が完了する。その後、廃トナーモータ、廃トナーボトルモータ、トナー補給モータＭ３、補給クラッチＣＬがオフにされる。
【０１４７】
また現像モータＭ４は、現像モータホームポジション停止制御を経て、所定回転位置（ホームポジション）で停止する。これにより、本体側の駆動カップリング８７がホームポジションの回転位置で停止する。
【０１４８】
駆動カップリング８７の回転停止前の回転速度又は回転停止時の減速加速度は、ホームポジションに位置ズレなく停止させるために小さい方がよい。回転速度又は減速加速度を小さくしすぎると、駆動カップリング８７が停止するまでに時間がかかり過ぎる。したがって、駆動カップリング８７を適度な大きさの回転速度又は減速加速度でホームポジションに停止させるのがよい。
【０１４９】
前記回転速度又は減速加速度は、少なくとも、トナー排出モード以外において、トナー排出モード時の駆動カップリング８７が停止するときの回転速度又は減速加速度よりも小さくする。回転速度又は減速加速度を小さくするために、トナー排出モードが完了する前又は後に、現像モータＭ４の回転数を低下させる。当該減速制御は、前記コントローラ１１０によって行われる。
【０１５０】
これにより、現像モータホームポジション停止制御では、比較的低回転数で駆動カップリング８７が回転するようになる。したがって、駆動カップリング８７の回転停止時の減速加速度が小さくなり、回転停止位置（ホームポジション）のばらつきが小さくなる。そして、被駆動体としての現像ユニットを交換しても、カップリング同士の係合部の衝突が発生する可能性を大幅に低減することができる。
【０１５１】
（現像モータのホームポジション停止制御）
図１１のフローチャートは、トナー排出モードにおける現像モータＭ４（駆動カップリング８７）の回転停止位置制御（ホームポジション停止制御）を実行するフローである。
【０１５２】
トナー排出モードのとき、５ｓｔ現像モータＭ４が駆動中であると、ステップＳ１で５ｓｔ現像モータＭ４のホームポジション停止制御を開始する。
【０１５３】
トナー排出モードの時は、現像ユニット５０を他の現像ユニット５０に交換する可能性が高い。この反対にトナー排出モード以外では、現像ユニット５０を一度取り外しても、再度、同じ現像ユニット５０を装着する可能性が高い。
【０１５４】
そこで、トナー排出モードにおいて現像ユニット５０を脱着する場合にのみ、駆動カップリング８７をホームポジションで回転停止させる。ホームポジションに停止させる場合は、そうでない場合に比べて時間を要する。このため、本発明の実施形態のようにすることで、以下のように非トナー排出モードでの待ち時間を短縮することができる。
【０１５５】
トナー排出モード以外（非トナー排出モード）では、いったん取り外した現像ユニット５０を、再び、元通りに装着する場合が多い。いったん取り外した現像ユニット５０は、本体側の駆動軸の回転位置と、位相が同じままであるから、ホームポジション停止制御なしで再送着しても、カップリング同士が軸線方向に干渉し合うことがない。
【０１５６】
したがって、非トナー排出モードの場合は、現像モータを速やかに任意の回転停止位置に停止し、現像ユニットを再装着する。これにより、短い作業時間で現像ユニットをスムーズに再装着し、カップリングを損傷、破損することなくカップリング係合させることができる。
【０１５７】
前述したように、ステップＳ１で５ｓｔ現像モータＭ４のホームポジション停止制御を開始した後、ステップＳ２で、現像モータＭ４の駆動時間が例えば２秒間経過したかどうか判定される。「２秒間」の計測開始時点は、駆動カップリング８７の周方向所定箇所が本体９９側の所定箇所を所定の低速で通過した時点である。
【０１５８】
この「時点」は、フィラー１０１と光学センサ１０２で検知することができる。当該「２秒間」の回転で駆動カップリング８７が所定のホームポジションに到達する。２秒間経過したと判定されると、ステップＳ３で、５ｓｔの駆動カップリグ８７のホームポジションを検知する光学センサ１０２が、フィラー１０１の「無し」から「有り」を検知したかどうか判定される。
【０１５９】
なお、ホームポジション到達検知は、「２秒間」の時間計測に代えて現像モータＭ４の回転数を計測することでも可能である。また、駆動カップリング８７をステッピングモータで駆動する場合は、光学センサ１０２が、フィラー１０１の「無し」から「有り」を検知してから所定ステップ（例えば１０ステップ）作動したところで停止するようにする。これにより、駆動カップリング８７をより高精度でホームポジションに停止させることができる。
【０１６０】
フィラー「有り」（ホームポジション）の場合、ステップＳ６でホームポジション検知成功とする。そしてステップＳ７で５Ｓｔ現像モータＭ４の停止処理をする。
【０１６１】
ステップ３で、フィラー「無し」と判定されると、ステップＳ４で例えば３秒間の経過を待つ。３秒間経過すると、ステップＳ５でホームポジション検知異常とする。その後、ステップＳ７で５ｓｔ現像モータＭ４を停止処理する。
【０１６２】
トナー供給機構８０のトナーの排出モードにて現像ユニットにトナーを排出して再利用することにより、トナー交換時に排出したトナーを無駄にせず、このトナーをユーザが使用したい時に使用できる。
【０１６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば前記実施形態では被駆動体を特色現像ユニットとしたが、当該被駆動体は特色現像ユニット以外も可能である。例えば本体に脱着可能に装着されるＹＣＭＢｋの各現像ユニットに本発明を適用したり、或いは本体に脱着可能に装着されるトナー補給容器に本発明を適用したりすることも可能である。
【０１６４】
また、前記実施形態では画像形成装置の本体に対して被駆動体としての現像ユニットを当該現像ユニットの軸線方向で脱着するようにしたが、被駆動体ないし現像ユニットを前記軸線方向に対して直角方向で脱着するようにしてもよい。この場合も本体側の駆動カップリングをコントローラによって所定の回転停止位置に停止制御することで、被駆動体を交換する場合でも駆動側と受動側のカップリングの脱着をスムーズに行うことができる。
【符号の説明】
【０１６５】
９：トナーボトル
８３Ｙ、８４Ｙ：回転軸
８５Ｙ、８６Ｙ：スクリュ部
８７：受動カップリング
８８：駆動カップリング
９１Ｙ：供給口
９２Ｙ：トナー濃度検知センサ
９３ａ：端板
９３ｂ：支持板
９４：トナー搬送チューブ
９５Ｙ：プロセスユニット
９９：画像形成装置の本体
１００：画像形成装置
１１０：コントローラ
１２０：サブホッパ
１３０〜１３５：ギヤ
１３６：トナー搬送スクリュ
１３７：トナーエンドセンサ
１４０：回転軸
１６０：操作パネル
１６３：トナー排出モードボタン
ＣＬ：補給クラッチ
Ｍ１：ボトル駆動モータ
Ｍ２：ダイアフラムポンプ駆動モータ
Ｍ３：補給モータ
Ｍ４：現像モータ
Ｐ：ダイアフラムポンプ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６６】
【特許文献１】特開２００７−１７１４９８号公報
【特許文献２】特開２００７−３１６３１３号公報
【特許文献３】特開２００７−３０４１７３号公報（図１１、図１２）
【特許文献４】特開平４−２４０８７０号公報
【特許文献５】特開２００５−２９２６７６号公報（０００８段）
【図１】
2015158641.tif 000003
【図２】
2015158641.tif 000004
【図３Ａ】
2015158641.tif 000005
【図３Ｂ】
2015158641.tif 000006
【図３Ｃ】
2015158641.tif 000007
【図４Ａ】
2015158641.tif 000008
【図４Ｂ】
2015158641.tif 000009
【図４Ｃ】
2015158641.tif 000010
【図５】
2015158641.tif 000011
【図６】
2015158641.tif 000012
【図７】
2015158641.tif 000013
【図８】
2015158641.tif 000014
【図９】
2015158641.tif 000015
【図１０】
2015158641.tif 000016
【図１１】
2015158641.tif 000017