JP2017102344A

JP2017102344A - 画像形成装置

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Publication number: JP2017102344A
Application number: JP2015236888A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　慎也; Shinya Suzuki; 慎也鈴木; 浩司重廣; Koji Shigehiro
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2017-06-08

Abstract

【課題】共通の駆動源により複数の現像装置への現像剤の供給を択一的に切り替えて行う構成において、単位時間当たりの供給量を多くし過ぎることなく、十分な量を供給することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１、現像装置４、現像装置４に供給する現像剤を排出する供給手段６３、及び供給手段６３と現像装置４との間に設けられ供給手段６３によって排出された現像剤が通る搬送部１５を各々が備えた第１、第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂと、第１、第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂの供給手段６３ａ、６３ｂを駆動する共通の駆動源を備え、供給手段６３ａ、６３ｂを択一的に切り替えて駆動する駆動部７０と、を有し、被転写体１１の移動方向において第１の画像形成部Ｐａは第２の画像形成部Ｐｂより上流に配置されている画像形成装置１００は、供給手段６３ａ、６３ｂによって排出された現像剤が搬送部１５ａ、１５ｂを通って現像装置４ａ、４ｂに到達するまでにかかる時間が、第１の画像形成部Ｐａの方が第２の画像形成部Ｐｂよりも長い構成とする。【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などを利用した画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式や静電記録方式などを利用した画像形成装置では、感光体（電子写真感光体）や静電記録誘電体などとされる像担持体に形成された静電潜像（静電像）が、現像装置によって現像剤を用いて現像（可視化）される。現像装置においては、現像により現像剤が消費されるので、現像剤が適宜補給される。

特に、現像剤としてトナーとキャリアとを混合した二成分現像剤を用いる現像装置では、画像不良の防止や画像濃度の安定化のために、現像装置内の現像剤のトナーとキャリアの混合比であるトナー濃度を所定の範囲内に保つことが重要である。以下、二成分現像剤を用いる現像装置を例に更に説明する。

二成分現像剤を用いる現像装置では、現像によりトナーが消費されるのに応じて、トナーを収容する収容部（補給容器）から現像装置へトナーの補給が行われ、トナー濃度の安定化が図られている。収容部から現像装置へのトナーの補給は、補給部材を駆動して行うものが多く、補給部材としてはスクリュー形状の部材やパドル形状の部材などが用いられる。

現像装置内に補給されたトナーは、現像装置内に設けられた撹拌スクリューなどの撹拌部材により、現像装置内に収容されている二成分現像剤と共に撹拌され、これによりトナーの所望の帯電量が得られるようになっている。

ここで、像担持体と現像装置とを各々が備えた画像形成部を複数有し、複数色のトナー像を被転写体上で重ね合わせるタンデム型の画像形成装置は、複数の現像装置及び収容部を有している。各現像装置に撹拌部材が設けられ、各収容部には補給部材が設けられている。そして、画像形成装置には、これらの部材を駆動するためのモータなどの駆動源が設けられている。各現像装置から消費されるトナーの量は、画像形成装置で出力される画像により異なるので、各現像装置へ補給されるトナーの量もそれぞれ異なり、各補給部材の駆動時間はそれぞれ制御される。

このとき、低コスト化や省スペース化を図るために、複数の補給部材を共通の駆動源により駆動する構成がある（特許文献１、２）。特許文献１、２に記載の構成では、共通の駆動源からの駆動力を２つの補給部材に択一的に切り替えて伝達し、２つの現像装置へ適宜トナーを補給している。

特開２００６−２０１３１４号公報実用新案登録第３０６０５６２号公報

ところで、現像装置へのトナーの補給は、現像装置内の撹拌部材が駆動されているときに行うことが好ましい。これは、次のような理由による。

現像装置内では、一般に複数の撹拌部材により二成分現像剤が循環搬送されながら撹拌されている。そして、現像装置内の現像剤の循環経路の一部に対向して設けられた補給口から現像装置内にトナーが補給される。現像装置内の撹拌部材の駆動が停止されているときに補給口から現像装置内にトナーが補給されると、補給口の付近の一部の二成分現像剤に対してのみトナーが補給されることになる。そして、このときに補給されるトナーの量が多い場合には、一部の二成分現像剤のトナー濃度が高くなり過ぎ、トナーの帯電量が低くなり過ぎて、トナーの飛散やカブリ（非画像部にトナーが付着する現象）といった問題が発生することがある。

また、例えば現像装置が画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な場合などに、現像装置を装置本体から取り出した状態で現像装置から現像剤が漏れ出ないように、補給口にシャッターが設けられることがある。このような現像装置において、撹拌部材の駆動が停止されている状態で補給口から現像装置内にトナーが補給されると、補給口の付近にトナーが山状に積っているときに現像装置の取り出しが行われることがある。そして、この場合に、トナーをシャッターで挟み込んで、トナーの凝集塊ができたり、トナーが現像装置から溢れたりすることがある。

上述のような理由から、現像装置へのトナーの補給は、現像装置内の撹拌部材が駆動されているときに行うことが好ましい。複数の画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置では、各画像形成部の各現像装置の撹拌部材の駆動も略同時進行で行われる。そのため、上記特許文献１、２に記載の構成のように共通の駆動源で２つの補給部材を適宜切り替えて駆動する場合には、１つの現像装置へのトナーの補給に費やせる時間が短いという問題がある。１つの画像形成部の補給部材を駆動しているときには他の画像形成部の補給部材を駆動することができず、略同時進行で行われる各現像装置内の撹拌部材の駆動期間中に２つの補給部材を駆動する時間を分配する必要があるためである。

トナーの補給に費やせる時間が短いと、高画像比率の画像出力を行うときなど、現像装置から多量のトナーを消費するときの二成分現像剤のトナー濃度の低下を抑制するために、単位時間当たりのトナーの補給量を増やすことが必要になる場合がある。その場合、現像装置内を循環搬送されている二成分現像剤の一部のトナー濃度が局所的に高くなり、トナーの帯電量が低くなって、トナーの飛散やカブリといった問題が発生することがある。逆に、単位時間当たりのトナーの補給量を増やさなければ、高画像比率の画像出力が続いた場合に、現像装置へのトナーの補給が間に合わず、二成分現像剤のトナー濃度が低下し、画像濃度の低下やキャリア付着といった問題が発生することがある。

また、高画像比率の画像出力を行わない場合でも、所定量のトナーを現像装置に補給するにあたって、次のようなことが言える。つまり、単位時間当たりのトナーの補給量を多くして短い時間で補給する場合の方が、その逆の場合よりも、現像装置内の二成分現像剤の局所的なトナー濃度ムラが発生しやすく、濃度変動に対して不利である。

したがって、本発明の目的は、共通の駆動源により複数の現像装置への現像剤の供給を択一的に切り替えて行う構成において、単位時間当たりの供給量を多くし過ぎることなく、十分な量を供給することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体、前記像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像装置、前記現像装置に供給する現像剤を排出する供給手段、及び前記供給手段と前記現像装置との間に設けられ前記供給手段によって排出された現像剤が通る搬送部を各々が備えた第１、第２の画像形成部と、前記第１、第２の画像形成部の前記供給手段を駆動する共通の駆動源を備え、前記第１、第２の画像形成部の前記供給手段を択一的に切り替えて駆動する駆動部と、を有し、前記第１、第２の画像形成部の前記像担持体から現像剤で形成された画像が転写される被転写体の移動方向において、前記第１の画像形成部は前記第２の画像形成部より上流に配置されている画像形成装置において、前記供給手段によって排出された現像剤が前記搬送部を通って前記現像装置に到達するまでにかかる時間は、前記第１の画像形成部の方が前記第２の画像形成部よりも長いことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、共通の駆動源により複数の現像装置への現像剤の供給を択一的に切り替えて行う構成において、単位時間当たりの供給量を多くし過ぎることなく、十分な量を供給することができる。

画像形成装置の概略断面図である。画像形成部の概略断面図である。現像装置及び補給装置の概略断面図である。補給スクリューの駆動機構の概略正面図である。補給スクリューの駆動機構の他の例の概略正面図である。搬送部の模式的な斜視図及び断面図である。トナー補給制御の概略制御態様を示すブロック図である。トナー補給制御の概略制御態様を示すブロック図である。トナー補給動作のタイミングチャート図である。比較例におけるトナー補給動作のタイミングチャート図である。画像形成装置の他の例の概略断面図である。搬送部の他の例の模式的な斜視図及び断面図である。搬送部の更に他の例の模式的な断面図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用してフルカラー画像を形成することのできる、中間転写方式を採用したタンデム型の複合機である。この画像形成装置１００は、複写機、プリンター、ファクシミリ装置の機能を兼ね備えている。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有する。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、被転写体としての後述する中間転写ベルト１１の移動方向（画像送り方向）に沿って直列に並んで配置されている。

なお、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに設けられた同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに対応する要素であることを表す符号の末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明することがある。また、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄのそれぞれに対応する要素を、語頭にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して区別することがある。本実施例では、各画像形成部Ｐでは、接触帯電方式、二成分接触現像方式が採用されている。

画像形成部Ｐは、像担持体としての回転可能なドラム型（円筒形）の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。画像形成部Ｐにおいて、感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各機器が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ７が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置５が配置されている。また、画像形成部Ｐには、現像装置４に現像剤を補給する補給装置６が設けられている。露光装置３は、各画像形成部Ｐの感光ドラム１を露光できるように１つのユニットとして構成されていてもよい。

回転する感光ドラム１の表面は、感光ドラム１に接触して配置された帯電ローラ２に所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加されることによって、所定の極性（本実施例では負極性）に一様に帯電される。帯電された感光ドラム１の表面は、露光装置３によって画像信号に応じて走査露光される。露光装置３は、光源装置、ポリゴンミラー、結像レンズなどを有して構成される。露光装置３は、光源装置から発せられたレーザ光を、回転するポリゴンミラーによって走査し、その走査光の光束を複数の反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム１の母線上に集光して露光する。これにより、感光ドラム１上に画像信号に応じた静電潜像（静電像）が形成される。

感光ドラム１上に形成された静電像は、現像装置４によってトナー像として現像（可視化）される。現像装置４には、非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とが所定の混合比で混合された二成分現像剤が所定量充填されている。また、補給装置６には、現像装置４に補給する現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）が充填されており、現像装置４内からのトナーの使用量に応じて補給装置６から現像装置４へのトナーの補給が行なわれる。第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの現像装置４ａ〜４ｄ、補給装置６ａ〜６ｄには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが充填されている。本実施例では、現像装置４は、反転現像方式により静電潜像を現像する。つまり、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する。現像装置４及び補給装置６については、後述して更に詳しく説明する。

各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄと対向するように、回転可能（移動可能）な中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト１１が配置されている。中間転写ベルト１１は、複数の支持部材（張架ローラ）に掛け回されて張架されており、該支持部材のうち１つである駆動ローラが回転駆動されることによって、図中矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転（周回移動）する。中間転写ベルト１１の内周面側において、各感光ドラム１に対応する位置に、上述の各一次転写ローラ７が配置されている。一次転写ローラ７は、中間転写ベルト１１を介して感光ドラム１に向けて押圧（付勢）され、感光ドラム１と中間転写ベルト１１とが接触する一次転写部Ｎ１が形成される。中間転写ベルト１１の外周面側において、上記支持部材のうちの１つである二次転写対向ローラに対応する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ１２が配置されている。二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１を介して上記二次転写対向ローラに向けて押圧（付勢）され、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１２とが接触する二次転写部Ｎ２が形成される。

上述のようにして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、一次転写ローラ７の作用により中間転写ベルト１１上に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ７には、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト１１上に重ね合わせるようにして順次転写される。

中間転写ベルト１１上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ１２の作用により、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１２とに挟持されて搬送される記録用紙などの転写材（記録材、シート）Ｓ上に転写（二次転写）される。転写材Ｓは転写材カセット１４に収容されており、中間転写ベルト１１上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｎ２へ搬送される。

トナー像が転写された転写材Ｓは、定着手段としての定着装置９に搬送されて、定着装置９により加熱及び加圧されることによりその上にトナー像が定着（固着）された後に、記録画像として画像形成装置１００の装置本体の外部に排出（出力）される。

一方、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留した一次転写残トナーやカブリトナーは、ドラムクリーニング装置５によって感光ドラム１上から除去されて回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト１１上に残留した二次転写残トナーやカブリトナーは、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１３によって中間転写ベルト１１上から除去されて回収される。

２．現像装置及び補給装置
次に、本実施例における現像装置４及び補給装置６について更に詳しく説明する。図２は、画像形成装置１００の正面（図１の紙面手前側）から見た第２の画像形成部Ｐｂの概略断面図である。図３は、画像形成装置１００の左側面（図１の左側）から見た第２の画像形成部Ｐｂの現像装置４ｂ及び補給装置６ｂの概略断面図である。ここでは、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを代表して、第２の画像形成部Ｐｂの現像装置４ｂ及び補給装置６ｂについて説明するが、他の画像形成部Ｐａ、Ｐｃ、Ｐｄについても同様の構成である。また、ここでは、「上方」、「下方」とは、重力方向（鉛直方向）における上方、下方を意味するが、直上、直下のみを意味するものではなく、対象とする要素又は位置を通る水平面よりも上側、下側も含むものである。

図２及び図３に示すように、現像装置４ｂは、二成分現像剤Ｄを収容した現像容器４０ｂを有する。現像容器（現像装置本体）４０ｂには、その感光ドラム１ｂと対向する開口部から一部露出するようにして、現像剤担持体としての現像スリーブ４１ｂが回転可能に配置されている。現像スリーブ４１ｂは、感光ドラム１ｂと所定距離をあけて配置されている。また、現像スリーブ４１ｂの中空部には、磁界発生手段としてのマグネットローラ４２ｂが、現像容器４０ｂに対し固定して配置されている。現像スリーブ４１ｂは、感光ドラム１ｂと現像スリーブ４１ｂとの対向部で感光ドラム１ｂと現像スリーブ４１ｂのそれぞれの表面の移動方向が逆方向となるように図中矢印Ｒ３方向（反時計回り）に回転駆動される（カウンター現像方式）。

現像容器４０ｂの内部には、二成分現像剤Ｄを撹拌しつつ搬送する撹拌搬送手段として、撹拌搬送部材（搬送部材）である第１、第２の現像スクリュー４３ｂ、４４ｂが回転可能に配置されている。現像容器４０ｂの内部は、隔壁４５ｂによって、現像スリーブ４１ｂの長手方向（回転軸線方向）に沿って現像スリーブ４１ｂ側の現像室４０Ａｂと、その反対側の撹拌室４０Ｂｂと、に区画されている。現像室４０Ａｂ内に第１の現像スクリュー４３ｂが配置され、撹拌室４０Ｂｂ内に第２の現像スクリュー４４ｂが配置されている。隔壁４５ｂの長手方向の両端部は、現像容器４０ｂの内壁までは達しておらず、該隔壁４５ｂの両端部に、現像室４０Ａｂと撹拌室４０Ｂｂとの間での二成分現像剤Ｄの通過を許す連通部が形成されている。第１の現像スクリュー４３ｂと第２の現像スクリュー４４ｂとは、それぞれの長手方向（回転軸線方向）に沿って互いに逆方向に二成分現像剤Ｄを搬送する。第１、第２の現像スクリュー４３ｂ、４４ｂが回転駆動されることで、二成分現像剤Ｄが現像容器４０ｂ内を循環して搬送される。現像容器４０ｂ内の二成分現像剤Ｄは、マグネットローラ４２ｂの生成する磁界の作用により現像スリーブ４１ｂ上に磁気拘束されて担持される。

現像スリーブ４１ｂと、第１の現像スクリュー４３ｂと、第２の現像スクリュー４４ｂとは、ギアにより連結されており、共通の駆動源としての現像モータ５０ｂにより同期して駆動される。

現像容器４０ｂには、現像スリーブ４１ｂと感光ドラム１ｂとの対向部よりも現像スリーブ４１ｂの回転方向において上流側で現像スリーブ４１ｂに対向するように、現像剤規制部材としての規制ブレード４６ｂが配置されている。規制ブレード４６ｂは、現像スリーブ４１ｂの表面に担持される二成分現像剤Ｄの量（層厚）を規制して、現像スリーブ４１ｂ上に二成分現像剤Ｄの薄層を形成する。現像スリーブ４１ｂ上に形成された二成分現像剤Ｄの薄層から、静電潜像に応じて感光ドラム１ｂにトナーが転移し、静電潜像がトナー像（現像剤像）として現像される。

また、現像容器４０ｂには、撹拌室４０Ｂｂ内の第２の現像スクリュー４４ｂに対向して、二成分現像剤Ｄのキャリアとトナーとの混合比であるトナー濃度を測定するトナー濃度検出手段としてのトナー濃度センサ４７ｂが配置されている。本実施例では、トナー濃度センサ４７ｂは、二成分現像剤Ｄの透磁率を検出することによりトナー濃度を検出するインダクタンスセンサである。なお、トナー濃度センサ４７ｂは、インダクタンスセンサに限定されるものではなく、例えば二成分現像剤Ｄに参照光を照射して現像剤からの反射光出力の大きさからトナー濃度を検出する光濃度センサなどを使用しても構わない。

さらに、現像容器４０ｂには、撹拌室４０Ｂｂ内の第２の現像スクリュー４４ｂの上方に、補給装置６ｂから補給されるトナーの通過を許す開口部である補給口４８ｂが形成されている。そして、現像容器４０ｂには、この補給口４８ｂを開閉するシャッター４９ｂが設けられている。シャッター４９ｂは、現像装置４ｂが後述する搬送部１５ｂから取り外される際に補給口４８ｂを閉鎖し、取り付けられる際に補給口４８ｂを開放する。

本実施例では、現像スリーブ４１ｂ、第１、第２の現像スクリュー４３ｂ、４４ｂなどを備えた現像容器４０ｂ、及び現像スリーブ４１ｂなどに駆動を伝達するギアの一部は、一体的に画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能とされている。

図２及び図３に示すように、現像装置４ｂの上方に、現像装置４ｂにトナーを補給（供給）する補給装置（供給装置）６ｂが配置されている。補給装置６ｂは、現像装置４ｂに補給するトナーＴを収容する収容部（補給容器）６０ｂを有する。収容部６０ｂは、収納室６０Ａｂと、収納室６０Ａｂの下方に配置された補給室６０Ｂｂと、を有する。収納室６０Ａｂと補給室６０Ｂｂとは、収納室６０Ａｂの底部に設けられた開口部である連通口６２ｂによって連通されている。

収納室６０Ａｂの内部には、撹拌手段としての撹拌翼６１ｂが配置されている。本実施例では、撹拌翼６１ｂは、回転軸と、この回転軸に取り付けられた厚さ３００μｍのＰＥＴ製のシートと、を有して構成されている。この撹拌翼６１ｂが回転駆動されることによって、収納室６０Ａｂ内のトナーＴが撹拌されてその沈降やブロッキングが抑制されると共に、連通口６２ｂから下方の補給室６０ＢｂへトナーＴが搬送される。

補給室６０Ｂｂの内部には、供給手段としての供給部材（補給部材）である補給スクリュー６３ｂが回転可能に配置されている。補給スクリュー６３ｂが回転駆動されることによって、補給室６０Ｂｂ内のトナーＴは、補給室６０Ｂｂに底部に設けられた開口部である排出口６４ｂまで搬送される。なお、現像装置４に供給する現像剤を排出する供給手段は、スクリューに限定されるものではなく、例えば撹拌翼、ベルトコンベアなどの、他の形態のものであってもよい。

また、図２及び図３に示すように、補給装置６ｂの排出口６４ｂと現像装置４ｂの補給口４８ｂとを連結するように、搬送部１５ｂが設けられている。上述のようにして補給装置６ｂの補給室６０Ｂｂ内を補給スクリュー６３ｂによって搬送されて排出口６４ｂを通過したトナーＴは、搬送部１５ｂの内部を自重により落下し、補給口４８ｂを通過して、現像装置４ｂ内の二成分現像剤Ｄに補給される。搬送部１５ｂについては後述して更に詳しく説明する。

撹拌翼６１ｂと、補給スクリュー６３ｂとは、ギアにより連結されており、共通の駆動源としての後述する第１の補給モータ６５により同期して駆動される。つまり、現像装置４ｂへのトナーＴの補給のために補給スクリュー６３ｂが補給モータ６５により駆動されると、撹拌翼６１ｂも同期して駆動されて、収納室６０Ａｂ内のトナーＴの撹拌及び搬送が行われる。

本実施例では、撹拌翼６１ｂや補給スクリュー６３ｂを備えた収容部６０ｂ、及び後述する撹拌翼６１ｂや補給スクリュー６３ｂに駆動を伝達するギアの一部は、一体的に画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能なトナーカートリッジを構成している。

３．補給装置の駆動機構
次に、補給装置６の駆動機構について説明する。図４は、第１、第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂの補給装置６ａ、６ｂの駆動部としての駆動機構７０を画像形成装置本体１００の背面（図１の紙面奥側）から見た概略正面図である。

本実施例では、共通の駆動源としての第１の補給モータ６５によって、第１の画像形成部Ｐａの補給スクリュー（Ｙ補給スクリュー）６３ａと、第２の画像形成部Ｐｂの補給スクリュー（Ｍ補給スクリュー）６３ｂと、が駆動される。また、第１の補給モータ６５の回転方向が切り換えられることによって、Ｙ補給スクリュー６３ａ又はＭ補給スクリュー６３ｂのいずれか一方が択一的に駆動される。同様に、本実施例では、共通の駆動源としての第２の補給モータ６６（図７参照）によって、第３の画像形成部Ｐｃの補給スクリュー（Ｃ補給スクリュー）６３ｃと、第４の画像形成部Ｐｄの補給スクリュー（Ｋ補給スクリュー）６３ｄと、が駆動される。また、第２の補給モータ６６の回転方向が切り替えられることによって、Ｃ補給スクリュー６３ｃ又はＫ補給スクリュー６３ｄのいずれか一方が択一的に駆動される。ここでは、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを代表して、第１、第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂの補給装置６ａ、６ｂの駆動機構７０について説明するが、第３、第４の画像形成部Ｐｃ、Ｐｄの駆動機構７０についても同様の構成である。

図４に示すように、第１の補給モータ６５の回転軸７１にはモータギア７２が固着されている。また、Ｙ補給スクリュー６３ａの回転軸７３には第１の駆動ギア７４が固着され、Ｍ補給スクリュー６３ｂの回転軸７５には第２の駆動ギア７６が固着されている。そして、モータギア７２から複数のギアを介して第１の駆動ギア７４と第２の駆動ギア７６とに駆動力が伝達される。

モータギア７２から第１の駆動ギア７４へは、第１の伝達ギア７７、第２の伝達ギア７８及び第１のクラッチ接続ギア７９を介して、駆動力が伝達される。第１の伝達ギア７７は、モータギア７２と噛み合わされている。また、第２の伝達ギア７８は、第１の伝達ギア７７と噛み合わされている。第１のクラッチ接続ギア７９は、第２の伝達ギア７８と同軸上で第１のワンウェイクラッチ９１を介して接続されている。第１のワンウェイクラッチ９１は、一方向の回転方向にのみ回転駆動力を伝達することができ、Ｙ補給スクリュー６３ａを、トナーを排出口６４ａから排出する方向（図４では時計回り）に回転させる方向にのみ回転駆動力を伝達する。

一方、モータギア７２から第２の駆動ギア７６へは、第３の伝達ギア８０、第４の伝達ギア８１、第５の伝達ギア８２、第２のクラッチ接続ギア８３を介して、駆動力が伝達される。第３の伝達ギア８０は、モータギア７２と噛み合わされている。第４の伝達ギア８１は、第３の伝達ギア８０と噛み合わされている。第５の伝達ギア８２は、第４の伝達ギア８１と噛み合わされている。第２のクラッチ接続ギア８３は、第５の伝達ギア８２と同軸上で第２のワンウェイクラッチ９２を介して接続されている。第２のワンウェイクラッチ９２は、第１のワンウェイクラッチ９１と同じ方向に回転駆動力を伝達するものである。つまり、Ｍ補給スクリュー６３ｂを、トナーを排出口６４ｂから排出する方向（図４では時計回り）に回転させる方向にのみ回転駆動力を伝達する。しかし、モータギア７２から第２のクラッチ接続ギア８３に回転駆動力が伝達されるまでの伝達ギアの数が、モータギア７２から第１のクラッチ接続ギア７９に回転駆動力が伝達されるまでの伝達ギアの数よりも１つ多くなっている。そのため、補給モータ６５が一方へ回転したときに第１のクラッチ接続ギア７９の支持軸８４と第２のクラッチ接続ギア８３の支持軸８５に伝達される回転駆動力の方向は逆方向となる。

したがって、補給モータ６５が図４で反時計回りに回転駆動されたときには、Ｙ補給スクリュー６３ａのみに回転駆動力が伝達され、Ｍ補給スクリュー６３ｂへは第２のワンウェイクラッチ９２によって回転駆動力の伝達が遮断される。また、補給モータ６５が逆方向、つまり図４で時計回りに回転駆動されたときには、Ｍ補給スクリュー６３ｂのみに回転駆動力が伝達され、Ｙ補給スクリュー６３ａへは第１のワンウェイクラッチ９１によって回転駆動力の伝達が遮断される。

なお、補給装置６の駆動機構７０は、上記ワンウェイクラッチを用いるものに限定されるものではない。補給装置６の駆動機構７０は、共通の補給モータ６５からの回転駆動力を複数の補給スクリュー６３のいずれか１つに択一的に切り替えて伝達できる機構であればよい。例えば、図５に示すように、補給モータ６５の回転方向が変更されることによって噛み合わされる伝達ギアが切り換えられる揺動ギア８６を用いるものであってもよい。この駆動機構７０では、モータギア７２に噛み合わされた揺動ギア８６が、補給モータ６５の回転方向に応じて移動し、２つの伝達ギア８７、８８のいずれかと噛み合わされる。つまり、モータギア７２が図５で反時計回りに回転駆動されるときには、揺動ギア８６が図５で右方に移動して伝達ギア８７と噛み合わされ、伝達ギア９３を介して第１の駆動ギア７４に駆動力が伝達されて、Ｙ補給スクリュー６３ａが回転駆動される。一方、モータギア７２が図５で時計回りに回転駆動されるときには、揺動ギア８６が図５で左方に移動して伝達ギア８８と噛み合わされ、伝達ギア８９、９４を介して第２の駆動ギア７５に駆動力が伝達されて、Ｍ補給スクリュー６３ｂが回転駆動される。

４．搬送部
図６は、本実施例における補給装置６と現像装置４とを連結する搬送部１５を示す模式図である。図６（ａ）は、第１、第３の画像形成部Ｐａ、Ｐｃの搬送部（Ｙ搬送部、Ｍ搬送部）１５ａ、１５ｃを示し、図６（ｂ）は、第２、第４の画像形成部Ｐｂ、Ｐｄの搬送部（Ｃ搬送部、Ｋ搬送部）１５ｂ、１５ｄを示す。図６（ａ）、（ｂ）のそれぞれにおいて、左図は模式的な外観斜視図、右図は模式的な断面図である。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例では、第１、第３の画像形成部Ｐａ、Ｐｃの搬送部（Ｙ搬送部、Ｃ搬送部）１５ａ、１５ｃと、第２、第４の画像形成部Ｐｂ、Ｐｄの搬送部（Ｍ搬送部、Ｋ搬送部）１５ｂ、１５ｄとでは、外形が異なる。ここでは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ搬送部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを代表して、Ｙ、Ｍ搬送部１５ａ、１５ｂについて説明するが、Ｃ搬送部１５ｃ、Ｋ搬送部１５ｄはそれぞれＹ搬送部１５ａ、Ｍ搬送部１５ｂと同様の構成である。

図６（ａ）に示すように、Ｙ搬送部１５ａは、内部（中空部）をトナーが通過する管状部材（延長方向と略直交する断面が略円形の円管状部材）である。Ｙ搬送部１５ａは、内径ｄ１が１０ｍｍ、高さ（重力方向）Ｌ１が１００ｍｍで、延長方向の中央部（高さ方向の長さ８０ｍｍの部分）は重力方向に対して４５度の傾きを有する。Ｙ搬送部１５ａにおいてＹ現像装置４ａに到達するまでにトナーが通る経路の長さである搬送経路長（本実施例では管状部材の管路長）は１３３ｍｍである。

また、図６（ｂ）に示すように、Ｍ搬送部１５ｂは、内部（中空部）をトナーが通過する管状部材（延長方向と略直交する断面が略円形の円管状部材）である。Ｍ搬送部１５ｂは、内径ｄ２が１０ｍｍ、高さ（重力方向）Ｌ２が１００ｍｍで、延長方向が垂直方向（重力方向）となるように配置されている。つまり、Ｍ搬送部１５ｂは、重力方向に略直線状に延びた円筒形状を有する。Ｍ搬送部１５ｂにおいてＭ現像装置４ｂに到達するまでにトナーが通る経路の長さである搬送経路長（本実施例では管状部材の管路長）は１００ｍｍである。

Ｙ搬送部１５ａ、Ｍ搬送部１５ｂのいずれにおいても、Ｙ、Ｍ搬送装置６ａ、６ｂの排出口６４ａ、６４ｂから排出されたトナーは、自重によりＹ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂの補給口４８ａ、４８ｂまで搬送される。また、Ｙ搬送部１５ａ、Ｍ搬送部１５ｂは、プラスチック材料であるＡＢＳで形成されている。

上述のように、Ｙ搬送部１５ａの搬送経路長は１３３ｍｍであり、Ｍ搬送部１５ｂの搬送経路長は１００ｍｍであり、Ｙ搬送部１５ａの搬送経路長の方が、Ｍ搬送部１５ｂの搬送経路長よりも３３ｍｍ長い。そして、Ｙ補給装置６ａの排出口６４ａから排出されたトナーがＹ現像装置４ａの補給口４８ａに到達するまでにかかる時間は、０．９ｓｅｃである。一方、Ｍ補給装置６ｂの排出口６４ｂから排出されたトナーがＭ現像装置４ｂの補給口４８ｂに到達するまでにかかる時間は、０．５ｓｅｃである。このように、Ｙ搬送部１５ａをトナーが搬送されるのにかかる時間の方が、Ｍ搬送部１５ｂをトナーが搬送される時間よりも０．４ｓｅｃ長い。

つまり、共通の補給モータ６５でトナーの補給を行う２つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂにおいて、中間転写ベルト１１の移動方向において上流側の画像形成部Ｐａの方が下流側の画像形成部Ｐｂよりも、搬送部１５の搬送経路長が長い。そして、共通の補給モータ６５でトナーの補給を行う２つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂにおいて、中間転写ベルト１１の移動方向において上流側の画像形成部Ｐａの方が下流側の画像形成部Ｐｂよりも、搬送部１５をトナーが搬送されるのにかかる時間が長い。

なお、例えば図１３（ａ）に示すように傾斜方向を互い違いにした複数の傾斜部１５０を設けて搬送経路長を更に延ばすなどして、Ｙ、Ｃ搬送部１５ａ、１５ｃをトナーが搬送されるのにかかる時間を適宜設定することができる。また、管状部材の断面形状は円形に限定されるものではなく、長円、楕円、多角形など任意の形状であってよい。

５．トナー補給制御の概要
次に、本実施例におけるトナー補給制御の概要について説明する。図７及び図８は、本実施例におけるトナー補給制御の概略制御態様を示すブロック図である。本実施例では、トナー補給制御は、ビデオカウントと、トナー濃度センサ（インダクタンスセンサ）４７により検出されたトナー濃度と、に基づいて行われる。

リーダー部５１は、被複写原稿Ｇを投影し、原稿像を多数の画素部に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を出力する。リーダー部５１からの出力は、画像信号処理回路５２に伝達される。画像信号処理回路５２は、各画素毎にその画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画像信号を形成する。各現像装置４ａ〜４ｄに補給するトナーの量をビデオカウント方式で制御するために、画像信号処理回路５２の出力信号のレベルが画素毎にカウントされ、ビデオカウンタ５３で積算される。この画素毎の出力信号が積算された積算値が、１つの原稿Ｇに対応する画像（トナー像）を１つ形成するために、各現像装置４ａ〜４ｄで消費されるトナーの量に対応している。ビデオカウンタ５３によって積算された上記積算値を示す積算信号Ｃ１は、ＣＰＵ５４に送られる。また、画像形成動作が開始されると、各現像装置４ａ〜４ｄの現像スリーブ４１及び現像スクリュー４３、４４の駆動が開始される。すると、各現像装置４ａ〜４ｄに設けられたトナー濃度センサ４７ａ〜４７ｄにより各現像装置４ａ〜４ｄ内の二成分現像剤Ｄのトナー濃度が検出される。各トナー濃度センサ４７ａ〜４７ｄの検出結果を示す検出信号Ｃ２は、ＣＰＵ５４に送られる。積算信号Ｃ１及び検出信号Ｃ２は、ＣＰＵ５４に印加されると共にＲＡＭ５５に記憶される。

制御手段としてのＣＰＵ５４は、積算信号Ｃ１に基づき、各現像装置４ａ〜４ｄで消費されるトナーの量に見合う量のトナーを求める。そして、ＣＰＵ５４は、この消費されるトナーの量に見合う量のトナーを補給した場合に、検出信号Ｃ２に基づくトナー濃度が適正値に対して高いのか低いのかを判断する。この適正値は、予め設定されて、ＲＯＭ５６に記憶されている。そして、ＣＰＵ５４は、上記判断の結果求めた、各現像装置４ａ〜４ｄ内の二成分現像剤Ｄを適正なトナー濃度にするのに必要なトナーの量に基づいて、各補給装置６ａ〜６ｄの各補給スクリュー６３ａ〜６３ｄの必要な回転駆動時間を算出する。

そして、次の画像形成動作が開始されると、ＣＰＵ５４から補給モータ制御回路６５１、６６１に補給信号が送られ、第１、第２の補給モータ６５、６６が駆動され、各補給スクリュー６３ａ〜６３ｄが回転駆動される。これによって、各現像装置４ａ〜４ｄへのトナーの補給が行われる。各現像装置４ａ〜４ｄに対するトナー補給動作のタイミングについては後述して詳しく説明する。

なお、ＣＰＵ５４、ＲＡＭ５５、ＲＯＭ５６、第１、第２の補給モータ６５、６６の駆動回路である補給モータ制御回路６５１、６６１、現像モータ５０ａ〜５０ｄの駆動回路である現像モータ制御回路５０１は、制御基板１０１に設けられている。また、制御基板１０１には、ＣＰＵ５７の制御下で、トナー濃度センサ４７ａ〜４７ｄによるトナー濃度の測定、及び補給モータ制御回路６５１、６６１、現像モータ制御回路５０１による各モータの駆動の指令を行うＡＳＩＣ５７が設けられている。

６．トナー補給動作のタイミング
次に、本実施例におけるトナー補給動作のタイミングについて説明する。ここでは、まず、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを代表して、第１、第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂにおけるトナー補給動作のタイミングについて説明する。

本実施例では、共通の第１の補給モータ６５でＹ、Ｍ補給スクリュー６３ａ、６３ｂを択一的に切り替えて駆動する。そのため、Ｙ、Ｍ補給スクリュー６３ａ、６３ｂのうち一方を駆動しているときには他方を駆動することができない。また、前述のように、Ｙ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂへのトナーの補給は、Ｙ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂにおいて現像スクリュー４３、４４が駆動されているときに行うことが好ましい。しかし、Ｙ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂの現像スクリュー４３、４４の駆動は略同時進行で行われるため、これらの駆動期間中にＹ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂへトナーを補給する時間を分配する必要がある。

そこで、本実施例では、補給スクリュー６３ａ、６３ｂによって排出されたトナーが搬送部１５ａ、１５ｂを通って現像装置４ａ、４ｂに到達するまでにかかる時間は、第１の画像形成部Ｐａの方が第２の画像形成部Ｐｂよりも長い構成とされている。特に、本実施例では、補給スクリュー６３ａ、６３ｂによって排出されたトナーが搬送部１５ａ、１５ｂにおいて現像装置４ａ、４ｂに到達するまでに通る経路の長さは、第１の画像形成部Ｐａの方が第２の画像形成部Ｐｂよりも長い構成とされている。

このように、第１の画像形成部Ｐａの方が第２の画像形成部Ｐｂよりも、補給スクリュー６３ａ、６３ｂにより排出されたトナーが現像装置４ａ、４ｂに到達するのに長い時間を要する構成とする。これにより、第１の画像形成部Ｐａでは、補給スクリュー６３ａの駆動開始からトナーが現像装置４ａに到達するまでの時間を長くできるので、第１の画像形成部Ｐａの補給スクリュー６３ａをより速いタイミングから駆動できるようになる。典型的には、第１の画像形成部Ｐａでは、補給スクリュー６３ａによるトナーの排出を、現像装置４ａ内の第１、第２の現像スクリュー４３ａ、４４ａの駆動を開始する前から行うことができる。その結果、Ｙ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂのそれぞれへのトナーの補給に費やせる時間、すなわちＹ、Ｍ補給スクリュー６３ａ、６３ｂのそれぞれを駆動できる時間を長くとることが可能となる。したがって、本実施例によれば、Ｙ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂに対し、単位時間当たりのトナーの補給量（供給量）を多くし過ぎることなく、十分な量のトナーを供給することができる。以下、更に詳しく説明する。

ここで、本実施例では、プロセススピード（感光ドラム１、中間転写ベルト１１の周速度に対応）は１４０ｍｍ／ｓｅｃである。また、隣り合う画像形成部Ｐの感光ドラム１の中心間距離（中間転写ベルト１１の移動方向における隣り合う一次転写部Ｎ１の中央間の距離）は７０ｍｍである。そして、本実施例では、Ａ４サイズ記録紙（普通紙）の連続画像形成時の印字速度はで３０イメージ／ｍｉｎ、Ａ４サイズ記録紙（普通紙）の連続画像形成時の紙間距離は７０ｍｍである。

図９は、本実施例におけるトナー補給動作を示すタイミングチャート図である。図９は、１枚の画像を出力するジョブにおけるトナー補給動作の例を示している。図９において、「画像形成」は、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、現像装置４の現像スリーブ４１と感光ドラム１との対向部を、感光ドラム１上の画像形成領域（静電潜像が形成され得る領域）が通過している期間を示す。また、「現像駆動」は、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおける現像モータ５０ａ〜５０ｄのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを示す。また、「補給駆動」は、第１、第２の補給モータ６５、６６のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを示す。なお、この「補給駆動」のＯＮの期間は、ＯＮすることが可能な期間を示しており、後述する具体例に示すように常時ＯＮとすることのみを意味するものではない。また、第１、第２の補給モータ６５、６６は、図４で反時計回りの回転（上流側の画像形成部の補給スクリューに駆動を伝達する場合の回転）を「正回転」、その逆の回転を「逆回転」とする。さらに、図９において「１ｓｔ」、「２ｓｔ」、「３ｓｔ」、「４ｓｔ」は、それぞれ第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを意味する。

まず、第１の補給モータ６５の駆動を開始するタイミングについて説明する。画像形成動作が開始されると、１枚前の画像出力時にＣＰＵ５４で決定されたＹ、Ｍ補給スクリュー６３ａ、６３ｂの回転時間に基づき、ＣＰＵ５４から補給モータ制御回路６５１に駆動信号が送られて、第１の補給モータ６５の駆動が制御される。このとき、タイミングＴ０に第１の補給モータ６５の正回転方向の駆動が開始され、Ｙ補給スクリュー６３ａの回転駆動が開始される。そして、Ｙ感光ドラム１ａ上の静電潜像のＹ現像装置４ａによる現像が開始するタイミングＴ２に先立って、タイミングＴ１にＹ現像モータ５０ａの駆動が開始され、Ｙ現像スリーブ４１ａ及びＹ現像スクリュー４３ａ、４４ａの回転駆動が開始される。このように、Ｙ現像スクリュー４３ａ、４４ａの駆動が開始される前に駆動機構７０によるＹ補給スクリュー６３ａの駆動が開始される。

ここで、本実施例では、タイミングＴ０とＴ１との時間差は９００ｍｓｅｃである。この時間差は、Ｙ補給スクリュー６３ａの駆動が開始され、Ｙ補給装置６ａの排出口６４ａから排出されたトナーがＹ搬送部１５ａを通過してＹ現像装置４ａの補給口４８ａに到達するまでの時間に基づいて決定されている。これは、Ｙ補給装置６ａからＹ現像装置４ａに補給されるトナーがＹ現像装置４ａに到達したときに、Ｙ現像スクリュー４３ａ、４４ａが回転駆動されていることが好ましいからである。

つまり、前述のように、現像装置４では、現像装置４内の現像剤の循環経路の一部に対向して設けられた補給口４８から現像装置４内にトナーが補給される。現像装置４内の現像スクリュー４３、４４の駆動が停止されているときに補給口４８から現像装置４内にトナーが補給されると、補給口４８の付近の一部の二成分現像剤Ｄに対してのみトナーが補給されることになる。そして、このときに補給されるトナーの量が多い場合には、一部の二成分現像剤Ｄのトナー濃度が高くなり過ぎ、トナーの帯電量が低くなり過ぎて、トナーの飛散やカブリといった問題が発生することがある。また、現像装置４を画像形成装置１００の装置本体から取り出した状態で現像装置４から現像剤が漏れ出ないように、補給口４８にシャッター４９が設けられている。この場合、現像スクリュー４３、４４の駆動が停止されている状態で補給口４８から現像装置４内にトナーが補給されると、補給口４８の付近にトナーが山状に積っているときに現像装置４の取り出しが行われることがある。そして、この場合に、トナーをシャッター４９で挟み込んで、トナーの凝集塊ができたり、トナーが現像装置４から溢れたりすることがある。したがって、タイミングＴ０とＴ１との時間差は、Ｙ搬送部１５ａをトナーが搬送されるのにかかる時間である０．９ｓｅｃ（９００ｍｓｅｃ）以下であることが好ましい。つまり、タイミングＴ０とＴ１との時間差は、Ｙ補給スクリュー６３ａによって排出されたトナーがＹ搬送部１５ａを通ってＹ現像装置４ａに到達するまでにかかる時間以下であることが好ましい。

また、本実施例では、タイミングＴ１とＴ２との時間差は２００ｍｓｅｃである。この時間差は、Ｙ現像モータ５０ａの回転駆動が安定するための立ち上げ時間から決定されている。これは、次のような問題が生じることがあるからである。

つまり、現像が開始されたときに現像スリーブ４１の回転速度が安定していないと、画像の先端部で現像性が変動して、濃度ムラなどの画像不良が発生することがある。逆に、現像の開始に対して必要以上に早いタイミングで現像モータ５０の駆動が開始されると、現像装置４内の二成分現像剤Ｄの撹拌時間が必要以上に長くなる。その結果、二成分現像剤Ｄ中のキャリアの表面のコートが剥がれたり、トナーの帯電量の調整や転写性の向上などの目的でトナーに外添された外添剤がトナーに埋め込まれたりして、現像剤の劣化が進んでしまうことがある。

次に、第１の補給モータ６５の駆動を停止するタイミングについて説明する。この第１の補給モータ６５を停止させるタイミングでは、第１の補給モータ６５は逆回転方向に回転駆動されている（第１の補給モータ６５の回転方向を正回転方向から逆回転方向に切り替えるタイミングについては後述する。）。Ｍ感光ドラム１ｂ上の静電潜像のＭ現像装置４ｂによる現像が終了するタイミングＴ６に先立って、遅くともタイミングＴ５には第１の補給モータ６５の駆動が停止され、Ｍ補給スクリュー６３ｂの回転駆動が終了される。そして、Ｍ感光ドラム１ｂ上の静電潜像のＭ現像装置４ｂによる現像が終了するタイミングＴ６の後、タイミングＴ７にＭ現像モータ５０ｂの駆動が停止され、Ｍ現像スリーブ４１ｂ及びＭ現像スクリュー４３ｂ、４４ｂの回転駆動が終了される。このように、Ｍ現像スクリュー４３ｂ、４４ｂが駆動されている間に駆動機構７０によるＭ補給スクリュー６３ｂの駆動が停止される。

ここで、本実施例では、タイミングＴ５とＴ７との時間差は、５００ｍｓｅｃである。この時間差は、Ｍ補給スクリュー６３ｂの駆動が停止され、Ｍ補給装置６ｂの排出口６４ｂから排出されたトナーの実質的に全てがＭ搬送部１５ｂを通過してＭ現像装置４ｂの補給口４８ｂに到達するまでの時間に基づいて決定されている。これは、上述のタイミングＴ０とＴ１との時間差の場合と同様の理由による。したがって、タイミングＴ５とＴ７との時間差は、Ｍ搬送部１５ｂをトナーが搬送されるのにかかる時間である０．５ｓｅｃ（５００ｍｓｅｃ）以上であることが好ましい。

また、本実施例では、タイミングＴ６とＴ７との時間差は１００ｍｓｅｃである。これは、現像スリーブ４１の回転を停止させるタイミングをより確実に現像が終了した後にするためである。

次に、第１の補給モータ６５の回転方向を正回転方向から逆回転方向に切り替えるタイミングについて説明する。Ｙ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂのそれぞれへのトナーの補給に費やせる時間を最大化するためには、上述の第１の補給モータ６５の駆動の開始から停止までの期間を、Ｙ、Ｍ現像装置４ａ、４ｂのそれぞれへのトナーの補給のために略均等に分配することが好ましい。つまり、第１の補給モータ６５の回転方向は、タイミングＴ０とＴ５との間の時間の半分のタイミングで正回転方向から逆回転方向に切り替えて、Ｙ補給スクリュー６３ａの回転駆動を終了し、Ｍ補給スクリュー６３ｂの回転駆動を開始することが好ましい。ただし、本実施例では、第１の補給モータ６５の回転方向の切り替えには２００ｍｓｅｃの時間を必要とする。そのため、その切り替えに要する時間を考慮して、遅くともタイミングＴ３には、第１の補給モータ６５の回転方向を正回転方向から逆回転方向に切り替える。タイミングＴ３は、Ｙ現像モータ５０ａが駆動されている間のタイミングである。つまり、Ｙ現像スクリュー４３ａ、４４ａが駆動されている間に駆動機構７０によるＹ補給スクリュー６３ａの駆動が停止される。また、タイミングＴ４は、Ｍ現像モータ５０ｂが駆動されている間のタイミングである。つまり、Ｍ現像スクリュー４３ｂ、４４ｂが駆動されている間に駆動機構７０によるＭ補給スクリュー６３ｂの駆動が開始される。

Ａ４サイズの画像形成動作を行う場合、タイミングＴ０を０ｍｓｅｃとすると、Ｔ１は９００ｍｓｅｃ、Ｔ２は１１００ｍｓｅｃ、Ｔ３は１２５０ｍｓｅｃ、Ｔ４は１４５０ｍｓｅｃである。また、Ｔ５は２７００ｍｓｅｃ、Ｔ６は３１００ｍｓｅｃ、Ｔ７は３２００ｍｓｅｃである。つまり、本実施例では、１つの画像形成部Ｐ当たりの最大補給可能時間（１つの画像を形成する間に補給スクリュー６３を駆動できる時間の最大値）は、タイミングＴ０からタイミングＴ３の間の１２５０ｍｓｅｃである。

図１０は、本実施例との対比のための比較例におけるトナー補給動作を示すタイミングチャート図である。比較例の画像形成装置１００では、全ての画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで、搬送部１５ａ〜１５ｄが本実施例における第２、第４の画像形成部Ｐｂ、Ｐｄの搬送部１５ｂ、１５ｄと同様の形状とされている。その他の点については、比較例の画像形成装置１００の構成及び動作は、本実施例のものと実質的に同じである。図１０においてタイミングＴ１’〜Ｔ７’は、それぞれ本実施例における上記タイミングＴ１〜Ｔ７に対応する動作を行うタイミングである。

比較例では、Ａ４サイズの画像形成動作を行う場合、タイミングＴ０’を０とすると、Ｔ１’は５００ｍｓｅｃ、Ｔ２’は７００ｍｓｅｃ、Ｔ３’は１０５０ｍｓｅｃ、Ｔ４’は１２５０ｍｓｅｃである。また、Ｔ５’は２３００ｍｓｅｃ、Ｔ６’は２７００ｍｓｅｃ、Ｔ７’は２８００ｍｓｅｃである。つまり、比較例では、１つの画像形成部Ｐ当たりの最大補給可能時間は、タイミングＴ０’からＴ３’の間の１０５０ｍｓｅｃである。

このように、本実施例によれば、比較例よりも１つの画像形成部Ｐ当たりの最大補給可能時間を長くとることができる。

第３、第４の画像形成部Ｐｃ、Ｐｄについても、第１、第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂと同様にして、第２の補給モータ６６の駆動の開始及び停止、並びに、正回転方向から逆回転方向への切り替えを行うことができる。第３、第４の画像形成部Ｐｃ、ＰｄにおけるＣ、Ｋ現像モータ５０ｃ、５０ｄの駆動タイミングと第２の補給モータ６６の駆動（回転方向切り替え）タイミングとの関係を、次のようにすればよい。つまり、上述の第１、第２の画像形成部Ｐａ、ＰｂにおけるＹ、Ｍ現像モータ５０ａ、５０ｂの駆動タイミングと第１の補給モータ６５の駆動（回転方向切り替え）タイミングとの関係と同様に設定すればよい。

なお、複数の画像を連続して出力するときには、それぞれの画像出力時の１枚前の画像出力時に決定された各現像装置４へのトナーの補給量に基づいて、各補給スクリュー６３を回転させればよい。このとき、各画像出力時の現像モータ５０の駆動タイミングに対する補給モータ６５の駆動（回転方向切り替え）タイミングの関係を図９と同様として、上記最大補給可能時間内にＹ、Ｍ補給スクリュー６３ａ、６３ｂをそれぞれ回転させることができる。連続画像出力時に紙間に対応する期間にも現像モータ５０を駆動させ続ける場合は、各画像出力時の現像タイミングに対する補給モータ６５の駆動（回転方向切り替え）タイミングの関係を図９と同様とすればよい。

７．トナー補給動作の具体例
次に、本実施例におけるトナー補給動作の具体例について説明する。ここでは、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを代表して、第１、第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂのトナー補給動作について説明するが、第３、第４の画像形成部Ｐｃ、Ｐｄのトナー補給動作についても同様である。

本実施例では、Ａ４サイズの転写材Ｓに対して全面ベタ画像（画像形成領域の全域に最大濃度の画像）を形成する場合に、感光ドラム１上の静電潜像を現像するために現像装置４から消費されるトナーの量は３６０ｍｇである。また、本実施例では、補給スクリュー６３ａ〜６３ｄの２００ｍｓｅｃの駆動当たり、平均９０ｍｇのトナーが補給装置６ａ〜６ｄから排出される。この場合に、次のようなトナー補給制御を行った。

１枚前の画像出力時にＣＰＵ５４で決定されたＹ、Ｍ補給スクリュー６３ａ、６３ｂの回転時間に基づき、ＣＰＵ５４により最大補給可能時間の範囲における第１の補給スクリュー６５の駆動動作が決定される。そして、ＣＰＵ５４から補給モータ制御回路６５１に駆動信号が送られて、第１の補給モータ６５の駆動が制御される。

例えば、高画像比率の画像出力を行った場合や、現像装置４内の二成分現像剤Ｄのトナー濃度が低かった場合などで、第１、第２の画像形成部Ｐａ、Ｐｂにおいてそれぞれ３６０ｍｇのトナーの補給が必要な場合を考える。この場合、第１の補給モータ６５は、２００ｍｓｅｃ正回転した後に１００ｍｓｅｃ停止することを３回繰り返し、もう一度２００ｍｓｅｃ正回転した後に停止して、第１の画像形成部Ｐａのトナー補給動作を終了する。次に、第１の補給モータ６５は、２００ｍｓｅｃ逆回転した後に１００ｍｓｅｃ停止することを３回繰り返し、もう一度２００ｍｓｅｃ逆回転した後に停止して、第２の画像形成部Ｐｂのトナー補給動作を終了する。

また、例えば、画像比率が高くない画像出力を行った場合や、現像装置４内の二成分現像剤Ｄのトナー濃度が若干低かった場合などで、第１の画像形成部Ｐａにおいて９０ｍｇ、第２の画像形成部Ｐｂにおいて４５ｍｇのトナーの補給が必要な場合を考える。この場合、第１の補給モータ６５は、１００ｍｓｅｃ正回転した後に９００ｍｓｅｃ停止し、もう一度１００ｍｓｅｃ正回転した後に停止して、第１の画像形成部Ｐａのトナー補給動作を終了する。次に、第１の補給モータ６５は、１００ｍｓｅｃ逆回転した後に停止して、第２の画像形成部Ｐｂのトナー補給動作を終了する。

なお、上記各例の場合とは逆に、現像装置４内の二成分現像剤Ｄのトナー濃度が高い場合など、トナーの補給が必要ない場合は、第１の補給モータ６５の駆動は行わない。

以上説明した構成及び制御により、トナー補給時間を長くとることができ、高画像比率の画像出力に対しても十分な量のトナーを、撹拌不良にならない適切な単位時間当たりの補給量で現像装置４に補給することができる。これにより、トナーの飛散やカブリといった問題を抑制し、良好な画像を得ることができる。また、高画像比率の画像出力を行わない場合でも、長くなったトナー補給時間の中でトナーを分散して補給することができ、局所的なトナー濃度変動を低減することにより、画像濃度をより安定させることができる。

［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

実施例１では、搬送部１５を構成する管状部材の長さと角度を変えて、補給装置６の排出口６４から現像装置４の補給口４８までトナーが搬送されるのにかかる時間を変えた。これに対し、本実施例では、搬送部１５を構成する管状部材の内部の形状を変えて、補給装置６の排出口６４から現像装置４の補給口４８までトナーが搬送されるのにかかる時間を変える。

図１１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。また、図１２は、本実施例における補給装置６と現像装置４とを連結する搬送部１５示す模式図である。図１２（ａ）は、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの搬送部１５ａ〜１５ｄの模式的な外観斜視図である。また、図１２（ｂ）は、第１、第３の画像形成部Ｐａ、Ｐｃの搬送部１５ａ、１５ｃの模式的な断面図である。図１２（ｃ）は、第２、第４の画像形成部Ｐｂ、Ｐｄの搬送部１５ｂ、１５ｄの模式的な断面図である。

図１１、図１２（ａ）に示すように、本実施例では、全ての画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで、搬送部１５ａ〜１５ｄの外形は略同一である。ここで、外形が略同一であるとは、厳密に形状、寸法が同じであることのみを意味するものではなく、例えば後述する画像形成部Ｐにおける配置関係を同じとし得る程度に同じ（例えば、公称の外径が同一で、いずれも直線状であるなど）であればよい。一方、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１、第３の画像形成部Ｐａ、Ｐｃの搬送部（Ｙ搬送部、Ｃ搬送部）１５ａ、１５ｃと、第２、第４の画像形成部Ｐｂ、Ｐｄの搬送部（Ｍ搬送部、Ｋ搬送部）１５ｂ、１５ｄとでは、内部の形状が異なる。ここでは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ搬送部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを代表して、Ｙ、Ｍ搬送部１５ａ、１５ｂについて説明するが、Ｃ搬送部１５ｃ、Ｋ搬送部１５ｄはそれぞれＹ搬送部１５ａ、Ｍ搬送部１５ｂと同様の構成である。

図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｙ搬送部１５ａは、内部（中空部）をトナーが通過する管状部材（延長方向と略直交する断面が略円形の円管状部材）である。Ｙ搬送部１５ａは、内径ｄ３が１０ｍｍ、高さ（重力方向）Ｌが１００ｍｍで、延長方向が垂直方向（重力方向）となるように配置されている。つまり、Ｙ搬送部１５ｂは、重力方向に略直線状に延びた円筒形状を有する。そして、Ｙ搬送部１５ａの内部には、Ｙ搬送部１５ａの延長方向と交差する方向に突出した突出部が設けられている。本実施例では、該突出部としてＹ搬送部１５ａの延長方向において異なる位置に、４枚のリブ１５１が設けられている。４枚のリブ１５１は、Ｙ搬送部１５ａの内面の対向する略半周から半径方向内側に向けて突出するように、Ｙ搬送部１５ａの延長方向に沿って上方から下方へと互い違いに設けられている。リブ１５１の長さＬ３は８ｍｍで、リブ１５１はその上面１５１ＡがＹ搬送部１５ａの内壁面に対して１３５度（下向き）になるようにＹ搬送部１５ａの内壁に固定されている。

また、図１２（ａ）、（ｃ）に示すように、Ｍ搬送部１５ｂも、Ｙ搬送部１５ａと同様に、内径ｄ４が１０ｍｍ、高さ（重力方向）Ｌが１００ｍｍで、延長方向が垂直方向（重力方向）となるように配置された管状部材（円管状部材）である。ただし、Ｍ搬送部１５ｂの内部には、Ｍ搬送部１５ｂの延長方向と交差する方向に突出した突出部は設けられていない。

Ｙ搬送部１５ａの搬送経路長は、リブ１５１が設けられていることによって、Ｍ搬送部１５ｂの搬送経路長よりも長い。そして、Ｙ搬送装置６ａの排出口６４ａから排出されたトナーがＹ現像装置４ａの補給口４８ａに到達するまでにかかる時間は、０．９ｓｅｃである。一方、Ｍ補給装置６ｂの排出口６４ｂから排出されたトナーがＭ現像装置４ｂの補給口４８ｂに到達するまでにかかる時間は、０．５ｓｅｃである。このように、Ｙ搬送部１５ａをトナーが搬送されるのにかかる時間の方が、Ｍ搬送部１５ｂをトナーが搬送される時間よりも０．４ｓｅｃ長い。

なお、Ｙ、Ｃ搬送部１５ａ、１５ｃの内部に設ける突出部は、本実施例のようなリブに限定されるものではない。例えば、図１３（ｂ）に示すように、管状部材の壁部が内側に隆起するように変形されて突出部が形成されているなど、突出部（搬送遅延部）はトナーの搬送経路を変更する（トナーの搬送を遅延させる）任意の形状、構造であってよい。また、突出部の数や高さなどを適宜変更して、Ｙ、Ｃ搬送部１５ａ、１５ｃをトナーが搬送されるのにかかる時間を適宜設定することができる。

以上説明した構成において、実施例１と同様のトナー補給制御を行うことによって、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、搬送部１５ａ〜１５ｄの外形を共通化することにより、画像形成装置１００の内部における各画像形成部Ｐの配置関係を共通化できるなど、装置構成の簡素化を図ることができる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

上述の実施例では、搬送部の外形や内部の形状を変えることで、搬送部において現像剤が現像装置に到達するまでに通る経路の長さを変更し、現像剤が現像装置に到達するまでにかかる時間を変更したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、搬送部における現像剤の搬送は、空気圧（風）、搬送部材（スクリュー、ベルトコンベアなど）などによって行われてもよい。この場合、空気圧（風）の強さや搬送部材の駆動速度を変更することで、搬送部における現像剤の搬送速度を変更して、現像剤が現像装置に到達するまでにかかる時間を変更してもよい。共通の駆動源で現像剤の供給を行う複数の画像形成部のうち上流側の画像形成部において下流側の画像形成部よりも、搬送部における搬送経路を長くしたり現像剤の搬送速度を遅くしたりして、現像剤が現像装置に到達するタイミングを遅くできればよい。また、実施例１における搬送部の外形を変えることと、実施例２における搬送部の内部の形状を変えることとを組み合わせて用いてもよい。

上述の実施例では、補給装置内には補給用の現像剤としてトナーのみが収容されているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。補給用の現像剤は、トナーとキャリアとが混合されたものであってもよい。この場合、補給装置に収容された補給用の現像剤のトナー濃度は、現像装置内に収容された二成分現像剤のトナー濃度よりも高くすることができる。

上述の実施例では、ビデオカウントと、トナー濃度センサにより検出されたトナー濃度と、に基づきトナー補給制御を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、像担持体（感光体や中間転写体）上にテストパッチ（試験トナー像）を形成して、テストパッチの画像濃度を検出した結果に基づいてトナー補給制御を行ってもよい。また、ビデオカウント、トナー濃度センサの検出結果、テストパッチの画像濃度の検出結果のいずれか１つ又は２つ以上の組合せに基づいてトナー補給制御を行ってもよい。

上述の実施例では、画像形成装置は中間転写方式を採用していたが、本発明は斯界にて周知の直接転写方式の画像形成装置にも適用できるものである。直接転写方式の画像形成装置は、上述の中間転写方式の画像形成装置における中間転写体に代えて、転写材担持体としての例えば無端状のベルトで構成された転写材担持ベルトを有する。そして、複数の画像形成部で形成されたトナー像が、転写材担持体に担持されて搬送される被転写体としての転写材に順次重ね合わせるようにして転写される。このような直接転写方式の画像形成装置においても、複数の画像形成部の現像装置に共通の駆動源で択一的に切り替えて駆動される供給手段により現像剤を供給する場合には、上述の中間転写方式の画像形成装置と同様の問題が生じ得る。したがって、このような直接転写方式の画像形成装置にも本発明を適用することで、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。

また、本発明は、二成分現像方式を採用した画像形成装置に好ましく適用できるものであるが、本発明は一成分現像方式を採用した画像形成装置にも適用できるものである。一成分現像方式を採用した画像形成装置の場合は、現像装置に収容された現像剤、現像装置に供給する現像剤はいずれも、キャリアを含まないトナーからなる一成分現像剤である。一成分現像剤の場合にも、現像剤の補給に費やせる時間が短く、単位時間当たりの補給量を多くする場合には、現像装置内の現像剤に撹拌不足による局所的な帯電ムラが生じるなどして、トナーの飛散、カブリ、画像濃度ムラなどが懸念される。したがって、一成分現像方式を採用した画像形成装置にも本発明を適用することで、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。

さらに、上述の実施例では、複数の画像形成部として２つの画像形成部の供給手段の駆動源が共通化されている場合について説明したが、３つ以上の画像形成部の供給手段の駆動源が共通化されていてもよい。この場合、供給手段によって排出された現像剤が搬送部を通って現像装置に到達するまでにかかる時間を、被転写体の移動方向に沿って並べて配置された複数の画像形成部のうち該移動方向において上流側に配置された画像形成部ほど長くすることができる。典型的には、搬送部において現像装置に到達するまでに現像剤が通る経路の長さを、被転写体の移動方向において上流側に配置された画像形成部ほど長くすることができる。そして、それぞれの画像形成部の現像装置において搬送部材の駆動が開始されるタイミング以降に、供給手段によって排出された現像剤が現像装置に到達するように、各供給手段を駆動するようにすればよい。この場合も、上流側の少なくとも一つ（例えば最上流）の画像形成部では、現像装置内の現像剤を搬送する搬送部材の駆動が開始される前に、供給手段の駆動を開始することができる。これにより、各現像装置への現像剤の補給（供給手段の駆動）にかけられる時間（最大補給可能時間）を長くすることができる。

１感光ドラム
４現像装置
６補給装置
１５搬送部
４３、４４現像スクリュー
５０現像モータ
６５、６６補給モータ

Claims

像担持体、前記像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像装置、前記現像装置に供給する現像剤を排出する供給手段、及び前記供給手段と前記現像装置との間に設けられ前記供給手段によって排出された現像剤が通る搬送部を各々が備えた第１、第２の画像形成部と、
前記第１、第２の画像形成部の前記供給手段を駆動する共通の駆動源を備え、前記第１、第２の画像形成部の前記供給手段を択一的に切り替えて駆動する駆動部と、
を有し、
前記第１、第２の画像形成部の前記像担持体から現像剤で形成された画像が転写される被転写体の移動方向において、前記第１の画像形成部は前記第２の画像形成部より上流に配置されている画像形成装置において、
前記供給手段によって排出された現像剤が前記搬送部を通って前記現像装置に到達するまでにかかる時間は、前記第１の画像形成部の方が前記第２の画像形成部よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
前記搬送部において前記現像装置に到達するまでに現像剤が通る経路の長さは、前記第１の画像形成部の方が前記第２の画像形成部よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記搬送部において現像剤は自重で落下して前記現像装置に到達することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記第１、第２の画像形成部の前記搬送部は内部を現像剤が通過する管状部材で構成されており、前記管状部材の管路長は、前記第１の画像形成部の方が前記第２の画像形成部よりも長いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記第１、第２の画像形成部の前記搬送部は内部を現像剤が通過する管状部材で構成されており、前記第１の画像形成部の前記管状部材の内部には前記管状部材の延長方向と交差する方向に突出した突出部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記第１、第２の画像形成部の前記搬送部の外形は略同一であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記現像装置内には、現像剤としてトナーとキャリアとを含む二成分現像剤が収容され、前記供給手段は、現像剤としてトナー、又はトナーとキャリアとを含む二成分現像剤を排出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記第１、第２の画像形成部の前記現像装置の内部の現像剤をそれぞれ搬送する第１、第２の搬送部材と、
前記第１の画像形成部の前記搬送部材の駆動が開始される前に前記駆動部による前記第１の画像形成部の前記供給手段の駆動を開始させ、前記第２の画像形成部の前記搬送部材が駆動されている間に前記駆動部による前記第２の画像形成部の前記供給手段の駆動を開始させる制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記第１の画像形成部における前記撹拌部材の駆動が開始されるタイミングと前記供給手段の駆動が開始されるタイミングとの時間差は、前記第１の画像形成部において前記供給手段によって排出された現像剤が前記搬送部を通って前記現像装置に到達するまでにかかる時間以下であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
像担持体、前記像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像装置、前記現像装置に供給する現像剤を排出する供給手段、及び前記供給手段と前記現像装置との間に設けられ前記供給手段によって排出された現像剤が通る搬送部を各々が備えた複数の画像形成部と、
前記複数の画像形成部の前記供給手段を駆動する共通の駆動源を備え、前記複数の画像形成部の前記供給手段を択一的に切り替えて駆動する駆動部と、
を有し、
前記複数の画像形成部は、前記複数の画像形成部の前記像担持体から現像剤で形成された画像が転写される被転写体の移動方向に沿って並んで配置されている画像形成装置において、
前記供給手段によって排出された現像剤が前記搬送部を通って前記現像装置に到達するまでにかかる時間は、前記被転写体の移動方向において上流側に配置された画像形成部ほど長いことを特徴とする画像形成装置。
前記搬送部において前記現像装置に到達するまでに現像剤が通る経路の長さは、前記被転写体の移動方向において上流側に配置された画像形成部ほど長いことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。