JP2011227202A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像担持体に静電荷像を形成し、この静電荷像を現像剤(トナー)によって現像することにより可視画像を形成する電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に係る。特に、現像剤貯蔵容器内の現像剤をホッパー部と呼ばれるトナー補給部を介して現像器へ供給する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a facsimile machine, and a printer that forms an electrostatic image on an image carrier and forms a visible image by developing the electrostatic image with a developer (toner). . In particular, the present invention relates to an image forming apparatus that supplies a developer in a developer storage container to a developing device via a toner replenishing unit called a hopper unit.
近年、このような画像形成装置の小サイズ化が進み、現像器も小型化することにより、現像器内のトナー収納容量も少なくなっている。複数の現像器を設ける場合は静電潜像担持体の周りの限られたスペースの中に収容しなければならない。 In recent years, the size of such an image forming apparatus has been reduced, and the developing device has also been reduced in size, so that the toner storage capacity in the developing device has been reduced. When a plurality of developing devices are provided, they must be accommodated in a limited space around the electrostatic latent image carrier.
そこで、トナーが充填された現像剤貯蔵容器(以下トナーボトルという)から現像器に直接トナーを補給する画像形成装置が存在する。この構成では、トナーボトル内のトナー残量によって現像器内へ排出されるトナー量が一定でないため、現像器内の新/旧トナーの割合が不均一となり画質不良を引き起こすことがある。 Therefore, there is an image forming apparatus that replenishes toner directly from a developer storage container (hereinafter referred to as a toner bottle) filled with toner to a developing device. In this configuration, since the amount of toner discharged into the developing device is not constant depending on the remaining amount of toner in the toner bottle, the ratio of new / old toner in the developing device may become non-uniform, resulting in poor image quality.
これに対し、トナーボトルと現像器の間に一時的にトナーを貯蔵するホッパー部を設け、ホッパー部を介して現像器にトナーを補給することにより安定したトナー補給を行なう現像剤補給装置を備えた画像形成装置が存在する(特許文献1参照)。 On the other hand, a hopper portion for temporarily storing toner is provided between the toner bottle and the developing device, and a developer replenishing device that stably supplies toner by supplying toner to the developing device via the hopper portion is provided. There is an image forming apparatus (see Patent Document 1).
より具体的には、内周面に螺旋状の突条を有するトナーボトルを、その中心軸を回転中心として一定の回転速度で回転させることにより、トナーボトルの排出開口からトナーを排出させる。この排出されたトナーを、例えば現像剤補給装置(以下、トナー補給装置)の下部に設けられたホッパー部に一時的に受容させ、このホッパー部のトナーを現像器に向かって搬送するよう構成されている。 More specifically, toner is discharged from the discharge opening of the toner bottle by rotating a toner bottle having a spiral protrusion on the inner peripheral surface at a constant rotation speed with the central axis as the rotation center. The discharged toner is temporarily received in, for example, a hopper provided at a lower portion of a developer replenishing device (hereinafter referred to as a toner replenishing device), and the toner in the hopper is conveyed toward the developing device. ing.
ホッパー部におけるトナーの量が基準量より少なくなった場合には、補給指令信号に基づき、回転駆動機構が駆動されトナーボトルの回転を開始する。これによりトナーボトルの内部に収容されているトナーが排出される。一方、ホッパー部におけるトナーの量が基準量以上となった場合には、補給停止信号に基づき、回転駆動機構の駆動が停止されてトナーボトルの回転が停止される。 When the amount of toner in the hopper is less than the reference amount, the rotation drive mechanism is driven based on the replenishment command signal to start rotation of the toner bottle. As a result, the toner contained in the toner bottle is discharged. On the other hand, when the amount of toner in the hopper portion exceeds the reference amount, the rotation driving mechanism is stopped based on the replenishment stop signal, and the rotation of the toner bottle is stopped.
このように、トナー補給装置によれば、トナーボトルを必要に応じて回転させることにより、ホッパー部に対するトナーの供給が行われ、これにより、現像器に対するトナーの補給がなされる。 As described above, according to the toner replenishing device, the toner bottle is rotated as necessary to supply the toner to the hopper, and thereby the toner is replenished to the developing device.
上記のトナー補給装置において、トナーボトル内の残トナー量が多いときは、トナーボトルからのトナーの排出も非常に多くなる為、トナーボトルとホッパー部間、またはホッパー部と現像器間のそれぞれ結合部でトナーの噴き出し(以下、フラッシング)が発生し、トナーが画像形成装置内に飛散してしまうおそれがあった。飛散トナーが画像形成装置内部の紙(メディア)搬送部に付着すると、その部分を搬送される出力紙が汚れてしまう等の問題が発生する。 In the above toner replenishing device, when the amount of residual toner in the toner bottle is large, the amount of toner discharged from the toner bottle is also very large, so the connection between the toner bottle and the hopper, or between the hopper and the developing unit, respectively There is a possibility that toner blows out (hereinafter referred to as flushing) at the portion, and the toner is scattered in the image forming apparatus. When the scattered toner adheres to the paper (media) transport unit inside the image forming apparatus, there arises a problem that the output paper transported through that portion becomes dirty.
また、トナーボトル内のトナー残量が少なくなるに従い、その1回転で排出されるトナーの量が少なくなるため、ホッパー部へのトナーの供給速度が低減する。その結果、トナー残量が少ない場合には、補給指令信号が発せられてからホッパー部におけるトナーの量が基準量となるまで、トナーボトルをより多く回転させることが必要となる。そのため、1回のトナー補給に長時間を要することとなる。 Further, as the amount of toner remaining in the toner bottle decreases, the amount of toner discharged in one rotation decreases, so the toner supply speed to the hopper is reduced. As a result, when the remaining amount of toner is small, it is necessary to rotate the toner bottle more until the amount of toner in the hopper reaches the reference amount after the replenishment command signal is issued. Therefore, a long time is required for one toner supply.
例えば、可視画像として高印字率(例えば70%超)画像を連続して形成する場合には、現像器において短時間に多量のトナーが急激に消費されるため、トナーボトルからホッパー部へのトナーの供給が不足することとなる。その結果、ホッパー部におけるトナーの量が減少し、ホッパー部から現像器に対するトナーの供給に不足が生ずることとなる。 For example, in the case where images with a high printing rate (for example, more than 70%) are continuously formed as a visible image, a large amount of toner is rapidly consumed in a short time in the developing device. Supply will be insufficient. As a result, the amount of toner in the hopper is reduced, and the supply of toner from the hopper to the developing device becomes insufficient.
このように、従来のトナー補給装置では、現像器にトナーの補給を安定に行うことができず、画像濃度が局部的に低くなるなどの現象が生じて良好な可視画像を得ることができない場合があった。また、トナーボトル内にトナーがあるにも関わらず、現像器内へのトナー補給が間に合わずトナーボトルのトナー無しを検知してしまう等の問題が発生していた。 As described above, the conventional toner replenishing device cannot stably replenish the toner to the developing unit, and a phenomenon such as a local decrease in image density occurs and a good visible image cannot be obtained. was there. In addition, although there is toner in the toner bottle, there is a problem that the toner in the developing device cannot be supplied in time and the toner bottle is detected as having no toner.
トナーボトル内部のトナー残量の検知についても、印字率カウンタの搭載や、消費量を記憶する不揮発メモリ、ボトルトナーセンサの搭載等により対応可能であるが、装置の大型化とコストアップに繋がっていた。 The remaining amount of toner in the toner bottle can also be detected by installing a printing rate counter, a non-volatile memory for storing consumption, and a bottle toner sensor, but this leads to an increase in the size and cost of the device. It was.
さらに、トナーボトル内部のトナー残量が判明したとしても、また、たとえトナーボトル内のトナー重量が同じだとしても、使用環境や、トナーボトルの放置時間等の影響でトナーの流動性が変化してトナー供給量が一定にならない問題が発生していた。 Furthermore, even if the amount of toner remaining in the toner bottle is found, and even if the toner weight in the toner bottle is the same, the fluidity of the toner changes depending on the usage environment and the toner bottle leaving time. Therefore, there has been a problem that the toner supply amount is not constant.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、使用環境や現像剤貯蔵容器内の現像剤残量および放置時間に左右されずに、現像器に対する現像剤の補給を安定に行うことができ、ひいては良好な可視画像を形成することおよび画像形成装置内のフラッシングを防ぐことができる画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object thereof is to supply the developer to the developing device regardless of the use environment, the remaining amount of developer in the developer storage container, and the standing time. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of stably performing the above-described process, and thus forming a good visible image and preventing flashing in the image forming apparatus.
本発明による画像形成装置は、像担持体に形成された静電潜像を現像剤により可視化する現像器を備えた画像形成装置において、現像剤を収容し画像形成装置本体に対して着脱自在な現像剤貯蔵容器から供給される現像剤を一時的に収容し、前記現像器へ供給するホッパー部と、前記ホッパー部内に供給される現像剤が通過する、前記ホッパー部の現像剤補給経路に設けられ、供給される現像剤を検知する現像剤検知手段と、前記現像剤貯蔵容器に供給動作をさせて、該現像剤貯蔵容器から前記ホッパー部内に現像剤を供給する現像剤貯蔵容器駆動手段と、前記現像剤貯蔵容器から前記ホッパー部へ補給を行う際、補給中の予め決められた所定時間内での前記現像剤検知手段の出力値に基づいて、前記現像剤貯蔵容器駆動手段による前記現像剤貯蔵容器の供給動作を変更する現像剤供給制御手段とを備えたことを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus provided with a developing unit that visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer. The image forming apparatus accommodates the developer and is detachable from the image forming apparatus main body. Provided in the developer replenishment path of the hopper part, which temporarily stores the developer supplied from the developer storage container and passes the hopper part supplied to the developing unit, and the developer supplied into the hopper part. Developer detecting means for detecting the supplied developer, and developer storage container driving means for causing the developer storage container to perform a supply operation and supplying the developer from the developer storage container into the hopper. When the replenishment from the developer storage container to the hopper is performed, the development by the developer storage container driving unit is performed based on the output value of the developer detection unit within a predetermined time during replenishment. Characterized by comprising a developer supply control means for changing the supply operation of the storage vessel.
この構成は、現像剤貯蔵容器からホッパー部へ補給を行う際に、比較的短い所定時間において現像剤の補給を行い、そのときの所定時間内での実際の補給量を確認するものである。このようにして確認された補給量に基づいて、以降の補給動作において補給流量(すなわち単位時間内での補給量)を増減することが可能となる。 In this configuration, when replenishing from the developer storage container to the hopper, the developer is replenished in a relatively short predetermined time, and the actual replenishment amount within the predetermined time at that time is confirmed. Based on the replenishment amount thus confirmed, the replenishment flow rate (that is, the replenishment amount within a unit time) can be increased or decreased in subsequent replenishment operations.
前記現像剤供給制御手段は、例えば、前記補給中の予め決められた所定時間内での前記現像剤検知手段の出力値の推移を前記所定時間内で積分して得られた積分値に基づいて、前記現像剤の補給量を判断する。より具体的には、前記現像剤供給制御手段は、前記所定時間内に単位時間周期で前記現像剤検知手段による現像剤の検知を行い、前記所定時間内での検知出力値を加算した加算値に基づいて前記補給量を求めることができる。 The developer supply control means, for example, based on an integrated value obtained by integrating the change in the output value of the developer detecting means within the predetermined time during the replenishment within the predetermined time. Then, the replenishment amount of the developer is determined. More specifically, the developer supply control means detects the developer by the developer detection means in a unit time period within the predetermined time, and adds the detection output value within the predetermined time. The replenishment amount can be obtained based on the above.
前記現像剤供給制御手段は判断した補給量に応じて、前記現像剤貯蔵容器からの単位時間内での現像剤の補給量が所定量となるように前記現像剤貯蔵容器駆動手段を制御することができる。そのための一例として、前記現像剤貯蔵容器はその内壁周面に螺旋状の突条を有し、前記現像剤貯蔵容器駆動手段は前記現像剤貯蔵容器を回転させることにより前記突条を現像剤案内部として現像剤を外部へ排出し、前記現像剤供給制御手段は前記現像剤貯蔵容器の回転速度を制御する構成を採ることができる。この回転速度の変更により、現像剤貯蔵容器からの単位時間当たりの現像剤の排出量を増減させることができる。 The developer supply control means controls the developer storage container driving means according to the determined supply amount so that the developer supply amount from the developer storage container within a unit time becomes a predetermined amount. Can do. For example, the developer storage container has a spiral protrusion on the inner wall circumferential surface thereof, and the developer storage container driving means rotates the developer storage container to guide the protrusion to the developer. The developer can be discharged to the outside as a unit, and the developer supply control means can control the rotation speed of the developer storage container. By changing the rotation speed, the amount of developer discharged from the developer storage container per unit time can be increased or decreased.
この場合、さらに、前記像担持体に現像剤を飛翔させるために前記現像器に交流電圧(現像バイアスAC成分)を印加する交流電圧印加手段と、前記現像剤貯蔵容器の回転速度に応じて前記交流電圧の振幅(Vpp)を制御する交流電圧制御手段とを備えてもよい。これにより、回転速度が高い場合の現像剤のダメージの影響が軽減される。 In this case, an AC voltage applying means for applying an AC voltage (developing bias AC component) to the developing device to cause the developer to fly on the image carrier, and the rotation speed of the developer storage container AC voltage control means for controlling the amplitude (Vpp) of the AC voltage may be provided. Thereby, the influence of the damage of the developer when the rotation speed is high is reduced.
前記現像剤検知手段は、例えば、検知領域に存在する現像剤の量を検知するセンサを有し、前記センサは現像剤を排出する前記現像剤貯蔵容器の開口部のほぼ鉛直方向直下に設けられる。 The developer detection means includes, for example, a sensor that detects the amount of developer present in the detection region, and the sensor is provided almost directly below the opening of the developer storage container that discharges the developer. .
前記ホッパー部は、前記現像剤貯蔵容器の開口部から排出される現像剤が通過する現像剤補給経路を有してもよい。この場合、前記センサは前記現像剤補給経路に面して配置される。 The hopper may have a developer supply path through which the developer discharged from the opening of the developer storage container passes. In this case, the sensor is arranged facing the developer supply path.
前記現像剤補給経路は、前記ホッパー部内に形成された内壁を有してもよい。この内壁の働きにより現像剤が現像剤検知手段により検知されやすくなる。 The developer replenishing path may have an inner wall formed in the hopper portion. Due to the action of the inner wall, the developer is easily detected by the developer detecting means.
前記現像剤補給経路は、前記ホッパー部内に形成された筒状の形状を有してもよい。この筒の働きにより現像剤が現像剤検知手段により検知されやすくなる。 The developer replenishment path may have a cylindrical shape formed in the hopper portion. Due to the action of the cylinder, the developer is easily detected by the developer detecting means.
前記現像剤補給経路は、前記現像剤貯蔵容器の開口部から排出された現像剤が滑落する傾斜面を有してもよい。これにより、補給される現像剤が現像剤検知手段により接近する効果が期待される。 The developer replenishing path may have an inclined surface on which the developer discharged from the opening of the developer storage container slides. Thereby, the effect that the supplied developer approaches the developer detecting means is expected.
本発明の画像形成装置によれば、使用環境や現像剤貯蔵容器の現像剤残量および現像剤貯蔵容器の放置時間の如何によらず、実際の現像剤補給量を確認することができる。これにより、現像剤補給流量を調節(一定化)することができるため、現像剤補給装置から現像器に対する現像剤の補給を迅速かつ安定に行うことができる。その結果、常に良好な可視画像を形成することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the actual developer replenishment amount can be confirmed regardless of the use environment, the developer remaining amount in the developer storage container, and the developer storage container standing time. As a result, the developer replenishment flow rate can be adjusted (fixed), so that the developer replenishment device can rapidly and stably replenish the developer. As a result, it is possible to always form a good visible image.
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the image forming apparatus of the present invention.
この画像形成装置は、主として、感光ドラム1、帯電部2、現像器3、転写部4、定着装置5、トナー補給装置8、回収機構A、像露光部B、制御部C、および高圧発生部Dを備えている。
The image forming apparatus mainly includes a
感光ドラム1は、例えば有機感光体のような感光層を有する像担持体である。帯電部2は、この感光ドラム1を、例えば、帯電ローラ等の帯電部材によって所定の電位に一様に帯電するための帯電手段である。像露光部Bは、一様に帯電した感光ドラム1に対して画像読み込み部(図示せず)の画像情報に基づいて、例えばレーザ光を出射し、ポリゴンミラー(図示せず)および反射ミラー(図示せず)を介して感光ドラム1の露光を行うことにより感光ドラム1上に静電荷像を形成するレーザスキャナのような露光手段である。
The
現像器3は、感光ドラム1へトナーを飛翔させることにより、感光ドラム1に形成された静電荷像を現像してトナー像を形成する(可視化する)現像手段である。転写部4は、感光ドラム1に形成されたトナー像を、例えば紙などの転写材に転写させる転写手段である。定着装置5は、転写材の表面に転写されたトナー像を熱等で定着させる定着手段である。
The developing
回収機構Aは、転写材に転写されずに感光ドラム1上に残った残トナーを回収するクリーニング部(回収手段)である。
The collection mechanism A is a cleaning unit (collection unit) that collects residual toner that is not transferred onto the transfer material and remains on the
高圧発生部Dは、感光ドラム1の帯電、現像、転写等の動作に必要な高圧を発生させる部位である。
The high pressure generator D is a part that generates a high pressure necessary for operations such as charging, developing, and transfer of the
制御部Cは、画像形成装置全体を制御する制御手段であり、CPUおよびメモリ等から構成される。 The control unit C is a control unit that controls the entire image forming apparatus, and includes a CPU, a memory, and the like.
トナー補給装置8は、後述するように、画像形成装置本体に対して着脱自在なトナーボトル(現像剤貯蔵容器)から供給されるトナーを一時的に収容し、現像器へ供給する手段であるホッパー部内のトナーを検知するトナー検知手段としてのトナーセンサ(後述)を有する。
As will be described later, the
制御部Cは、トナーボトルからホッパー部(図2で後述)へ補給を行う際、このトナーセンサから得られたトナー検知信号を受信し、補給中(例えば補給開始時)の予め決められた所定時間内でのトナーセンサの出力値に基づいて、現像剤貯蔵容器駆動手段によるトナーボトルの供給動作を変更する現像剤供給制御手段をも構成する。この現像剤供給制御手段は、前記補給中の予め決められた所定時間内でのトナーセンサの出力値の推移を所定時間内で積分して得られた積分値に基づいて、所定時間内のトナーの補給量を判断する。所定時間内のトナーの補給量は、後述する図11,図12に示すように、単位時間内のトナー補給量(すなわちトナー補給流量)に換算可能である。 When replenishing the toner bottle from the toner bottle to the hopper (described later in FIG. 2), the control unit C receives a toner detection signal obtained from the toner sensor, and determines a predetermined value during replenishment (for example, at the start of replenishment). Developer supply control means for changing the toner bottle supply operation by the developer storage container driving means based on the output value of the toner sensor within the time is also constituted. The developer supply control means is configured to provide a toner within a predetermined time based on an integral value obtained by integrating a change in the output value of the toner sensor within a predetermined time during the replenishment within a predetermined time. Determine the replenishment amount. The toner replenishment amount within a predetermined time can be converted into a toner replenishment amount (that is, a toner replenishment flow rate) within a unit time, as shown in FIGS.
制御部Cは、現像剤貯蔵容器に供給動作をさせて、該現像剤貯蔵容器から前記ホッパー部内にトナーを供給する現像剤貯蔵容器駆動手段をも構成する。貯蔵容器駆動手段は、判断した補給量に応じて、トナーボトルからの単位時間内でのトナーの補給量が所定量となるように制御される。 The control unit C also constitutes a developer storage container driving unit that causes the developer storage container to perform a supply operation and supplies toner from the developer storage container into the hopper. The storage container drive means is controlled so that the toner replenishment amount from the toner bottle within a unit time becomes a predetermined amount according to the determined replenishment amount.
高圧発生部Dは、感光ドラム1にトナーを飛翔させるために現像器に交流電圧(現像バイアスAC成分)を印加する交流電圧印加手段を構成する。
The high voltage generator D constitutes an AC voltage applying unit that applies an AC voltage (developing bias AC component) to the developing device in order to cause the toner to fly on the
制御部Cは、また、前記現像剤貯蔵容器の回転速度に応じて交流電圧の振幅(Vpp)を制御する交流電圧制御手段および必要な処理を実行する処理手段を構成する。 The controller C also constitutes AC voltage control means for controlling the amplitude (Vpp) of AC voltage according to the rotational speed of the developer storage container and processing means for executing necessary processing.
以上のような構成を有する画像形成装置の動作は次のとおりである。 The operation of the image forming apparatus having the above configuration is as follows.
例えば複写機の例では、画像形成時に、不図示の画像読み込み部によって原稿の画像が読み込まれて画像情報が得られる。この画像情報に基づいて、像露光部Bによって感光ドラム1の露光を行うことにより、感光ドラム1に静電荷像が形成される。さらに、この感光ドラム1に形成された静電荷像が現像器3により現像されることにより、当該感光ドラム1の表面にトナー像が形成される。このトナー像は転写部4において、搬送されてきた紙に転写される。その後、感光ドラム1から分離された紙は、定着装置5に向かって搬送される。定着装置5においては、トナー像が、例えば熱と圧力とによって紙上に定着される。このようにして、紙上に原稿の画像に対応した可視画像が固定的に形成される。この可視画像が形成された紙は、定着装置5から排出された後、搬送されて転写材排出口(図示せず)から外部に排出される。
For example, in an example of a copying machine, when an image is formed, an image of a document is read by an image reading unit (not shown) to obtain image information. Based on this image information, the
また、紙が分離された後の感光ドラム1は、クリーニング部Aを通過することにより、表面に残留しているトナーが除去される。
Further, the toner remaining on the surface of the
プリンタやファクシミリの場合は、原稿の読み取りに変えて、外部からの画像情報の受信が行われる。 In the case of a printer or facsimile, image information is received from the outside instead of reading a document.
図2は、トナーボトル6と、現像器3と、トナーボトル6を装着した状態のトナー補給装置8を拡大して示した断面説明図(a)、および、横方向から見た説明図(b)である。
FIG. 2 is an enlarged sectional explanatory view (a) showing the
現像器3の上方に、ホッパー部7が設けられている。ホッパー部7は、上述したように、画像形成装置本体に対して着脱自在なトナーボトル6から供給されるトナーを一時的に収容し、現像器へ供給する手段である。ホッパー部7は、その内部のトナーを現像器3へ搬送するトナー搬送機構を備えている。トナー搬送機構は、この例では、モータ等の回転駆動機構15と、この回転駆動機構15により回転駆動されるトナー搬送スクリュー13とによって構成される。
A
図2(b)によく現れるように、トナー補給装置8は、中心軸Lが水平方向に沿って配置されたトナーボトル6と、このトナーボトル6を回転可能に支持するトナーボトル装着部9と、モータ等の、回転駆動によりトナーボトル6を回転させる回転駆動機構10とにより構成されている。このトナー補給装置8においては、トナーボトル6は、トナーボトル装着部9に着脱可能とされている。
As often shown in FIG. 2B, the
トナーボトル6においては、内部にトナーを収容する円筒状の容器の内壁周面に、螺旋状の突条6Aが容器の内方に突出して形成されている。この突条6Aはトナー案内部を形成している。トナーボトル6の一端側に位置する先端部6Bには、側面にトナー案内部によって導かれたトナーが排出される排出開口(現像剤排出部)6Cが形成されている。また、トナーボトル6には、その一端側にスライド蓋6Dが設けられている。このスライド蓋6Dは、トナーボトル6の排出開口6Cを開閉するよう、図2(b)において左右方向に移動可能な蓋である。このスライド蓋6Dは、トナーボトル6がトナーボトル装着部9に装着されている場合には、排出開口6Cを開放した状態に保持する。
In the
ホッパー部7は、トナーボトル装着部9における排出開口6Cの水平方向ほぼ同等の高さから下方に掛けてトナー収容部を有し、トナーボトル6の排出開口6Cを介して排出されたトナーを受容する。ホッパー部7内部のトナーを極力水平方向(図2(b)では左右方向)に対し、平らな界面を形成することを目的として、あるいはホッパー部7内のトナーの流動性が向上することを目的として、ホッパー部7内部にはホッパー内攪拌器11が配置されている。このホッパー内攪拌器11によってホッパー部7内のトナーの攪拌が行われる。またこの攪拌に伴い、ホッパー部7内のトナーはホッパー部7のトナー供給口12に排出される。
The
攪拌器11による攪拌と重力の影響により、トナー供給口12に搬送されたトナーは、上述した回転駆動機構15およびトナー搬送スクリュー13からなるトナー搬送機構によって、ホッパー部7から現像器3へと搬送される。すなわち、トナー供給口12を通過したトナーは、搬送スクリュー13の回転により現像器供給口17に向かって搬送され、当該現像器供給口17を介して現像器3に供給される。
Due to the stirring by the
ホッパー部7には、その内部に残存するトナーの量を検知するトナーセンサ14(現像剤残量検知手段)が設けられている。トナーセンサ14は、ホッパー部7内のトナーの量に基づいて、現像器3への補給指令信号および補給停止信号を発するためのものであり、例えば透磁率センサにより構成することができる。すなわち、トナーセンサ14により検知されるホッパー部7におけるトナーの量が基準量より少なくなると補給指令信号が発せられる。さらに、この補給指令信号を受けて回転駆動機構10における駆動源が駆動され、駆動軸が回転することに伴ってトナーボトル6が回転される。
The
回転駆動機構10によって回転されたトナーボトル6においては、内部に収容されているトナーが螺旋状の突条6Aによって構成されたトナー案内部により、掻き上げられて落下することを繰り返しながら排出開口6Cに向かって導かれる。このトナーはこの排出開口6Cを介してホッパー部7に排出される。
In the
通常、画像形成動作を行うと現像器3のトナーが消費され、トナー残量が所定値以下となったとき現像器3側のトナーセンサ16がトナー無しを検知する。そのとき、ホッパー部7内部のトナーセンサ14がトナー有りを検知していた場合、ホッパー部7に対して現像器3へのトナーの供給命令を発行し、ホッパー部7内の攪拌器11とトナー搬送スクリュー13を回転させ、現像器3へトナーが供給する。
Normally, when the image forming operation is performed, the toner of the developing
現像器3へのトナー供給により、ホッパー部7内部のトナーセンサ14がトナー無しを検知したとしても、現像器3内のトナーセンサ16がトナー有りを検知していれば、通常画像動作には影響無いと判断し、画像形成動作は停止させない。
Even if the
しかし、ホッパー部7内のトナーセンサ14と現像器3内のトナーセンサ16のその両方がトナー無しを検知したとき、画像形成動作を停止させ、トナーボトル6からホッパー部7へのトナー供給を開始する。
However, when both the
トナー補給装置8には前述した回転駆動機構10が設けられており、回転駆動機構10が回転することによりトナーボトル6を回転させる。これにより、トナーボトル6からトナーがホッパー部7へ排出される。例えば一定時間、この回転駆動機構10の回転に伴ってトナーボトル6が回転して排出されるトナー排出量(単位時間当たりのトナー排出量すなわちトナー補給流量)は、トナーボトル6内の残トナー量に対し一般的に相関がある。すなわち、トナーが潤沢にトナーボトル6内に残っている場合は、トナーボトル6に設けられているトナーボトルの排出開口6Cの近傍までトナーが充填されている為、比較的短い時間で多くのトナーが排出される。逆に、トナーボトル6内のトナー量が少ないときは、トナーボトル排出開口6Cにまでトナーが至らず、例えば少量である30gのトナーを排出するのに長い時間を費やしてしまう。
The
トナーボトル内のトナー残量が、多いときも少ないときも一定の速度でトナーボトルを回転させてしまうと、トナーボトル内のトナー残量が多いときには前述したフラッシングが発生し、少ないときにはトナー補給に長い時間を要してしまうという問題が発生する。 When the toner bottle is rotated at a constant speed regardless of whether the toner remaining amount in the toner bottle is large or small, the above-mentioned flushing occurs when the toner remaining amount in the toner bottle is large, and toner replenishment occurs when the toner amount is small. The problem of taking a long time occurs.
上述したように、従来は、トナーボトル内のトナー重量を検知し、その重量によってトナーボトルの回転速度を変更させるのが一般的であった。 As described above, conventionally, it is common to detect the toner weight in the toner bottle and change the rotation speed of the toner bottle based on the weight.
しかしトナー重量は必ずしも、トナーボトルから排出されるトナー補給流量と相関は無い。例えば、高温高湿環境に長時間放置されたトナーボトル内のトナー凝集度は非常に高く、トナーボトル内に沢山のトナーが充填されていたとしても、トナーの流動性が低いのでこのときのトナー補給流量は通常より少ない。そのため、トナーボトル内のトナー重量に基づいてトナーボトルの回転速度を変更させるシーケンスでは上記の様な不具合が発生していた。 However, the toner weight is not necessarily correlated with the toner replenishment flow rate discharged from the toner bottle. For example, the toner cohesion degree in a toner bottle left in a high temperature and high humidity environment for a long time is very high, and even if a lot of toner is filled in the toner bottle, the toner fluidity is low. The replenishment flow rate is lower than usual. For this reason, in the sequence in which the rotation speed of the toner bottle is changed based on the toner weight in the toner bottle, the above-described problems have occurred.
そこで本実施の形態では、実際に所定時間内でのトナーボトルからのトナー補給量を正確に検知し、トナーボトルの回転速度の最適化を行うことによりトナー補給の迅速化および安定化を図ろうとするものである。 Therefore, in the present embodiment, the toner supply amount from the toner bottle within the predetermined time is actually accurately detected, and the toner bottle rotation speed is optimized to speed up and stabilize the toner supply. To do.
図3により、本実施の形態においてトナーセンサ(透磁率センサ)として用いている磁気ブリッジセンサ20について説明する。
With reference to FIG. 3, the
磁気ブリッジセンサ20は、図3の例では、ほぼ長方形板状の本体部20aの上に楕円円柱状の検知ヘッド20bが載っている形状で一体に構成されており、入出力用の信号線20cを介して画像形成装置本体との間で検知信号の授受を行う。
In the example of FIG. 3, the
検知ヘッド20bの内部には検知トランスが埋め込まれている。この検知トランスは、1つの1次巻線と、基準巻線と検知巻線から成る2つの2次巻線の合計3つの巻線(コイル)で構成されている。尚、検知巻線は検知ヘッド20bの天面側に、基準巻線は1次巻線を挟んで検知ヘッド20bの裏側にそれぞれ位置している。
A detection transformer is embedded in the
磁気ブリッジセンサ20の本体部20a内に設けられた発振器から一定波形の信号を持つ電流が1次巻線に入力されると、基準巻線と検知巻線から成る2つの2次巻線にも電磁誘導によって或る波形の信号を持つ電流が流れる。このときの発振器からの一定波形の信号と、検知巻線から電磁誘導によって流れた電流の或る波形の信号とをセンサ本体部20a内に設けられた比較回路で判断することによって、検知ヘッド20bの天面側にどの程度の密度の磁性体が有るかを検知する。即ち、検知ヘッド20bの前に磁性体が有る場合と無い場合で、かつ、有る場合にもその量によって異なる出力が得られる。
When a current having a signal having a constant waveform is input to the primary winding from an oscillator provided in the
尚、この磁気ブリッジセンサ20は、検知しようとする磁性体の磁性密度等の違いに対応するため、検知トランス中心部にフェライト製のネジコアを移動可能に設けてあり、このネジコアの位置を調節することによって適正な検知が可能となっている。
The
次に、現像剤残量検知手段としてのトナーセンサ14について説明する。トナーセンサ14は、ホッパー部7内に収納されたトナーの残量を磁気ブリッジセンサ20によって検知するものである。磁気ブリッジセンサ20の検知ヘッド20bの検知範囲は、トナー最大充填時から空になるまでの範囲より大きく設定されている。
Next, the
ここで、図4に、トナー残量と磁気ブリッジセンサ20によるトナーセンサ14のアナログ検知信号との関係をグラフで示す。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the remaining amount of toner and the analog detection signal of the
このグラフから分かるように、磁気ブリッジセンサ20はホッパー部7内トナー残量が最大充填時(Full時)には最も高い出力電圧を示し、トナー残量が空のとき(Empty時)には最も低い出力電圧を示す。最大充填と空の間のトナー残量では、出力電圧はトナー残量に1対1に対応し、出力電圧とトナー残量との関係は1対1対応の直線若しくは曲線で表され、トナー残量に応じた出力電圧を得ることができる。また、検知できたトナー残量が或る所定のトナー残量よりも少なくなったときにホッパー部7内へのトナー補給が必要と判断し、トナーボトル6からトナーの供給を行う。
As can be seen from this graph, the
次に、図5によりトナーボトル6から排出されるトナーを検知する検知現像剤検知手段について説明する。
Next, the detection developer detecting means for detecting the toner discharged from the
まず、現像剤検知手段として、トナーセンサ19をトナーボトル開口部の鉛直下方に配置する。このトナーセンサは、検知領域に存在するトナーの量を検知するセンサである。このトナーセンサ19としては上記磁気ブリッジセンサ20を用いることができる。現像剤検知手段は、このトナーセンサ19と、その出力を処理する処理手段とによって実現することができる。この処理手段は制御部Cが兼ねることができる。トナーセンサ19が上記トナーセンサ14の機能を兼ねることも可能である。
First, the
ホッパー部7は、その内部に、トナーボトル開口部から排出されるトナーが通過するトナー補給経路(現像剤補給経路)を有している。トナーセンサ19はトナー補給経路に面して配置される。図5の例ではホッパー部7の壁面(側面外壁)に設置している。また、この側面外壁に対向する内壁22を設けている。この内壁22はトナーボトル6からホッパー部7へ補給されるトナーがトナーセンサ19の前面を通過して検知されやすくするためのものである。図5は、トナーボトル6内にトナーが潤沢に充填されている場合を示している。このトナーボトルからのトナー排出のモデルは、トナーセンサ19の直前を比較的多量のトナーが通過することを示している。
The
図6に、トナーボトル6のトナー量がフル状態で所定時間(ここでは1秒間)、トナー補給流量大でトナー補給を行った際の、磁気ブリッジセンサ(の二次巻線)に誘起される出力電圧値を1msec毎にプロットしたグラフを示す。
In FIG. 6, the magnetic bridge sensor (secondary winding) induces the toner supply when the toner amount in the
磁気ブリッジセンサに誘起される電圧値の推移を関数f(x)[xは時間]としたとき、実際にトナーボトルから排出されるトナー補給量(ひいては補給流量)と、関数f(x)の積分値は非常に強い相関がある。この積分値は、関数f(x)を時間0msecから1000msecまで定積分して得られる値である。
When the transition of the voltage value induced in the magnetic bridge sensor is a function f (x) [x is time], the amount of toner replenished (and hence the replenishment flow rate) actually discharged from the toner bottle and the function f (x) The integral value has a very strong correlation. This integral value is a value obtained by definite integration of the function f (x) from
ここでは図7に示すように、図6のグラフを50msec毎のブロックに区切った電圧値の面積の総和の面積Sにより積分値を近似する。すなわち、
∫f(x)dx≒面積S
となる。このときの50msec毎に区切られたブロック(長方形)を0msecのブロックをS0、50msecのブロックをS50、…と表すことにより、
面積S=S0+S50+S100+・・・・・+S900+S950+S1000
となる。よって、
面積S=0+(4x50)+(5x50)+・・・・・+(5x50)+(6x50)+(3x50)
=4750
Here, as shown in FIG. 7, the integral value is approximated by the area S of the sum of the areas of the voltage values obtained by dividing the graph of FIG. 6 into blocks every 50 msec. That is,
∫f (x) dx≈area S
It becomes. By expressing a block (rectangle) divided every 50 msec at this time as a block of 0 msec as S0, a block of 50 msec as S50,.
Area S = S0 + S50 + S100 + ... + S900 + S950 + S1000
It becomes. Therefore,
Area S = 0 + (4x50) + (5x50) + ... + (5x50) + (6x50) + (3x50)
= 4750
これにより、
∫f(x)dx≒4750 式(1)
と近似することができる。
This
∫f (x) dx ≒ 4750 Formula (1)
And can be approximated.
図8に、図6に示した例と同じ凝集度のトナーを用いて、トナーボトル内のトナー量が少ない場合の、トナーボトルからのトナー排出のモデルを示す。この図から、トナーセンサ19の直前を通過するトナー量は図5の場合に比べて少ないことが分かる。
FIG. 8 shows a model of toner discharge from the toner bottle when the toner having the same cohesion degree as in the example shown in FIG. 6 is used and the amount of toner in the toner bottle is small. From this figure, it can be seen that the amount of toner passing just before the
図9に、このようなトナー補給流量の比較的少ない(Low)場合の1秒間トナー補給を行った際の、磁気ブリッジセンサに誘起される出力電圧値を1msec毎にプロットしたグラフを示す。 FIG. 9 shows a graph in which the output voltage value induced in the magnetic bridge sensor is plotted every 1 msec when toner is supplied for 1 second when the toner supply flow rate is relatively low (Low).
上記と同様に、磁気ブリッジセンサに誘起される出力電圧値の推移を関数g(x)[xは時間]としたとき、実際にトナーボトルから排出されるトナー補給量ひいては補給流量と、関数g(x)の積分値は非常に強い相関がある。この積分値は、関数g(x)を時間0msecから1000msecまで定積分して得られた値である。
Similarly to the above, assuming that the transition of the output voltage value induced in the magnetic bridge sensor is a function g (x) [x is time], the toner replenishment amount actually discharged from the toner bottle, the replenishment flow rate, and the function g The integral value of (x) has a very strong correlation. This integral value is a value obtained by definite integration of the function g (x) from
図10に示すように、図9のグラフを50msec毎のブロックに区切った面積の総和の面積Tを積分値として近似する。
面積T=1600
As shown in FIG. 10, the total area T of the areas obtained by dividing the graph of FIG. 9 into blocks every 50 msec is approximated as an integral value.
Area T = 1600
よって、
∫g(x)dx≒1600 式(2)
と近似することができる。
Therefore,
∫g (x) dx ≒ 1600 Formula (2)
And can be approximated.
図11に示す様に、1秒間トナー補給を行った際の、磁気ブリッジセンサに誘起される出力電圧値を50msec毎にプロットした関数の積分値と、そのときトナーボトルからのトナー補給流量の関係は上述したように強い相関があることが判る。つまり、1秒間のトナー補給における、磁気ブリッジセンサに誘起される出力電圧値を50msec毎にプロットした関数を積分処理すると、そのときにトナーがトナーボトルから排出されるトナー補給量に相当するデータを求めることができる。 As shown in FIG. 11, the relationship between the integral value of the function in which the output voltage value induced in the magnetic bridge sensor is plotted every 50 msec when toner is supplied for 1 second, and the toner supply flow rate from the toner bottle at that time. It can be seen that there is a strong correlation as described above. That is, when a function in which the output voltage value induced in the magnetic bridge sensor is plotted every 50 msec in the toner replenishment for 1 second is integrated, data corresponding to the amount of toner replenished from the toner bottle at that time is obtained. Can be sought.
制御部Cはトナーセンサ19のトナー検知信号に基づき、上記のようにして積分値を得、さらにこの積分値に基づいてトナーボトルから排出されるトナー補給量(ひいては補給流量)を求めることができる。
Based on the toner detection signal of the
本実施の形態では、このようにして得られたトナー補給量は2つの異なる制御に利用される。 In the present embodiment, the toner replenishment amount obtained in this way is used for two different controls.
その第1の制御は、制御部Cにより実現される現像剤供給制御手段により、前記得られたトナー補給量に基づいてトナーボトルからのトナーの単位時間内の補給量(すなわち補給流量)が所定量となるように、トナー補給装置8内のトナーボトル回転駆動機構10を制御してトナーボトルの回転速度を制御することである。
In the first control, the developer supply control means realized by the control unit C determines the supply amount (that is, the supply flow rate) of toner from the toner bottle within a unit time based on the obtained toner supply amount. The toner bottle
第2の制御は、制御部Cにより実現される交流電圧制御手段により、前記現像剤貯蔵容器の回転速度に応じて前記交流電圧の振幅(Vpp)を制御することである。 The second control is to control the amplitude (Vpp) of the AC voltage according to the rotational speed of the developer storage container by the AC voltage control means realized by the control unit C.
これらの第1および第2の制御は、第1の制御のみを採用してもよいし、両方を併用してもよい。 For these first and second controls, only the first control may be employed, or both may be used in combination.
図12(a)は、第1の制御において用いることができる制御データテーブル30aの構成例を示している。この制御データテーブル30aは、単位時間(秒)当たりのトナー補給量(すなわちトナー補給流量)の範囲と、これに対応する積分値の範囲、および、トナーボトルの単位時間(分)当たりの回転数、すなわち回転速度の例を示している。図12の「トナー補給流量」は説明のために示したものであり、実際の制御には、「積分値」と「回転速度」のデータがあれば足りる。この図12から分かるように、「積分値」が大きいほど、「トナー補給流量」が大きく、対応する単位時間当たりの「回転速度」は小さくて済む。 FIG. 12A shows a configuration example of a control data table 30a that can be used in the first control. This control data table 30a includes a range of toner replenishment amount (ie, toner replenishment flow rate) per unit time (second), a range of integral values corresponding to the range, and the number of rotations per unit time (minute) of the toner bottle. That is, an example of the rotation speed is shown. The “toner replenishment flow rate” in FIG. 12 is shown for explanation, and it is sufficient for the actual control to have data of “integral value” and “rotational speed”. As can be seen from FIG. 12, the larger the “integrated value”, the larger the “toner replenishment flow rate” and the smaller the “rotational speed” per unit time.
図12(b)は、第1の制御に加えて、第2の制御を行う場合に用いることができる制御データテーブル30bの構成例を示している。制御データテーブル30bは、制御データテーブル30aの構成に「現像バイアスAC成分(Vpp)」の項目を加えたものである。 FIG. 12B shows a configuration example of a control data table 30b that can be used when performing the second control in addition to the first control. The control data table 30b is obtained by adding an item “development bias AC component (Vpp)” to the configuration of the control data table 30a.
通常、トナーボトルの回転速度を増加させたときに、トナーボトル6内部の案内部、若しくはトナー同士のその衝突から、トナーボトル6内のトナーにダメージが発生する。具体的には、現像性向上の為に現像剤表面に外添してある外添剤の、遊離や、埋没が発生する。その結果、所望の現像性が得られないおそれが生じる。
Usually, when the rotation speed of the toner bottle is increased, the toner in the
一方、露光手段によって形成された、感光ドラム1上の静電潜像に対し、現像剤を飛翔させて静電画像を可視化する現像器には、交流電圧(現像バイアスAC成分)と直流電圧(現像バイアスDC成分)が重畳されている。そこで、トナーボトルの回転速度を大きくした場合には、現像バイアスAC成分の振幅(Vpp)を、標準的な振幅値から増加させる(例えば1600Vから2000Vに増加させる)。これにより、トナーボトルの回転速度の増加により現像剤表面に外添してある外添剤の、遊離や、埋没が発生したとしても、交流電圧の振幅の増加によりトナーダメージの影響を補償することにより現像性の劣化を防止し、ひいては良質な画像を得ることが可能となる。
On the other hand, a developing device that visualizes the electrostatic image by flying developer on the electrostatic latent image formed on the
より具体的には、現像バイアスAC成分(Vpp)はトナーボトルの回転速度が大きいときに、Vpp値を通常の値より高くする。この例では、回転速度が比較的低いA,B領域ではVppを通常値1600Vとし、回転速度が大きいC領域ではVppを通常値より大きい1800Vとしている。さらに回転速度の大きいD領域では、Vppをさらに大きい2000Vとしている。 More specifically, the development bias AC component (Vpp) makes the Vpp value higher than a normal value when the rotation speed of the toner bottle is high. In this example, Vpp is set to a normal value of 1600 V in the A and B regions where the rotational speed is relatively low, and Vpp is set to 1800 V which is higher than the normal value in the C region where the rotational speed is high. Further, in the D region where the rotation speed is high, Vpp is set to 2000 V, which is even higher.
次に、図13のフローチャートにより、本実施の形態における主要な処理の具体的な処理ステップを説明する。この処理は制御部CのCPUがメモリからプログラムを読み出して実行することにより実現される。 Next, specific processing steps of main processing in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is realized by the CPU of the control unit C reading and executing a program from the memory.
トナーボトルの回転駆動機構10を制御し、所定の回転速度(ここでは22rpm)でトナーボトルの回転させることにより、トナーボトルからトナーをホッパー部7へのトナー補給を開始する(S11)。
The toner bottle
ついで、所定の単位時間間隔で(ここでは50msec毎に)、磁気ブリッジセンサであるトナーセンサ19に誘起される出力電圧(電圧値)をモニタリングする(S12)。さらに、電圧推移を関数f(x)とし(S13)、この関数f(x)を積分する(S14)。このモニタリングおよび積分は所定時間(ここでは1秒)が経過するまで(S15)、継続する。
Next, the output voltage (voltage value) induced in the
所定時間が経過したら、得られた積分値から上記制御データテーブルを参照し、トナー補給流量を判断するために以下のような閾値判定を行う(S16)。このようにトナー補給開始直後の比較的短い時間としての「所定時間」内に、実際のトナー補給流量を見極めることにより、以降のトナー補給速度を適正なものに設定することができる。 When the predetermined time has elapsed, the control data table is referred to from the obtained integral value, and the following threshold determination is performed in order to determine the toner replenishment flow rate (S16). Thus, by determining the actual toner supply flow rate within the “predetermined time” as a relatively short time immediately after the start of toner supply, the subsequent toner supply speed can be set to an appropriate value.
この閾値判定の結果、求められたトナー補給流量に基づいてトナーボトルの回転速度を制御する。 As a result of the threshold determination, the rotation speed of the toner bottle is controlled based on the obtained toner supply flow rate.
図12(a)に示した制御データテーブル30aの例では、積分値がA領域(3000以上)に属する場合(S17,Yes)、トナー補給流量が極めて大きいと判断し(S18)、トナーボトルの回転速度を大幅に低減させる(S19)。すなわち22rpmから5rpmに低減させる。 In the example of the control data table 30a shown in FIG. 12A, when the integral value belongs to the A region (3000 or more) (S17, Yes), it is determined that the toner replenishment flow rate is extremely large (S18), and the toner bottle The rotational speed is greatly reduced (S19). That is, it is reduced from 22 rpm to 5 rpm.
積分値がB領域(1500以上3000未満)に属する場合(S20,Yes)、トナー補給流量が大きいと判断し(S21)、トナーボトル速度を低減させる(S22)。すなわち22rpmから15rmpに低減させる。 When the integrated value belongs to the B region (1500 or more and less than 3000) (S20, Yes), it is determined that the toner replenishing flow rate is large (S21), and the toner bottle speed is reduced (S22). That is, the pressure is reduced from 22 rpm to 15 rpm.
積分値がC領域(500以上1500未満)に属する場合(S23,Yes)、トナー補給流量が小さいと判断し(S24)、トナーボトル速度を増加させる(S25)。すなわち22rpmから30rmpに増加させる。 When the integrated value belongs to the C region (500 or more and less than 1500) (S23, Yes), it is determined that the toner replenishing flow rate is small (S24), and the toner bottle speed is increased (S25). That is, the pressure is increased from 22 rpm to 30 rpm.
積分値がD領域(0以上500未満)に属する場合(S26,Yes)、トナー補給流量が極めて小さいと判断し(S27)、トナーボトル速度を大幅に増加させる(S28)。すなわち22rpmから60rmpに増加させる。 If the integrated value belongs to the D region (0 or more and less than 500) (S26, Yes), it is determined that the toner replenishing flow rate is extremely small (S27), and the toner bottle speed is greatly increased (S28). That is, the pressure is increased from 22 rpm to 60 rpm.
その後、トナー補給装置8からのトナーの供給により、ホッパー部7におけるトナーの量が基準量以上となると、トナーセンサ14により補給停止信号が発せられる。この補給停止信号により回転駆動機構10における駆動源の駆動が停止され、トナーボトル6の回転が停止される(S29)。
Thereafter, when the amount of toner in the
このようにして、トナー補給装置8からホッパー部7を介して現像器3にトナーを補給する際、トナーセンサ19(磁気ブリッジセンサ)の出力に基づいて検知されるトナー補給量が減少すると、回転制御手段によって回転駆動機構10によるトナーボトル6の単位時間当たりの回転数(回転速度)を大きく設定する。これにより、例えばトナーボトル6内のトナー残量が少なくなることに伴って1回転で排出されるトナーの量が少なくなった場合、あるいは、トナー残量は多いが高温高湿間での長期放置に伴ってトナー凝集度が上昇しトナーの流動性が低下した場合でも、実際の補給量が判断できるので、ホッパー部7へのトナーの供給速度が低下することが防止される。
In this way, when toner is replenished from the
従って、トナー補給装置8からホッパー部7へのトナーの供給が、当該ホッパー部7から現像器3へのトナーの供給に対して十分なものとなるため、当該現像器3において消費されるトナーの量に対して安定した量のトナーの補給が現像器3になされ、従って、常に良好な可視画像を得ることができる。
Accordingly, the supply of toner from the
また、トナーボトル6からのトナー補給流量に応じて、段階的にトナーボトルの回転速度を可変制御することにより、一般的にトナーボトル内のトナー重量が多いとき見受けられる、供給過多によるトナーボトル開口部からの、トナーの噴き出し(フラッシング)を同時に防止することが可能となる。
Further, by controlling the rotation speed of the toner bottle stepwise in accordance with the toner replenishment flow rate from the
図14に、上記第1の制御に加えて第2の制御を行う場合の本実施の形態における主要な処理の具体的な処理フローを示す。図14において図13に示した処理ステップと同様の処理ステップには同じ参照番号を付して、重複した説明は省略する。 FIG. 14 shows a specific processing flow of main processing in the present embodiment in the case where the second control is performed in addition to the first control. In FIG. 14, the same processing steps as the processing steps shown in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
第2の制御に対応する処理ステップは、それぞれ、処理ステップS19,22,25,28に続くステップS19a,22a,25a,28aである。ステップS19a,22aではVppを1600Vに設定し、ステップ25aではVppをより高い1800Vに設定し、ステップ28aではVppをさらに高い2000Vに設定している。
Processing steps corresponding to the second control are steps S19a, 22a, 25a, and 28a following processing steps S19, 22, 25, and 28, respectively. In steps S19a and 22a, Vpp is set to 1600V, in step 25a Vpp is set to a higher 1800V, and in
次に、図15によりホッパー部7の構成の変形例を示す。トナーボトル開口部の直下に設けられており、この開口部からホッパー部7へのトナー補給経路は筒状の形状を有する。筒の断面形状は特に問わないがこの例では4角形としている。トナー補給経路23を筒状とすることにより、トナーを検知するトナーセンサ19(磁気ブリッジセンサ)の直前面をトナーが通り易くし、検知漏れを防ぐことができる。
Next, FIG. 15 shows a modified example of the configuration of the
図16は、ホッパー部7の構成の別の変形例を示す。この変形例では、トナー補給経路は、トナーボトルの開口部から排出されたトナーが滑落する傾斜面24を有する。トナーセンサ19はこの傾斜面の外壁に設置される。これにより、補給されるトナーがトナーセンサ19により接近し、一層の検知漏れ防止の効果を期待することができる。
FIG. 16 shows another modification of the configuration of the
以上、本実施の形態によれば、トナーボトルを備えたトナー補給装置とトナーボトルから排出されたトナーを一時的に受容するホッパー部とを有する画像形成装置において、その供給トナー量を安価な構成で正確に検知しトナーボトルからのトナー供給量を適宜制御することにより、使用環境やトナーボトルのトナー残量および放置時間、トナーボトル内トナーの凝集度等の影響に左右されずに、現像器に対するトナーの補給を安定に行うことができる。その結果、常に良好な可視画像を形成すること、および、画像形成装置内のフラッシングを防ぐことができる。 As described above, according to the present embodiment, in the image forming apparatus having the toner replenishing device provided with the toner bottle and the hopper unit that temporarily receives the toner discharged from the toner bottle, the supplied toner amount is inexpensively configured. By accurately detecting the amount of toner supplied from the toner bottle and controlling the amount of toner supplied from the toner bottle appropriately, the developer is not affected by the influence of the usage environment, the toner remaining amount and the leaving time of the toner bottle, the aggregation degree of the toner in the toner bottle, etc. The toner can be replenished stably. As a result, it is possible to always form a good visible image and to prevent flushing in the image forming apparatus.
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、トナーセンサとして磁気ブリッジセンサを挙げたが、これに限るものではない。積分値の閾値判断の領域数や回転速度の可変段数、閾値、制御値等はあくまで例示であり、本発明はそれらの具体的な数値に限定されるものではない。例えば、図12の制御データテーブルでは、トナーボトルの回転速度を増減する例のみを示したが、初期的な回転速度(上記の例では22rpm)をそのまま維持する積分値範囲を設けてもよい。また、データテーブルを用いずに、所定の計算式を用いたり、プログラム処理における条件分岐で目的値を求めるようにしてもよい。図13,図14の制御フローでは初期的な回転速度を維持するステップを設け、当該積分値が得られた場合には、初期的な回転速度を維持する処理を実行することができる。なお、ホッパー部は現像器と別体の構成として示したが、現像器が本実施の形態のホッパー部と連続して現像器と一体となったものにも本発明は適用可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but various modifications and changes other than those mentioned above can be made. For example, although a magnetic bridge sensor is used as the toner sensor, the present invention is not limited to this. The number of areas for determining the threshold value of the integral value, the number of variable speed stages, the threshold value, the control value, etc. are merely examples, and the present invention is not limited to these specific numerical values. For example, the control data table in FIG. 12 shows only an example in which the rotation speed of the toner bottle is increased or decreased. However, an integral value range that maintains the initial rotation speed (22 rpm in the above example) may be provided. Further, the target value may be obtained by using a predetermined calculation formula without using the data table or by conditional branching in the program processing. In the control flow of FIGS. 13 and 14, a step for maintaining the initial rotational speed is provided, and when the integral value is obtained, a process for maintaining the initial rotational speed can be executed. Although the hopper portion is shown as a separate structure from the developing device, the present invention can also be applied to a device in which the developing device is integrated with the developing device continuously with the hopper portion of the present embodiment.
1…感光ドラム
2…帯電部
3…現像器
4…転写部
5…定着装置
6…トナーボトル
6A…突条
6B…先端部
6C…排出開口
6D…スライド蓋
7…ホッパー部
8…トナー補給装置
9…トナーボトル装着部
10…トナーボトル回転駆動機構
11…ホッパー内攪拌器
12…トナー供給口
13…トナー搬送スクリュー
14…トナーセンサ(現像剤残量検知手段)
15…回転駆動機構
16…トナーセンサ
17…現像器供給口
19…トナーセンサ(現像剤検知手段)
20…磁気ブリッジセンサ
20a…センサ本体部
20b…検知ヘッド
20c…信号線
24…傾斜面
30a…制御データテーブル
30b…制御データテーブル
A…回収機構(クリーニング部)
B…像露光部
C…制御部
D…高圧発生部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
B ... Image exposure unit C ... Control unit D ... High pressure generator
Claims (11)
現像剤を収容し画像形成装置本体に対して着脱自在な現像剤貯蔵容器から供給される現像剤を一時的に収容し、前記現像器へ供給するホッパー部と、
前記ホッパー部内に供給される現像剤が通過する、前記ホッパー部の現像剤補給経路に設けられ、供給される現像剤を検知する現像剤検知手段と、
前記現像剤貯蔵容器に供給動作をさせて、該現像剤貯蔵容器から前記ホッパー部内に現像剤を供給する現像剤貯蔵容器駆動手段と、
前記現像剤貯蔵容器から前記ホッパー部へ補給を行う際、補給中の予め決められた所定時間内での前記現像剤検知手段の出力値に基づいて、前記現像剤貯蔵容器駆動手段による前記現像剤貯蔵容器の供給動作を変更する現像剤供給制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus including a developing unit that visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer,
A hopper unit that contains the developer and temporarily stores the developer supplied from a developer storage container that is detachable from the image forming apparatus main body, and supplies the developer to the developer;
A developer detecting means provided in a developer replenishment path of the hopper section through which the developer supplied into the hopper section passes and detects the supplied developer;
Developer storage container driving means for causing the developer storage container to perform a supply operation and supplying the developer from the developer storage container into the hopper portion;
When replenishing from the developer storage container to the hopper, the developer by the developer storage container driving means is based on the output value of the developer detecting means within a predetermined time during replenishment. An image forming apparatus comprising: a developer supply control unit that changes a supply operation of the storage container.
前記現像剤貯蔵容器の回転速度に応じて前記交流電圧の振幅(Vpp)を制御する交流電圧制御手段とを備えたことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 AC voltage application means for applying an AC voltage (development bias AC component) to the developing device in order to cause the developer to fly to the image carrier
The image forming apparatus according to claim 5, further comprising an AC voltage control unit that controls an amplitude (Vpp) of the AC voltage according to a rotation speed of the developer storage container.
Priority Applications (1)
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JP2010095321A JP2011227202A (en) | 2010-04-16 | 2010-04-16 | Imaging apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9052637B2 (en) | 2012-08-10 | 2015-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner supply device and image forming apparatus |
JP2018180222A (en) * | 2017-04-11 | 2018-11-15 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Toner replenishing device and image forming apparatus |
-
2010
- 2010-04-16 JP JP2010095321A patent/JP2011227202A/en not_active Withdrawn
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