(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ホッパ内の体積全てをトナーで満たしてもトナー詰まりが発生せず、ホッパ内のトナー剤面が低くなっても補給パイプ内の嵩密度が低下しないようにし、 限られたホッパ容量であっても、より長いジョブ継続を実現することである。【解決手段】現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置において、受取口から現像剤を受ける現像剤容器と、前記現像剤容器から前記現像装置に現像剤を補給する補給部と、前記補給部に設けられ、前記現像装置に現像剤を搬送する補給スクリュと、前記現像剤容器に設けられ、現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記現像剤容器に設けられ、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、現像剤容器の現像剤が所定量以上である時は、撹拌部材のみに駆動力を伝達して、搬送部材には駆動力を伝達せず、現像剤容器の現像剤が所定量未満である時は、少なくとも搬送部材に駆動力を伝達する。【選択図】    図５
2016197152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置において、
受取口から現像剤を受ける現像剤容器と、
前記現像剤容器から前記現像装置に現像剤を補給する補給部と、
前記補給部に設けられ、前記現像装置に現像剤を搬送する補給スクリュと、
前記現像剤容器に設けられ、現像剤を撹拌する撹拌部材と、
前記現像剤容器に設けられ、現像剤を搬送する搬送部材と、
を備え、
前記現像剤容器の現像剤が所定量以上である時は、前記撹拌部材のみに駆動力を伝達して、前記搬送部材には駆動力を伝達せず、前記現像剤容器の現像剤が所定量未満である時は、少なくとも前記搬送部材に駆動力を伝達するように構成されていることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項２】
前記現像剤容器の現像剤を検知する現像剤検知手段と、
前記補給スクリュの回転を検知する補給スクリュ回転検知手段と、
を備え、
前記現像剤検知手段の信号がトナー有りからトナー無しに切り替わった時から、前記補給スクリュ回転検知手段によりカウントした前記補給スクリュの回転回数が予め設定した閾値を越えるまでは、前記撹拌部材のみに駆動力を伝達して、前記搬送部材には駆動力を伝達せず、前記回転回数が予め設定した閾値を越えると、少なくとも前記搬送部材に駆動力を伝達することを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
【請求項３】
駆動源からの駆動力を前記撹拌部材に伝達しつつ前記搬送部材に選択的に伝達する駆動伝達手段を有し、
前記現像剤容器の現像剤が所定量未満である時は、前記撹拌部材とともに、前記搬送部材に駆動力を伝達することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤補給装置。
【請求項４】
前記駆動伝達手段は、同一の駆動源の正逆回転を切り替えることで、前記撹拌部材に駆動力を伝達しつつ前記搬送部材に選択的に駆動力を伝達することを特徴とする請求項３に記載の現像剤補給装置。
【請求項５】
前記駆動源は前記補給スクリュを駆動するための駆動源であり、前記撹拌部材と前記搬送部材は前記補給スクリュに同期して駆動されることを特徴とする請求項４に記載の現像剤補給装置。
【請求項６】
現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置において、
受取口から現像剤を受ける現像剤容器と、
前記現像剤容器から前記現像装置に現像剤を補給する補給部と、
前記補給部に設けられ、前記現像装置に現像剤を搬送する補給スクリュと、
前記現像剤容器に設けられ、現像剤を撹拌する撹拌部材と、
前記現像剤容器に設けられ、現像剤を搬送する搬送部材と、
を備え、
所定トルク未満では少なくとも前記搬送部材に駆動力を伝達し、所定トルク以上では前記撹拌部材のみに駆動力を伝達して、前記搬送部材には駆動力を伝達しないように構成されていることを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項７】
駆動源からの駆動力を前記撹拌部材に伝達しつつ前記搬送部材に選択的に伝達する駆動伝達手段を有し、
前記駆動伝達手段は、所定トルク未満では前記撹拌部材とともに前記搬送部材に駆動力を伝達することを特徴とする請求項６に記載の現像剤補給装置。
【請求項８】
前記駆動伝達手段は、所定トルク未満では前記搬送部材に駆動力を伝達し、所定トルク以上では前記搬送部材への駆動力の伝達を切断するトルクリミッタを有し、同一の駆動源の一方向への回転により、前記撹拌部材に駆動力を伝達しつつ前記搬送部材に選択的に駆動力を伝達することを特徴とする請求項７に記載の現像剤補給装置。
【請求項９】
前記撹拌部材と前記搬送部材は同軸上に設けられ、前記搬送部材は前記撹拌部材の外径よりも大きな内径を有し、
前記搬送部材の外周と前記現像剤容器の内壁とのクリアランスは、前記撹拌部材の外周と前記現像剤容器の内壁とのクリアランスよりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の現像剤補給装置。
【請求項１０】
像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記現像装置に現像剤を補給する請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の現像剤補給装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置へ現像剤を補給するための現像剤補給装置、及びこれを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置において、現像装置は像担持体に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する。これにより現像装置内の現像剤が所定量以下に減少した場合は、補給用現像剤（以後、トナー）を貯蔵している現像剤補給装置（以後、ホッパ）から現像装置内にトナーが補給される。トナー補給はホッパから連通した補給パイプに設けられた補給スクリューにより、トナー供給口を介して現像装置へと送られる。現像装置へと送られるトナー量は、トナー濃度ムラの観点から、ばらつきは極力小さい方が望ましい。そのために補給パイプ内のトナー嵩密度の変化、ばらつきを抑えることが、ホッパには求められる。
【０００３】
従来のホッパは縦長の形状で、底面部に補給パイプを備えるものが多く、ホッパ内のトナー自重によって、補給パイプ内のトナー嵩密度のばらつきを抑える方式となっている。しかし、トナー嵩密度のばらつきを抑えるのに十分な自重を得るために、ホッパは縦方向に大きくなり、本体内のレイアウトの自由度が小さくなる。これに対し、扁平なホッパの中でトナーを水平に搬送する方式が提案されている（特許文献１参照）。この方式は、扁平なホッパ内にトナー搬送経路と、そこからつながる補給パイプを配置し、トナー搬送経路から補給パイプ内にトナーを送り込むことによって、補給パイプ内のトナー嵩密度のばらつきを抑えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１９３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、画像形成装置では、装置本体に対して着脱可能であるトナーカートリッジを備えており、ホッパ内のトナー量が減少してくると、トナーカートリッジからホッパへ新しいトナーが供給される方式がある。
【０００６】
画像形成装置によっては、トナーカートリッジ内のトナーがなくなった場合に、ホッパに貯蔵したトナーを利用し、ジョブを所定枚数継続する機能（＝コンティニュアスラン機能）を持つものがある。この機能は、大規模ジョブを行うことを想定した高速高画質機にとって重要な機能である。
【０００７】
近年、本体の小サイズ化に伴って、ホッパ容量が小さくなる中で、コンティニュアスラン中のジョブ継続枚数を確保するためには、できるだけホッパ内に多くのトナーを貯蔵し、そのトナーを最大限使い切る（ホッパ内残量を少なくする）ことが求められる。
【０００８】
しかしながら、前述した、ホッパ内で水平に搬送する方式では、ホッパ内のトナー剤面が所定量を上回ると、ホッパ内でのトナー循環が成り立たずにトナー詰まり（ブロッキング／パッキング）が発生する。そのため、この方式では、ホッパ内の体積全てをトナー貯蔵に使うことはできない。
【０００９】
これに対し、前述の構成と同様に、ホッパ内で水平に搬送する方式ではあるが、搬送スクリューを送り形状ではなく、撹拌形状にするものがある。これは積極的にトナーを一方向へ送らずに、トナーの内部密度と剤面を一定に保つ方式であり、ホッパ内の体積全てをトナーで満たしていても、トナー詰まりの発生を防ぐことができる。しかし、この方式では、補給パイプへ積極的にトナーを送らないため、ホッパ内のトナー剤面が低くなると、補給パイプ内のトナー嵩密度のばらつきが大きくなる。そのため、ホッパ内に多くのトナーを残したまま、コンティニュアスランを停止せざるを得ず、本体内で確保したホッパ内のトナー貯蔵体積を一部無駄にしてしまうことになる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ホッパ内の体積全てをトナーで満たしてもトナー詰まりが発生せず、ホッパ内のトナー剤面が低くなっても補給パイプ内の嵩密度が低下しないようにし、 限られたホッパ容量であっても、より長いジョブ継続を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置において、受取口から現像剤を受ける現像剤容器と、前記現像剤容器から前記現像装置に現像剤を補給する補給部と、前記補給部に設けられ、前記現像装置に現像剤を搬送する補給スクリュと、前記現像剤容器に設けられ、現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記現像剤容器に設けられ、現像剤を搬送する搬送部材と、を備え、前記現像剤容器の現像剤が所定量以上である時は、前記撹拌部材のみに駆動力を伝達して、前記搬送部材には駆動力を伝達せず、前記現像剤容器の現像剤が所定量未満である時は、少なくとも前記搬送部材に駆動力を伝達するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像剤容器内を現像剤で満たしていても現像剤詰まりが起こらず、現像剤容器内の現像剤の量が少なくなっても第二の収容部内の嵩密度が低下しない。これにより、限られた現像剤容器の容量で、より長いジョブ継続を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明に係る現像剤補給装置の断面概略図である。
【図３】本発明に係る現像剤補給装置の動作フローチャートである。
【図４】本発明に係るホッパの内部構成を示す上面図である。
【図５】本発明に係るホッパの内部構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係るホッパ内の撹拌部材の斜視図である。
【図７】本発明に係るホッパ内の搬送部材の斜視図である。
【図８】本発明に係るホッパ内の撹拌部材と搬送部材の斜視図である。
【図９】本発明に係るホッパ内の撹拌部材と搬送部材の駆動ギアの断面図である。
【図１０】本発明に係るホッパの駆動伝達機構の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係るホッパ内の撹拌部材と搬送部材の駆動選択のフローチャートである。
【図１２】本発明に係る現像剤補給装置のブロック図である。
【図１３】本発明に係るホッパ内の撹拌部材と搬送部材の駆動ギアの断面図である。
【図１４】本発明に係るホッパの駆動伝達機構の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。
【００１５】
図１は本発明の実施形態の一例である画像形成装置の断面図である。図１は画像形成装置本体１にシート処理装置２を設置した状態であり、画像形成装置本体１とシート処理装置２をバッファユニット３で接続している。本実施形態に係る現像剤補給装置は画像形成装置本体１内に設置される。本実施形態では画像形成装置として、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置を例示している。カラー画像形成装置としては、近年は多種多様なシートへの適応性やプリント生産性に優れるという利点から、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、中間転写タンデム方式のものが主流となっている。図１を用いて、本発明の実施形態の一例である画像形成装置のシートへの画像形成プロセスを説明する。
【００１６】
シートＳは、シート収納部３０〜３４に積載される形で収納されており、各給送手段３５〜３９により画像形成タイミングに合わせて給送される。前記給送手段３５〜３９により送り出されたシートＳは搬送パス４０または搬送パス４１を通過し、レジストローラ４２へと搬送される。レジストローラ４２は、シート収納部３０〜３４から搬送されてくるシートＳを突き当ててループを作成することによりシートＳの先端を倣わせ斜行を修正する機能を有している。またレジストローラ４２は、シートＳへの画像形成のタイミング、即ち、像担持体上に担持されたトナー像に合わせて、所定のタイミングにてシートＳを二次転写部へ搬送する機能を有している。したがって、レジストローラ４２は、斜行修正を行った後に、所望のタイミングにて二次転写部へシートＳを送りだす。二次転写部は、対向する二次転写内ローラ７０および二次転写外ローラ４３により形成されるシートＳへのトナー像転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることでシートＳ上にトナー像を転写させる。
【００１７】
画像形成部は、主に像担持体と、像担持体に作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段等から構成される。画像形成部は、像担持体としての感光体６１（６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ）、帯電手段としての帯電装置６２（６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ）、露光装置６３（６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋ）を有している。更に画像形成部は、現像手段としての現像装置６４（６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ）、一次転写装置６６（６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｋ）、クリーニング手段としての感光体クリーナ６５（６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋ）等を有している。予め帯電装置６２により表面を一様に帯電され、回転する感光体６１に対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置６３が駆動され潜像が形成される。感光体６１上に形成された静電潜像は、現像装置６４によるトナー現像を経て、感光体６１上にトナー像として顕在化する。その後、一次転写部を形成する一次転写装置６６により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、感光体６１上のトナー像が中間転写ベルト６７上に転写される。その後、感光体６１上に僅かに残った転写残トナーは感光体クリーナ６５により回収され、再び次の画像形成に備える。以上説明した画像形成部は、図１の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４セット存在する。勿論、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。
【００１８】
次に、中間転写体としての中間転写ベルト６７について説明する。中間転写ベルト６７は、駆動ローラ６８、テンションローラ６９および二次転写内ローラ７０等のローラによって張架され、図中矢印Ｂ方向へと搬送駆動される。前述したＹ、Ｍ、ＣおよびＫの各画像形成部により並列処理される各色の画像形成プロセスは、該中間転写ベルト６７上に一次転写された上流色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６７上に形成され、二次転写部へと搬送される。
【００１９】
以上のようなプロセスをもって、前記二次転写部においてシートＳ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、シートＳは定着前搬送ベルト４４により定着器４５へと搬送される。該定着器４５は、対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えてシートＳ上にトナー像を溶融固着させる。このようにして得られた定着画像を有するシートＳは、内排出ローラ４６を経由して、排出ローラ４９によりそのまま画像形成装置本体１から排出される。もしくは搬送パス５１，５２，５６や反転ローラ５３，５４、反転パスを用いた反転排出行程や、再給送パス４７や搬送ローラ４８ａ〜４８ｄを用いた両面画像形成行程に向かう。
【００２０】
ここで、図２を用いて、現像装置６４へと補給用現像剤を補給する現像剤補給装置としてのトナー補給装置９０（すなわちトナーカートリッジ９１とホッパ９２）について説明する。
【００２１】
本実施例において、画像形成装置に設けられたトナー補給装置９０は、各現像装置６４に対応して設けられるホッパ９２と、各ホッパ９２に対応して設けられ、画像形成装置本体に着脱可能であるトナーカートリッジ９１とで構成される。
【００２２】
現像装置６４にはトナー供給を受けるための受容口９３が設けられている。ホッパ９２には内部に第一の補給パイプ１０６と、第一の補給パイプ１０６の排出口１０９から現像装置６４の受容口９３に向けて延びる第二の補給パイプ９４が設けられている。ホッパ９２の第一の補給パイプ（第一の補給部）１０６の中には第一の補給スクリュ１０７（図４参照）が備えられている。第二の補給パイプ（第二の補給部）９４の中には第二の補給スクリュ９５が備えられている。また、第二の補給パイプ９４には現像装置６４の受容口９３に対応するトナー供給口９６が備えられている。
【００２３】
第二の補給パイプ９４内部のトナー嵩密度のばらつきを抑えることが、現像装置６４へのトナーの補給量のばらつきを抑えることとなる。そのため、本実施例では第一の補給パイプ１０６内でトナー嵩密度のばらつきを抑えて、第二の補給パイプ９４へトナーを供給する構成をとっている。
【００２４】
ホッパ９２から現像装置６４へのトナー補給は、現像装置６４内のトナー濃度センサ（不図示）の情報に基づいた要求値に従って、現像装置６４が稼働中に行われる。
【００２５】
第二の補給スクリュ９５は、一回転を検知するための補給スクリュ回転検知フラグ９７及び補給スクリュ回転検知センサ（補給スクリュ回転検知手段）９８からの信号に基づいてＣＰＵ１２６（図１２参照）によって駆動制御される。第二の補給スクリュ９５は、一回転で１ピッチ分の補給（ブロック補給）が可能であるように構成されている。
【００２６】
次に図３に示すフローチャートを用いて、トナーカートリッジ９１からホッパ９２へのトナー補給について説明する。本実施例のトナーカートリッジ９１はカートリッジ自体が回転することによりホッパ９２に向けてトナーが排出される構成のものである。
【００２７】
ホッパ９２には図２に示すように現像剤検知手段としてのトナー検知センサ９９（例えばピエゾセンサ）が設置されている。このトナー検知センサ９９が「トナー無し」を検知する（図３−Ｓ１）と、トナーカートリッジ９１からホッパ９２に対してトナーの供給が開始され（図３−Ｓ３）、トナー検知センサ９９が「トナー有り」を検知するまでトナーの供給が行われる（図３−Ｓ５）。
【００２８】
従って、トナーカートリッジ９１からのトナーの供給量が十分な場合は、ホッパ９２内のトナー剤面はトナー検知センサ９９が「トナー有り」を検知する剤面（図２−点線Ａ）で常に一定に保たれている。トナーカートリッジ９１内のトナー量が少なくなると、ホッパ９２へのトナーの供給量も少なくなり、前述の「トナー有り」を検知する剤面（図２−点線Ａ）への復帰が不可能になる。
【００２９】
しかし、以下の場合は、トナーカートリッジ９１内のトナーがなくなったと判断する。即ち、トナーカートリッジ９１からの供給動作を行っているにも関わらず、トナー検知センサ９９が「トナー無し」を検知し続け、トナーカートリッジ９１の回転回数（図３内ｅ）が予め設定された閾値（図３内ｘ）を超えた場合（図３−Ｓ６）である。この場合、トナーカートリッジ９１内のトナーがなくなったと判断し、トナーカートリッジ９１からの供給動作を停止する（図３−Ｓ７）。そして、トナーカートリッジ交換表示を装置本体１の操作部１２８（図１２参照）上に表示する（図３−Ｓ８）。
【００３０】
トナーカートリッジ９１からのトナー供給動作は停止するが、ホッパ９２内の残ったトナーを現像装置６４へ補給してジョブは継続（コンティニュアスランへの移行）する。
【００３１】
この時、制御手段としてのＣＰＵ１２６（図１２参照）はトナー検知センサ９９が「トナー無し」を検知することをトリガにして、第二の補給スクリュ９５の回転回数（図３内ｃ）を予めカウントしている（図３−Ｓ２）。ここで、第二の補給スクリュ９５の回転回数は、ホッパ９２から現像装置６４への補給ブロック数（第二の補給スクリュ９５が一回転で１ピッチ分の補給を行う）である。ＣＰＵ１２６にはトナー検知センサ９９が「トナー有り」を検知する剤面（図２−点線Ａ）から、補給パイプ９４内のトナー嵩密度のばらつきが許容できない剤面（図２−点線Ｂ）まで下がるだけの第二の補給スクリュ９５の回転回数（補給ブロック数）が予め閾値ｙとして設定されている（図３内ｙ）。そのため、前述の第二の補給スクリュ９５の回転回数ｃがその閾値ｙに達すると、ジョブを停止する（図３−Ｓ１０、Ｓ１１）。ジョブ継続中、停止後に関わらず、トナーカートリッジ９１停止後はトナーカートリッジ９１が交換される（図３−Ｓ９、Ｓ１２）。このトナーカートリッジ９１の交換は、トナーカートリッジ交換検知センサ１２５（図１２参照）によって検知される。交換後、トナーカートリッジ９１からホッパ９２内にトナー供給が行われ、トナー検知センサ９９が「トナー有り」を検知する剤面（図２−点線Ａ）での運用へ復帰する。
【００３２】
ここで、図４、図５を用いて、トナー補給装置を構成するホッパ９２の内部構成について説明する。以下の説明において、トナーカートリッジ９１からトナー（現像剤）を受け取る受取口１００（図中の点線領域）側である、撹拌部材または搬送部材の軸方向一方側を手前側という。これに対し軸方向の反対側となる、撹拌部材または搬送部材の軸方向他方側を奥側という。
【００３３】
図４は本実施例における水平搬送式ホッパの上面図、図５は斜視図である。図４にはトナーの流れを矢印で示している。ホッパ９２のホッパ容器（現像剤容器）１０１の内部には、トナーカートリッジ９１からトナーを受け取る受取口１００（図中の点線領域）から奥側へ向かって、２つのトナー搬送経路１０２が設けられている。この現像剤搬送経路としてのトナー搬送経路１０２は、受取口１００を通してトナーカートリッジ９１から受け取ったトナーを貯蔵するトナー貯蔵スペースも兼ねている。ホッパ容器１０１には、第一の補給パイプ１０６をはさんで２つのトナー搬送経路１０２が設けられている。２つのトナー搬送経路１０２には、それぞれ、トナーを撹拌する撹拌部材１０３とトナーを搬送する搬送部材１０４が略同軸上に設置されている。
【００３４】
撹拌部材１０３はリング形状をしており、斜め（約４５°）に傾けている。この形状により、撹拌部材１０３は回転駆動されると、トナーを長手方向に拡散し、トナーを均一にならすことができる。撹拌部材１０３には、撹拌部材１０３と一体となって回転するパドル１０５が設けられている。
【００３５】
一方、搬送部材１０４は、撹拌部材１０３と同軸上に設置され、搬送部材１０４は撹拌部材１０３の外径よりも大きな内径を有している。搬送部材１０４は、その外周とトナー搬送経路１０２の内壁とのクリアランスが、撹拌部材１０３の外周とトナー搬送経路１０２の内壁とのクリアランスよりも小さくなるように、撹拌部材１０３の外側を取り巻くように、巻バネ形状をしている。搬送部材１０４は、回転駆動されると、受取口１００から奥側へ向かって積極的にトナーを送る。
【００３６】
トナー搬送経路１０２の奥側には、撹拌部材１０３の一部であり、撹拌部材１０３と一体となって回転駆動するパドル１０５が設置されている。トナー搬送経路１０２の奥側まで到達したトナーは、撹拌部材１０３とともに回転駆動するパドル１０５により軸方向と交差する方向（矢印の方向）へ搬送され、ホッパ容器１０１の奥側中央部（後述の１０８）に集められる。
【００３７】
本実施例では、ホッパ容器１０１の奥側中央部から軸方向の手前側に向かって、第一の補給パイプ１０６が設けられており、第一の補給パイプ１０６内でトナー嵩密度のばらつきを抑えて、第二の補給パイプ９４へ供給する構成をとっている。第一の補給パイプ１０６の内部には、第一の補給スクリュ１０７が設けられている。パドル１０５によって第一の補給パイプ１０６の入口近傍１０８に集められたトナーは、第一の補給パイプ１０６に設けられた第一の補給スクリュ１０７によって軸方向の奥側から手前側に向けて搬送され、ホッパ容器１０１の底面の略中央に設けられた排出口１０９から第二の補給パイプ９４へと排出される。
【００３８】
本実施例では、撹拌部材１０３、搬送部材１０４、第一の補給スクリュ１０７、第二の補給スクリュ９５の駆動源は１つの駆動モータ１２７（図１２参照）とし、それぞれ互いに駆動伝達機構（駆動伝達手段）で接続される。全ての機構の動作タイミングは、現像装置６４からの補給要求に従い、第二の補給スクリュ９５が回転する動作に同期する。すなわち、撹拌部材１０３、搬送部材１０４、第一の補給スクリュ１０７の動作は、第二の補給スクリュ９５が回転する動作に同期する。
【００３９】
次に撹拌部材１０３と搬送部材１０４を同軸上で選択的に駆動する構成について図６から図１０を用いて説明する。本実施例では、撹拌部材１０３は常に回転駆動されており、ホッパ９２内のトナー剤面があるラインよりも低くなった場合、搬送部材１０４が回転を開始する。すなわち、搬送部材１０４は、ホッパ９２内のトナーが所定量以上の場合には回転せず、ホッパ９２内のトナーが所定量未満になった場合に回転を開始する。前述した通り、撹拌部材１０３と搬送部材１０４の駆動源は１つの駆動モータ１２７（図１２参照）を使用する。駆動モータ１２７が正回転の場合は搬送部材１０４は回転せずに撹拌部材１０３のみ回転し、駆動モータ１２７が逆回転の場合は撹拌部材１０３と搬送部材１０４が同時に回転する。
【００４０】
図６は撹拌部材１０３の斜視図、図７は搬送部材１０４の斜視図である。図８は撹拌部材１０３と搬送部材１０４、それらを駆動する駆動ギア１１０とを同軸上で配置した斜視図である。
【００４１】
図６に示すように、撹拌部材１０３は、軸部１１３と、前記軸部１１３の複数箇所に斜め（約４５°）に傾けて設けられたリング形状の撹拌部１１３ａと、前記軸部１１３に設けられたパドル１０５で構成される。
【００４２】
図７及び図８に示すように、搬送部材１０４は、撹拌部材１０３の外径よりも大きな内径をもった巻きバネスクリュ１１１と、巻きバネスクリュ１１１の両端部が接続される中空の軸部１１２ａ，１１２ｂで構成される。撹拌部材１０３と搬送部材１０４は、搬送部材１０４の軸部１１２と撹拌部材１０３の軸部１１３の嵌合によって、互いに回転自在に支持される。
【００４３】
撹拌部材１０３と搬送部材１０４の駆動に用いる駆動ギア１１０の断面構成を図９に示す。駆動ギア１１０の軸受部は、搬送部材１０４の軸受部１１４と、撹拌部材１０３の軸受部１１５をもっている。軸受部１１４は駆動ギア１１０に内蔵されたワンウェイクラッチ１１６によって構成され、搬送部材１０４の軸部１１２ａに対する空転／ロックが駆動ギア１１０の回転方向の正逆で切り替わるように構成されている。一方で軸受部１１５は撹拌部材１０３の軸部１１３の端部に設けられたＤカット部１１７により、撹拌部材１０３の軸部１１３と嵌合しており、駆動ギア１１０の回転は常に撹拌部材１０３に伝達される。この構成により、ワンウェイクラッチ１１６が空転する方向に駆動ギア１１０が回転（正回転）すると、搬送部材１０４には駆動力が伝達されず、撹拌部材１０３のみに駆動力が伝達される。一方、駆動ギア１１０が逆回転すると、ワンウェイクラッチ１１６はロックし、撹拌部材１０３だけでなく、搬送部材１０４にも駆動力を伝達する。この時、駆動ギア１１０の回転が正逆どちらでも撹拌部材１０３は回転するが、回転の正逆で撹拌部材１０３の機能は変わらないため、トナー搬送には支障はない。
【００４４】
図１０に搬送部材１０４と撹拌部材１０３、および第一の補給スクリュ１０７の駆動を含めた駆動伝達機構としてのギア列を示す。なお、簡略化のため駆動ギア列を支持している支持板は省略している。
【００４５】
前述の通り、本実施例では第一の補給スクリュ１０７は撹拌部材１０３、搬送部材１０４と同一の駆動源とする。駆動源としての駆動モータ１２７（図１２参照）からの駆動力は、アイドラギア１１８へ入力される。アイドラギア１１８で伝達された駆動力は、アイドラギア１１８と噛み合う右側の駆動ギア１１０ａへと伝達される。さらにアイドラギア１１８と噛み合うアイドラギア１１９を介して、アイドラギア１１９と噛み合う左側の駆動ギア１１０ｂへ伝達される。駆動ギア１１０ａ，１１０ｂそれぞれの正回転方向は図中の矢印の向きであり、この時、各駆動ギア１１０ａ，１１０ｂにおけるワンウェイクラッチ１１６（図９参照）は空転し、搬送部材１０４は回転せず、撹拌部材１０３のみが回転する。
【００４６】
そして、第一の補給スクリュ１０７へは駆動ギア１１０ａ，１１０ｂを介して第一の補給スクリュ駆動ギア１２０へ伝達される。駆動ギア１１０ａ，１１０ｂの回転が正逆切り替わることで、第一の補給スクリュ１０７の回転方向が変わらないように構成されている。即ち、駆動ギア１１０ａ，１１０ｂが正回転（図中の矢印の向き）の場合は、駆動ギア１１０ｂと噛み合うワンウェイギア１２１がロックし、駆動ギア１１０ａと噛み合うワンウェイギア１２２が空転する。これにより、駆動ギア１１０ｂの正回転のみが、ワンウェイギア１２１と噛み合う第一の補給スクリュ駆動ギア１２０に伝達される。一方、駆動ギア１１０ａ，１１０ｂが逆回転の場合は、駆動ギア１１０ｂと噛み合うワンウェイギア１２１が空転し、駆動ギア１１０ａと噛み合うワンウェイギア１２２がロックする。これにより、駆動ギア１１０ａの逆回転のみが、ワンウェイギア１２２と噛み合うアイドラギア１２３を介して、アイドラギア１２３と噛み合う第一補給スクリュ駆動ギア１２０に伝達される。この構成により、駆動ギア１１０ａ，１１０ｂの回転が正逆切り替わっても、第一の補給スクリュ１０７は回転し、第一の補給スクリュ１０７の回転方向は常に図中の矢印方向となる。
【００４７】
最後に、図１１に示すフローチャートを用いて、撹拌部材１０３と搬送部材１０４の選択的に駆動について説明する。図１１に示す動作は、図１２に示す制御手段としてのＣＰＵの制御によって行われる。
【００４８】
まず図１２を用いて、図１１に示す動作の制御を行う制御系の構成について説明する。図１２に示すように、制御手段としてのＣＰＵ（演算制御回路部）１２１には、補給スクリュ回転検知センサ９８、トナー検知センサ９９、トナーカートリッジ交換検知センサ１２５が接続されている。ＣＰＵ１２６は、前記検知センサ９８，９９，１２０からの信号に基づいて、駆動モータ１２７の駆動（正逆回転）を制御し、また操作部１２８に情報を表示する。
【００４９】
次に図１１を用いて、撹拌部材１０３と搬送部材１０４の選択的に駆動について説明する。駆動モータ１２７は、撹拌部材１０３のみが回転する方向（正回転）に初期設定されている。前述した通り、ＣＰＵ１２６はトナー検知センサ９９が「トナー無し」を検知したときから（図１１−Ｓ２１）、「トナー有り」を検知するまで、補給スクリュ回転検知センサ９８からの信号を通して現像装置６４への補給スクリュ回転数（補給ブロック数）（図１１内ｃ）をカウントしている（図１１−Ｓ２２）。第一の補給パイプ１０６内のトナー嵩密度のばらつきが大きくなり、かつ、搬送部材１０４を回転させてもトナー詰まりが発生しないトナー剤面（図２−点線Ｃ）になるまでの補給スクリュ回転数は閾値ｚとして予め設定されている。そのため、ＣＰＵ１２６がカウントしている補給スクリュ回転数のカウントｃがその閾値ｚを超えた場合（図１１−Ｓ２３）、駆動モータ１２７の回転方向が逆回転に切り替えられ、搬送部材１０４の回転が開始される（図１１−Ｓ２４）。駆動モータ１２７が逆回転されると、以後は、撹拌部材１０３と搬送部材１０４の両方が回転する。その後、トナーカートリッジ９１の交換によって（図１１−Ｓ２５）、ホッパ９２内にトナー供給が行われ、トナー検知センサ９９が「トナー有り」を検知する剤面（図２−点線Ａ）での運用へ復帰する。この場合、駆動モータ１２７の回転方向は正回転へと戻され、撹拌部材１０３のみの回転となる（図１１−Ｓ２６）。そして、カウンタがリセット（カウントｃ＝０）され、再び図１１−Ｓ２１の処理に移行する。
【００５０】
なお、ここで、「第一の補給パイプ１０６内のトナー嵩密度のばらつきが大きくなり、かつ、搬送部材１０４を回転させてもトナー詰まりが発生しないトナー剤面（図２−点線Ｃ）」は実験的に求められるものである。従って、前述のトナー剤面（図２−点線Ｃ）になるまでの補給スクリュ回転数は閾値ｚは、ホッパ９２の容量、形状、搬送部材１０４のトナー搬送力などに応じて適宜個別に設定されるべきものである。
【００５１】
本実施例によれば、１つの駆動モータの正逆回転の切替のみで、撹拌部材のみの駆動と、撹拌部材および搬送部材の駆動とを選択できる。これにより、本実施例では、ホッパ内のトナー剤面が高く、ホッパ内体積全てをトナーで満たしている場合には、搬送部材を駆動せず、撹拌部材のみを駆動することによって、トナー詰まりを防ぐことができる。一方、ホッパ内のトナー剤面が低い場合には、撹拌部材だけでなく、搬送部材も駆動することによって、補給パイプ内のトナー嵩密度のばらつきを抑えることができる。したがって、トナーカートリッジ内にトナーが無くなった場合でも、限られたホッパ容量で、より長いジョブ継続を実現することができる。
【００５２】
〔他の実施例〕
撹拌部材１０３と搬送部材１０４の駆動に用いる駆動ギア１１０の構成は、前述した実施例の構成に限定されるものではなく、図１３、図１４に示すような構成でも良い。図１３、図１４を用いて撹拌部材１０３と搬送部材１０４の駆動に用いる駆動ギア１１０のその他の構成について説明する。本実施例では、前述した実施例の駆動ギア１１０のワンウェイクラッチ１１６の代用として、予め定められた値以上の回転トルクがかかると駆動伝達を切断する装置（本実施例ではトルクリミッタとする）１２４を使用している。このトルクリミッタ１２４により、駆動ギア１１０と搬送部材１０４の軸部１１２ａとを接続している。なお、駆動ギア１１０と撹拌部材１０３の軸部１１３との接続は、図１０と同様である。
【００５３】
上記構成の場合、駆動ギア１１０の回転時には、撹拌部材１０３と搬送部材１０４は常に両方が回転している。そして、トナー詰まりの傾向があると、駆動ギア１１０にかかる回転トルクが増大する。駆動ギア１１０に予め定められた所定トルク以上の回転トルクがかかると、トルクリミッタ１２４により駆動ギア１１０から搬送部材１０４への駆動力の伝達が切断され、搬送部材１０４は回転せず、撹拌部材１０３のみの回転となる。
【００５４】
したがって、ホッパ９２内のトナー剤面が高い場合は、駆動ギア１１０にかかる回転トルクが大きいため、前述のトルクリミッタ１２４により駆動ギア１１０から搬送部材１０４への駆動力の伝達が切断され、撹拌部材１０３のみの回転となる。一方、ホッパ９２内のトナー剤面が低くなると、駆動ギア１１０にかかる回転トルクが前記所定トルク未満となる。すなわちホッパ９２内のトナー剤面が低くなると、駆動ギア１１０にかかる回転トルクが低下し、前述のトルクリミッタ１２４により駆動ギア１１０から搬送部材１０４へ駆動力が伝達され、撹拌部材１０３だけでなく搬送部材１０４も回転することとなる。これにより、本実施例においても、前述した実施例と同様の効果が得られる。
【００５５】
さらに、本実施例の構成によれば、駆動モータは一方向への回転動作のみでよく、駆動モータの正逆回転動作は必要ない。それに伴い、第一補給スクリュ駆動ギア１２０への駆動伝達は、駆動ギア１１０を介さずに、アイドラギア１１８からの直接駆動にすることができ、駆動ギア列の削減により駆動伝達ロスを低減することができる。ここでトルクリミッタの閾値となる予め設定されるトルク値は実験的に求められるべきものである。
【００５６】
以上のような構成によっても、ホッパ内のトナー剤面が高く、ホッパ内体積全てをトナーで満たしている場合には、搬送部材を駆動せず、撹拌部材のみを駆動することによって、トナー詰まりを防ぐことができる。一方、ホッパ内のトナー剤面が低い場合には、撹拌部材だけでなく、搬送部材も駆動することによって、補給パイプ内のトナー嵩密度のばらつきを抑えることができる。したがって、トナーカートリッジ内にトナーが無くなった場合でも、限られたホッパ容量で、より長いジョブ継続を実現することができる。さらに、駆動モータの正逆回転動作が不要であり、その駆動を伝達する駆動ギア列の構成も簡易化できる。
【００５７】
なお、前述した実施例では、ホッパ内のトナー剤面が高い場合には、搬送部材を駆動せず、撹拌部材のみを駆動し、ホッパ内のトナー剤面が低い場合には、撹拌部材だけでなく、搬送部材も駆動する構成を例示したが、これに限定されるものではない。ホッパ内のトナー剤面が低い場合には、撹拌部材を駆動せず、搬送部材のみを駆動する構成としても良い。ここで、例えば前述した実施例のように１つの駆動源で撹拌部材と搬送部材の駆動を行う場合、撹拌部材への駆動を解除する機構を設けるなどして、ホッパ内のトナー剤面が低い場合には、撹拌部材への駆動を解除して、搬送部材のみを駆動する。あるいは、撹拌部材と搬送部材を独立駆動する構成としても良い。この場合、例えば撹拌部材と搬送部材をそれぞれ別の駆動源で駆動するようにし、撹拌部材と搬送部材の駆動・駆動解除は、それぞれの駆動源をＯＮ・ＯＦＦすれば良い。このように構成しても、前述した実施例と同様の効果が得られる。
【００５８】
また前述した実施例では、画像形成部を４つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。
【００５９】
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。また中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を転写材に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものでもない。記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる現像剤補給装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６０】
Ｓ    …シート
１    …画像形成装置本体
６１  …感光体
６４  …現像装置
９０  …トナー補給装置
９１  …トナーカートリッジ
９２  …ホッパ
９３  …受容口
９４  …第二の補給パイプ
９５  …第二の補給スクリュ
９６  …トナー供給口
９７  …補給スクリュ回転検知フラグ
９８  …補給スクリュ回転検知センサ
９９  …トナー検知センサ
１００ …トナー供給口
１０１ …ホッパ容器
１０２ …トナー搬送経路
１０３ …撹拌部材
１０４ …搬送部材
１０５ …パドル
１０６ …第一の補給パイプ
１０７ …第一の補給スクリュ
１０９ …排出口
１１０（１１０ａ，１１０ｂ） …駆動ギア
１１１ …巻きバネスクリュ
１１２ａ，１１２ｂ，１１３ …軸部
１１４，１１５ …軸受部
１１６ …ワンウェイクラッチ
１１７ …Ｄカット部
１１８，１１９，１２３ …アイドラギア
１２０ …補給スクリュー駆動ギア
１２１，１２２ …ワンウェイギア
１２４ …トルクリミッタ
１２５ …カートリッジ交換検知センサ
１２６ …ＣＰＵ
１２７ …駆動モータ
１２８ …操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016197152.tif 000009
【図８】
2016197152.tif 000010
【図９】
2016197152.tif 000011
【図１０】
2016197152.tif 000012
【図１１】
2016197152.tif 000013
【図１２】
2016197152.tif 000014
【図１３】
2016197152.tif 000015
【図１４】
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