JP2009080267A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、環境変化により現像剤の状態が変化した場合であっても、現像剤を良好に崩す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。
【解決手段】画像形成装置は、現像剤像を担持する像担持体（感光体ドラム３）と、現像剤を収容し、前記像担持体に対向する位置で開口する供給口を有した現像剤ケース（カートリッジケース７１）と、複数の搬送電極を備え、これらの搬送電極で進行波状の電界を形成することで、前記現像剤ケース内に収容された現像剤を前記像担持体に向けて搬送する現像剤搬送体（トナー搬送体７３）と、前記現像剤搬送体を振動させる振動体７４と、振動体７４の周波数を変化させる制御装置８と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、進行波電界を利用して現像剤を搬送する画像形成装置に関する。

一般に、プリンタや複合機などの画像形成装置内において、現像剤を感光体ドラム等の像担持体に向けて搬送する現像剤搬送装置として、進行波電界を利用して現像剤を搬送する現像剤搬送装置が知られている。この現像剤搬送装置は、多数本の線状の搬送電極が一列に配列された搬送体を有しており、この搬送体の各搬送電極に対して多相の交流電圧を順次印加することで進行波電界を形成し、帯電した現像剤を搬送する。このような現像剤搬送装置では、現像剤が搬送体上で凝集し、現像剤の搬送をスムーズに行うことができないといった問題がある。

このような問題に対して、従来、搬送体の所定箇所に対して振動を加えるべく、所定箇所に固定された振動体を備えた現像剤搬送装置が知られている（特許文献１参照）。この現像剤搬送装置によれば、振動体によって搬送体の所定箇所に所定の周波数で振動を加えることで、搬送体全体を震わせて搬送体上で凝集した現像剤を崩すことが可能となっている。

特開昭６１−７３１６７号公報

しかしながら、従来技術では、振動体の周波数を所定値に固定しているため、現像剤の状態が環境（湿気、温度等）によって変化すると、良好に現像剤を崩すことが困難となる問題があった。

そこで、本発明は、環境変化により現像剤の状態が変化した場合であっても、現像剤を良好に崩す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。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、現像剤像を担持する像担持体と、現像剤を収容し、前記像担持体に対向する位置で開口する供給口を有した現像剤ケースと、複数の搬送電極を備え、これらの搬送電極で進行波状の電界を形成することで、前記現像剤ケース内に収容された現像剤を前記像担持体に向けて搬送する現像剤搬送体と、前記現像剤搬送体を振動させる振動体と、前記振動体の周波数を変化させる制御装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、制御装置によって振動体の振動の周波数を変化させることが可能であるため、環境変化により現像剤の状態が変化した場合であっても、そのときの現像剤の状態に応じた周波数で振動体を振動させて、現像剤を良好に崩すことができる。

本発明によれば、制御装置で振動体の振動の周波数を変化させることが可能であるため、環境変化により現像剤の状態が変化した場合であっても、適切な周波数の振動で現像剤を良好に崩すことができる。

［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本発明の第１の実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す側面図であり、図２はトナー供給装置の構造を示す断面図である。また、図３はトナー搬送体を示す平面図（ａ）と、断面図（ｂ）であり、図４は各給電部から出力される電圧の波形を示す図である。さらに、図５は、振動体を示す正面図（ａ）と、断面図（ｂ）である。また、図６は、トナーの搬送状態を示す断面図であり、時刻ｔ１のときの状態を示す断面図（ａ）と、時刻ｔ２のときの状態を示す断面図（ｂ）と、時刻ｔ３のときの状態を示す断面図（ｃ）である。

＜レーザプリンタ＞
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、用紙搬送機構２と、像担持体の一例としての感光体ドラム３と、帯電器４と、スキャナユニット５と、トナー供給装置７と、制御装置８とを備えている。なお、図示は省略するが、レーザプリンタ１には、給紙トレイや定着装置などの公知の構成が適宜設けられている。

用紙搬送機構２は、前記給紙トレイから用紙Ｐを搬送する公知の機構であり、複数のローラ（例えばレジストローラ２１）を介して感光体ドラム３の転写位置に用紙Ｐを搬送する。

感光体ドラム３、帯電器４およびスキャナユニット５は、公知の構成である。簡単に説明すると、感光体ドラム３の表面は、帯電器４により一様に負帯電された後、スキャナユニット５からのレーザビームＬＢの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が変化して、画像データに基づく静電潜像が形成される。次いで、トナー供給装置７から感光体ドラム３の静電潜像に対して現像剤の一例としてのトナーＴ（図２参照）が供給され、このトナーＴが感光体ドラム３の表面上で選択的に担持されることによって、トナー像が形成される。その後、感光体ドラム３と転写ローラ２２とは、用紙Ｐを両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、この際に感光体ドラム３の表面に担持されているトナー像が転写ローラ２２に引き寄せられることで用紙Ｐ上に転写される。

＜トナー供給装置＞
トナー供給装置７は、図２に示すように、現像剤ケースの一例としてのカートリッジケース７１と、アジテータ７２と、トナー搬送体７３と、振動体７４とを備えている。

カートリッジケース７１は、樹脂等の比較的剛性の高い部材で形成されており、その壁の一部がトナー搬送体７３で構成されている。また、カートリッジケース７１の上方には、感光体ドラム３に対向する位置で開口する供給口７１Ａが形成されている。そして、このカートリッジケース７１では、その底部において、ポリエステルを主成分とする負帯電性、非磁性１成分の黒色のトナーＴを収容している。

アジテータ７２は、カートリッジケース７１内の最深部に回転可能に設けられており、カートリッジケース７１内に溜まったトナーＴを攪拌する。なお、攪拌されたトナーＴは、トナーＴ同士の摩擦や、トナーＴとトナー搬送体７３との摩擦により、負極性に帯電される。

トナー搬送体７３は、図３（ｂ）に示すように、合成樹脂製の薄い板状部材である支持板７３１と、支持板７３１上に配設される複数の搬送電極７３２と、支持板７３１の搬送電極７３２が配設される側を被覆するコーティング膜７３３とを備えている。ここで、コーティング膜７３３としては、例えば合成樹脂であるナイロン製のコーティング膜を採用できる。そして、このコーティング膜７３３の表面が、トナーＴを搬送する搬送面ＴＳとなっている。なお、このような薄い板状に形成されるトナー搬送体７３は、カートリッジケース７１に比べて剛性が低くなっており、振動し易くなっている。

搬送電極７３２は、図３（ａ）に示すように、金属薄膜からなる線状の配線パターンであって、トナーＴの搬送方向において等間隔に配列されるとともに、トナーＴの搬送方向と直交する方向（感光体ドラム３の軸方向）に沿うように延びて、互いに平行に配置されている。そして、図３（ｂ）に示すように、各搬送電極７３２には、それぞれ異なる位相の電圧を出力する第１給電部ＶＡ、第２給電部ＶＢ、第３給電部ＶＣおよび第４給電部ＶＤが適宜接続されている。詳しくは、第１給電部ＶＡ、第２給電部ＶＢ、第３給電部ＶＣおよび第４給電部ＶＤは、各搬送電極７３２に対して、搬送方向上流側から順にこの順で繰り返し接続されている。言い換えると、各搬送電極７３２は、３本置きに、同一の給電部（例えば第１給電部ＶＡ）に接続されている。なお、以下の説明においては、便宜上、第１給電部ＶＡが接続された搬送電極７３２を「搬送電極ＥＡ」、第２給電部ＶＢが接続された搬送電極７３２を「搬送電極ＥＢ」、第３給電部ＶＣが接続された搬送電極７３２を「搬送電極ＥＣ」、第４給電部ＶＤが接続された搬送電極７３２を「搬送電極ＥＤ」とも呼ぶこととする。

各給電部ＶＡ〜ＶＤは、レーザプリンタ１内に配設される制御装置８によって適宜制御されることで、図４に示すような波形の電圧を出力する。すなわち、各給電部ＶＡ〜ＶＤから出力される電圧は、それぞれ同一の波形であるが、それぞれ位相が９０°ずつずれている。具体的には、第１給電部ＶＡ、第２給電部ＶＢ、第３給電部ＶＣ、第４給電部ＶＤの順で、電圧の波形の位相が、９０°ずつ遅れている。そして、このように制御装置８で制御された各給電部ＶＡ〜ＶＤによって各搬送電極７３２に進行波状の電圧が印加され、これにより、搬送面ＴＳ上にて、進行波状の電界が形成される。

具体的には、図４における時刻ｔ１においては、中間電位「−５００Ｖ」に対して「−５５０Ｖ」を負、「−４５０Ｖ」を正とすると、第１給電部ＶＡおよび第４給電部ＶＤから負の電圧が出力され、第２給電部ＶＢおよび第３給電部ＶＣから正の電圧が出力される。これにより、図６（ａ）に示すように、負の搬送電極ＥＡと正の搬送電極ＥＢとの間において搬送方向と逆向きとなる電界ＥＦ１が形成されるとともに、正の搬送電極ＥＣと負の搬送電極ＥＤとの間において搬送方向に向かう電界ＥＦ２が形成される。そのため、正の搬送電極ＥＢ，ＥＣ周りに負極性のトナーＴが多く集められる。なお、負の搬送電極ＥＤ，ＥＡ間には、正の搬送電極ＥＢ，ＥＣに移動できなかった少量のトナーＴが残る。

図４に示すように、時刻ｔ２になると、第１給電部ＶＡおよび第２給電部ＶＢから負の電圧が出力され、第３給電部ＶＣおよび第４給電部ＶＤから正の電圧が出力される。これにより、図６（ｂ）に示すように、負の搬送電極ＥＢと正の搬送電極ＥＣとの間に電界ＥＦ１が形成されることで、時刻ｔ１において搬送電極ＥＢ，ＥＣ周りにあったトナーＴが今回正となった搬送電極ＥＣ，ＥＤ周りに移動する。また、このとき、搬送電極ＥＤ，ＥＡ間の少量のトナーＴも搬送電極ＥＣ，ＥＤ周りに移動する。同様にして、時刻ｔ３になると（図４参照）、図６（ｃ）に示すように、負の搬送電極ＥＣと正の搬送電極ＥＤとの間に電界ＥＦ１が形成されることで、時刻ｔ２において搬送電極ＥＣ，ＥＤ周りにあったトナーＴが今回正となった搬送電極ＥＤ，ＥＡ周りに移動する。以上のような動作を繰り返すことで、トナーＴが搬送面ＴＳ上で搬送される。

以上のように構成されるトナー搬送体７３は、図２に示すように、カートリッジケース７１内に配設される円筒状の第１トナー搬送体７３Ａと、カートリッジケース７１の壁の一部を構成する湾曲形成された板状の第２トナー搬送体７３Ｂとを備えている。具体的に、第２トナー搬送体７３Ｂは、カートリッジケース７１の底部から斜め上方に向けて傾斜する傾斜部Ｂ１と、第１トナー搬送体７３Ａに沿うように形成されるとともに、その上端縁で供給口７１Ａの一部を構成する円筒状部Ｂ２とを備えている。そして、このように構成されるトナー搬送体７３では、カートリッジケース７１の底部に溜まったトナーＴが、第２トナー搬送体７３Ｂの傾斜部Ｂ１で斜め上方に搬送された後、第２トナー搬送体７３Ｂの円筒状部Ｂ２と第１トナー搬送体７３Ａとの間で搬送されることで、感光体ドラム３に向けて搬送される。

なお、供給口７１Ａ付近まで移動してきたトナーＴは、感光体ドラム３に静電潜像が形成されている場合において、この静電潜像に引き付けられるようにして感光体ドラム３に移動する。また、感光体ドラム３に静電潜像が形成されていない場合には、トナーＴは、感光体ドラム３を通り過ぎ、第１トナー搬送体７３Ａへの電圧の印加が終了するまで第１トナー搬送体７３Ａ上で搬送され続ける。

振動体７４は、図５（ａ）に示すように、トナー搬送体７３の傾斜部Ｂ１と略同じ面積で形成される板状部材７４Ａと、板状部材７４Ａの中央に固定されるコイル７４Ｂと、コイル７４Ｂを軸方向に振動させるコア７４Ｃとを備えている。

板状部材７４Ａは、トナー搬送体７３よりも高い剛性の部材で構成されている。そして、板状部材７４Ａは、その横方向の長さが搬送電極７３２の長手方向の長さ以上の長さに形成されており、これにより、搬送電極７３２上でトナーＴが凝集した場合において、凝集したトナーＴを良好に崩すことが可能となっている。

コイル７４Ｂは、図５（ｂ）に示すように、その一端が板状部材７４Ａに固定され、その他端がコア７４Ｃ内に配置されている。そして、このコイル７４Ｂには、制御装置８から交流電圧が供給されることによって、正負が逆となる同じ大きさの電圧が交互に印加される。そのため、このコイル７４Ｂからは、正負が逆となる磁界が交互に発生する。

コア７４Ｃは、有底筒状の外側コア部Ｃ１と、外側コア部Ｃ１内に所定の隙間（ギャップ）を介して配置される内側コア部Ｃ２と、外側コア部Ｃ１の底面と内側コア部Ｃ２との間に設けられる永久磁石部Ｃ３とを備えて構成されている。そして、このように構成されるコア７４Ｃでは、そのギャップから磁界が発生する。そのため、この磁界内に配設されたコイル７４Ｂは、交流電圧が印加されると、フレミングの法則により軸方向に交互に力を受けて、コア７４Ｃに対して振動する。

＜制御装置８＞
次に、制御装置８について説明する。参照する図面において、図７は制御装置の構成を示すブロック図であり、図８は本実施形態の記憶装置に記憶されたプログラムを示す図である。また、図９は、制御装置の動作を示すフローチャートである。

制御装置８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えており、レーザプリンタ１の各部の駆動やトナー搬送体７３に供給する交流電圧を適宜制御する他、印刷時（トナーＴの搬送中）において振動体７４の周波数を所定の範囲で上下動させる制御を実行する。具体的に、制御装置８は、図７に示すように、記憶装置８１、振動制御手段８２および印刷制御手段８３を備えている。

記憶装置８１には、図８に示すようなプログラムが主に記憶されている。このプログラムは、周波数をαからβまでの間で連続的な正弦波状に繰り返し上下動させるためのプログラムである。ここで、周波数の変動範囲「α〜β」としては、５０〜１０００Ｈｚが好ましく、１００〜５００Ｈｚがより好ましい。なお、プログラムとしては、図８のようなものに限らず、所定の範囲「α〜β」の間を断続的に上下動するようなプログラムを採用してもよい。

図７に示すように、振動制御手段８２は、ユーザからの印刷指示を受けると、記憶装置８１から前述したプログラムを読み出して、このプログラムに基づいて周波数を連続的に変化させながら振動体７４を振動させる機能を有している。ここで、「印刷指示」とは、レーザプリンタ１の外表面に設けられる操作盤やレーザプリンタ１に接続されるコンピュータの操作によって、制御装置８に入力される信号であって、用紙Ｐの印刷枚数などの情報が含まれている。そして、この振動制御手段８２は、振動体７４の振動を開始させたときに、印刷指示を印刷制御手段８３に出力するとともに、後述する印刷制御手段８３から出力されてくる印刷完了信号を受けると振動体７４の振動を停止させる。

印刷制御手段８３は、振動制御手段８２から出力されてくる印刷指示を受けると、この印刷指示に基づいて印刷を実行する機能を有している。具体的に、印刷制御手段８３は、公知の方法により、適宜レーザプリンタ１の各部やトナー搬送体７３等を制御することで印刷を実行する。そして、印刷制御手段８３は、印刷指示に対応した印刷枚数分の印刷が完了すると、そのことを示す印刷完了信号を振動制御手段８２に出力する。

以上のように構成される制御装置８は、図９に示すフローチャートに従って制御を実行する。すなわち、制御装置８は、ユーザから印刷指示を受けると（ＳＴＡＲＴ）、まず、
記憶装置８１からプログラムを読み出す（Ｓ１）。ステップＳ１の後、制御装置８は、読み出したプログラムに基づいて振動の周波数を経時変化させるような交流電圧を振動体７４に印加することで、周波数を経時変化させながら振動体７４を振動させる（Ｓ２）。

ステップＳ２の後、制御装置８は、印刷を実行する（Ｓ３）。ステップＳ３において印刷指示に対応した印刷枚数分の印刷が完了すると、制御装置８は、振動体７４への交流電圧の印加を停止して、振動体７４の振動を停止させて（Ｓ４）、このフローによる動作を終了する。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
制御装置８によって振動体７４の振動の周波数を所定範囲で上下動させるので、環境変化によりトナーＴの状態が変化した場合であっても、そのときの状態のトナーＴを崩すのに最適な振動の周波数になったときに、トナーＴを良好に崩すことができる。

周波数の上下動をトナーＴの搬送中に行うので、上下動を行わない場合に比べ、最適な周波数の振動により、トナーＴが流動化され、スムーズな搬送ができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１の実施形態に係るトナー供給装置７周りの構造の一部を変更したものであるため、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。参照する図面において、図１０は第２の実施形態に係るトナー供給装置周りの構造を示す断面図であり、図１１は第２の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。

図１０に示すように、トナー供給装置７の周囲には、トナー搬送体７３で搬送されるトナーＴの量を検知する現像剤量検知手段の一例としての光センサ９と、光センサ９で検知した信号に基づいて振動体７４を制御する制御装置８’とが配設されている。

光センサ９は、カートリッジケース７１の供給口７１ＡよりもトナーＴの搬送方向上流側に設けられており、第１トナー搬送体７３Ａの搬送面ＴＳに向けて光を出射する発光部９１と、第１トナー搬送体７３Ａの搬送面ＴＳで反射された光を受光する受光部９２とを備えている。なお、この第２の実施形態においては、第２トナー搬送体７３Ｂを構成する支持板７３１およびコーティング膜７３３は、透明に形成されているものとする。光センサ９では、第１トナー搬送体７３Ａおよび第２トナー搬送体７３Ｂ間で搬送されるトナーＴの量の変化によって、受光部９２で受光する光の量が変化することによって、トナーＴの搬送量を検知することが可能となっている。そして、この光センサ９の受光部９２で検知した光量の情報は、制御装置８’に出力される。

制御装置８’は、図１１に示すように、記憶装置８４、光量判断手段８５、振動制御手段８６および印刷制御手段８７を備えている。

記憶装置８４は、トナーＴの搬送量が正常であるか否かを判断する指標としての所定値（光量）と、光センサ９で検知した光量の情報と、振動体７４の振動の周波数の初期値を主に記憶している。

光量判断手段８５は、ユーザからの印刷指示を受けると、光センサ９から光量の情報を取得し、取得した光量の情報が記憶装置８４に記憶されている所定値以上であるか否かを判断することで、トナーＴの搬送量が所定値以下であるか否か（異常であるか否か）を判断する機能を有している。そして、この光量判断手段８５は、トナーＴの搬送量が所定値以下である（異常である）と判断したときに、そのことを示すエラー信号を振動制御手段８６に出力するとともに、取得した光量の情報を記憶装置８４に前回値として記憶させる。なお、光量判断手段８５は、トナーＴの搬送量が所定値を越えている（正常である）と判断したときには、振動制御手段８６には何も信号を送らないようになっている。

振動制御手段８６は、ユーザからの印刷指示を受けると、記憶装置８４に記憶されている初期値の周波数で振動体７４を振動させる機能を有している。また、振動制御手段８６は、光量判断手段８５からエラー信号を受けると、振動体７４の振動の周波数をとりあえず所定量だけ増加させる機能を有している。すなわち、振動制御手段８６は、振動の周波数の増減モードとして、最初の一回目については増加モードを選択する。

さらに、振動制御手段８６は、周波数を増加させてから所定時間後に、光センサ９から光量の情報を取得し、取得した光量の情報が、記憶装置８４に記憶されている光量の前回値以下となったか否かを判断することで、トナーＴの搬送量が前回値以上になったか否かを判断する機能を有している。なお、この際において光センサ９から取得された光量の情報は、記憶装置８４に新たな前回値として記憶される。

そして、振動制御手段８６は、搬送量が前回値以上になったと判断した場合には、増加させた周波数がトナーＴを崩すための最適な周波数に近付いていると判断して、増加モードを維持して周波数をさらに増加させる。また、振動制御手段８６は、搬送量が前回値未満になったと判断した場合には、増加させた周波数がトナーＴを崩すための最適な周波数から遠ざかっていると判断して、増加モードを減少モードに変更して周波数を減少させる。その後、振動制御手段８６は、再度、光センサ９から光量の情報を取得して、前述した制御を繰り返し実行することで、周波数を最適な周波数に近づけていく。そして、振動制御手段８６は、周波数が最適な周波数となってトナーＴの搬送量が所定値を越えた場合に、周波数の増減をやめ、印刷制御手段８７から印刷完了信号を受けた場合に、振動体７４の振動を停止させる。

印刷制御手段８７は、ユーザからの印刷指示を受けると、公知の方法により印刷を実行する。そして、印刷制御手段８７は、印刷指示に応じた印刷枚数分の印刷が完了すると、そのことを示す印刷完了信号を振動制御手段８６に出力する。

以上のように構成される制御装置８’は、図１２に示すフローチャートに従って制御を実行する。ここで、図１２は、第２の実施形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、印刷に関する制御については、この図１２に示すフローチャートとは別の公知のフローチャートによって、ユーザからの印刷指示をきっかけにして適宜実行されている。

図１２に示すように、制御装置８’は、ユーザから印刷指示を受けると（ＳＴＡＲＴ）、まず、振動体７４を初期値の周波数で振動させる（Ｓ１１）。ステップＳ１１の後、制御装置８’は、所定時間経過したか否かを判断することで、トナーＴが光センサ９で検知可能な位置まで搬送されたか否かを判断する（Ｓ１２）。

ステップＳ１２において所定時間が経過したと判断すると（Ｙｅｓ）、制御装置８’は、トナーＴの搬送量（以下、「トナー量」ともいう）が所定値以下であるか否かを判断する（Ｓ１３）。ステップＳ１３においてトナー量が所定値以下であると判断すると（Ｙｅｓ）、制御装置８’は、ステップＳ１４において周波数を増加させる。すなわち、制御装置８’は、ステップＳ１４において、増減モードをとりあえず増加モードに設定する。

ステップＳ１４の後、制御装置８’は、トナー量が前回値以上であるか否かを判断することで、そのときに設定されている増減モード（例えばステップＳ１４で設定される増加モード）によって周波数がトナーＴを崩すための最適な周波数に近付いているか否かを判断する（Ｓ１５）。ステップＳ１５においてトナー量が前回値以上であると判断すると（Ｙｅｓ）、制御装置８’は、増減モードを維持し（Ｓ１６）、前回値未満であると判断すると（Ｎｏ）、増減モードを変更する（Ｓ１７）。すなわち、ステップＳ１５〜Ｓ１７の処理においては、ステップＳ１５の処理に入る際の増減モードが増加モードである場合には、ステップＳ１６で増加モードが維持され、ステップＳ１７で増加モードから減少モードに変更される。また、ステップＳ１５の処理に入る際の増減モードが減少モードである場合には、ステップＳ１６で減少モードが維持され、ステップＳ１７で減少モードから増加モードに変更される。

ステップＳ１６，Ｓ１７の後、制御装置８’は、印刷制御手段８７から振動制御手段８６に印刷完了信号が出力されているか否かを判断することで、印刷中であるか否かを判断する（Ｓ１８）。ステップＳ１８において印刷中であると判断すると（Ｙｅｓ）、制御装置８’は、トナー量が所定値を越えたか否かを判断する（Ｓ１９）。

ステップＳ１９においてトナー量がまだ所定値以下であると判断すると（Ｎｏ）、制御装置８’は、ステップＳ１５の処理に戻る。そして、ステップ１９またはステップＳ１３においてトナー量が所定値を越えたと判断した場合（Ｓ１９；Ｙｅｓ、Ｓ１３；Ｎｏ）、制御装置８’は、印刷完了信号が出力されているか否かを判断することで、印刷が完了したか否かを判断する（Ｓ２０）。

ステップＳ２０において印刷完了していない場合には（Ｎｏ）、制御装置８’は、ステップＳ２０の処理を繰り返す、すなわちステップＳ１５の処理に戻らないことで、周波数の増減をやめて、印刷が完了するまで、前回の処理（ステップＳ１６またはステップＳ１７）で設定された所定の周波数で振動体７４の振動を続行させる。そして、ステップＳ２０またはステップＳ１８において印刷が完了したと判断された場合には（Ｓ２０；Ｙｅｓ、Ｓ１８；Ｎｏ）、制御装置８’は、振動体７４の振動を止めて（Ｓ２１）、このフローによる動作を終了する。

以上によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する他、第２の実施形態において以下のような効果を得ることができる。
光センサ９によって検知したトナーＴの搬送量に関する情報に基づいて、振動の周波数を決定するので、実際のトナーＴの搬送量に応じて適宜適切な周波数を決めることができる。
光センサ９をカートリッジケース７１の供給口７１Ａよりも上流側に設けることで、印刷時におけるトナーＴの搬送量をフィードバックして、印刷中にリアルタイムに振動の周波数を適切な周波数に変えることができるので、印刷中におけるトナーＴの搬送を良好に行うことができ、ひいては画像形成を良好に行うことができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第２の実施形態に係るトナー供給装置７周りの構造の一部を変更したものであるため、第２の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。参照する図面において、図１３は第３の実施形態に係るトナー供給装置周りの構造を示す断面図であり、図１４は第３の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。

図１３に示すように、第３の実施形態に係るトナー供給装置７’には、そのカートリッジケース７１の供給口７１Ａ側の一部が、ガラス等の透明な材料で形成される窓部７１Ｂで構成されている。そして、光センサ９は、供給口７１ＡよりもトナーＴの搬送方向下流側に配設され、窓部７１Ｂを通して第１トナー搬送体７３Ａの搬送面ＴＳに対して光を出射している。そして、この光センサ９の受光部９２で検知した光量の情報は、制御装置８”に出力される。

制御装置８”は、感光体ドラム３へのトナーＴの供給を停止する非現像時において、トナー搬送体７３を稼動させるとともに、光センサ９からの信号に基づいて振動体７４の振動の周波数を変化させる制御を実行する機能を有している。ここで、「非現像時」とは、例えば印刷に関する各ジョブが実行されていない時間帯をいい、本実施形態においては、印刷指示が出力されてから印刷が開始されるまでの時間帯のことをいう。そして、制御装置８”は、図１４に示すように、第２の実施形態と同様の記憶装置８４と、第２の実施形態と多少異なる光量判断手段８５’、振動制御手段８６’および印刷制御手段８７’と、第３の実施形態において新たに設けられた搬送体稼動手段８８とを備えている。

搬送体稼動手段８８は、ユーザからの印刷指示を受けると、トナー搬送体７３を稼動させて、トナーＴの搬送を開始させる機能を有している。そして、この搬送体稼動手段８８は、トナー搬送体７３を稼動させると、そのことを示す稼動開始信号を光量判断手段８５’および振動制御手段８６’に出力する。

光量判断手段８５’は、ユーザからの印刷指示の代わりに、搬送体稼動手段８８から稼動開始信号を受けたことをきっかけとして、前述した制御を開始する点において、第２の実施形態とは異なる。なお、制御の内容自体は、第２の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

振動制御手段８６’は、ユーザからの印刷指示の代わりに、搬送体稼動手段８８から稼動開始信号を受けたことをきっかけとして、前述した制御を開始する点において、第２の実施形態とは異なる。また、振動制御手段８６’は、周波数が最適な周波数となってトナーＴの搬送量が所定値を越えた場合に振動体７４の周波数の上下動を停止させた後、所定の印刷開始信号を印刷制御手段８７’に出力する点で、第２の実施形態とは異なる。なお、制御の内容自体は、第２の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

印刷制御手段８７’は、ユーザからの印刷指示の代わりに、振動制御手段８６’から印刷開始信号を受けたことをきっかけとして、前述した制御を開始する点において、第２の実施形態とは異なる。なお、第３の実施形態に係る印刷制御手段８７’は、トナー搬送体７３が既に搬送体稼動手段８８によって稼動されているため、その他のレーザプリンタ１の各部を公知の方法によって制御することで印刷を実行する。

以上のように構成される制御装置８”は、図１５に示すフローチャートに従って制御を実行する。ここで、図１５は、第３の実施形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。

図１５に示すように、制御装置８”は、ユーザから印刷指示を受けると（ＳＴＡＲＴ）、まず、トナー搬送体７３を稼動させて、トナーＴの搬送を開始させる（Ｓ３１）。ステップＳ３１の後、制御装置８”は、前述と同様のステップＳ１１〜Ｓ１７，Ｓ１９を実行する。ここで、第３の実施形態においては、印刷を開始する前に、振動の周波数を決定し、この周波数で振動体７４を振動させてトナーＴを良好に崩してから、印刷を開始させるため、第２の実施形態におけるステップＳ１８が削除されている。

ステップ１９またはステップＳ１３においてトナー量が所定値を越えている場合（Ｓ１９；Ｙｅｓ、Ｓ１３；Ｎｏ）、すなわちトナーＴが良好に搬送されている場合には、制御装置８”は、ステップＳ１５の処理に戻らないことで、周波数の増減を停止させ、設定した周波数の振動を継続させつつ、印刷処理を実行する（Ｓ３２）。そして、印刷処理が完了すると、制御装置８”は、振動体７４の振動を止めて（Ｓ２１）、このフローによる動作を終了する。

以上によれば、第３の実施形態において以下のような効果を得ることができる。
印刷を開始する前に、トナー搬送体７３を稼動させ、トナー搬送体７３によるトナーＴの搬送量が最適になるまで、振動の周波数が最適な周波数に向けて変更される振動体７４によってトナーＴを崩すため、印刷時において感光体ドラム３に良好な量のトナーＴを搬送することができ、画像形成をより良好に行うことができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
第１の実施形態では、トナーＴの搬送中において振動の周波数を変動させたが、本発明はこれに限定されず、トナーＴの搬送前に振動の周波数を変動させてもよい。この場合、例えば、図９のフローチャートを適宜修正して、図１６に示すようなフローチャートにすることで実現できる。具体的には、図１６に示すように、図９のフローチャートにおける振動停止の処理（Ｓ４）を印刷実行の処理（Ｓ３）の前に移動するとともに、ステップＳ２とステップＳ４との間に、所定時間経過したか否かの処理（Ｓ４１）を加えればよい。ここで、この所定時間は、実験やシミュレーション等を予め行うことによって、トナーＴを良好に崩すことができる時間を設定すればよい。これによれば、印刷の開始前に、プログラムに基づいて振動の周波数が上下動されて、良好にトナーＴが崩されるので、印刷時におけるトナーＴの搬送を良好に行うことができる。

第３の実施形態においては、非現像時として、印刷指示を受けてから印刷を開始するまでの時間帯を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、非現像時として、レーザプリンタ１の電源が起動されてから所定時間の間の時間帯や、温湿度センサによって検知される温湿度が所定値以上となって印刷が止められる場合における印刷終了後から所定時間の間の時間帯や、印刷枚数が所定枚数に達してから所定時間の間の時間帯などを採用できる。

第３の実施形態では、光センサ９を供給口７１Ａの搬送方向下流側に配設したが、本発明はこれに限定されず、搬送方向上流側に配設してもよい。
第２または第３の実施形態では、トナーＴを良好に崩すのに最適な周波数を探るために、ステップＳ１４において、とりあえず周波数を増加させたが、本発明はこれに限定されず、とりあえず周波数を減少させてもよい。

第２または第３実施形態では、現像剤量検知手段として第１トナー搬送体７３Ａで反射された光を検知する光センサ９を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤量検知手段として、搬送されるトナーＴを撮像するカメラと、カメラで撮像した画像を処理する画像処理装置とによって構成される濃度センサなどを採用してもよい。この場合も、トナーＴの濃度を検出することで、搬送量を検出することができる。

前記各実施形態では、レーザプリンタ１の本体側にコア７４Ｃを固定してコイル７４Ｂを振動させたが、本発明はこれに限定されず、コイル７４Ｂを本体側に固定してコア７４Ｃを振動させてもよい。
前記各実施形態では、振動体としてコイル７４Ｂやコア７４Ｃ等で構成されるものを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばピエゾ素子などであってもよい。

前記各実施形態では、振動体７４で振動させる第２トナー搬送体７３Ｂをカートリッジケース７１の一部として構成したが、本発明はこれに限定されず、カートリッジケース内に配置してもよい。

前記各実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
前記各実施形態では、像担持体として感光体ドラム３を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体を採用してもよい。
前記実施形態では、負極性に帯電するトナーＴを採用したが、本発明はこれに限定されず、正極性に帯電するトナーを採用してもよい。なお、この場合は、感光体ドラム等の帯電状態を前記実施形態とは逆にすればよい。

本発明の第１の実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す側面図である。 トナー供給装置の構造を示す断面図である。 トナー搬送体を示す平面図（ａ）と、断面図（ｂ）である。 各給電部から出力される電圧の波形を示す図である。 振動体を示す正面図（ａ）と、断面図（ｂ）である。 トナーの搬送状態を示す断面図であり、時刻ｔ１のときの状態を示す断面図（ａ）と、時刻ｔ２のときの状態を示す断面図（ｂ）と、時刻ｔ３のときの状態を示す断面図（ｃ）である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態の記憶装置に記憶されたプログラムを示す図である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るトナー供給装置周りの構造を示す断面図である。 第２の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係るトナー供給装置周りの構造を示す断面図である。 第３の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。 トナーの搬送前に振動の周波数を変動させる形態を示すフローチャートである。

符号の説明

１ レーザプリンタ
３ 感光体ドラム
７ トナー供給装置
８ 制御装置
９ 光センサ
７１ カートリッジケース
７１Ａ 供給口
７３ トナー搬送体
７３Ａ 第１トナー搬送体
７３Ｂ 第２トナー搬送体
７４ 振動体
７４Ａ 板状部材
７４Ｂ コイル
７４Ｃ コア
８１ 記憶装置
８２ 振動制御手段
８３ 印刷制御手段
７３２ 搬送電極
Ｔ トナー

Claims (9)

1. 現像剤像を担持する像担持体と、
   現像剤を収容し、前記像担持体に対向する位置で開口する供給口を有した現像剤ケースと、
   複数の搬送電極を備え、これらの搬送電極で進行波状の電界を形成することで、前記現像剤ケース内に収容された現像剤を前記像担持体に向けて搬送する現像剤搬送体と、
   前記現像剤搬送体を振動させる振動体と、
   前記振動体の周波数を変化させる制御装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御装置は、
   前記周波数を所定の範囲で上下動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御装置は、
   前記上下動を連続して行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定の範囲は、５０〜１０００Ｈｚであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の範囲は、１００〜５００Ｈｚであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記制御装置は、
   前記上下動を前記現像剤の搬送中に行うことを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤搬送体で搬送される現像剤の量を検知する現像剤量検知手段を備え、
   前記制御装置は、
   前記現像剤量検知手段で検知した信号に基づいて、前記周波数を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤量検知手段は、前記現像剤ケースの供給口よりも搬送方向上流側に設けられ、
   前記制御装置は、前記像担持体へ現像剤を供給する現像時において、前記現像剤量検知手段からの信号に基づいて制御を実行することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御装置は、前記像担持体への現像剤の供給を停止する非現像時において、前記現像剤搬送体を稼動させるとともに、前記現像剤量検知手段からの信号に基づいて制御を実行することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
   
   
   

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