JP2010175984A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーを攪拌または搬送する作動部にかかる負荷トルクが異常に高くなる場合に、駆動伝達部等の部品が破損する事態を未然に回避することのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置１は、トナーが収容されたトナーカートリッジ５と、少なくとも一部がトナーカートリッジ５内に配置され回転されることでトナーを攪拌する攪拌部材５０１と、回転駆動力を出力するモータ５２０と、モータと作動部とを連結すると共に、モータから出力された回転力を作動部に伝達させる伝動歯車列５１０と、伝動歯車列に配置され、作動部における回転を検出する回転検出部材５４０と、伝動歯車列における回転駆動力の伝達方向において回転検出部材よりも上流側に配置され、負荷トルクがあらかじめ決められた値を上回る場合にモータ側から作動部側への駆動力の伝達を遮断するトルクリミッタ５３０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、トナーを攪拌または搬送する作動部を備えた画像形成装置に関する。

従来から、プリンタ等の画像形成装置には、現像器内にトナー残量検出手段が設けられず、装置の動作中はトナーコンテナ（トナーカートリッジ）から現像器へ絶えずトナー補給が行われる画像形成装置がある。

特開２００２−１４８８８６号公報

このような画像形成装置において、例えば、トナーコンテナ内でトナーが固まるなどの異常が発生する場合がある。このような異常が原因で、トナーコンテナ内のトナーを攪拌または搬送する作動部にかかる負荷トルクが、異常に高くなる場合がある。

このような異常が発生した場合、作動部の駆動源であるモータがロックすることで、モータの異常が検出される。または、モータと作動部とを繋ぐ駆動伝達部に過剰な負荷がかかり、駆動伝達部が破損して機械が停止する。従来は、モータのロックによる異常検出か、駆動伝達部の破損による機械の停止か、いずれかが発生することによってしか、トナーが固まるなどの異常を発見することができない。

モータがロックして異常が検出される事態を回避するために、高トルクでも駆動可能な高品質のモータを採用する対策が考えられる。しかし、高い負荷トルクを、それを上回る大きい駆動トルクで駆動しようとすれば、駆動伝達部に過大な負荷がかかることが避けられない。その結果、駆動伝達部の破損を招く危険性が高まる。

また、現像器内にトナー残量検出手段を設ける対策も考えられる。この場合は、トナー残量検出手段がトナー残量の減少を検出したとき、トナーコンテナから現像器へトナーを補給する。しかし、トナーコンテナに異常があり、作動部にかかる負荷トルクが異常に高くなった場合は、上記と同様の問題が発生する。

本発明は、トナーを攪拌または搬送する作動部にかかる負荷トルクが異常に高くなる場合に、駆動伝達部等の部品が破損する事態を未然に回避することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、トナーが収容された収容部と、少なくとも一部が前記収容部内に配置され回転されることで前記トナーを攪拌及び／または搬送する作動部と、回転駆動力を出力するモータと、前記モータと前記作動部とを連結すると共に、前記モータから出力された回転力を前記作動部に伝達させる駆動伝達部と、前記駆動伝達部に配置され、前記作動部における回転を検出する回転検出部材と、前記駆動伝達部における前記回転駆動力の伝達方向において前記回転検出部材よりも上流側に配置され、負荷トルクがあらかじめ決められた値を上回る場合に前記モータ側から前記作動部側への駆動力の伝達を遮断する遮断部材と、を備える画像形成装置に関する。

また、前記モータの動作中に前記回転検出部材が前記作動部における回転を検出しない場合、前記遮断部材が前記駆動力の伝達を遮断したことを検出する遮断検出部と、前記遮断検出部により前記遮断部材が前記駆動力の伝達を遮断したことを検出した場合、所定のメッセージを表示する表示部材と、をさらに備えることが好ましい。

また、前記駆動伝達部は、前記モータから前記作動部まで複数の歯車により駆動力を伝達する伝動歯車列で構成され、前記遮断部材は、前記伝動歯車列における所定の２枚の歯車間の伝動を遮断するトルクリミッタで構成されることが好ましい。

また、前記回転検出部材は、パルス盤およびセンサで構成されることが好ましい。

本発明によれば、トナーを攪拌または搬送する作動部にかかる負荷トルクが異常に高くなる場合に、駆動伝達部等の部品が破損する事態を未然に回避することができる。

本発明による画像形成装置の一実施形態としてのプリンタを示し、プリンタにおける各構成要素の配置を説明するための配置図である。 プリンタのトナーカートリッジにおけるトナーの攪拌構造を示す斜視図である。 トナーの攪拌構造において伝動歯車列の回転軸を同一平面上に展開して示す概略図である。 遮断検出部の入力側および出力側を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
図１により、本実施形態における画像形成装置としてのプリンタ１における全体構造を説明する。図１は、プリンタ１の各構成要素の配置を説明するための図である。

図１に示すように、画像形成装置としてのプリンタ１は、装置本体Ｍと、所定の画像情報に基づいてシート状の被転写材としての用紙Ｔに所定のトナー画像を形成する画像形成部と、用紙Ｔを画像形成部に給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Ｔを排紙する給排紙部とを有する。

図１に示すように、画像形成部は、像担持体（感光体）としての感光体ドラム２と、帯電部１０と、露光ユニットとしてのレーザスキャナユニット４と、現像器１６と、トナーカートリッジ５と、トナー供給部６と、ドラムクリーニング部１１と、除電器１２と、転写ローラ８と、定着部９とを備える。

図１に示すように、給排紙部は、給紙カセット５２と、手差し給紙部６４と、用紙Ｔの搬送路Ｌと、レジストローラ対８０と、排紙部５０とを備える。

以下、画像形成部及び給排紙部の各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部について説明する。
画像形成部においては、感光体ドラム２の表面に対して、上流側から下流側に順に、帯電部１０による帯電、レーザスキャナユニット４による露光、現像器１６による現像、転写ローラ８による転写、除電器１２による除電、ドラムクリーニング部１１によるクリーニング、及び定着部９による定着が行われる。

感光体ドラム２は、円筒形状の部材からなり、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム２は、搬送路Ｌにおける用紙Ｔの搬送方向に対して直交する方向に延びる機軸を中心に、矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム２の表面には、静電潜像が形成される。

帯電部１０は、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。帯電部１０は、感光体ドラム２の表面を一様に負（マイナス極性）又は正（プラス極性）に帯電させる。

レーザスキャナユニット４は、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム２の表面から離間して配置される。レーザスキャナユニット４は、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。

レーザスキャナユニット４は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部機器から出力された画像情報に基づいて、感光体ドラム２の表面を走査露光する。レーザスキャナユニット４により走査露光されることで、感光体ドラム２の表面に帯電した電荷が除去される。これにより、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。

現像器１６は、感光体ドラム２に対応して設けられ、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。現像器１６は、感光体ドラム２に形成された静電潜像に単色（通常はブラック）のトナーを付着させて、単色のトナー画像を現像する（感光体ドラムの表面にトナー画像を形成する）。現像器１６は、感光体ドラム２の表面に対向配置可能な現像ローラ１７、トナー攪拌用の攪拌ローラ１８等を有して構成される。

トナーカートリッジ５は、現像器１６に対応して設けられており、現像器１６に対して供給されるトナーを収容する。

トナー供給部６は、トナーカートリッジ５及び現像器１６に対応して設けられており、トナーカートリッジ５に収容されたトナーを現像器１６に対して供給する。

転写ローラ８は、感光体ドラム２の表面に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる。転写ローラ８には、不図示の電圧印加手段により、感光体ドラム２に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させるための転写バイアスが印加される。

転写ローラ８は、感光体ドラム２に対して接離される。具体的には、転写ローラ８は、感光体ドラム２に当接される当接位置と、感光体ドラム２から離間する離間位置とに移動可能に構成される。詳細には、転写ローラ８は、感光体ドラム２に現像されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる場合には当接位置に移動され、他の場合には離間位置に移動される。

感光体ドラム２と転写ローラ８との間で、搬送路Ｌを搬送される用紙Ｔが挟み込まれる。挟み込まれた用紙Ｔは、感光体ドラム２の表面に押し当てられる。感光体ドラム２と転写ローラ８との間で、転写ニップＮが形成される。転写ニップＮにおいて、感光体ドラム２に現像されたトナー画像が用紙Ｔに転写される。

除電器１２は、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。除電器１２は、感光体ドラム２の表面に光を照射することにより、転写が行われた後の感光体ドラム２の表面を除電する（電荷を除去する）。

ドラムクリーニング部１１は、感光体ドラム２の表面に対向して配置される。ドラムクリーニング部１１は、感光体ドラム２の表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナーを所定の回収機構へ搬送させて、回収させる。

定着部９は、用紙Ｔに転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融して用紙Ｔに定着させる。定着部９は、ヒータにより加熱される加熱ローラ９ａと、加熱ローラ９ａに圧接される加圧ローラ９ｂと、を備える。加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとは、トナー画像が転写された用紙Ｔを挟持するようにして搬送する。加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとの間に挟持されるように用紙Ｔが搬送されることで、用紙Ｔに転写されたトナーは、溶融し、用紙Ｔに定着される。

次に、給排紙部について説明する。
図１に示すように、装置本体Ｍの下部には、用紙Ｔを収容する１個の給紙カセット５２が配置される。給紙カセット５２は、装置本体Ｍから水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット５２には、用紙Ｔが載置される載置板６０が配置される。給紙カセット５２には、用紙Ｔが載置板６０の上に積層された状態で収容される。載置板６０に載置された用紙Ｔは、給紙カセット５２における用紙送り出し側の端部（図１において左側の端部）に配置されるカセット給紙部５１により搬送路Ｌに送り出される。カセット給紙部５１は、載置板６０上の用紙Ｔを取り出すための前送りコロ６１と、用紙Ｔを１枚ずつ搬送路Ｌに送り出すための給紙ローラ対６３からなる重送防止機構を備える。

装置本体Ｍの左側面（図１において左側）には、手差し給紙部６４が設けられる。手差し給紙部６４は、給紙カセット５２にセットされる用紙Ｔとは異なる大きさや種類の用紙Ｔを装置本体Ｍに供給することを主目的として設けられる。手差し給紙部６４は、閉状態において装置本体Ｍの一部を構成する手差しトレイ６５と、給紙コロ６６とを備える。手差しトレイ６５は、その下端が給紙コロ６６の近傍に回動自在（開閉自在）に取り付けられる。開状態の手差しトレイ６５には、用紙Ｔが載置される。手差し給紙部６４は、開状態の手差しトレイ６５に載置された用紙Ｔを手差し搬送路Ｌａに給紙する。

装置本体Ｍにおける上方側には、排紙部５０が設けられる。排紙部５０は、用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排紙する。排紙部５０の詳細については後述する。

用紙Ｔを搬送する搬送路Ｌは、カセット給紙部５１から転写ローラ８までの第１搬送路Ｌ１と、転写ローラ８から定着部９までの第２搬送路Ｌ２と、定着部９から排紙部５０までの第３搬送路Ｌ３と、手差し給紙部６４から供給される用紙を第１搬送路Ｌ１に合流させる手差し搬送路Ｌａと、第３搬送路Ｌ３を上流側から下流側へ搬送する用紙を表裏反転させて第１搬送路Ｌ１に戻す戻り搬送路Ｌｂとを備える。

また、第１搬送路Ｌ１の途中には、第１合流部Ｐ１及び第２合流部Ｐ２が設けられている。第３搬送路Ｌ３の途中には、第１分岐部Ｑ１が設けられている。
第１合流部Ｐ１は、手差し搬送路Ｌａが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。第２合流部Ｐ２は、戻り搬送路Ｌｂが第１搬送路Ｌ１に合流する合流部である。
第１分岐部Ｑ１は、戻り搬送路Ｌｂが第３搬送路Ｌ３から分岐する分岐部である。

第１搬送路Ｌ１の途中（詳細には、第２合流部Ｐ２と転写ローラ８との間）には、用紙Ｔを検出するためのセンサと、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正やトナー画像とのタイミングを合わせるためのレジストローラ対８０が配置される。センサは、用紙Ｔの搬送方向におけるレジストローラ対８０の直前（上流側）に配置される。レジストローラ対８０は、センサからの検出情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Ｔを搬送する。

戻し搬送路Ｌｂは、用紙Ｔの両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面（非印刷面）を感光体ドラム２に対向させるために設けられる搬送路である。戻し搬送路Ｌｂによれば、第１分岐部Ｑ１から排紙部５０側に搬送された用紙Ｔを表裏反転させて第１搬送路Ｌ１に戻して、転写ローラ８の上流側に配置されたレジストローラ対８０の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Ｌｂにより表裏反転された用紙Ｔには、感光体ドラム２により非印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。

第３搬送路Ｌ３における端部には、排紙部５０が形成される。排紙部５０は、装置本体Ｍにおける上方側に配置される。排紙部５０は、装置本体Ｍの右側面側（図１において右側、手差し給紙部６４とは反対側）に向けて開口している。排紙部５０は、搬送路Ｌ３を搬送される用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排紙する。

排紙部５０における開口側には、排紙集積部Ｍ１が形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面（外面）に形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部Ｍ１の底面は、装置本体Ｍにおける上面の一部を構成する。排紙集積部Ｍ１には、所定のトナー画像が転写され排紙部５０から排紙された用紙Ｔが積層して集積される。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。

次に、図１に加えて図２〜図４を参照して、トナーカートリッジ５においてトナーを攪拌する構造について説明する。

図１に示すように、現像器１６内のトナーは、感光体ドラム２に形成された静電潜像をトナー現像することで減少する。そのため、現像器１６内のトナー残量が常時必要量を下回らないように、現像器１６にはトナーが補給（補充）される必要がある。現像器１６には、トナー残量を検知することのできるトナー残量検知部材が備えられていない。そこで、本実施形態のプリンタ１では、プリンタ１の動作中は絶えずトナーカートリッジ５から現像器１６に対してトナーが供給（補給）されるように構成される。

図１、図３に示すように、トナーが収容された収容部としてのトナーカートリッジ５内には、作動部としての攪拌部材５０１が設けられる。攪拌部材５０１は、少なくとも一部がトナーカートリッジ５内に配置され、回転されることでトナーを攪拌する。攪拌部材５０１は、トナー供給部６の回転軸線と平行に延びる中心軸５０２を備える。また、攪拌部材５０１は、例えば、中心軸５０２の周囲に螺旋状に張り出した螺旋板５０３を備える。図３には、螺旋板５０３を断面にして示す。

このような攪拌部材５０１は、中心軸５０２を中心に回転されることで、カートリッジ５に収容されたトナーを攪拌することができる。攪拌部材５０１を回転させるため、攪拌部材５０１は、中心軸５０２の端部が駆動伝達部５１０を介してモータ５２０と連結される。
攪拌部材５０１の中心軸５０２は、トナーカートリッジ５の壁部に回転可能に支持される。そして、トナーカートリッジ５から外方（図３では左方）へ突出した中心軸５０２の端部に、カップリング５０４が取り付けられる。

モータ５２０の出力軸５２１と攪拌部材５０１の中心軸５０２とを連結する駆動伝達部５１０は、伝動歯車列で構成される。駆動伝達部としての伝動歯車列５１０において、歯車の枚数（個数）は任意に選択可能である。本実施形態では、例えば、第１歯車から第９歯車まで９枚の歯車が使用される。

第１歯車５１１は、モータ５２０の出力軸５２１に取り付けられる。そのため、モータ５２０の出力軸５２１が、第１歯車５１１の回転軸となる。この第１歯車５１１の外周には、第１歯車５１１の回転軸と平行な回転軸を有する第２歯車５１２の外周が噛み合う。第２歯車５１２の外周には、第２歯車５１２の回転軸と平行な回転軸を有する第３歯車５１３の外周が噛み合う。第３歯車５１３の外周に噛み合う第４歯車５１４と、つぎの第５歯車５１５とは、遮断部材としてのトルクリミッタ５３０に取り付けられる。

トルクリミッタ５３０は、駆動側５３１と負荷側（従動側）５３２とが同一軸線上に配置される。トルクリミッタ５３０は、駆動側５３１が駆動源（例えばモータ５２０）から駆動トルクを受けて回転する場合、負荷側５３２の回転トルクが設定値以下のときは、負荷側５３２を駆動側５３１と一体に回転させる。
これに対し、負荷のトルクが設定値を上回る場合、トルクリミッタ５３０は、駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を解除する。これにより、トルクリミッタ５３０における駆動側５３１から負荷側５３２への駆動力の伝動は遮断される。そのため、負荷トルクが設定値を上回るときは、駆動側５３１が回転し続けても、負荷側５３２は回転しないで停止した状態となる。

このような構造のトルクリミッタ５３０の軸線を、第３歯車５１３の回転軸と平行に配置する。そして、このトルクリミッタ５３０の駆動側５３１に、第３歯車５１３の外周に噛み合う第４歯車５１４が取り付けられる。また、トルクリミッタ５３０の負荷側（従動側）５３２に、第５歯車５１５が取り付けられる。

第５歯車５１５の外周には、トルクリミッタ５３０の軸線と平行な回転軸を有する第６歯車５１６の外周が噛み合う。第６歯車５１６の外周には、第６歯車５１６の回転軸と平行な回転軸を有する第７歯車５１７の外周が噛み合う。この第７歯車５１７の回転軸５１７ａにおける一端（図３では左端）には、回転検出部材５４０を構成するパルス盤５４１が取り付けられる。パルス盤５４１は第７歯車５１７と一体に回転する。ここで回転検出部材５４０は、攪拌部材５０１が回転しているとき、攪拌部材５０１に連動して回転するパルス盤５４１の回転を検出して所定の信号を出力するものである。回転検出部材５４０については、後述する。

第７歯車５１７の回転軸５１７ａにおける他端（図３では右端）には、第８歯車５１８が取り付けられる。そのため、第７歯車５１７の回転軸５１７ａは、第８歯車５１８の回転軸としても共用される。第８歯車５１８の外周には、第８歯車５１８の回転軸５１７ａと平行な回転軸を有する第９歯車５１９の外周が噛み合う。第９歯車５１９の回転軸における一端（図３では右端）には、カップリング５０５が第９歯車５１９と同心に取り付けられる。

このカップリング５０５は、コイルバネ５０６によって、第９歯車５１９から離れる方向に（図３では右方向に）付勢されている。そして、カップリング５０５は、攪拌部材５０１のカップリング５０４によって図３で左方向に向かう外力を受けると、コイルバネ５０６を圧縮しながら図３で左方向に押し込まれる。そのため、カップリング５０５には、攪拌部材５０１の中心軸５０２の端部に取り付けられたカップリング５０４が、着脱可能に係合される。
カップリング５０５とカップリング５０４との係合状態は、コイルバネ５０６の付勢力によって確実に保持される。そのため、第９歯車５１９が回転される場合、第９歯車５１９と一体に回転されるカップリング５０５の回転力は、カップリング５０５からカップリング５０４へ確実に伝達される。

このような伝動歯車列５１０において、モータ５２０のある側と、カップリング５０５のある側とは、反対側になっている。すなわち、図３において、モータ５２０は、第１歯車５１１からみて左側に配置される。一方、カップリング５０５は、第９歯車５１９からみて右側に配置される。

回転検出部材５４０は、円盤状のパルス盤５４１と、センサ（例えば光センサ）５４３とで構成される。パルス盤５４１は、第７歯車５１７の回転軸５１７ａの一端（図３では左端）に、第７歯車５１７と同心に取り付けられる。パルス盤５４１の外周付近には、円周方向に沿って複数（例えば４個）の孔（パルス孔）５４２が円周方向に均等な間隔で配置される。具体的には、孔５４２の個数が４個の場合、円周方向に互いに９０°の間隔で配置される。図２では、４個の孔５４２のうち２個のみ図示する。また、図３では、１個の孔５４２のみ図示する。

センサ５４３は、パルス盤５４１が回転した場合における孔５４２がつぎつぎに通過する位置に配置される。センサ５４３は、パルス盤５４１の回転に応じて、その位置を通過する孔５４２を検出する。孔５４２を検出することにより、センサ５４３は、パルス盤５４１の回転を検出する。パルス盤５４１の孔５４２の個数が例えば４個の場合、センサ５４３は、孔５４２を４回検出することで、パルス盤５４１が１回転したことを検出する。

パルス盤５４１が回転する場合、第８歯車５１８および第９歯車５１９を介して、さらにはカップリング５０５、５０４を介して、攪拌部材５０１も回転する。そのため、センサ５４３は、孔５４２を検出することにより、パルス盤５４１の回転を検出し、さらに攪拌部材５０１の回転も検出する。センサ５４３は、孔５４２の検出に応じて所定の信号を出力する。そのため、センサ５４３が所定の信号を出力するときは、パルス盤５４１（したがって攪拌部材５０１）が回転していることを表す。また、センサ５４３が所定の信号を出力しないときは、パルス盤５４１（したがって攪拌部材５０１）が回転していないことを表す。

図４に示すように、センサ５４３は、制御部材（例えばＣＰＵ）５５０に接続される。制御部材５５０は、遮断検出部５５１およびメッセージ出力部５５２を備える。そして、センサ５４３から出力される所定の信号が、制御部材５５０の遮断検出部５５１に入力される。また、モータ５２０が、制御部材５５０に接続される。そして、モータ５２０が動作中であるときそれを表す電気信号が、制御部材５５０の遮断検出部５５１に入力される。
そのため、遮断検出部５５１は、モータ５２０から動作中であることを表す電気信号が入力されているのに、センサ５４３からの所定の信号が入力されない場合、トルクリミッタ５３０が駆動側５３１と負荷側５３２との伝動を遮断したことを検出することができる。

具体的には、モータ５２０から動作中であることを表す電気信号が入力されている状態で、それまで入力されていたセンサ５４３からの所定の信号が入力されなくなってから所定時間経過後に、遮断検出部５５１は、トルクリミッタ５３０による伝動の遮断（伝動状態の解除）を検出する。
また、モータ５２０を起動して、モータ５２０から動作中であることを表す電気信号が入力されてから所定時間経過しても、センサ５４３からの所定の信号が入力されないとき、遮断検出部５５１は、トルクリミッタ５３０による伝動の遮断（伝動状態の解除）を検出する。

遮断検出部５５１による遮断の検出に応じて、メッセージ出力部５５２は所定のメッセージ情報を出力する。メッセージ出力部５５２から出力されたメッセージ情報は、プリンタ１に設けられた適宜の表示部材５５５に入力される。表示部材５５５は、入力されたメッセージ情報に基づいて、所定のメッセージを表示する。

粉体のトナーは、トナーカートリッジ５内に収容されて、外部から衝撃を受けない状態で長期間保存されると、あたかも固化したような状態になる。そのため、トルクリミッタ５３０が駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を遮断する原因としては、トナーカートリッジ５内で、トナーが固まっていることが考えられる。
このような場合に、作業者に知らせるエラーメッセージとしては、例えば、「トナーカートリッジを取り外して１回振ってください。」等が適当である。作業者がトナーカートリッジ５を振ることで、トナーカートリッジ５内で固まっているトナーを、トナー本来の粉体の状態に戻すことができる可能性があるからである。そして、それでも駄目な場合は、「サービスマンを呼んでください。」等のメッセージを表示することが適当である。

次に、上記のようなトナーの攪拌構造の作用について説明する。
まず、トルクリミッタ５３０が駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を維持しているときの作用について説明する。

プリンタ１が動作を開始すると、トナー供給部６は、その後のプリンタ１の動作中は絶えず駆動される。これにより、トナー供給部６によって、トナーカートリッジ５から現像器１６に対してトナーが供給（補給）される。このとき、攪拌部材５０１は、モータ５２０の駆動により駆動伝達部５１０を介して回転される。これにより、トナーカートリッジ５内に収容されたトナーは、攪拌部材５０１によって攪拌される。

攪拌部材５０１がトナーを攪拌するのに要するトルクは、通常、トルクリミッタ５３０における負荷トルクの設定値以下である。そのため、トルクリミッタ５３０は、駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を維持する。そのため、モータ５２０の駆動力は、第１歯車５１１から第９歯車５１９までの伝動歯車列５１０を順次介して攪拌部材５０１に伝達される。これにより、攪拌部材５０１は、モータ５２０の駆動力に追従して回転される。したがって、トナーカートリッジ５に収容されたトナーは、プリンタ１の動作中は絶えず、攪拌部材５０１によって攪拌される。

このとき、回転検出部材５４０のパルス盤５４１は、攪拌部材５０１に連動して一定の回転速度で回転される。そのため、センサ５４３は、パルス盤５４１の孔５４２を一定時間間隔で検出し続ける。これにより、センサ５４３は、パルス盤５４１の回転すなわち、攪拌部材５０１の回転を検出する。
センサ５４３は、制御部材５５０における遮断検出部５５１に所定の信号を所定間隔で出力する。これにより、遮断検出部５５１には、所定の信号が所定間隔で入力される。この場合において、遮断検出部５５１は、トルクリミッタ５３０の遮断を検出しない。その結果、表示部材５５５には、上記のようなエラーメッセージは表示されない。

次に、トルクリミッタ５３０が駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を解除するときの作用について説明する。
まず、プリンタ１の動作中に、それまでは、トルクリミッタ５３０における設定値以下であった負荷トルクが、何らかの原因でその設定値を上回った場合について説明する。

負荷トルクが設定値より大きくなった場合、トルクリミッタ５３０は、駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を解除する。すると、モータ５２０の駆動力は、伝動歯車列５１０の第１歯車５１１から第４歯車５１４まで順次伝達されるが、第４歯車５１４から第５歯車５１５へは伝達されなくなる。一方、第５歯車５１５以降の歯車５１５〜５１９は、トナー側（トナーカートリッジ５側）から攪拌部材５０１に及ぼされる大きな負荷トルクを受けるため、直ちに回転が停止される。

パルス盤５４１の回転が停止されることで、それまでパルス盤５４１の孔５４２を一定時間間隔で検出していたセンサ５４３から、制御部材５５０の遮断検出部５５１への出力が発生しなくなる。このとき、モータ５２０からは、動作中であることを表す電気信号が、制御部材５５０の遮断検出部５５１に入力されている。そのため、遮断検出部５５１は、モータ５２０からの入力があるのにセンサ５４３からの入力がないことを検出する。これにより、遮断検出部５５１は、トルクリミッタ５３０が駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を解除したことを検出する。

具体的には、モータ５２０からの入力がある状態で、センサ５４３の出力が入力されなくなってから所定時間経過後に、遮断検出部５５１は、トルクリミッタ５３０による伝動状態の解除を検出する。遮断検出部５５１によるこの遮断の検出に応じて、制御部材５５０のメッセージ出力部５５２は、所定のエラーメッセージを表示部材５５５に出力する。これにより、表示部材５５５に上記のようなエラーメッセージが表示される。

すなわち、「トナーカートリッジを取り外して１回振ってください。」等のエラーメッセージが、表示部材５５５に表示される。作業者はこれを見て、トナーカートリッジ５を振ることができる。これにより、トナーカートリッジ５内で固まっているトナーが、トナー本来の粉体の状態に戻れば、プリンタ１の動作再開後に、エラーメッセージは表示されない。
一方、それでも駄目な場合は、プリンタ１の動作再開後に、「サービスマンを呼んでください。」等のメッセージが、表示部材５５５に表示される。

また、プリンタ１の動作開始時に、例えば、トナーカートリッジ５内でトナーが固まっていること等が原因で、モータ５２０の起動後、トルクリミッタ５３０における負荷トルクが設定値を上回る場合について説明する。

まず、モータ５２０を起動すると、モータ５２０の駆動力が、伝動歯車列５１０の第１歯車５１１から第９歯車５１９を順次介して攪拌部材５０１に伝達される。これにより、攪拌部材５０１は、モータ５２０の駆動力に追従して回転されようとする。ところが、攪拌部材５０１にかかる負荷トルクが設定限度を超えているため、攪拌部材５０１が回転を始める前に、トルクリミッタ５３０における負荷トルクが設定値を上回ることになる。そのため、トルクリミッタ５３０が、駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を解除する。これにより、攪拌部材５０１は、回転を始めないままモータ５２０からの回転駆動力が伝達されない状態となる。一方、モータ５２０は、実質的な負荷（攪拌部材５０１）を切り離した状態で、伝動歯車列５１０の第１歯車５１１から第４歯車５１４までを従動させる。

この場合、モータ５２０からは、モータ５２０の起動と同時に、動作中であることを表す電気信号が、制御部材５５０の遮断検出部５５１に入力される。一方、センサ５４３からの信号は、いつまで経っても、制御部材５５０の遮断検出部５５１に入力されることはない。そのため、遮断検出部５５１は、モータ５２０からの電気信号の入力が開始してから、所定時間経過してもセンサ５４３からの入力がないことを検出する。これにより、遮断検出部５５１は、トルクリミッタ５３０が駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を解除したことを検出する。

遮断検出部５５１によるこの伝動解除の検出に応じて、制御部材５５０のメッセージ出力部５５２は、所定のエラーメッセージ情報を表示部材５５５に出力する。これにより、表示部材５５５に、上記のようなエラーメッセージが表示される。

すなわち、「トナーカートリッジを取り外して１回振ってください。」等のエラーメッセージが、表示部材５５５に表示される。作業者はこれを見て、トナーカートリッジ５を振ることができる。これにより、トナーカートリッジ５内で固まっているトナーが、トナー本来の粉体の状態に戻れば、プリンタ１の動作再開後に、エラーメッセージは表示されない。
一方、それでも駄目な場合は、プリンタ１の動作再開後に、「サービスマンを呼んでください。」等のメッセージが、表示部材５５５に表示される。

本実施形態によれば、トナーカートリッジ５側（トナー側）から攪拌部材５０１にかかる負荷トルクが異常に高くなる場合に、トルクリミッタ５３０が駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を遮断する。これにより、伝動歯車列５１０の第１歯車５１１〜第９歯車５１９等の部品が破損する事態を未然に回避することができる。

また、本実施形態によれば、トルクリミッタ５３０が駆動側５３１と負荷側５３２との伝動状態を解除した場合、遮断検出部５５１はトルクリミッタ５３０の遮断を検出する。これにより、トナーカートリッジ５側（トナー側）から攪拌部材５０１にかかる負荷トルクの異常を確実に検出することができる。

また、本実施形態によれば、トナーカートリッジ５側（トナー側）から攪拌部材５０１にかかる負荷トルクの異常を検出した場合、表示部材５５５がエラーメッセージを表示する。これにより、作業者は、トナーカートリッジ５を振るなど適切な措置を講じることができる。

また、仮に、トルクリミッタ５３０が設けられていない場合は、センサ５４３がパルス盤５４１（攪拌部材５０１）の停止（非回転）を検出した場合、直ちにモータ５２０の動作を停止させなければならない。さもないと、伝動歯車列５１０が破損する危険があるからである。しかし、センサ５４３が検出（攪拌部材５０１が停止）するのと同時にモータ５２０の動作停止を指令したとしても、モータ５２０が実際に停止するまでにはタイムラグがある。そのため、このタイムラグの間に伝動歯車列５１０に過剰なトルクがかかって破損する危険がある。

これに対し、本実施形態によれば、トルクリミッタ５３０が設けられているため、センサ５４３が検出（攪拌部材５０１が停止）するのに先だって、まず、トルクリミッタ５３０が伝動状態を解除する。そのため、センサ５４３により攪拌部材５０１が停止されたことを検出後、直ちにモータ５２０の動作を停止させることは必要ない。任意のタイミングでモータ５２０を停止されればよい。

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態において、画像形成装置としてモノクロプリンタ１について説明しているが、これに限定されず、カラープリンタ、コピー機、ファクシミリ及びこれらの複合機等であってもよい。

また、本実施形態では、作動部として、トナーカートリッジ５内のトナーを攪拌する攪拌部材５０１を例示して説明しているが、これに限定されず、例えば、現像器１６の構造によっては、現像器１６内のトナーの攪拌にも適用することができる。

また、本実施形態では、作動部として攪拌部材５０１を例示して説明しているが、これに限定されず、例えば、トナーカートリッジ５から現像器１６に対してトナーを搬送する適宜の搬送部材にも適用することができる。

また、現像器１６内のトナー残量を検知するセンサを配置し、トナーを補給するときのみ撹拌部材５０１を回転させる構成でもよい。

また、パルス盤５４１を別途設けずに、第７歯車５１７の側面に反射板を取り付け、反射型のセンサを使用して第７歯車５１７の回転を検出するようにしてもよい。

また、本実施形態では、モータ５２０とカップリング５０５とを伝動歯車列５１０に対して互いに反対側に配置したが、これに限定されず、伝動歯車列５１０に対して同じ側にモータ５２０およびカップリング５０５を配置してもよい。

１……プリンタ（画像形成装置）、５……トナーカートリッジ（収容部）、５０１……攪拌部材（作動部）、５１０……伝動歯車列（駆動伝達部）、５２０……モータ、５３０……トルクリミッタ（遮断部材）、５４０……回転検出部材、５４１……パルス盤、５４２……孔（パルス孔）、５４３……センサ（光センサ）、５５０……制御部材（ＣＰＵ）、５５１……遮断検出部、５５５……表示部材

Claims (4)

1. トナーが収容された収容部と、
   少なくとも一部が前記収容部内に配置され回転されることで前記トナーを攪拌及び／または搬送する作動部と、
   回転駆動力を出力するモータと、
   前記モータと前記作動部とを連結すると共に、前記モータから出力された回転力を前記作動部に伝達させる駆動伝達部と、
   前記駆動伝達部に配置され、前記作動部における回転を検出する回転検出部材と、
   前記駆動伝達部における前記回転駆動力の伝達方向において前記回転検出部材よりも上流側に配置され、負荷トルクがあらかじめ決められた値を上回る場合に前記モータ側から前記作動部側への駆動力の伝達を遮断する遮断部材と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記モータの動作中に前記回転検出部材が前記作動部における回転を検出しない場合、前記遮断部材が前記駆動力の伝達を遮断したことを検出する遮断検出部と、
   前記遮断検出部により前記遮断部材が前記駆動力の伝達を遮断したことを検出した場合、所定のメッセージを表示する表示部材と、
   をさらに備える請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動伝達部は、前記モータから前記作動部まで複数の歯車により駆動力を伝達する伝動歯車列で構成され、
   前記遮断部材は、前記伝動歯車列における所定の２枚の歯車間の伝動を遮断するトルクリミッタで構成される請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記回転検出部材は、パルス盤およびセンサで構成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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