(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着されたトナーカートリッジ内の搬送スクリューを回転することによりトナーを搬送するトナー搬送部を備える画像形成装置であって、
前記トナー搬送部は、
可逆回転可能な駆動源と、
前記搬送スクリューに前記駆動源の駆動力を伝達する第１の駆動力伝達部と、
該第１の駆動力伝達部によるトルクより高トルクで、前記搬送スクリューに前記駆動源の駆動力を伝達する第２の駆動力伝達部と、
前記駆動源の回転方向の切替えにより、前記第１の駆動力伝達部と前記第２の駆動力伝達部とのいずれかに、前記駆動源からの駆動力の伝達を切替える駆動力伝達切替部とを備え、
画像形成におけるトナーの補給搬送の際には、前記第１の駆動力伝達部を介して前記搬送スクリューを回転駆動し、少なくとも前記トナーカートリッジが新品に交換された際には、前記第２の駆動力伝達部を介して前記搬送スクリューを回転駆動しトナーを解すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナーカートリッジは、前記トナー搬送部を介して伝達される駆動力により移動する移動部材を有し、
前記画像形成装置は、前記移動部材の状態に基づいて前記トナーカートリッジが新品であるか否かを判定する新旧判定部を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナーカートリッジのトナー収納部における前記搬送スクリューの端部と対向する壁面が、前記トナーの補給搬送方向とは逆方向に傾斜面を形成していることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナーカートリッジは、前記搬送スクリューへトナーを移動させるよう回転する弾性部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動力伝達切替部は、２つの一方向クラッチを含み、一の前記一方向クラッチは、前記駆動源が一の方向に回転したときに、また、他の前記一方向クラッチは、前記駆動源が前記一の方向と逆の方向に回転したときに、駆動力を伝達することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の駆動力伝達部を介して回転駆動する場合と、前記第２の駆動力伝達部を介して回転駆動する場合とで、前記搬送スクリューの回転方向が同一又は逆方向であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像形成動作が所定時間以上停止していた場合、画像形成装置の再起動の際に、前記第２の駆動力伝達部を介して前記搬送スクリューを回転駆動することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーカートリッジを備え、電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置が画像形成に用いる電子写真方式では、まず、静電潜像担持体である感光体に対して画像情報に応じた露光処理を施して静電潜像を形成し、形成した静電潜像を可視化するための現像剤（例えば、負または正極性に帯電したトナー）を付着させて現像し、可視像を得る。そして、この可視像を、潜像担持体から用紙に直接あるいは中間転写体を介して転写した後、加熱等によって用紙に定着させる。
【０００３】
このようにトナーを用いて画像形成を行う画像形成装置では、装置に蓄えられたトナーが消費されトナーカートリッジ等のトナー供給容器内のトナーが少なくなると、トナーカートリッジを新しいものに交換することによって、画像形成を続けてできるようになっている。
また、画像形成装置では、トナーカートリッジから現像装置へのトナーの供給（補給）を、トナーカートリッジに備えられた搬送スクリューを回転させることにより行うが、新品のトナーカートリッジ内のトナーが固化していることがあるために、搬送スクリューの動きが妨げられ、トナー補給できない場合がある。そのため、新品のトナーカートリッジを装着する際は、固化したトナーを解すよう装着直前に装着者が振り動かし動作を行っている。
【０００４】
また、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ー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ー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解すようにしている。
【特許文献１】特開平１１−１３３７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、装着者が新品トナーカートリッジの装着直前にトナーカートリッジの揺り動かし動作を行うことにより、トナーカートリッジ内に設けられている搬送スクリューの周り以外のトナーは解れるが、搬送スクリュー周りのトナーは振り動かしても搬送スクリューがトナーの動きを阻害して十分解れない。そのため、トナーカートリッジ内の搬送スクリューが、搬送スクリュー周りの固化したトナーにより通常の（トナー補給時の）駆動トルクでは回転せず、依然として新品のトナーカートリッジに交換したときにトナー補給できないことがあった。また、特許文献１に開示の画像形成装置のように、搬送スクリューを逆回転させることが開示されているが、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ー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、単に搬送スクリュー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。
【０００６】
この問題を解決するためには、搬送スクリュー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。
【０００７】
本発明は、上述のような実情を考慮してなされたものであり、高トルクのモータを用いずに、新品のトナーカートリッジへの交換時のトナー補給不良を低減させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、装着されたトナーカートリッジ内の搬送スクリューを回転することによりトナーを搬送するトナー搬送部を備える画像形成装置であって、前記トナー搬送部は、可逆回転可能な駆動源と、前記搬送スクリューに前記駆動源の駆動力を伝達する第１の駆動力伝達部と、該第１の駆動力伝達部によるトルクより高トルクで、前記搬送スクリューに前記駆動源の駆動力を伝達する第２の駆動力伝達部と、前記駆動源の回転方向の切替えにより、前記第１の駆動力伝達部と前記第２の駆動力伝達部とのいずれかに、前記駆動源からの駆動力の伝達を切替える駆動力伝達切替部とを備え、画像形成におけるトナーの補給搬送の際には、前記第１の駆動力伝達部を介して前記搬送スクリューを回転駆動し、少なくとも前記トナーカートリッジが新品に交換された際には、前記第２の駆動力伝達部を介して前記搬送スクリューを回転駆動しトナーを解すことを特徴としたものである。
【０００９】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記トナーカートリッジが、前記トナー搬送部を介して伝達される駆動力により移動する移動部材を有し、前記画像形成装置が、前記移動部材の状態に基づいて前記トナーカートリッジが新品であるか否かを判定する新旧判定部を備えることを特徴としたものである。
【００１０】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記トナーカートリッジのトナー収納部における前記搬送スクリューの端部と対向する壁面が、前記トナーの補給搬送方向とは逆方向に傾斜面を形成していることを特徴としたものである。
【００１１】
第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれか１の技術手段において、前記トナーカートリッジは、前記搬送スクリューへトナーを移動させるよう回転する弾性部材を有することを特徴としたものである。
【００１２】
第５の技術手段は、第１乃至第４のいずれか１の技術手段において、前記駆動力伝達切替部は、２つの一方向クラッチを含み、一の前記一方向クラッチは、前記駆動源が一の方向に回転したときに、また、他の前記一方向クラッチは、前記駆動源が前記一の方向と逆の方向に回転したときに、駆動力を伝達することを特徴としたものである。
【００１３】
第６の技術手段は、第１乃至第５のいずれか１の技術手段において、前記第１の駆動力伝達部を介して回転駆動する場合と、前記第２の駆動力伝達部を介して回転駆動する場合とで、前記搬送スクリューの回転方向が同一又は逆方向であることを特徴としたものである。
【００１４】
第７の技術手段は、第１乃至第６のいずれか１の技術手段において、画像形成動作が所定時間以上停止していた場合、画像形成装置の再起動の際に、前記第２の駆動力伝達部を介して前記搬送スクリューを回転駆動することを特徴したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、トナーカートリッジが新品に交換された際に、駆動源の回転方向を通常時と異なるものに切替えて搬送スクリューを高トルクで回転させることにより、搬送スクリュー周りの固化したトナーを解すことができる。いったん解れたトナーは通常のトルクで搬送することができるため、本発明の装置ではトナーカートリッジ交換時のトナー補給不良を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１を用いて、本発明に係る画像形成装置の概要を説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置が適用されるデジタルカラー複合機の構成の一例を示す図である。
デジタルカラー複合機（以下、複合機という）１００は、読み取った画像の画像データまたは外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とにより構成されている。
【００１７】
自動原稿処理装置１２０は、装置本体１１０の上部の原稿載置台９２の上に自動で原稿を搬送する。また、自動原稿処理装置１２０は矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、原稿載置台９２の上を開放することにより原稿を手置きでおくことができるようになっている。
本画像形成装置において扱われる画像データには、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものがある。したがって、現像ユニット２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定されている。
【００１８】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。露光ユニット１は、帯電器５によって均一に帯電された感光体ドラム３を、入力された又は読み取った画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。
【００１９】
現像ユニット２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものであり、後述のように、トナーカートリッジ３０からトナーが補給されるようになっている。
また、クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【００２０】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている中間転写ベルト６１に、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を順次的に重ねて転写することによって、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。
感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６２によって行われる。中間転写ローラ６２には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。
【００２１】
このように、各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。積層された画像情報は、中間転写ベルト６１の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。
【００２２】
また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残像したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６３によって除去・回収されるように設定されている。
【００２３】
給紙カセット８１は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また、手差し給紙カセット８２にもが像形成に使用するシートを置くことができる。また、装置本体１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【００２４】
また、装置本体１１０には、給紙カセット８１及び手差し給紙カセット８２のシートを転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１ないし手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１、複数の搬送ローラ１２、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。
【００２５】
搬送ローラ１２は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。また、ピックアップローラ１１は、給紙カセット８１や手差し給紙カセット８２の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１や手差し給紙カセット８２からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
また、レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙を一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー象の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで用紙を転写ローラ１０に搬送する機能を有している。
【００２６】
定着ユニット７は、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２でトナーを用紙に熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。定着ユニット７を通過することによって未定着トナーが熱で溶融・固着された用紙は、例えば、その下流側の用紙搬送路Ｓに配された搬送ローラ１２を経て排紙トレイ９１上に排出される。
【００２７】
本発明の画像形成装置は、トナーカートリッジ３０内の後述の搬送スクリューを回転することにより現像ユニット２に対してトナーを搬送するトナー搬送部を備えており、新品のトナーカートリッジに交換した際に搬送スクリューを駆動する駆動力を発生する駆動源の回転方向を切替えることにより、トナーカートリッジ３０内の固化したトナーを解すことができるようにしている。
【００２８】
図２及び図３を用いて、感光体ドラム上に形成された静電潜像を可視像化するためのトナーを駆動ユニットに補給するトナー補給機構について説明する。図２は、図１の複合機１００のトナー補給機構の構成を簡略化して示す断面図である。図３は、図１の複合機１００におけるトナー補給機構を図２のＡ方向から見た断面図であり、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）はそれぞれ、トナーカートリッジ３０を複合機１００に取付ける前及び取付けた後の様子を簡略化して示している。
【００２９】
図１の例の画像形成装置すなわち複合機１００において、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の現像ユニット２は、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いて、感光体ドラム３に形成される静電潜像を現像して可視像化するもので、図２に示すように、各色用のトナーカートリッジ３０からトナー落下パイプ２１ａを介してトナーを補給できるようになっている。なお、各色用の現像ユニット２にトナーを供給する各トナー補給機構については、これらはそれぞれ同様な構成を有しているので、以下では、「ブラック用の現像ユニット」等と表記せずに、「現像ユニット」や「トナーカートリッジ」等と表記を省略して、まとめて説明する。
【００３０】
トナー補給機構を構成する現像ユニット２は、現像剤容器２１と、現像ローラ２２と、規制部材２３と、攪拌ローラ２４と、トナー濃度センサ２５と、を含む。
現像剤容器２１は、トナー及びキャリアを含んで成る現像剤を収容するもので、トナーカートリッジ３０と接続するようにトナー落下パイプ２１ａが一方の上部に設けられ、トナー落下パイプ２１ａとは反対側に現像室２１ｂを有する。現像室２１ｂの上部には開口２１ｃが形成されている。現像ローラ２２は、現像剤を保持し搬送するもので、現像剤容器２１に回転自在に設けられており、回転することにより、現像剤容器２１の開口２１ｃを介して感光体ドラム３（図１参照）に現像剤を供給することができる。
【００３１】
規制部材２３は、現像ローラ２２の表面上の現像剤の層厚を規制する。攪拌ローラ２４は、現像剤容器２１に回転自在に設けられて、回転することにより現像剤を攪拌搬送しトナーを帯電することができる。図２の例では、２つの攪拌ローラ２４が、互いに反対の方向にトナーを搬送するように設けられており、そのうちの１つは現像室２１ｂ内に設けられている。トナー濃度センサ２５は、現像剤容器２１に収容される現像剤のトナー濃度を検出するもので、現像剤容器２１の現像室２１ｂの下部であって現像ローラ２２側の攪拌ローラ２４と対向するようにして設けられる。
【００３２】
このような現像ユニット２にトナーを補給するトナーカートリッジ３０は、図１の複合機１００に対して着脱可能に取付けられるもので、トナー容器３１と、搬送スクリュー３２と、トナー攪拌‐搬送ユニット３３と、を含む。トナー容器３１は、トナーを収容するトナー収容部で、後述のように現像ユニット２のトナー落下パイプ２１ａに接続するトナー落下口３１ａが、底部に形成されている。搬送スクリュー３２は、トナー容器３１に回転自在に設けられ、後述の駆動モータなどを介して回転することにより、トナーを搬送することができる。トナー攪拌‐搬送ユニット３３は、トナー容器３１内のトナーを攪拌し、さらに搬送スクリュー３２の方向に移動させることができる。
【００３３】
トナー容器３１内において、搬送スクリュー３２は、一方の底部に設けられ、トナー攪拌‐搬送ユニット３３は、搬送スクリュー３２側とは反対側に設けられる。また、搬送スクリュー３２は、回転することにより、トナー容器３１内のトナーをトナー落下口３１ａに向けて（すなわち現像ユニット２に向けて）搬送するが、本明細書では、このときの回転の方向を正方向とし、トナー落下口３１ａから離間する方向にトナーを搬送する回転の方向を逆方向とする。
【００３４】
トナー攪拌‐搬送ユニット３３は、トナー容器３１に回転自在に設けられる弾性シート回転軸３３ａと、弾性シート回転軸３３ａに取付けられる弾性シート３３ｂと、から成る。弾性シート３３ｂは、搬送スクリュー３２が正方向に回転したときに、弾性シート回転軸３３ａを軸として、トナー容器３１の底部の内壁面に沿いながら回転する。このため、トナー容器３１内のトナー攪拌‐搬送ユニット３３側の底部にあるトナーを、掻き出すようにして搬送スクリュー３２に供給することができるので、トナーを無駄なく使用することができる。
【００３５】
上述のような現像ユニット２及びトナーカートリッジ３０を備える画像形成装置では、トナー濃度センサ２５による検知結果に応じて、トナーカートリッジ３０内の搬送スクリュー３２を回転駆動させて、トナー容器３１からトナー落下パイプ２１ａを介して現像剤容器２１へとトナーを補給する。現像剤容器２１に補給されたトナーは、攪拌ローラ２４により攪拌され帯電され現像室２１ｂに搬送される。現像室２１ｂ内の、トナーを担持したキャリア（現像剤）は、現像ローラ２２により保持搬送され、規制部材２３により適正な層厚に規制される。現像ローラ２２に形成された現像剤薄層が、現像ローラ２２の回転により現像剤容器２１の開口２１ｃまで搬送されると、現像剤中のトナーが感光体ドラム３（図１参照）上の静電潜像へ移行してトナー像を形成する。
【００３６】
また、画像形成装置には、図３（Ａ）に示すように、トナーカートリッジ３０の搬送スクリュー３２を駆動するために、装置側カップリング１０１が回転可能に設けられる。この装置側カップリング１０１は、正逆両方向に駆動可能な駆動モータからの動力を搬送スクリュー３２に伝達するためのものである。トナーカートリッジ３０では、装置側カップリング１０１からの動力を受けるカートリッジ側カップリング３４が、トナー容器３１に対して回転可能に設けられる。カートリッジ側カップリング３４は、トナー容器３１の外側に設けられており、装置側カップリング１０１を介して受けた駆動モータからの動力をトナー容器３１内の搬送スクリュー３２に伝達する。
【００３７】
装置側カップリング１０１には、例えば、トナーカートリッジの取付け方向及び取り外し方向（着脱方向）に延在する突起１０１ａが形成され、カートリッジ側カップリング３４の端部には、突起１０１ａが挿入係合する凹部３４ａが形成されている。トナーカートリッジ３０は、カートリッジ側カップリング３４の凹部３４ａに装置側カップリング１０１の突起１０１ａが挿入されるように、例えば図１の複合機１００のトナーカートリッジ収容部に取付けられる。これら突起１０１ａと凹部３４ａとの係合により、駆動モータが動作したときにトナーカートリッジ３０の搬送スクリュー３２を駆動することができる。
【００３８】
また、トナーカートリッジ３０は、搬送スクリュー３２のカートリッジ側カップリング３４側に、トナー攪拌‐搬送ユニット３３及び後述の移動部材を駆動するための伝達ギア３５が固定されている。伝達ギア３５は、カートリッジ側カップリング３４及び搬送スクリュー３２と共にトナー容器３１に対して回転可能に、トナー容器３１の内部に設けられる。
【００３９】
また、トナーカートリッジ３０には、カートリッジ側カップリング３４側の底部に、トナー落下パイプ２１ａにトナーを供給するための開口３１ａが設けられ、開口３１ａとは反対側に傾斜面３１ｂが形成されている。開口３１ａは、トナーカートリッジ３０が装置に取付けられカートリッジ側カップリング３４と装置側カップリング１０１が係合したときに、図３（Ｂ）に示すように、現像ユニット２のトナー落下パイプ２１ａに接続される。
【００４０】
装置に取付けられたトナーカートリッジ３０の搬送スクリュー３２を正方向に回転し、開口３１ａ方向にトナーを搬送すると、トナーはトナー落下パイプ２１ａを介して現像ユニット２に落下する。また、搬送スクリュー３２を逆方向に回転し、開口３１ａに向う方向と反対の方向にトナーを搬送しても、この場合の搬送方向の端部は傾斜面３１ｂであるため、トナーが圧縮固化されることはない。
【００４１】
また、本発明の画像形成装置の一例では、後述のように、トナーカートリッジ３０の取付け時にトナーカートリッジ３０が新品の場合は、搬送スクリュー３２を低速・高トルクで逆回転させることで、搬送スクリュー３２の周囲に固着していたトナーを解して傾斜面３１ｂに向かって搬送する。傾斜面３１ｂ上のトナーは、トナーカートリッジ３０内において傾斜面３１ｂに沿って（例えば、上方向に）押し出される。押し出されたトナーは、搬送スクリュー３２の周りに落下するため、ブロック状に固化していたとしても解すことができる。
【００４２】
本発明の画像形成装置は、トナーカートリッジが新品である場合に、トナー搬送部の搬送スクリュー３２を駆動するモータを通常トナー補給時とは反対方向に回転させ、トナー搬送部を構成する搬送スクリュー駆動機構を通常トナー補給時とは異なるものに切り換え、高トルクで搬送スクリュー３２を回転駆動することにより、トナーを解すことに特徴がある。
そこで、図４及び図５を用いて、搬送スクリュー駆動機構について説明する。図４は、本発明の画像形成装置内に構成される搬送スクリュー駆動機構を説明するための概略図である。図５は、搬送スクリュー駆動機構の装置側の動作を説明するための概略図で、図５（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、通常トナー補給時と高トルク付与時の搬送スクリュー駆動機構の動作を説明するためのものである。
【００４３】
本画像形成装置において、図４に示すように、搬送スクリュー３２は、装置側カップリング１０１などを介して、可逆回転可能な駆動モータ（駆動源）１０２と接続され、図示しない制御手段により制御駆動される。
通常トナー補給時には、搬送スクリュー３２は、駆動モータ１０２により、図の上方から見て時計回りに回転駆動され、トナーを開口（トナー落下口）３１ａ方向に搬送する。一方、トナーカートリッジが新品であるときは、搬送スクリュー３２は、通常トナー補給時より高トルクで、例えば、反時計回りに回転駆動される。
駆動モータ１０２は、例えば、ステッピングモータで構成され、その出力軸には伝達ギアＧ１が固定されている。その伝達ギアＧ１には、伝達ギアＧ２，Ｇ６がそれぞれ噛み合う。
【００４４】
伝達ギアＧ２は、第１の一方向クラッチＣ１を介して、支軸Ｐ１に設けられている。第１の一方向クラッチＣ１は、図の上方から見て反時計回りに駆動モータ１０２が駆動し伝達ギアＧ２が時計回りに駆動されているときに、支軸Ｐ１を従動させる一方で、時計回りに駆動モータ１０２が駆動し伝達ギアＧ２が反時計回りに駆動されているときは、支軸Ｐ１を従動させない。なお、以下で回転方向に関して説明する場合は、図の上方から見たものとして説明する。
支軸Ｐ１には、伝達ギアＧ３が固定されており、この伝達ギアＧ３に噛み合う伝達ギアＧ４は、支軸Ｐ２に固定されている。伝達ギアＧ４は、装置側カップリング１０１が一端に設けられた支軸Ｐ３の他端に固定されている伝達ギアＧ５と噛み合う。
【００４５】
また、伝達ギアＧ６は、第２の一方向クラッチＣ２を介して、支軸Ｐ４に設けられている。第２の一方向クラッチＣ２は、時計回りに駆動モータ１０２が駆動し伝達ギアＧ６が反時計回りに駆動されているときに、支軸Ｐ４を従動させる一方で、反時計回りに駆動モータ１０２が駆動し伝達ギアＧ６が時計周りに駆動されているときは、支軸Ｐ４を従動させない。第２の一方向クラッチＣ２は、第１の一方向クラッチＣ１と回転伝達方向が異なるだけで、同様な寸法・形状を有する。
【００４６】
支軸Ｐ４には、伝達ギアＧ７が固定されており、この伝達ギアＧ７に噛み合うものであって伝達ギアＧ４より歯数の多い伝達ギアＧ８は、支軸Ｐ５に固定されている。伝達ギアＧ６，Ｇ７は、それぞれ伝達ギアＧ２，Ｇ３と同一の形状を有する。支軸Ｐ５には、伝達ギアＧ８の他に、伝達ギアＧ９が固定されている。伝達ギアＧ９は、伝達ギアＧ８より径が小さく、また、例えば、伝達ギアＧ４と同一の形状を有する。この伝達ギアＧ９は、上記伝達ギアＧ５と噛み合う。
【００４７】
また、各種伝達ギアが固定される支軸Ｐ１〜Ｐ５は、それぞれ図示しない軸受け部材を介して装置フレームに回転自在に枢支されている。
【００４８】
このような搬送スクリュー駆動機構では、通常のトナー補給の際は、図５（Ａ）に示すように、駆動モータ１０２の伝達ギアＧ１が実線で示される反時計回りの方向（第１方向）に回転する。このとき、駆動モータ１０２の出力軸に固定されている伝達ギアＧ１が反時計回りに回転することにより、伝達ギアＧ２が時計回りに回転するので、伝達ギアＧ３が、第１の一方向クラッチＣ１を介して、伝達ギアＧ２に従動して時計回りに回転する。そして、伝達ギアＧ３により伝達ギアＧ４が反時計回りに回転し、伝達ギアＧ４により伝達ギアＧ５が時計回りに回転する。
これにより、搬送スクリュー３２（図４参照）が、駆動モータ１０２から伝達された時計回り方向の駆動力により正方向に回転し、トナーカートリッジ３０内のトナーをトナー落下口３１ａに向けて搬送するので、現像ユニット２にトナーを補給することができる。
【００４９】
また、上記の搬送スクリュー駆動機構では、取付けられたトナーカートリッジ３０が新品であるときは、駆動モータ１０２の伝達ギアＧ１が、例えば、通常のトナー補給時と同じ大きさの駆動力及び回転速度で、図５（Ｂ）に示すように、破線で示される時計回りの方向（第２方向）に回転する。このとき、駆動モータ１０２の出力軸の伝達ギアＧ１が時計回りに回転することにより、伝達ギアＧ６が反時計回りに回転するので、伝達ギアＧ７が、第２の一方向クラッチＣ２を介して、伝達ギアＧ７に従動して反時計回りに回転する。この伝達ギアＧ７により、伝達ギアＧ８が時計回りに回転する。
【００５０】
このとき、伝達ギアＧ６、第２の一方向クラッチＣ２及び伝達ギアＧ７が、伝達ギアＧ２、第１の一方向クラッチＣ１及び伝達ギアＧ３と同一・同様の形状を有するため、伝達ギアＧ８には、通常トナー搬送時に伝達ギアＧ４に加わる力と同じ大きさの力が加わっている。また、このとき、伝達ギアＧ８の歯数が伝達ギアＧ４のものより多いため、伝達ギアＧ８は、通常トナー搬送時の伝達ギアＧ４の回転角速度より小さい回転角速度で回転する。
【００５１】
そして、伝達ギアＧ８より径が小さく伝達ギアＧ４と同じ歯数の伝達ギアＧ９が、伝達ギアＧ８と従動し時計回りに回転するので、伝達ギアＧ９と噛み合う伝達ギアＧ５が反時計回りに回転する。
これにより、搬送スクリュー３２（図４参照）が、駆動モータ１０２から伝達された反時計回り方向の駆動力により、通常のトナー補給時に比べて高トルクかつ低速で逆方向に回転するので、トナーカートリッジ３０内のトナーを解すことができる。
【００５２】
本画像形成装置は、通常のトナー補給時のトルク及び回転速度で搬送スクリュー３２が駆動するように、搬送スクリュー３２に駆動力を伝達する第１の駆動力伝達部（第１の変速部）と、通常のトナー補給時のトルクより大きいトルク且つ小さい回転速度で搬送スクリュー３２が駆動するように、搬送スクリュー３２に駆動力を伝達する第２の駆動力伝達部（第２の変速部）とを備える。上述の例では、第１の駆動力伝達部は、伝達ギアＧ４，Ｇ５、支軸Ｐ２，Ｐ３並びに装置側及びカートリッジ側カップリング１０１，３４から成る。また、第２の駆動力伝達部は、伝達ギアＧ８，Ｇ９，Ｇ５、支軸Ｐ５，Ｐ３並びに装置側及びカートリッジ側カップリング１０１，３４から成る。
【００５３】
また、本画像形成装置は、駆動モータの回転方向の切替えにより、上記第１の駆動力伝達部と上記第２の駆動力伝達部とのいずれに、駆動モータからの駆動力を伝達するかを切替える駆動力伝達切替部を備える。上述の例では、駆動力伝達切替部は、伝達ギアＧ２，Ｇ３，Ｇ６，Ｇ７、支軸Ｐ１，Ｐ４並びに第１及び第２の一方向クラッチＣ１，Ｃ２から成る。駆動力伝達切替部は、このように２つの一方向クラッチを含む。駆動力伝達切替部において、駆動モータ１０２が反時計回りに回転したときに第１の一方向クラッチＣ１が駆動力を伝達し、駆動モータ１０２が時計回りに回転したときに第２の一方向クラッチＣ２が駆動力を伝達する。これにより、駆動力伝達切替部は、第１の駆動力伝達部と第２の駆動力伝達部のどちらに駆動力を伝達するかを、駆動モータ１０２の回転方向に応じて切替えることができる。
【００５４】
本発明の画像形成装置は、トナーカートリッジが新品であるか否かを判定する新旧判定部での判定結果に応じて、駆動モータ１０２の回転方向を切替えることにより、上記駆動力伝達部での切替えを行って、新品であった場合に、トナー搬送部を低速・高トルクで駆動する。
なお、トナーカートリッジが新品であるか否かの判定は、例えば、画像形成装置を図１の複合機１００として構成した場合、不図示の表示部に対するユーザの入力に基づいて行ったり、トナーカートリッジ３０の収納部のカバー（扉）が開閉されたかに基づいて行ったりすることができる。
【００５５】
上述のようにして、新品トナーカートリッジか否かを判定する場合、ユーザが誤入力をしたときや同じトナーカートリッジを再設置したときなどに、正しく判定できない場合がある。そのために、本画像形成装置では、以下のようにして、新品トナーカートリッジか否かを判定することができる。
【００５６】
図６及び図７を用いて、本画像形成装置における新品トナーカートリッジ判定構造を説明する。図６は、トナーカートリッジ内の様子を示す図である。図７は、画像形成装置に設けられる新旧検知スイッチと、トナーカートリッジに設けられる、新旧検知スイッチを押下する移動部材とを説明するための図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、新旧検知スイッチが押下されていない状態及び押下されている状態をそれぞれ示している。
【００５７】
トナーカートリッジ３０は、搬送スクリュー３２が延在する方向に移動することにより、後述の新旧検知スイッチを押下することができる移動部材３６を有する。この移動部材３６は、搬送スクリュー３２が逆方向に低速・高トルクで回転したときに、新旧検知スイッチを押下するように移動するようになっている。
【００５８】
搬送スクリュー３２には、上述のように、カートリッジ側カップリングと共に伝達ギア３５が固定されている。この伝達ギア３５が、不図示の支軸に固定されている伝達ギアＧ１０に噛み合い、伝達ギアＧ１０が不図示の支軸に固定されている伝達ギアＧ１１に噛み合う。これら伝達ギアＧ１０，Ｇ１１が固定されている支軸は、回転可能にトナーカートリッジ３０に支持されている。伝達ギアＧ１１は、弾性シート３３ｂが取り付けられた弾性シート回転軸３３ａに固定されている伝達ギアＧ１２に噛み合うと共に、移動部材３６に固定されている伝達ギアＧ１３に噛み合う。移動部材３６には、その軸にネジ山が設けられ、そのネジ山がトナーカートリッジ３０の筐体の一部と螺合している。このネジ山により、移動部材３６は、時計回りに回転したときに、トナーカートリッジから突出するようになっている。なお、伝達ギア３５，Ｇ１０〜Ｇ１３はトナーカートリッジ３０のトナー容器３１（図２参照）内部に設けられる。
【００５９】
画像形成装置の新旧判定部は、新旧検知スイッチが移動部材３６により押下されているかどうかに応じて、トナーカートリッジ３０の新旧を判定する。
【００６０】
図７（Ａ）に示すように、画像形成装置に設けられる新旧検知スイッチ３６を移動部材３６が押下していないとき、新旧判定部は、トナーカートリッジ３０が新品であると判定する。このとき、固化しているトナーを解すために、搬送スクリュー３２が低速・高トルクで逆方向に回転するように、駆動源の回転方向が選択され（切替えられ）、カートリッジ側カップリング３４（図６参照）が反時計回りに回転させられる。それに伴い、伝達ギア３５が反時計回りに回転する。そして、伝達ギアＧ１０が時計周りに回転し、伝達ギアＧ１１が反時計回りに回転し、伝達ギアＧ１３すなわち移動部材３６が時計回りに回転する。これにより、初期状態（新品状態）にあった移動部材３６は、ネジ回転して図面上方向に移動し、図７（Ｂ）に示すように、装置本体に取付けられた新旧検知スイッチ１０３を押す状態（旧品状態）になる。
【００６１】
新旧検知スイッチ１０３を押すことで、トナーカートリッジ３０は、旧品を示す状態となる。
いったん旧品状態の位置に移動した移動部材３６は、弾性部材（バネ）３７による弾性力で再び新品状態の位置に戻ることはない。また、移動部材３６のネジ山は軸の途中までしか形成されておらず、旧品状態に移動した状態では、移動部材３６のネジ山が形成されていない領域まで移動しているので、移動部材３６の伝達ギアＧ１１が回転しても軸方向に移動することはない。
【００６２】
これにより、搬送スクリュー３２（図６参照）が正方向に回転することにより、伝達ギアＧ１１が時計回りに回転し、伝達ギアＧ１２が反時計回りに回転すること、すなわち、トナー攪拌‐搬送ユニット３３の弾性シート３３ｂ（図６参照）が搬送スクリュー方向にトナーを移動することが、妨げられるのを防ぐことができる。
【００６３】
図８及び図９を用い図２を参照して、本画像形成装置におけるトナー補給処理について説明する。図８は、本発明の画像形成装置の一構成例のブロック図である。図９は、本画像形成装置におけるトナーカートリッジを交換した際の処理について説明するためのフローチャートである。
【００６４】
本画像形成装置は、例えば、図１の複合機として構成されるものであり、図８に示すように、トナーカートリッジ３０の新旧を判定するための新旧検知スイッチ１０３を、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ごとに備える。また、本画像形成装置は色毎に、現像ユニット２の現像室２１ｂ内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としてトナー濃度センサ２５を備え、また、トナーカートリッジ３０内のトナーを現像ユニット２に補給するための搬送スクリュー３２を駆動する駆動源として駆動モータ（トナー補給モータ）１０２を備える。
【００６５】
本画像形成装置は、本画像形成装置における処理を制御するための制御部１０４を備える。制御部１０４は、トナー濃度センサ、新旧検知スイッチの検知結果により駆動モータを制御するものであり、特に、新旧検知スイッチと共に上記新旧判定部を構成する。制御部１０４は、例えば、マイクロコンピュータとそのマイクロコンピュータが実行する処理の手順である制御プログラムを格納するＲＯＭ、作業用のワークエリアを提供するＲＡＭ、制御に必要なデータをバックアップして保持する不揮発性メモリ、センサやスイッチからの入力信号が接続され、入力バッファやＡ／Ｄ変換回路を含む入力回路、モータやソレノイド、ランプなどの負荷を駆動するためのドライバを含む出力回路などから構成される。
【００６６】
本画像形成装置は、装置内部を覆う図示しない前面カバーを開閉したことを、図示しない開閉検知スイッチで検知した時に、各色で共通の図９のフローに基づく処理をスタートする。本画像形成装置の制御部１０４は、開けられていた前面カバーが閉じられた時、トナーカートリッジ３０がセットされていた場合に、新旧検知スイッチ１０３がオンかオフか（押下されていないか押下されているか）をチェックし、セットされているトナーカートリッジ３０が新品であるかを判定する（ステップＳ１）。新旧検知スイッチ１０３がオフの場合すなわち新品トナーカートリッジであった場合（ステップＳ１、ＹＥＳ）、トナー補給モータ１０２を第２方向（時計回り）に一定時間回転運動し、搬送スクリュー３２を低速・高トルクで逆方向に駆動してトナーを解す（ステップＳ３）。
【００６７】
次に、トナー濃度センサ２５の出力を確認し（ステップＳ２）、トナー濃度が所定値より低ければ（ステップＳ２、ＹＥＳ）、トナー補給モータ１０２を第１方向（反時計回りに）に一定時間回転駆動して、搬送スクリュー３２を正方向に駆動して現像ユニット２にトナーを補給する（ステップＳ４）。これをトナー濃度が所定値より高くなるまで繰り返し、ステップＳ２においてトナー濃度が所定値より高いと判定された場合（ＮＯの場合）に、補給動作を停止する。
【００６８】
なお、セットされているトナーカートリッジ３０が新品でなかった場合（ステップＳ１、ＮＯの場合）は、ステップ２に移行して、トナー濃度が所定値より高くなるまで補給動作を行う。
【００６９】
制御部１０４は、画像形成動作の停止時間を図示しないタイマにより計測して、停止時間以上停止していた場合、トナー補給モータ１０２を第２方向に回転させるように制御して、上述の第２の駆動力伝達部を介して、搬送スクリュー３２を駆動するよう制御してもよい。この場合、画像形成動作が開始したらタイマをリセットするとともに、停止時間の累計を制御部１０４で検知し、累計時間が所定時間を過ぎたら駆動するよう制御すればよい。タイマは画像形成装置が停止中の時間、ずっとカウントを続けるので、タイマのカウント時間を判定するだけでよい。このように制御することで、画像形成動作が無い状態が長時間継続したときにトナーが再度固化してトナー搬送不良が生じることを防止できる。
【００７０】
上述の例では、新品トナーカートリッジに交換された場合に、搬送スクリュー３２を逆方向に回転するようにしていたが、以下の回転方向変換部を備えるように画像形成装置を構成し、新しいものに交換された場合であっても、搬送スクリュー３２を正方向に回転するようにしてもよい。
図１０は、新品トナーカートリッジに交換された場合に搬送スクリュー３２を正方向に回転するための回転方向変換部を説明するための図である。なお、図４及び図５と同様の構成部品には、同じ符号を付すことでその説明を省略する。
【００７１】
回転方向変換部は、トナー搬送部の回転方向を変換するためのものであり、図１０の例では、伝達ギアＧ１４が該当する。伝達ギアＧ１４は、伝達ギアＧ９，Ｇ５に噛み合い、また、支軸Ｐ６に固定されている。支軸Ｐ６は、画像形成装置に対して回転可能に設けられている。
これにより、搬送スクリュー３２を低速・高トルクで駆動するために駆動源が時計回り（第２方向）に回転していても、時計回りに回転する伝達ギアＧ９により、伝達ギアＧ１４が反時計回り（第１方向）に回転し、この伝達ギアＧ１４により伝達ギアＧ５が時計回りに回転するので、搬送スクリュー３２の回転方向は、駆動源が反時計回り（第１方向）で回転しているときと同じ回転方向にすることができる。このことにより、トナーを解しながらトナー補給動作が実施できる。つまり、ギアを１つ増やすことでトナー補給時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る画像形成装置が適用されるデジタルカラー複合機の構成の一例を示す図である。
【図２】図１の複合機１００のトナー補給機構の構成を簡略化して示す断面図である。
【図３】図１の複合機１００におけるトナー補給機構を図２のＡ方向から見た断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置内に構成される搬送スクリュー駆動機構を説明するための概略図である。
【図５】本発明の画像形成装置内に構成される搬送スクリュー駆動機構の装置側の動作を説明するための概略図である。
【図６】トナーカートリッジ内の様子を示す概略図である。
【図７】新旧検知スイッチと移動部材とを説明するための概略図である。
【図８】本発明の画像形成装置の一構成例のブロック図である。
【図９】本発明の画像形成装置におけるトナーカートリッジを交換した際の処理について説明するためのフローチャートである。
【図１０】新品トナーカートリッジに交換された場合に搬送スクリューを正方向に回転するための回転方向変換部を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…露光ユニット、３…感光体ドラム、４…クリーナユニット、５…帯電器、６…中間転写ベルトユニット、７…定着ユニット、２１…現像剤容器、２１ａ…トナー落下パイプ、２１ｂ…現像室、２１ｃ…開口、２２…現像ローラ、２３…規制部材、２４…攪拌ローラ、２５…トナー濃度センサ、３０…トナーカートリッジ、３１…トナー容器、３１ａ…トナー落下口（開口）、３１ｂ…傾斜面、３２…搬送スクリュー、３３…搬送ユニット、３３ａ…弾性シート回転軸、３３ｂ…弾性シート、３４…カートリッジ側カップリング、３４ａ…凹部、３５…伝達ギア、３６…移動部材、１００…複合機、１０１…装置側カップリング、１０１ａ…突起、１０２…駆動モータ（トナー補給モータ）、１０３…新旧検知スイッチ、１０４…制御部、１１０…装置本体、１２０…自動原稿処理装置、Ｃ１…第１の一方向クラッチ、Ｃ２…第２の一方向クラッチ、Ｇ１〜Ｇ１４…伝達ギア、Ｐ１〜Ｐ５…支軸。
【図１】
0004859139.tif 000002
【図２】
0004859139.tif 000003
【図３】
0004859139.tif 000004
【図４】
0004859139.tif 000005
【図５】
0004859139.tif 000006
【図６】
0004859139.tif 000007
【図７】
0004859139.tif 000008
【図８】
0004859139.tif 000009
【図９】
0004859139.tif 000010
【図１０】
0004859139.tif 000011