JP2009003125A - Toner cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーの凝集を回避した状態での使用を促すことができるトナーカートリッジ及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a toner cartridge and an image forming apparatus that can promote use in a state where toner aggregation is avoided.
複写機、プリンタなどの電子写真方式を採用している画像形成装置においては、記録媒体である感光体表面に再生したい画像に応じた静電潜像を形成し、これを顕像化するために、着色剤であるトナー等の現像剤を感光体側へと供給し、トナーを付着させ、現像を行う現像装置が備えられている。 In an image forming apparatus employing an electrophotographic system such as a copying machine or a printer, an electrostatic latent image corresponding to an image to be reproduced is formed on the surface of a photoconductor as a recording medium, and this is visualized. Further, a developing device is provided that supplies a developer such as toner as a colorant to the photosensitive member side, attaches the toner, and performs development.
このような電子写真方式を採用した画像形成装置では、感光体表面を均一に帯電した後、その表面に再生したい画像に応じた光による像が照射されることで、照射された領域の帯電電荷が除去される。その結果、再生しようとする静電潜像が感光体の表面に形成されることになる。この潜像を顕像化するために、現像装置によりトナーを付着させることで現像を行う。これにより現像装置では、画像形成を行う都度トナーが徐々に消費されてゆく。 In an image forming apparatus that employs such an electrophotographic method, the surface of the photosensitive member is uniformly charged, and then the surface is irradiated with an image of light corresponding to the image to be reproduced. Is removed. As a result, an electrostatic latent image to be reproduced is formed on the surface of the photoreceptor. In order to make this latent image visible, development is performed by attaching toner with a developing device. As a result, the developing device gradually consumes toner each time image formation is performed.
そこで、所定の画像品質を維持するために、消費されたトナーを現像装置に補給する必要があり、現像装置内には常に一定量のトナーが収容されるようになっている。そのため現像装置にはトナー補給装置が設けられており、トナー不足が検出されると、これに応答してトナー補給装置よりトナー補給が自動的に行われる。これにより、現像装置内のトナー量が一定に保たれ、常に一定の画像品質が維持されるように構成されている(例えば、特許文献1を参照)。
トナー補給装置へトナーを補給するためにトナーカートリッジが使用されるが、カートリッジが長期間放置された場合には、カートリッジ内のトナーが凝集し、固体に近い挙動を示すため、トナー補給装置への装着前に十分にカートリッジを揺動し、内部のトナーを攪拌しておく必要ある。 A toner cartridge is used to replenish toner to the toner replenishing device. If the cartridge is left for a long period of time, the toner in the cartridge aggregates and behaves almost like a solid. Prior to installation, the cartridge needs to be sufficiently swung to stir the toner inside.
しかしながら、機器の利用者及びトナー交換作業者にトナーカートリッジを揺する必要性が認知されていないために揺する作業が行われない場合や、人的作業であるため補給作業者の揺すり方にばらつきがあり、十分攪拌されるまで揺すられないまま補給される虞がある。トナーカートリッジ内でトナーが十分ほぐされていない場合、トナーカートリッジ内に大量にトナーが残るなどうまく補給できないことがあった。 However, since the necessity of shaking the toner cartridge is not recognized by the user of the device and the toner exchange operator, the shaking operation is not performed or it is a human work, so there is a variation in how the replenishment operator shakes. There is a risk of being replenished without being shaken until sufficiently stirred. When the toner is not sufficiently loosened in the toner cartridge, there is a case where a large amount of toner remains in the toner cartridge and cannot be replenished well.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、トナー収容部の揺動に係るエネルギを電力に変換する変換手段と、変換された電力を蓄積する蓄積手段とを備える構成とすることにより、蓄積手段に蓄積された電力の大きさに基づいてトナーカートリッジの揺動量を報知することができるトナーカートリッジ及びこのトナーカートリッジが装着される画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and includes a conversion unit that converts energy related to the swinging of the toner storage unit into electric power and a storage unit that stores the converted electric power. An object of the present invention is to provide a toner cartridge capable of notifying the amount of swing of the toner cartridge based on the magnitude of the electric power stored in the storage means, and an image forming apparatus to which the toner cartridge is mounted.
本発明に係るトナーカートリッジは、トナーを収容するトナー収容部を備え、その揺動によって前記トナー収容部内のトナーが攪拌されるトナーカートリッジにおいて、前記揺動に係るエネルギを電力に変換する変換手段と、該変換手段によって変換された電力を蓄積する蓄積手段とを備えることを特徴とする。 A toner cartridge according to the present invention includes a toner storage unit that stores toner, and in the toner cartridge in which the toner in the toner storage unit is agitated by the swing thereof, a conversion unit that converts energy related to the swing into electric power; And storage means for storing the power converted by the conversion means.
本発明にあっては、トナーカートリッジの揺動に応じた電力が蓄積手段に蓄積されることになる。 In the present invention, electric power corresponding to the swing of the toner cartridge is stored in the storage means.
本発明に係るトナーカートリッジは、前記蓄積手段に蓄積された電力に基づいて揺動量を算出する手段と、該手段により算出された揺動量を表示する手段とを備えることを特徴とする。 The toner cartridge according to the present invention includes means for calculating a swing amount based on the electric power stored in the storage means, and means for displaying the swing amount calculated by the means.
本発明にあっては、トナーカートリッジの揺動量が表示されるため、ユーザはトナーの凝集が十分に解されたか否かを判断することができる。 In the present invention, since the swing amount of the toner cartridge is displayed, the user can determine whether or not the toner aggregation has been sufficiently solved.
本発明に係るトナーカートリッジは、所定の回転軸回りに回転自在に支持された回転体を前記トナー収容部内に備え、前記揺動により前記回転体は前記回転軸回りに回転するように構成されていることを特徴とする。 The toner cartridge according to the present invention includes a rotating body that is rotatably supported around a predetermined rotation axis in the toner accommodating portion, and the rotation body is configured to rotate around the rotation axis by the swinging. It is characterized by being.
本発明にあっては、トナーカートリッジの揺動により回転する回転体を備える構成としているため、トナーカートリッジの揺動量が回転体の回転量として検出される。 In the present invention, since the rotating body that rotates when the toner cartridge swings is provided, the swinging amount of the toner cartridge is detected as the rotating amount of the rotating body.
本発明に係るトナーカートリッジは、前記トナー収容部内のトナーを攪拌する攪拌部材が前記回転体に取り付けられていることを特徴とする。 The toner cartridge according to the present invention is characterized in that an agitating member for agitating the toner in the toner accommodating portion is attached to the rotating body.
本発明にあっては、トナーカートリッジの揺動によってトナー収容部内のトナーを効率的に攪拌することができる。 In the present invention, the toner in the toner container can be efficiently stirred by the swinging of the toner cartridge.
本発明に係るトナーカートリッジは、前記回転体と従動回転するように構成された従動回転体、該従動回転又は該従動回転体の回転軸に取り付けられた磁石、及び該磁石に近接配置させたコイルを備え、前記従動回転体が回転することで前記コイルに発生する誘導起電力を前記蓄積手段に蓄積するようにしてあることを特徴とする。 The toner cartridge according to the present invention includes a driven rotating body configured to rotate following the rotating body, a magnet attached to the driven rotation or a rotating shaft of the driven rotating body, and a coil disposed close to the magnet. And an induced electromotive force generated in the coil as the driven rotating body rotates is stored in the storage means.
本発明にあっては、蓄積手段にはコイルに発生する誘導起電力が蓄積されることになる。 In the present invention, the induced electromotive force generated in the coil is stored in the storage means.
本発明に係るトナーカートリッジは、前記変換手段は、発電機を兼ねたモータであり、該モータにより前記回転体を回転させるようにしてあることを特徴とする。 The toner cartridge according to the present invention is characterized in that the converting means is a motor that also serves as a generator, and the rotating body is rotated by the motor.
本発明にあっては、トナーカートリッジの揺動を停止した後もモータの駆動力によって継続的にトナーを攪拌することができる。 In the present invention, the toner can be continuously stirred by the driving force of the motor even after the toner cartridge has stopped swinging.
本発明に係るトナーカートリッジは、前記蓄積手段に蓄積された電力を放電させる放電手段を備えることを特徴とする。 The toner cartridge according to the present invention includes a discharging unit that discharges the electric power stored in the storage unit.
本発明にあっては、揺動開始時に蓄積手段に蓄積された電力を放電させることによって、蓄積手段にはトナーカートリッジの揺動に起因した電力のみが蓄積されることになる。 In the present invention, by discharging the electric power accumulated in the accumulating means at the start of the oscillation, only the electric power resulting from the oscillation of the toner cartridge is accumulated in the accumulating means.
本発明に係るトナーカートリッジは、前記放電手段は、スイッチを備え、該スイッチの開閉状態に応じて放電時定数が異なる値に切り替わるように構成されていることを特徴とする。 The toner cartridge according to the present invention is characterized in that the discharge means includes a switch, and the discharge time constant is switched to a different value according to the open / close state of the switch.
本発明にあっては、スイッチの開閉状態に応じて放電時定数が切り替わるため、例えば、トナーカートリッジの揺動前には蓄積手段に蓄積された電力が短時間で放電し、揺動後には十分な時間の経過後に放電する構成とすることにより、トナーカートリッジの揺動によって蓄積された電力を正確に検出することができると共に、トナーカートリッジの揺動後に未使用のまま放置することにより再びトナー未攪拌に近しい状態になった場合、攪拌済みと誤検知しないようにすることができる。 In the present invention, since the discharge time constant is switched according to the open / close state of the switch, for example, before the toner cartridge swings, the electric power stored in the storage means is discharged in a short time and is sufficient after the swing. With the configuration that discharges after a lapse of time, it is possible to accurately detect the electric power accumulated by the swinging of the toner cartridge, and the toner is not used again by leaving it unused after the swinging of the toner cartridge. When it becomes a state close to stirring, it can be prevented from erroneously detecting that stirring has been completed.
本発明に係るトナーカートリッジは、前記スイッチは、カートリッジの設置状態に応じて開閉状態が切り替わるプッシュスイッチであることを特徴とする。 The toner cartridge according to the present invention is characterized in that the switch is a push switch whose open / close state is switched in accordance with the installation state of the cartridge.
本発明にあっては、カートリッジの設置状態に応じてスイッチの開閉状態が切り替わるため、例えば、トナーカートリッジが梱包された状態と開梱された状態とをスイッチの開閉状態により検出することができる。その結果、梱包状態では、長期の微小な振動により不十分なトナー攪拌を攪拌済みに誤判定する電力を蓄積しないようにすることができ、輸送時振動による過発電による回路破損を防止することができる。また、開梱状態では、短時間で放電する放電回路部分を物理的に回路遮断することができ、トナーカートリッジの揺動によって生じる電力をトナーの揺動量の検出のために利用することができる。 In the present invention, the open / close state of the switch is switched according to the installation state of the cartridge, and therefore, for example, the state in which the toner cartridge is packed and the state in which the toner cartridge is unpacked can be detected based on the open / close state of the switch. As a result, in the packaged state, it is possible to prevent accumulation of electric power that erroneously determines that insufficient toner agitation is already agitated due to minute vibrations for a long time, and it is possible to prevent circuit damage due to overpower generation due to vibration during transportation. it can. Also, in the unpacked state, the circuit portion of the discharge circuit that discharges in a short time can be physically interrupted, and the electric power generated by the swing of the toner cartridge can be used for detecting the amount of toner swing.
本発明に係る画像形成装置は、感光体の表面に形成された静電潜像を顕像化する現像部を備え、該現像部によって顕像化されたトナー像をシート上に転写する画像形成装置において、前述した発明の何れか1つに記載のトナーカートリッジが装着される装着部と、該装着部に装着されたトナーカートリッジに収容されているトナーを前記現像部に対して補給する補給手段とを備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes a developing unit that visualizes an electrostatic latent image formed on the surface of a photoreceptor, and image formation that transfers a toner image visualized by the developing unit onto a sheet In the apparatus, a mounting portion on which the toner cartridge according to any one of the above-described inventions is mounted, and a replenishing unit that replenishes the developing unit with toner contained in the toner cartridge mounted on the mounting portion. It is characterized by providing.
本発明にあっては、トナーカートリッジに収容されたトナーを十分に解した状態で装着させることができる。 In the present invention, the toner contained in the toner cartridge can be mounted in a fully disassembled state.
本発明に係る画像形成装置は、前記トナーカートリッジに蓄積されている電力を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に応じて前記補給手段によるトナーの補給動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes a detection unit that detects electric power stored in the toner cartridge, and a control unit that controls a toner supply operation by the supply unit according to a detection result of the detection unit. It is characterized by that.
本発明にあっては、トナーカートリッジに蓄積されている電力に応じてトナーの補給動作を制御するため、トナーカートリッジに収容されているトナーが十分に解されている場合にのみ現像装置にトナーを補給することができる。 In the present invention, the toner replenishment operation is controlled in accordance with the electric power stored in the toner cartridge, so that the toner is supplied to the developing device only when the toner contained in the toner cartridge is sufficiently removed. Can be replenished.
本発明に係る画像形成装置は、前記検出手段が検出した電力が所定値以上であるか否かを判断する手段と、検出した電力が所定値未満であると判断した場合、前記トナーカートリッジを揺動させるべき旨を報知する手段とを備えることを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention swings the toner cartridge when determining that the power detected by the detecting means is greater than or equal to a predetermined value and when the detected power is less than the predetermined value. And a means for notifying that it should be moved.
本発明にあっては、トナーカートリッジに蓄積された電力が所定値未満である場合には、トナーカートリッジ内のトナーが十分に解された状態でないと判断できるため、トナーカートリッジの揺動を促すことによってトナーを解した状態で補給させることができる。 In the present invention, when the electric power stored in the toner cartridge is less than a predetermined value, it can be determined that the toner in the toner cartridge is not sufficiently unwound, so that the toner cartridge is urged to swing. The toner can be replenished in a disassembled state.
本発明に係る画像形成装置は、前記トナーカートリッジは、トナー補給弁を備え、前記検出手段が検出した電力が所定値以上であると判断した場合、前記制御手段による制御により前記トナー補給弁を開くようにしてあることを特徴とする。 In the image forming apparatus according to the present invention, the toner cartridge includes a toner replenishing valve, and when the power detected by the detecting unit is determined to be equal to or higher than a predetermined value, the toner replenishing valve is opened by the control of the control unit. It is characterized by the above.
本発明にあっては、トナーカートリッジに所定値以上の電力が蓄積された場合、すなわち、トナーカートリッジが十分に揺動され、内部のトナーが十分に解された状態である場合にのみ現像装置にトナーを補給することができる。 In the present invention, only when the electric power of a predetermined value or more is accumulated in the toner cartridge, that is, when the toner cartridge is sufficiently swung and the internal toner is sufficiently released, Toner can be replenished.
本発明による場合は、トナーカートリッジの揺動に応じた電力が蓄積手段に蓄積されるため、この電力に基づいてトナーカートリッジが十分に揺動されたか否かを判断することができる。 In the case of the present invention, since electric power corresponding to the swing of the toner cartridge is stored in the storage means, it can be determined whether or not the toner cartridge is sufficiently swinged based on this power.
本発明による場合は、トナーカートリッジの揺動量が表示されるため、ユーザはトナーの凝集が十分に解されたか否かを判断することができる。 In the case of the present invention, since the swing amount of the toner cartridge is displayed, the user can determine whether or not the toner aggregation is sufficiently solved.
本発明による場合は、トナーカートリッジの揺動により回転する回転体を備える構成としているため、トナーカートリッジの揺動量を回転体の回転量として検出することができる。 According to the present invention, since the rotating body that rotates by the swing of the toner cartridge is provided, the swing amount of the toner cartridge can be detected as the rotation amount of the rotating body.
本発明による場合は、トナーカートリッジの揺動によってトナー収容部内のトナーを効率的に攪拌することができる。 According to the present invention, the toner in the toner container can be efficiently stirred by the swinging of the toner cartridge.
本発明による場合は、トナーカートリッジの揺動によって回転体が回転する際にコイルに発生する誘導起電力を蓄積手段に蓄積することができる。 According to the present invention, the induced electromotive force generated in the coil when the rotating body rotates due to the swing of the toner cartridge can be stored in the storage means.
本発明による場合は、トナーカートリッジの揺動を停止した後もモータの駆動力によって継続的にトナーを攪拌することができ、トナーの再凝集を防止することができる。 According to the present invention, the toner can be continuously stirred by the driving force of the motor even after the swing of the toner cartridge is stopped, and re-aggregation of the toner can be prevented.
本発明による場合は、揺動開始時に蓄積手段に蓄積された電力を放電させることによって、蓄積手段にはトナーカートリッジの揺動に起因した電力のみが蓄積されることになり、トナーカートリッジの揺動量を正確に検出することができる。 In the case of the present invention, by discharging the electric power accumulated in the accumulating means at the start of the oscillation, only the electric power resulting from the oscillation of the toner cartridge is accumulated in the accumulation means, and the amount of oscillation of the toner cartridge Can be accurately detected.
本発明による場合は、スイッチの開閉状態に応じて放電時定数が切り替わるため、例えば、トナーカートリッジの揺動前には蓄積手段に蓄積された電力が短時間で放電し、揺動後には十分な時間の経過後に放電する構成とすることにより、トナーカートリッジの揺動によって蓄積された電力を正確に検出することができると共に、トナーカートリッジの揺動後に未使用のまま放置することにより再びトナー未攪拌に近しい状態になった場合、攪拌済みと誤検知しないようにすることができる。 In the case of the present invention, since the discharge time constant is switched according to the open / close state of the switch, for example, the electric power accumulated in the accumulating means is discharged in a short time before the toner cartridge is swung, and sufficient after the rocking. By adopting a structure that discharges after a lapse of time, it is possible to accurately detect the electric power accumulated by the swinging of the toner cartridge, and the toner is not stirred again by leaving it unused after the swinging of the toner cartridge. When it becomes a state close to, it can be prevented from erroneously detecting that it has been stirred.
本発明による場合は、カートリッジの設置状態に応じてスイッチの開閉状態が切り替わるため、例えば、トナーカートリッジが梱包された状態と開梱された状態とをスイッチの開閉状態により検出することができる。その結果、梱包状態では、長期の微小な振動により不十分なトナー攪拌を攪拌済みに誤判定する電力を蓄積しないようにすることができ、輸送時振動による過発電による回路破損を防止することができる。また、開梱状態では、短時間で放電する放電回路部分を物理的に回路遮断することができ、トナーカートリッジの揺動によって生じる電力をトナーの揺動量の検出のために利用することができる。 According to the present invention, since the open / close state of the switch is switched according to the installation state of the cartridge, for example, the state in which the toner cartridge is packed and the state in which the toner cartridge is unpacked can be detected based on the open / close state of the switch. As a result, in the packaged state, it is possible to prevent accumulation of electric power that erroneously determines that insufficient toner agitation is already agitated due to minute vibrations for a long time, and it is possible to prevent circuit damage due to overpower generation due to vibration during transportation. it can. Also, in the unpacked state, the circuit portion of the discharge circuit that discharges in a short time can be physically interrupted, and the electric power generated by the swing of the toner cartridge can be used for detecting the amount of toner swing.
本発明による場合は、トナーカートリッジに収容されたトナーを十分に解した状態で装着させることができる。 In the case of the present invention, the toner contained in the toner cartridge can be mounted in a sufficiently disassembled state.
本発明による場合は、トナーカートリッジに蓄積されている電力に応じてトナーの補給動作を制御するため、トナーカートリッジに収容されているトナーが十分に解されている場合にのみ現像装置にトナーを補給することができる。 In the case of the present invention, the toner supply operation is controlled according to the electric power stored in the toner cartridge, so that the toner is supplied to the developing device only when the toner contained in the toner cartridge is sufficiently released. can do.
本発明による場合は、トナーカートリッジに蓄積された電力が所定値未満である場合には、トナーカートリッジ内のトナーが十分に解された状態でないと判断できるため、トナーカートリッジの揺動を促すことによってトナーを解した状態で補給させることができる。 According to the present invention, when the electric power stored in the toner cartridge is less than the predetermined value, it can be determined that the toner in the toner cartridge is not sufficiently released. The toner can be replenished with the toner removed.
本発明による場合は、トナーカートリッジに所定値以上の電力が蓄積された場合、すなわち、トナーカートリッジが十分に揺動され、内部のトナーが十分に解された状態である場合にのみ現像装置にトナーを補給することができる。 According to the present invention, the toner is supplied to the developing device only when the electric power of a predetermined value or more is accumulated in the toner cartridge, that is, when the toner cartridge is sufficiently swung and the internal toner is sufficiently released. Can be replenished.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態1.
図1は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する模式的断面図である。本実施の形態に係る画像形成装置は、上部に画像読取部510、中央部に画像形成部520、下部に用紙供給部540を配置して構成されている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus according to the present embodiment is configured by arranging an
画像読取部510の上面には透明ガラス体の原稿台511が設けられている。原稿台511の上側には原稿を原稿台511に押圧するための原稿押圧カバー512が設けられている。原稿台511の下方には、光源ユニット513、ミラーユニット514、光学レンズ515、及びCCDラインセンサ516が設けられており、原稿台511に載置された原稿の画像を所定の露光位置において相対的に走査して読み取る。
A transparent glass
そのため、光源ユニット513は、原稿面上を露光する光源ランプユニット、原稿からの反射光像を所定方向に反射させるミラーを搭載している。また、ミラーユニット514は、光源ユニット513のミラーによって反射された原稿からの反射光像を光電変換素子であるCCDラインセンサ516へ導くために、反射面が互いに直交するように配置された一対のミラーを備える。光学レンズ515は、原稿からの反射光像をCCDラインセンサ516の受光面に結像させる。
Therefore, the
画像形成部520には、感光体ドラム521を所定の電位に帯電させる帯電器522、画像読取部510にて取得した画像データ又は外部装置から転送された画像データに応じてレーザ光を出射し、感光体ドラム521上に静電潜像を形成するレーザスキャンユニット523、感光体ドラム521上に形成された静電潜像に現像ローラを介してトナーを供給し、トナー像を顕像化する現像ユニット524、感光体ドラム521上に形成されたトナー像を用紙供給部540から供給される用紙上に転写する転写ユニット525を備える。
The
レーザスキャンユニット523は、入力される画像データによって変調されレーザ光を照射する半導体レーザ、及び回転によってレーザ光を主走査方向に偏光するポリゴンミラーを内蔵する。 The laser scan unit 523 contains a semiconductor laser that is modulated by input image data and emits laser light, and a polygon mirror that polarizes the laser light in the main scanning direction by rotation.
また、感光体ドラム521及び転写ユニット525の上流側には、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して用紙上にトナー像を定着させる定着ユニット526が配置されている。定着ユニット526は、用紙搬送路を挟んで対峙する加熱ローラ及び加圧ローラを備える。加熱ローラはヒータを備える。加熱ローラの表面温度はサーミスタなどの温度センサによって検知され、その表面温度が適宜の温度に保たれるように構成されている。定着ユニット526でトナー像が定着された用紙は、排紙ローラ527,528によって搬送され、排紙トレイ529上に排紙される。
Further, on the upstream side of the
用紙供給部540は、複数枚の用紙を積層して収納する給紙トレイ541,542、本体側面に装着された手差トレイ543を備える。用紙供給部540は、画像形成部520における感光体ドラム521と転写ユニット525との間の転写位置へ用紙を給送するために搬送経路に沿って設けられた複数の搬送ローラを備え、これらの搬送ローラの作用によって用紙を画像形成部520へ供給するように構成されている。
The
図2は現像ユニット524に対してトナーを補給するトナー補給装置の構成を示す模式図である。本実施の形態に係る画像形成装置は、現像ユニット524に対してトナーを補給するためのトナー補給装置4を備える。このトナー補給装置4には、印字によるトナー消費が進んで内部のトナーが減少した場合、作業者によってトナーカートリッジ1が取り付けられる。このトナーカートリッジ1はトナーを補給する場合にのみトナー補給装置4に取り付けられ、通常の画像形成時には取り付けられないように構成されている。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a toner supply device that supplies toner to the developing
トナー補給装置4は上面部にトナーカートリッジ1のトナー補給口5を嵌合させ、水平方向に押し込むことで開口するトナー取入口22が形成されている。トナーカートリッジ1がトナー補給装置4へ取り付けられていない場合、トナー補給装置4の内部へ異物が混入することを防ぐため、トナーカートリッジ1が取り付けられていない場合はトナー取入口22を塞ぐようにシャッターばね21の反発力により閉じ、トナーカートリッジ1が取り付けられている場合はトナーカートリッジ1のトナー補給口5により押し込まれてトナー取入口22を開口するトナー補給シャッター20を備える。
In the
トナー補給装置4は、トナー残量を計測するトナー量センサ24、トナーカートリッジ1より補給されたトナーを攪拌する攪拌ローラ23、及び攪拌部から排出部へトナーを搬送する搬送ローラ25、及び搬送されてきたトナーを現像ユニット524へ排出する排出ローラ26を備え、各ローラの回転動作によりトナーカートリッジ1より補給されたトナーを攪拌帯電し、随時適量のトナーをトナー供給口27から現像ユニット524へ送出する。
The
トナーカートリッジ1は、ほぼ円筒形状の容器であり、その取付上面に発電ユニット2、その取付下面にカートリッジ内部に充填されているトナー3をトナー補給装置4へ補充するための補給口5が形成され、補給口5には補給口5を開閉するよう画像形成装置側からの駆動により動作する補給弁6を備える。
The
トナーカートリッジ1に充填されているトナー3は、トナーカートリッジ1自体の内容積に対して多少の余裕を持たせてトナーカートリッジ1内部にスペースが確保できる程度の量に設定されている。
The amount of
トナーカートリッジ1の内部には、トナー攪拌部材7及び偏芯錘8が設けられている。トナー攪拌部材7はその断面が略L字型に形成され、略L字型に屈曲した短い端面の支持部がトナーカートリッジ1の円筒中央に設けた回転軸9に固定されている。また、回転軸9はトナーカートリッジ1を貫通し、トナーカートリッジ1の外部側、発電ユニット2の内部に回転歯車11を支持している。回転軸9は、トナーカートリッジ1に対して、トナーカートリッジ1内部に充填したトナー3の漏れを防ぐようシールドしたベアリング10により、回転軸9を中心にトナー攪拌部材7及び偏芯錘8が回転動作するよう支持されている。
A
発電ユニット2の内部で、従動歯車12は前記回転歯車11に連結して噛み合わせるように支持されている。従動歯車12の歯数は回転歯車11より少なく、回転歯車11の回転動作に対して回転歯車11及び従動歯車12の歯数比倍の回転が従動歯車12で得られる。従動歯車12は同軸上に、S極とN極を各々対角側位置に形成した永久磁石13を従動歯車12の回転に従って回転動作するよう支持する。誘導コイル14は永久磁石13の回転円周直近に配置し、発電ユニット2に支持された発電ユニット基板15に電気的接続および支持される。
Inside the
トナーカートリッジ1の補給口5近傍に、画像形成装置側の検出部16と電気接続するばね性を持った導体コンタクト部17との接触接点18を設け、またトナーカートリッジ側面に沿って発電ユニット基板15の出力と接触接点18間を導体19により接続することで、発電ユニット基板15の出力電圧を画像形成装置側の検出部16へ導くよう接続回路を構成する。
In the vicinity of the replenishing
導体コンタクト部17及び接触接点18は、各々2極の接点をもち2極間は絶縁されて短絡しない構造であり、それぞれに導体19により発電ユニット基板出力の(+)電位側と(−)電位側とが接続されている。検出部16の検出結果は制御部28に伝達され、制御部28は検出部16の検出結果に従い、画像形成装置に備わる表示部29又はトナーカートリッジ補給弁6に嵌合させて配置するトナー補給弁開閉モータ30を駆動する。
The
また、発電ユニット基板15にはカートリッジ筐体の内外へ進退自在な操作部を有するプッシュスイッチ100を備える。このプッシュスイッチ100は操作部が押し込まれた場合、接点接触するように構成されている。図3及び図4はそれぞれ保管状態及び梱包状態におけるトナーカートリッジ1の状態を示す模式図である。図3に示すように、保管状態においては保管場所の床面によりプッシュスイッチ100の操作部が押し込まれる。同様に、梱包輸送時においては、図4に示すように梱包箱101内にトナーカートリッジ1を保護及び固定する梱包材102,103によりプッシュスイッチ100の操作部が押し込まれる。
In addition, the power
図3に示すように、トナーカートリッジ1は保管時にはトナー補給口5を上側にして載置されるが、この状態で長期間放置された場合、トナーカートリッジ1内のトナーは凝集する。トナーが凝集すると固体に近い挙動を示すが、十分に解した状態では液体に近い挙動を示すことが知られているため、トナーカートリッジ1内のトナー3をトナー補給装置4に補充するためには、凝集したトナーを解し、トナー本来の特性、特に流動性を得るようにする必要がある。
As shown in FIG. 3, the
そこで、トナーカートリッジ1の取り付け作業者は、トナーカートリッジ1をトナー補給装置4に取り付ける前の作業としてトナーカートリッジ1を上下左右に揺することを行う。このときトナーカートリッジ1内部の攪拌部材7及び偏芯錘8は揺動で発生する慣性により、自身が支持されている回転軸9を中心に回転動作をする。攪拌部材7の回転により凝集したトナーを徐々に解し、良好な流動性となるようにトナー3を粒子状態に戻す。しかし、トナーカートリッジ1の揺動作業は専ら人力によって行われるため、揺動が不十分であったり、又揺動作業していない場合があり得るため、十分に揺動が行われたか否かを確認する必要がある。
Therefore, the operator who installs the
そのため本実施の形態では、トナー補給装置4への装着前に十分な揺動作業が行われたか否かを検出可能とするために、トナーカートリッジ1の揺動によって発電する発電ユニット2をトナーカートリッジ1自身が備え、画像形成装置は、トナーカートリッジ1が装着されたことを検出するトナーカートリッジ装着検知センサ201、トナーの攪拌量を発電ユニット2の発電量で検出する検出部16、制御部28によって制御される表示部29、トナーカートリッジ1の補給弁6を駆動するトナー補給弁開閉モータ30などを備える(図2を参照)。
Therefore, in this embodiment, in order to detect whether or not a sufficient swinging operation has been performed before the
以下、トナーカートリッジ1の揺動量の検出手法について説明する。図5は発電ユニット2の構成を示す回路図である。本実施の形態では、揺動作業により攪拌部材7及び偏芯錘8に発生する慣性を利用して回転歯車11を回転させ、回転歯車11より歯数の少ない従動歯車12を噛み合わせることで、回転歯車11の回転動作に対して回転歯車11と従動歯車12の歯数比倍の回転を従動歯車12で得る。
Hereinafter, a method for detecting the swing amount of the
従動歯車12には永久磁石13が固定されており、永久磁石13に近接するよう誘導コイル14を配置しているため、揺動による慣性で発生した回転動作は回転歯車11及び従動歯車12の歯数比倍の回転となり誘導コイル14の置かれた磁界を高速に反転変化させる。そのため、誘導コイル14には電磁誘導による起電力が発生する。この起電力により得られる電力は磁界変化の速度及び回数に比例するため、得られた電力の大きさにより回転歯車11の回転数、すなわち揺動作業の有無及び揺動量(揺動回数)を検出することができる。
A permanent magnet 13 is fixed to the driven gear 12, and the
誘導コイル14によって得られる電力は永久磁石の回転による回転磁界で得られる誘導のため交流波形となって現れる。そのためダイオードブリッジにより構成される整流回路301により全波波形に変換し、コンデンサで構成される蓄電回路302を充電する。蓄電回路302には並列に放電回路303及び蓄電回路302の充電電圧が現れるコネクタ端子304が接続されている。
The electric power obtained by the
放電回路303は、上述したプッシュスイッチ100、蓄電回路302のコンデンサ容量に対して数分以内の放電時定数となるスイッチ保護抵抗303a、及び蓄電回路302に対して数十分から数時間程度の放電時定数の放電抵抗303bにより構成される。この放電回路303は、トナーカートリッジ1が保管設置状態(図3)又は梱包状態(図4)にある場合、輸送中の振動などにより発生する不要な電力を数分以内に放電するように構成されている。また、梱包状態が解かれた後に(すなわち、プッシュスイッチ100が開放された後に)、トナーカートリッジ1の揺動作業により蓄電回路302に十分な電荷が蓄積された状態で長期間放置された場合、再びトナーカートリッジ1内のトナーが凝集し、トナー補給前に再度揺動作業を促す必要があるため、蓄電回路302に蓄積された電荷を数十分から数時間で放電するように構成されている。
The
他方、画像形成装置側においては、図2に示す導体コンタクト部17よりトナーカートリッジ1の蓄電回路302の充電電圧を取得し、検出部16により判定する。図6は検出部16の回路構成を示す回路図である。検出部16は比較回路320を備え、コネクタ接点321より取得した蓄電回路302の充電電圧と検出回路内の基準電源322より得られる比較基準電圧とを比較し、比較基準電圧より高い充電電圧であるか否かを判定し、検出結果を出力端子323より図2に示す制御部28へ送出する。
On the other hand, on the image forming apparatus side, the charging voltage of the
以下、トナー補給時の動作について説明する。図7はトナー補給時に画像形成装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。画像形成装置の制御部28は、トナー補給装置4の補給口5に設けられたトナーカートリッジ装着検知センサ201の出力に基づいてトナーカートリッジ1が装着されているか否かを判断する(ステップS11)。トナーカートリッジ1が装着されていないと判断した場合(S11:NO)、トナーカートリッジ1が装着されるまで待機する。
Hereinafter, the operation at the time of toner supply will be described. FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of processing executed by the image forming apparatus when toner is supplied. The
トナーカートリッジ装着検知センサ201の出力に基づいてトナーカートリッジ1が装着されていると判断した場合(S11:YES)、制御部28は、検出部16からの検出結果に基づいて、トナーカートリッジ1の揺動により内部のトナーが十分に攪拌されたか否かを判断する(ステップS12)。トナーが十分に攪拌されていないと判断した場合(S12:NO)、すなわち、蓄電回路302の充電電圧が比較基準電圧より低く、発電ユニット2による発電量が十分でない旨の検出結果が検出部16より通知された場合、制御部28は表示部29を制御することによって、トナー攪拌指示を表示部29に表示する(ステップS13)。
When it is determined that the
また、トナーが十分に攪拌されていると判断した場合(S12:YES)、すなわち、蓄電回路302の充電電圧が比較基準電圧以上であり、発電ユニット2による発電量が十分である旨の検出結果が検出部16より通知された場合、制御部28は、トナー補給弁開閉モータ30を駆動制御してトナーカートリッジ補給弁6を開く(ステップS14)。
When it is determined that the toner is sufficiently stirred (S12: YES), that is, the detection result that the charging voltage of the
次いで、制御部28はトナーの補給が完了したか否かを判断する(ステップS15)。トナーの補給が完了したか否かの判断は、トナーの補給を開始させてから所定時間が経過したか否かを判断することによって行う。トナーの補給が完了していないと判断した場合(S15:NO)、トナーの補給が完了するまで待機する。
Next, the
トナーの補給が完了したと判断した場合(S15:YES)、制御部28は、トナー補給弁開閉モータ30を駆動制御してトナーカートリッジ補給弁6を閉じる(ステップS16)。そして、トナーの補給が完了した旨及びトナーカートリッジ1を取り外すべき旨を表示部29に表示して(ステップS17)、本フローチャートによるトナー補給動作を終了する。
When it is determined that the toner supply is completed (S15: YES), the
なお、本実施の形態では、トナーカートリッジ1が十分に攪拌されていないと判断できる場合には表示部29への表示を行うことによって、トナーカートリッジ1の揺動を促す構成としたが、音声などの出力手段を設けて音声出力によりその旨を報知する構成としてもよい。
In the present exemplary embodiment, when it is determined that the
実施の形態2.
実施の形態1ではトナーカートリッジ1がトナー補給装置4に装着された後に内部のトナー3が十分に攪拌された状態で装着されたか否かを検出し、十分に攪拌されていないと判断した場合、再度トナーカートリッジ1を揺動すべき旨の表示を画像形成装置の表示部29に表示する構成としたが、トナーカートリッジ1自身に表示部を設け、その表示部に表示する構成としてもよい。
In the first embodiment, after detecting whether or not the
図8は実施の形態2に係るトナーカートリッジの回路構成を示す回路図である。本実施の形態に係るトナーカートリッジは揺動量を表示するために、AD変換器311、表示制御部312、及び表示パネル313を備える表示部314と、この表示部314に対して電力を供給する電池315とを備える。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the toner cartridge according to the second embodiment. The toner cartridge according to the present embodiment displays a swing amount, a display unit 314 including an
実施の形態1で説明した蓄電回路302の両端電圧をAD変換器311で変換し表示制御部312へ出力する。表示制御部312は図に示していないCPU、ROM、RAM、I/Oなどを備えた1チップCPUである。表示制御部312はAD変換された値に基づき、両端電圧と基準となる両端電圧(トナー補給作業を行う際に必要な揺動量に対応する電圧)との差分に対応する値、又は揺動回数を表示パネル313に表示する。トナーの補給作業を行う作業者は現在の表示を参照することによって、後どれくらい揺動させる必要があるかが認識でき、必要な揺動量になるまで揺動作業を実施することができる。
The voltage across the
実施の形態3.
実施の形態1での発電ユニット2を発電機兼モータで構成して、この発電機兼モータに本体より給電して、トナー攪拌部材7を動作させることにより、トナーを攪拌することができる。
The
図9は実施の形態3に係るトナー補給装置4の構成を示す模式図であり、図10は発電回路の回路構成を示す回路図である。図中300は発電機兼モータであり、トナー攪拌部材7に取り付けられている。発電機兼モータ300は揺動によるトナー攪拌部材7の動作を電力変換する。変換された電力は図10に示す蓄電回路302に蓄積される。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the
また、発電機兼モータ300はドライバ400を介して制御部28に接続されており、トナーカートリッジ1がトナー補給装置4に装着された後はドライバ400を介して発電機兼モータ300に電力供給し、トナー攪拌部材7を回転させる。
The generator /
このように、本実施の形態では、トナーカートリッジ1の揺動を停止した後も発電機兼モータ300の駆動力によって継続的にトナーを攪拌することができ、トナーの再凝集を防止することができる。
As described above, in the present exemplary embodiment, the toner can be continuously stirred by the driving force of the generator /
実施の形態4.
実施の形態1〜3では、トナーカートリッジ1の内部にトナー攪拌部材7を備える構成としたが、トナーカートリッジ1の揺動によって内部のトナーを攪拌させることも可能であるため、必ずしもトナー攪拌部材7を備える必要はない。本実施の形態ではトナー攪拌部材7を備えていない形態について説明する。
In the first to third embodiments, the
図11は実施の形態4に係るトナー補給装置4の構成を説明する模式図である。本実施の形態では、トナーカートリッジ1の内部にトナーカートリッジ1の揺動に応じて回転する回転体を備える。図12はトナーカートリッジ1内部の回転体を示す模式図である。図12(a)は回転体の側面図、図12(b)は回転体の平面図を示している。この回転体は、発電ユニット2内の回転歯車11を回転自在に軸支する回転軸9に対して取り付けられた円盤70と、この円盤70の周方向の端部に取り付けられた偏心錘8,8とを備える。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
このような構成の回転体は、トナーカートリッジ1の揺動により回転する。本実施の形態では、回転体の回転を誘導コイル14に発生する誘導起電力として検出することで、トナーカートリッジ1の揺動量(回転体の回転数)を正確に検出することができる。
The rotating body having such a configuration is rotated by the swing of the
1 トナーカートリッジ
2 発電ユニット
7 攪拌部材
11 回転歯車
12 従動歯車
13 永久磁石
14 誘導コイル
16 検出部
28 制御部
29 表示部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記揺動に係るエネルギを電力に変換する変換手段と、該変換手段によって変換された電力を蓄積する蓄積手段とを備えることを特徴とするトナーカートリッジ。 In a toner cartridge that includes a toner storage unit that stores toner and in which the toner in the toner storage unit is agitated by swinging the toner storage unit;
A toner cartridge comprising: conversion means for converting energy related to the oscillation into electric power; and storage means for storing electric power converted by the conversion means.
請求項1乃至請求項9の何れか1つに記載のトナーカートリッジが装着される装着部と、該装着部に装着されたトナーカートリッジに収容されているトナーを前記現像部に対して補給する補給手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that includes a developing unit that visualizes an electrostatic latent image formed on the surface of a photoreceptor, and that transfers a toner image visualized by the developing unit onto a sheet.
10. A mounting portion on which the toner cartridge according to claim 1 is mounted, and a replenishment for supplying toner contained in the toner cartridge mounted on the mounting portion to the developing portion. And an image forming apparatus.
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