(57)【要約】【課題】簡易な構成かつ簡単な制御によって、１つの駆動源からの駆動力で複数の駆動対象機構を駆動可能にする。【解決手段】駆動機構６００は、ステッピングモーター６０と、周面に部分歯ギア６１１が設けられたシャフト６１と、ワンウェイクラッチ６３１を備える複数の駆動力伝達部材６３と、モーター制御部１０１とを備える。モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０を回転駆動して、部分歯ギア６１１と噛合してもワンウェイクラッチ６３１が回転駆動力を伝達しない方向にシャフト６１を回転させて、部分歯ギア６１１を、ステッピングモーター６０からの回転駆動力伝達の対象として選択された駆動力伝達部材６３に対向する回転駆動力伝達位置まで移動させ、この回転駆動力伝達位置において、回転駆動力を伝達する方向にワンウェイクラッチ６３１を回転させる方向にシャフト６１を回転させる。【選択図】図３
2016008614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を供給する駆動源と、
前記駆動源から供給される回転駆動力で周方向に回転し、周面に部分歯ギアが設けられた回転体と、
前記回転体の周面に対向する位置に設けられ、前記部分歯ギアと噛合するワンウェイクラッチを備えて被駆動体に回転駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、
前記駆動源を正逆両方向に回転駆動させる駆動源制御部とを備え、
前記駆動源制御部は、前記部分歯ギアと噛合しても前記ワンウェイクラッチが被駆動体に回転駆動力を伝達しない方向に前記回転体を回転させる方向に前記駆動源を回転させて、前記回転体周面上の前記部分歯ギアを、前記複数の駆動力伝達部材のうち、前記駆動源からの回転駆動力伝達の対象とされる前記駆動力伝達部材に対向する回転駆動力伝達位置まで移動させ、この回転駆動力伝達位置において、前記被駆動体に回転駆動力を伝達する方向に前記ワンウェイクラッチを回転させる方向に前記回転体を回転させるように、前記駆動源を回転させる駆動機構。
【請求項２】
前記駆動源制御部は、前記回転駆動力伝達位置において、前記ワンウェイクラッチが被駆動体に回転駆動力を伝達する方向に対する正逆方向に、前記回転体が交互に連続して回転するように、前記駆動源を回転させる請求項１に記載の駆動機構。
【請求項３】
前記回転体はその回転軸方向に延びる形状とされ、
前記複数の駆動力伝達部材のそれぞれは、前記回転体の周方向において同一位置であって、前記回転軸方向においては異なる位置に配置され、
前記部分歯ギアは前記複数の駆動力伝達部材の数だけ前記回転体の周面に設けられて、当該各部分歯ギアは、前記回転軸方向においては、前記複数の駆動力伝達部材のうち、対応付けられた駆動力伝達部材に対向する位置に配置され、周方向においてはそれぞれの前記駆動力伝達部材が異なる位置に配置されている請求項１又は請求項２に記載の駆動機構。
【請求項４】
押圧されることにより開閉動作するシャッター機構を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している各色のトナーを対応する現像ユニットに補給する複数のトナーコンテナーと、
前記複数のトナーコンテナーが並設される方向に延び、回転軸方向において当該各トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、周面において前記回転軸方向及び周方向の両方向において異なる位置に部分歯ギアが配設されたシャフトと、
前記シャフトの周面に対向する位置に設けられて、前記部分歯ギアと噛合するワンウェイクラッチと、当該ワンウェイクラッチから伝達される回転駆動力により回転して前記シャッター機構を押圧するカム部材とを備え、前記シャッター機構に駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、
前記シャフトに回転駆動力を供給する駆動源としてのステッピングモーターと、
前記ステッピングモーターを正逆両方向に回転させる駆動源制御部とを備え、
前記駆動源制御部は、前記部分歯ギアとの噛合時に前記ワンウェイクラッチが前記カム部材に回転駆動力を伝達しない方向に前記シャフトを回転させる方向に前記ステッピングモーターを回転させて、前記シャフト周面上の前記部分歯ギアを、前記複数の駆動力伝達部材のうち、前記ステッピングモーターからの回転駆動力伝達の対象とされる前記駆動力伝達部材に対向する回転駆動力伝達位置まで移動させ、この回転駆動力伝達位置において、前記カム部材に回転駆動力を伝達する方向に前記ワンウェイクラッチを回転させる方向に前記シャフトを回転させるように、前記ステッピングモーターを回転させるトナー補給機構。
【請求項５】
前記駆動源制御部は、前記ステッピングモーターの回転制御により、前記シャフト周面上の前記部分歯ギアを前記回転駆動力伝達位置まで移動させたとき、前記ステッピングモーターを正逆方向に繰り返して回転させることで、前記周方向において当該カムを当該シャッター機構に対して押圧及び非押圧となる各位置に繰り返し移動させる請求項４に記載のトナー補給機構。
【請求項６】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像に各色のトナーを供給する複数の現像ユニットと、
請求項４又は請求項５に記載のトナー補給機構と、を備えた画像形成装置。
【請求項７】
押圧されることにより開閉動作するシャッター機構を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している各色のトナーを対応する現像ユニットに補給する複数のトナーコンテナーと、
前記複数のトナーコンテナーが並設される方向に延び、回転軸方向において当該各トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、周面において前記回転軸方向及び周方向の両方向において異なる位置に部分歯ギアが配設されたシャフトと、
前記シャフトの周面に対向する位置に設けられて、前記部分歯ギアと噛合するワンウェイクラッチと、当該ワンウェイクラッチから伝達される回転駆動力により回転して前記シャッター機構を押圧するカム部材とを備え、被駆動体としての前記シャッター機構に駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、
前記シャフトに回転駆動力を供給する駆動源としてのステッピングモーターとを備えたトナー補給機構を、
前記部分歯ギアとの噛合時に前記ワンウェイクラッチが前記カム部材に回転駆動力を伝達しない方向に前記シャフトを回転させる方向に前記ステッピングモーターを回転させて、前記シャフト周面上の前記部分歯ギアを、前記複数の駆動力伝達部材のうち、前記ステッピングモーターからの回転駆動力伝達の対象とされる前記駆動力伝達部材に対向する回転駆動力伝達位置まで移動させ、この回転駆動力伝達位置において、前記カム部材に回転駆動力を伝達する方向に前記ワンウェイクラッチを回転させる方向に前記シャフトを回転させるように、前記ステッピングモーターを回転させるトナー補給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機構、トナー補給機構、画像形成装置、及びトナー補給方法に関し、複数の被駆動体のうち選択された被駆動体に対して１つの駆動源から回転駆動力を供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被駆動体への回転駆動力の供給非供給を切り換え可能とするための駆動機構が提案されている。例えば、下記特許文献１には、ステッピングモーターを正回転及び逆回転させることにより、２つの駆動対象機構を切り替えて個々に駆動可能とした駆動システムが示されている。また、下記特許文献２には、複数組のトナー補給装置がそれぞれ運転切り替え手段を有し、当該運転切り替え手段による被駆動体への駆動力伝達の切換により、単一のモーターからの駆動力で複数の被駆動体を駆動可能とする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１９０９１号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示される駆動システムは、２つの駆動対象機構に対する駆動力伝達の切換は可能であるが、３つ以上の被駆動体を駆動対象とする場合に対応できず、この場合には、少なくとも２つ以上の駆動システムが必要となる。また、上記特許文献２に示される技術の場合、単一のモーターにより、複数組のトナー補給装置のそれぞれに用意された運転切り替え手段を通じて、当該各トナー補給装置を駆動可能であるが、トナー補給装置毎に運転切り替え手段を切り替え制御する必要があるため、単一のモーターで複数組のトナー補給装置を駆動する際の制御が複雑である。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、簡易な構成かつ簡単な制御によって、１つの駆動源からの駆動力で複数の駆動対象機構を駆動可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係る駆動機構は、回転駆動力を供給する駆動源と、
前記駆動源から供給される回転駆動力で周方向に回転し、周面に部分歯ギアが設けられた回転体と、
前記回転体の周面に対向する位置に設けられ、前記部分歯ギアと噛合するワンウェイクラッチを備えて被駆動体に回転駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、
前記駆動源を正逆両方向に回転駆動させる駆動源制御部とを備え、
前記駆動源制御部は、前記部分歯ギアと噛合しても前記ワンウェイクラッチが被駆動体に回転駆動力を伝達しない方向に前記回転体を回転させる方向に前記駆動源を回転させて、前記回転体周面上の前記部分歯ギアを、前記複数の駆動力伝達部材のうち、前記駆動源からの回転駆動力伝達の対象とされる前記駆動力伝達部材に対向する回転駆動力伝達位置まで移動させ、この回転駆動力伝達位置において、前記被駆動体に回転駆動力を伝達する方向に前記ワンウェイクラッチを回転させる方向に前記回転体を回転させるように、前記駆動源を回転させるものである。
【０００７】
また、本発明の一局面に係るトナー補給機構は、押圧されることにより開閉動作するシャッター機構を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している各色のトナーを対応する現像ユニットに補給する複数のトナーコンテナーと、
前記複数のトナーコンテナーが並設される方向に延び、回転軸方向において当該各トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、周面において前記回転軸方向及び周方向の両方向において異なる位置に部分歯ギアが配設されたシャフトと、
前記シャフトの周面に対向する位置に設けられて、前記部分歯ギアと噛合するワンウェイクラッチと、当該ワンウェイクラッチから伝達される回転駆動力により回転して前記シャッター機構を押圧するカム部材とを備え、前記シャッター機構に駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、
前記シャフトに回転駆動力を供給する駆動源としてのステッピングモーターと、
前記ステッピングモーターを正逆両方向に回転させる駆動源制御部とを備え、
前記駆動源制御部は、前記部分歯ギアとの噛合時に前記ワンウェイクラッチが前記カム部材に回転駆動力を伝達しない方向に前記シャフトを回転させる方向に前記ステッピングモーターを回転させて、前記シャフト周面上の前記部分歯ギアを、前記複数の駆動力伝達部材のうち、前記ステッピングモーターからの回転駆動力伝達の対象とされる前記駆動力伝達部材に対向する回転駆動力伝達位置まで移動させ、この回転駆動力伝達位置において、前記カム部材に回転駆動力を伝達する方向に前記ワンウェイクラッチを回転させる方向に前記シャフトを回転させるように、前記ステッピングモーターを回転させるものである。
【０００８】
また、本発明の一局面に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像に各色のトナーを供給する複数の現像ユニットと、
上記トナー補給機構と、を備えたものである。
【０００９】
また、本発明の一局面に係るトナー補給方法は、押圧されることにより開閉動作するシャッター機構を有し、該シャッター機構が開くことによって、収納している各色のトナーを対応する現像ユニットに補給する複数のトナーコンテナーと、
前記複数のトナーコンテナーが並設される方向に延び、回転軸方向において当該各トナーコンテナーの前記シャッター機構に対向する位置にそれぞれ配置され、周面において前記回転軸方向及び周方向の両方向において異なる位置に部分歯ギアが配設されたシャフトと、
前記シャフトの周面に対向する位置に設けられて、前記部分歯ギアと噛合するワンウェイクラッチと、当該ワンウェイクラッチから伝達される回転駆動力により回転して前記シャッター機構を押圧するカム部材とを備え、被駆動体としての前記シャッター機構に駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、
前記シャフトに回転駆動力を供給する駆動源としてのステッピングモーターとを備えたトナー補給機構を、
前記部分歯ギアとの噛合時に前記ワンウェイクラッチが前記カム部材に回転駆動力を伝達しない方向に前記シャフトを回転させる方向に前記ステッピングモーターを回転させて、前記シャフト周面上の前記部分歯ギアを、前記複数の駆動力伝達部材のうち、前記ステッピングモーターからの回転駆動力伝達の対象とされる前記駆動力伝達部材に対向する回転駆動力伝達位置まで移動させ、この回転駆動力伝達位置において、前記カム部材に回転駆動力を伝達する方向に前記ワンウェイクラッチを回転させる方向に前記シャフトを回転させるように、前記ステッピングモーターを回転させるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成かつ簡単な制御によって、１つの駆動源からの駆動力で複数の駆動対象機構の駆動が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【図２】画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る駆動機構を備えるトナー補給機構の構成を示す図である。
【図４】駆動機構の側面図である。
【図５】シャフト部分及びその周面に配置された各部分歯ギアを示す斜視図である。
【図６】シャフトに設けられたホームポジション検出機構を示す図である。
【図７】（Ａ）は第１実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は第１実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を開放している状態を示す図である。
【図８】（Ａ）は第２実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は第２実施形態に係るトナーコンテナー及びシャッター機構がトナーコンテナーの開口を開放している状態を示す図である。
【図９】画像形成装置におけるトナー補給処理のフローチャートである。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、トナー補給中のシャッター機構及びカムの動きを示す図である。
【図１１】トナーコンテナー内部の回転部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る駆動機構、トナー補給機構、画像形成装置、及びトナー補給方法について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【００１３】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１に、操作部４７、画像形成部１２、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び原稿読取部５等を備えて構成されている。
【００１４】
操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、表示部４７３を備える。表示部４７３は、タッチパネル機能を有するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）で構成されている。
【００１５】
画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス１６１に載置された原稿の画像を原稿読取部５が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。
【００１６】
画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２が、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部１２のマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ、及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、上記画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光、及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、当該トナー像を一次転写ローラー１２６により中間転写ベルト１２５上に転写させる。中間転写ベルト１２５は、像担持体に相当する。
【００１７】
中間転写ベルト１２５上に転写される上記各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成された当該カラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を、熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。
【００１８】
なお、画像形成装置１において、両面印刷を行う場合は、画像形成部１２より一方の面に画像が形成された記録紙Ｐを、排出ローラー対１５９にニップされた状態とした後、当該記録紙Ｐを排出ローラー対１５９によりスイッチバックさせて反転搬送路１９５に送り、搬送ローラー対１９により、上記ニップ部Ｎ及び定着部１３に対して記録紙Ｐの搬送方向上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部１２により当該記録紙の他方の面に画像が形成される。
【００１９】
画像形成ユニット１２Ｍにおける現像ユニット１２２Ｍ、画像形成ユニット１２Ｃにおける現像ユニット１２２Ｃ、画像形成ユニット１２Ｙにおける現像ユニット１２２Ｙ、及び画像形成ユニット１２Ｂｋにおける現像ユニット１２２Ｂｋは、それぞれ、各色の現像処理を行う。これら現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋから離れた位置に、具体的には、中間転写ベルト１２５を挟んで上方に、マゼンタトナーを収納するトナーコンテナー１７Ｍ、シアントナーを収納するトナーコンテナー１７Ｃ、イエロートナーを収納するトナーコンテナー１７Ｙ、及びブラックトナーを収納するトナーコンテナー１７Ｂｋが、装置本体１１に設けられた図略のトナーコンテナー装着部に着脱可能に装着されている。トナーを使い切ったときには、装置本体１１に設けられた図略のコンテナーカバーを開閉することで、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋが必要に応じて交換できるようになっている。
【００２０】
各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋの底面にはトナー供給口が穿設されており、当該トナー供給口は、装置本体１１に略鉛直姿勢で設置された図略のパイプを介して、各現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋの内部と接続されている。当該トナー供給口は、後述するスライド式のシャッター機構により開閉される。
【００２１】
当該シャッター機構は、押圧されることでシャッター板がスライドしてトナー供給口の開口及び閉口を切り替えるように構成されている。当該シャッター機構が押圧されてトナー供給口が開放されると、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋに収納されている各色のトナーが重力により各現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋに落下して各色のトナーが補給される。
【００２２】
なお、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋ内に、トナー供給口までトナーを搬送する図略の搬送スクリューが回転可能に設けられていてもよい。当該搬送スクリューは、トナー供給口の開放に合わせて図略のトナー補給用のモーター及びギア機構により回転駆動される。
【００２３】
次に、画像形成装置１の構成を説明する。図２は画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。
【００２４】
画像形成装置１は、制御ユニット１０を備える。制御ユニット１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び専用のハードウェア回路等から構成され、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。
【００２５】
原稿読取部５は、制御ユニット１０による制御の下、光照射部及びＣＣＤセンサー等を有する上記の読取機構１６３を備える。原稿読取部５は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をＣＣＤセンサーで受光することにより、原稿から画像を読み取る。
【００２６】
画像処理部３１は、原稿読取部５で読み取られた画像の画像データを必要に応じて画像処理する。例えば、画像処理部３１は、原稿読取部５により読み取られた画像が画像形成部１２により画像形成された後の品質を向上させるために、シェーディング補正等の予め定められた画像処理を行う。
【００２７】
画像メモリー３２は、原稿読取部５による読取で得られた原稿画像のデータを一時的に記憶したり、画像形成部１２のプリント対象となるデータを一時的に保存する領域である。
【００２８】
画像形成部１２は、原稿読取部５で読み取られた印刷データ、ネットワーク接続されたコンピューター２００から受信した印刷データ等の画像形成を行う。
【００２９】
操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者からの指示を受け付ける。操作部４７は、表示部４７３を備える。
【００３０】
ファクシミリ通信部７１は、図略の符号化／復号化部、変復調部及びＮＣＵ（Network Control Unit）を備え、公衆電話回線網を用いてのファクシミリの送信を行うものである。
【００３１】
ネットワークインターフェイス部９１は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、当該ネットワークインターフェイス部９１に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内のコンピューター２００等と種々のデータの送受信を行う。
【００３２】
ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）９２は、原稿読取部５によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。
【００３３】
ステッピングモーター（駆動源）６０は、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋからトナー補給をする際にシャフト６１（図３）を回転駆動する駆動源である。
【００３４】
制御ユニット１０は、制御部１００と、モーター制御部１０１とを備えている。
【００３５】
制御部１００は、原稿読取部５、原稿給送部６、画像処理部３１、画像メモリー３２、画像形成部１２、操作部４７、ファクシミリ通信部７１、ネットワークインターフェイス部９１、及びＨＤＤ９２等と接続され、これら各部の駆動制御を行う。
【００３６】
モーター制御部（駆動源制御部）１０１は、ステッピングモーター６０の回転動作を制御する。モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０に出力するパルス信号を制御することで、ステッピングモーター６０の回転方向及び回転角度を制御する。
【００３７】
次に、本発明の一実施形態に係る駆動機構、トナー補給機構及びトナー補給方法について説明する。図３は本発明の一実施形態に係る駆動機構を備えるトナー補給機構の構成を示す図である。図４は、駆動機構の側面図である。図５は、シャフト部分及びその周面に配置された各部分歯ギアを示す斜視図である。
【００３８】
トナー補給機構５０は、１個のステッピングモーター６０からの駆動力を用いて、駆動機構６００により、トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋから、４個の現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋに個別にトナーを補給する機構である。
【００３９】
最初に、駆動機構６００について説明する。駆動機構６００は、ステッピングモーター６０と、シャフト６１と、駆動力伝達部材６３と、上述したモーター制御部１０１とにより構成される。
【００４０】
シャフト６１は、その回転軸方向に延びる棒状の回転体であり、ステッピングモーター６０から供給される回転駆動力でその周方向に回転する。シャフト６１は、その周面に部分歯ギア６１１が設けられている。シャフト６１は、ステッピングモーター６０の回転軸に直結されていてもよいし、図示しないギアを介してステッピングモーター６０の回転駆動力を受けるようにしてもよい。
【００４１】
シャフト６１は、複数のトナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋが並設される方向に延びる。シャフト６１には、その回転軸方向において、トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋのシャッター機構１７１に対向する各位置には、それぞれ部分歯ギア６１１が配置されている。
【００４２】
部分歯ギア６１１は、複数のトナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋの数だけシャフト６１の周面に設けられている。各部分歯ギア６１１は、シャフト６１の周方向においても異なる位置に配置されている。シャフト６１の周方向においては、例えば、図４に示すように、シャフト６１の軸周り方向１周（３６０°）を４分割した領域（９０°）毎となる位置に、部分歯ギア６１１をそれぞれ配設する。各部分歯ギア６１１は、シャフト６１の回転軸方向において、現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋのうち、駆動力の伝達先として設定されている現像ユニットの駆動力伝達部材６３に対向する位置に配置される。すなわち、各部分歯ギア６１１は、シャフト６１の回転軸方向及び周方向の両方向において異なる位置に配置されている。
【００４３】
駆動力伝達部材６３は、上記のように現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋのそれぞれに対して設けられている。各駆動力伝達部材６３は、シャフト６１の周面に対向する位置に設けられている。駆動力伝達部材６３は、回転軸６３０と、シャフト６１に設けられた部分歯ギア６１１と噛合するワンウェイクラッチ６３１と、カム６３２とを備える。なお、回転軸６３０及びカム６３２は、特許請求の範囲におけるカム部材の一例である。駆動力伝達部材６３は、装置本体１１に設けられた図示しない軸受により回転軸６３０が軸支されている。
【００４４】
駆動力伝達部材６３は、ワンウェイクラッチ６３１及び回転軸６３０を介して、被駆動体としての現像ユニット、特にそのシャッター機構に駆動力を伝達する。ワンウェイクラッチ６３１は、シャフト６１の部分歯ギア６１１との噛合により予め定められた一定方向に回転するときに、部分歯ギア６１１から供給される回転駆動力を回転軸６３０に伝達し、当該一定方向とは逆方向に回転する場合は、部分歯ギア６１１からの回転駆動力を回転軸６３０には伝達しない。
【００４５】
本実施形態では、各駆動力伝達部材６３は、シャフト６１の周方向においては同一位置であって、シャフト６１の回転軸方向においては互いに異なる位置、すなわち、現像ユニット１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｙ，１２２Ｂｋの配設位置に設けられている。
【００４６】
また、カム６３２は、回転軸６３０と供回りするものとされている。
【００４７】
上述したように、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋは、シャッター機構１７１を備える。各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋに対して設けられている各駆動力伝達部材６３においては、シャッター機構１７１に当接可能な位置に上記カム６３２が配設されている。なお、各トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋに対応して設けられているカム６３２を、それぞれ、カム６３２Ｍ，６３２Ｃ，６３２Ｙ，６３２Ｂｋとする。
【００４８】
図６は、シャフトに設けられたホームポジション検出機構を示す図である。例えば、部分歯ギア６１１Ｍ，６１１Ｃ，６１１Ｙ，６１１Ｂｋの回転位置を知るために、シャフト６１のホームポジションを検出できるようにしてもよい。例えば、図６に示すように、シャフト６１に切り欠き部６５１が形成された円盤６５を取り付け、発光器６６１及び受光器（図６では円盤６５に隠れるため図略）を有するセンサー６６を用いて、シャフト６１とともに回転する当該円盤６５の切り欠き部６５１を検出する。そして、シャフト６１の軸周り方向において、切り欠き部６５１がセンサー６６により検出される位置を、シャフト６１のホームポジションとしておくことにより、センサー６６が切り欠き部６５１を検出することで、シャフト６１がホームポジションにあることを検出できる。モーター制御部１０１は、シャフト６１が当該ホームポジションにあるときの上記軸周り方向における各部分歯ギア６１１Ｍ，６１１Ｃ，６１１Ｙ，６１１Ｂｋの位置（例えば、ホームポジションからの回転角度）を記憶している。これにより、モーター制御部１０１は、センサー６６からのホームポジションを示す検出信号に基づいて、シャフト６１に設けられている各部分歯ギア６１１Ｍ，６１１Ｃ，６１１Ｙ，６１１Ｂｋの上記軸周り方向の位置を検出可能となっている。
【００４９】
上記図３〜図５に示したように、シャフト６１の周面上に各部分歯ギア６１１Ｍ，６１１Ｃ，６１１Ｙ，６１１Ｂｋが配設されていることで、モーター制御部１０１は、ホームポジションの姿勢となっているシャフト６１を、ステッピングモーター６０を駆動してこの状態から所要パルス信号数分回転させることで、いずれか一つの部分歯ギアを、対応するトナーコンテナーの駆動力伝達部材６３に対向してそのワンウェイクラッチ６３１に噛合する位置まで回転させる制御が可能である。
【００５０】
なお、各色のトナーコンテナー１７に設けられている駆動力伝達部材６３のワンウェイクラッチ６３１は、上記予め定められた一定方向が同じ回転方向となるようにして設けられている。モーター制御部１０１は、各色のトナーコンテナー１７から選択した１つのトナーコンテナー１７の駆動力伝達部材６３のワンウェイクラッチ６３１に部分歯ギア６１１が噛合する位置までシャフト６１を回転させるとき、部分歯ギア６１１が噛合したときに各色のトナーコンテナー１７のワンウェイクラッチ６３１が上記予め定められた一定方向とは逆方向に回転する方向にシャフト６１が回転するように、ステッピングモーター６０の回転方向を設定して、ステッピングモーター６０を回転させる。
【００５１】
これにより、モーター制御部１０１は、各色のトナーコンテナー１７に対して設けられている駆動力伝達部材６３の回転軸６３０を回転させることなく、選択された１つのトナーコンテナー１７の駆動力伝達部材６３のワンウェイクラッチ６３１に、これに対応して設けられている部分歯ギア６１１が噛合する位置まで、シャフト６１を回転させることができる。
【００５２】
ここで、モーター制御部１０１が、この噛合する位置、すなわち、回転駆動力伝達位置において、ワンウェイクラッチ６３１の上記予め定められた一定方向に対する正方向及び逆方向に交互に連続してシャフト６１が回転するように、ステッピングモーター６０を回転させる。このとき、ワンウェイクラッチ６３１が回転駆動力を伝達しない方向にワンウェイクラッチ６３１を回転させる方向（上記逆方向とする）にシャフト６１が回転するときには回転軸６３０は回転せず、上記正方向に部分歯ギア６１１が回転するときにのみ、ワンウェイクラッチ６３１により回転駆動力が伝達されて回転軸６３０が回転するため、カム６３２を一方向に連続して回転させることができる。このように、上記トナーコンテナー１７のシャッター機構１７１に対して対向する位置にあるカム６３２を一方向に回転させることで、カム６３２がシャッター機構１７１を押圧して開放させることが可能となる（シャッター機構１７１の開閉機構の詳細は後述）。
【００５３】
これにより、当該シャッター機構１７１が備えられるトナーコンテナー１７からトナーが補給される。なお、上記正逆方向に交互に連続して行われるシャフト６１の回転は、この時点で噛合している部分歯ギア６１１とは異なる他の３つの部分歯ギア６１１が、対応する駆動力伝達部材６３のワンウェイクラッチ６３１に噛合しないこととなる予め定められた回転角度の範囲内で行われる。
【００５４】
なお、カム６３２を回転させるために部分歯ギア６１１の歯数が十分にあり、上記のようにシャフト６１を正逆方向に回転させなくても、上記他の部分歯ギア６１１が噛合しない範囲内でシャフト６１が上記正方向に回転することで、シャッター機構１７１を開閉させられる分だけカム６３２を回転させることが可能な場合は、モーター制御部１０１は、シャフト６１が当該正方向に回転するようにステッピングモーター６０を回転させるようにすればよい。
【００５５】
なお、本発明の一実施形態に係るトナー補給機構５０は、トナーコンテナー１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋと、駆動機構６００とを備えてなる。
【００５６】
図７（Ａ）は第１実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は第１実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を開放している状態を示す図である。
【００５７】
シャッター機構１７１の第１実施形態としては、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、トナーコンテナー１７に四角形状の孔からなる開口部１７５が形成されている。シャッター機構１７１は、長尺の平板状の部材とされ、トナーコンテナー１７の側面部１７６６であって、開口部１７５に対向する位置に、カム６３２（カム６３２Ｍ，６３２Ｃ，６３２Ｙ，６３２Ｂｋのいずれか）に向かう方向に押しバネ等により付勢された状態でスライド移動自在に取り付けられている。図７（Ａ）には、上記付勢によりシャッター機構１７１が開口部１７５を閉じた状態にある様子を示している。
【００５８】
この状態から、カム６３２に対向する側のシャッター機構１７１の端部、例えば図７（Ａ）では右端部１７１０が、カム６３２により当該付勢方向とは逆方向に押圧されると、図７（Ｂ）に示すように、シャッター機構１７１は当該押圧される方向にスライド移動し、開口部１７５を開放する状態となる。これにより、トナーコンテナー１７からトナーが排出される状態となる。
【００５９】
図８（Ａ）は第２実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を閉鎖している状態を示す図、（Ｂ）は第２実施形態に係るトナーコンテナー１７及びシャッター機構１７１がトナーコンテナー１７の開口を開放している状態を示す図である。第２実施形態において、特に説明しない構成は第１実施形態と同様である。
【００６０】
シャッター機構１７１の第２実施形態としては、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャッター機構１７１には、トナーコンテナー１７の側面部１７６に対向する位置に、複数のスリット１７１Ａが形成されている。また、トナーコンテナー１７の側面部１７６であって、複数のスリット１７１Ａに対向する各位置には、同形状のスリットが形成されている。スリット１７１Ａは、トナーコンテナー１７の内外部を挿通させる。
【００６１】
この状態から、カムに対向する側のシャッター機構１７１の端部、例えば図８（Ａ）では右端部が、カムにより上記付勢方向とは逆方向に押圧されると、図８（Ｂ）に示すように、シャッター機構１７１は当該押圧される方向にスライド移動し、シャッター機構１７１の複数のスリット１７１Ａと、トナーコンテナー１７側のスリットとの位置が一致し、当該両スリットによりトナーコンテナー１７の内部が開放される状態となる。これにより、トナーコンテナー１７からトナーが排出される状態となる。
【００６２】
次に、画像形成装置１におけるトナー補給について説明する。図９は、画像形成装置１におけるトナー補給処理のフローチャートである。
【００６３】
まず、制御部１００は、各色のトナー補給が必要かどうかを判定する（Ｓ１）。そして、トナー補給が必要と判断された場合（Ｓ１でＹＥＳ）、モーター制御部１０１は、制御部１００から、どの色のトナー補給が必要かの通知を受け、ステッピングモーター６０を回転駆動して、当該色に対応するトナーコンテナー１７に対して設けられている駆動力伝達部材６３のワンウェイクラッチ６３１に、当該色のトナーコンテナー１７用に設けられている部分歯ギア６１１が噛合する位置まで、シャフト６１を回転させる（Ｓ２）。
【００６４】
このとき、モーター制御部１０１は、各色のトナーコンテナーのワンウェイクラッチ６３１が回転軸６３０に回転駆動力を伝達させない方向にシャフト６１及び部分歯ギア６１１が回転するように、ステッピングモーター６０の回転方向を設定した上で、ステッピングモーター６０を回転させる。ここで、モーター制御部１０１は、当該色のトナーコンテナー１７の駆動力伝達部材６３のワンウェイクラッチ６３１に、これに対して設けられている部分歯ギア６１１が噛合する位置に移動した時点で、ステッピングモーター６０の回転を停止させて、シャフト６１及び部分歯ギア６１１の回転を止める。
【００６５】
モーター制御部１０１は、上記のように、ステッピングモーター６０の回転駆動制御により、部分歯ギア６１１をワンウェイクラッチ６３１に噛合する位置まで移動させた後、ワンウェイクラッチ６３１が回転軸６３０に回転駆動力を伝達させる方向に対する正逆方向に予め定められた回転角度の範囲内でシャフト６１が交互に連続して回転するように、ステッピングモーター６０をその回転方向を切り換えつつ回転させる（Ｓ３）。このとき、ワンウェイクラッチ６３１が回転駆動力を伝達しない方向にワンウェイクラッチ６３１を回転させる上記逆方向にシャフト６１が回転するときには回転軸６３０は回転せず、上記正方向に部分歯ギア６１１が回転するときにのみ、ワンウェイクラッチ６３１により回転駆動力が伝達されて回転軸６３０が回転するため、カム６３２を一方向に連続して回転させることができる。
【００６６】
Ｓ３では、モーター制御部１０１は、上記のように、部分歯ギア６１１をワンウェイクラッチ６３１に噛合する位置まで移動させた後、シャフト６１が上記正逆方向に回転するようにステッピングモーター６０をその回転方向を切り換えつつ回転させるものとしているが、部分歯ギア６１１の歯数が十分であるか、上記シャッター機構１７１の開閉のために必要なカム６２３の回転角度が少量で足りる場合は、モーター制御部１０１は、シャフト６１が上記正方向にのみ回転するようにステッピングモーター６０を回転させるようにしてもよい。
【００６７】
このように、上記トナーコンテナー１７のシャッター機構１７１に対して対向する位置にあるカム６３２を、例えば、図１０（Ａ）〜（Ｅ）に示す姿勢を順に繰り返すように一方向に回転させることで、カム６３２がシャッター機構１７１を押圧してトナーコンテナー１７の開口部１７５を開放させる状態と（図１０（Ｂ）の状態）、シャッター機構１７１がカム６３２により押圧されず図略の上記押しバネ等による付勢で開口部１７５を閉止する状態（図１０（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）の状態）とが繰り返される。
【００６８】
これにより、目的のトナーコンテナーのシャッター機構１７１によるトナーコンテナー１７の開口部１７５の開閉が連続して繰り返し行われ、目的の色のトナーが現像ユニットに向けて供給される。
【００６９】
モーター制御部１０１は、必要な量のトナーが補給されたかを判定する（Ｓ４）。シャッター機構１７１の開放時間が長いほど、トナーコンテナーから補給されるトナーの量が多くなるため、モーター制御部１０１は、トナー補給量を、目的のトナーコンテナーのシャッター機構１７１を開放している時間に基づいて算出する。例えば、モーター制御部１０１は、上記Ｓ３でステッピングモーター６０を回転させている時間を、当該トナーコンテナーのシャッター機構１７１を開放している時間とする。
【００７０】
モーター制御部１０１が、トナー補給が必要量に達していないと判定した場合（Ｓ４でＮＯ）、ステップＳ３へ戻り、モーター制御部１０１は、ステッピングモーター６０の正逆反転制御を継続する。一方、モーター制御部１０１が、トナー補給が必要量に達したと判定した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、ステッピングモーター６０を回転駆動してシャフト６１を回転させ、カム６３２を、シャッター機構１７１から外れた位置、すなわちシャッター機構１７１を押圧しない位置に移動させる。これにより、目的のトナーコンテナー１７（トナー補給を行わせるトナーコンテナー）のシャッター機構１７１が閉止してトナー補給が終了する。
【００７１】
以上のように、本実施形態によると、駆動力伝達部材６３は必要であるがそのクラッチ機構は制御しなくてもよく、シャフト６１が上記正逆両方向に回転するように、ステッピングモーター６０の回転を制御するだけの簡易な制御で、１個のモーター（ステッピングモーター６０）により各色の現像ユニットへトナーを補給することができる。これにより、トナー補給機構５０の小型化及び低コスト化が可能となる。また、従来のように各色のトナー補給用に個別にモーターを設けた場合には４色同時補給する場合に備えてモーターを４個同時に駆動可能な大容量の電源を設ける必要があるのに対して、１個のモーター（ステッピングモーター６０）により各色の現像ユニットへトナーを補給するため、モーター用の電源容量が小さくても済む。なお、上記実施形態では、モーター制御部１０１が、ステッピングモーター６０を回転駆動してシャフト６１を回転させ、各色のトナーコンテナー１７の駆動力伝達部材６３のワンウェイクラッチ６３１に対して、対応する部分歯ギア６１１を順次に噛合させて上記のようにシャフト６１を正逆両方向に回転させることにより、同時期に４色のトナーを補給する。
【００７２】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、駆動機構６００をトナーコンテナーのシャッター機構１７１を押圧するカム６３２を回転させる機構に適用する場合を示しているが、本発明に係る駆動機構は当該実施形態に限られない。例えば、駆動機構６００を、トナーコンテナー１７の内部に設けられた、トナーの排出を促すためにトナーを開口部１７５に向けて移動させる回転部材を回転させるための機構として適用することも可能である。この場合も、上記駆動力伝達位置においてシャフト６１及び部分歯ギア６１１を正逆方向に回転させるステッピングモーターの回転駆動により、回転部材を一定方向に回転させることができる。例えば、図１１に示すように、トナーコンテナー１７は、内部に、トナーの排出を促すためにトナーを開口部１７５に向けて移動させる回転部材１７０を有している。例えば、当該回転部材１７０は、回転軸１７０１と、回転軸１７０１の軸周りに設けられた羽根部１７０２とを有し、現像装置１２２に内蔵される現像モーターとしてのステッピングモーター６０により回転駆動される。このトナーコンテナー１７は色毎に設けられている。トナーコンテナー１７の回転部材１７０の回転軸と供回りするギアに、駆動力伝達部材６３の回転軸６３０と共周りするギアを噛合させておく構成を採ることにより（駆動機構６００におけるその他の構成は上述した実施形態と同様）、各色のトナーコンテナー１７から選択した１つのトナーコンテナー１７の回転部材１７０に回転駆動力を付与することが可能となる。
【００７３】
また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、他の電子機器、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。
【００７４】
また、図１乃至図１１を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００７５】
１        画像形成装置
１００    制御部
１０１    モーター制御部
１２      画像形成部
１７，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｙ，１７Ｂｋ  各トナーコンテナー
５０      トナー補給機構
６０      ステッピングモーター
６１      シャフト
６３      駆動力伝達部材
１７０    回転部材
１７１    シャッター機構
６００    駆動機構
６１１    部分歯ギア
６１１Ｍ，６１１Ｃ，６１１Ｙ，６１１Ｂｋ  部分歯ギア
６３０    回転軸
６３１    ワンウェイクラッチ
６３２，６３２Ｍ，６３２Ｃ，６３２Ｙ，６３２Ｂｋ  カム
【図１】
2016008614.tif 000003
【図２】
2016008614.tif 000004
【図３】
2016008614.tif 000005
【図４】
2016008614.tif 000006
【図５】
2016008614.tif 000007
【図６】
2016008614.tif 000008
【図７】
2016008614.tif 000009
【図８】
2016008614.tif 000010
【図９】
2016008614.tif 000011
【図１０】
2016008614.tif 000012
【図１１】
2016008614.tif 000013