JP2012226234A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.
従来より、画像形成装置において、アジテータの回転速度を切り替える技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載された画像形成装置は、メインモータからの駆動をアジテータに伝達するように歯車伝達機構を設け、ギヤ、又は、クラッチなどから構成される変速機構を介在させて、画像形成時にはアジテータを高速で回転駆動し、現像剤の残量を検知する時にはアジテータを低速で回転駆動する技術が記載されている。 Conventionally, there has been proposed a technique for switching the rotational speed of an agitator in an image forming apparatus. For example, the image forming apparatus described in Patent Document 1 is provided with a gear transmission mechanism so as to transmit the drive from the main motor to the agitator, and the image forming apparatus is provided with a speed change mechanism including a gear, a clutch, or the like. A technique is described in which the agitator is rotationally driven at a high speed during formation, and the agitator is rotationally driven at a low speed when the remaining amount of developer is detected.
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置では、変速機構の異常を判断できず、変速機構の異常によりアジテータの回転速度を切り替えることができなくなると、対処できなくなる問題があった。 However, the image forming apparatus described in Patent Document 1 has a problem that it cannot be dealt with when the abnormality of the transmission mechanism cannot be determined and the rotation speed of the agitator cannot be switched due to the abnormality of the transmission mechanism.
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、変速機構の異常を判断できる画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of determining an abnormality of a transmission mechanism.
この目的を達成するために、請求項1記載の画像形成装置は、用紙に画像を形成する画像形成部と、現像剤を収容する収容部と、前記収容部に設けられ、回転駆動されて前記現像剤を前記画像形成部に供給し、かつ、前記現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記現像剤の残量を検知する残量検知センサを有し、前記残量検知センサの検知結果に基づいて前記攪拌部材の回転周期を検出する検出部と、前記攪拌部材の回転速度を切り替える変速機構と、前記変速機構の切り替え動作を制御する制御部と、前記画像形成部が用紙に画像を形成するときに前記攪拌部材が回転する第1速度で前記攪拌部材が回転するように前記制御部により前記変速機構の切り替え動作が制御された後に前記検出部により検出された前記攪拌部材の第1回転周期と、前記第1速度よりも遅い第2速度で前記攪拌部材が回転するように前記制御部により前記変速機構の切り替え動作が制御された後に前記検出部により検出された前記攪拌部材の第2回転周期とが一致するか否かを判断する比較判断部と、前記比較判断部により前記第1回転周期と前記第2回転周期とが一致すると判断された場合に、前記変速機構が異常であると判断する異常判断部とを備える。 In order to achieve this object, an image forming apparatus according to claim 1 is provided in an image forming unit that forms an image on a sheet, a storage unit that stores a developer, and the storage unit, and is rotated and driven. A stirring member that supplies the developer to the image forming unit and that stirs the developer; and a remaining amount detection sensor that detects the remaining amount of the developer; A detecting unit that detects a rotation period of the stirring member, a transmission mechanism that switches a rotation speed of the stirring member, a control unit that controls a switching operation of the transmission mechanism, and the image forming unit that forms an image on a sheet. The first rotation period of the stirring member detected by the detection unit after the control unit controls the switching mechanism of the transmission mechanism so that the stirring member rotates at a first speed at which the stirring member rotates. And said The second rotation period of the stirring member detected by the detection unit after the control unit controls the switching operation of the transmission mechanism so that the stirring member rotates at a second speed slower than the first speed. An abnormality determination that determines that the speed change mechanism is abnormal when the comparison determination unit determines that the first rotation period and the second rotation period coincide with each other. A part.
請求項1記載の画像形成装置によれば、検出された攪拌部材の第1回転周期と第2回転周期とが一致すると、攪拌部材が回転する第1速度と第2速度とを切り替えられない異常が発生したと考えられる。したがって、変速機構により攪拌部材が回転する速度が切り替えられたのにもかかわらず、第1回転周期と第2回転周期とが一致すると判断された場合には、変速機構が異常であると判断することができる。つまり、攪拌部材の回転周期を検出することで、変速機構の異常を判断できる。 According to the image forming apparatus of claim 1, when the detected first rotation period and second rotation period of the stirring member coincide with each other, the first speed and the second speed at which the stirring member rotates cannot be switched. It is thought that occurred. Accordingly, when it is determined that the first rotation period and the second rotation period coincide with each other even though the speed at which the stirring member rotates is switched by the transmission mechanism, it is determined that the transmission mechanism is abnormal. be able to. That is, the abnormality of the speed change mechanism can be determined by detecting the rotation period of the stirring member.
また、請求項2記載の画像形成装置は、前記異常判断部により前記変速機構が異常であると判断された場合、かつ、前記第1回転周期と前記第2回転周期とが前記第1速度に応じた回転周期である場合、前記変速機構が異常である旨を報知する報知部を備える。
The image forming apparatus according to
請求項2記載の画像形成装置によれば、変速機構が異常であり、かつ、第1回転周期と第2回転周期とが第1速度に応じた回転周期である場合、変速機構に攪拌部材の速度が第1速度から第2速度に切り替えられない異常が発生している。変速機構が異常である旨が報知されることで、ユーザは変速機構の異常を認識できる。 According to the image forming apparatus of the second aspect, when the speed change mechanism is abnormal and the first rotation period and the second rotation period are rotation periods according to the first speed, the speed change mechanism includes a stirring member. An abnormality has occurred in which the speed cannot be switched from the first speed to the second speed. By notifying that the transmission mechanism is abnormal, the user can recognize the abnormality of the transmission mechanism.
また、請求項3記載の画像形成装置は、前記報知部は、前記画像形成部による画像の形成が可能である旨を報知する。 According to a third aspect of the present invention, the notifying unit notifies that the image can be formed by the image forming unit.
請求項3記載の画像形成装置によれば、変速機構が第1速度から第2速度に切り替えることができないが、画像形成部が用紙に画像を形成するときに攪拌部材が回転する第1速度で攪拌部材を回転させることができるので、画像形成部が用紙に画像を形成することが可能である。したがって、画像形成部による画像の形成が可能である旨が報知されることで、ユーザは変速機構が異常であるが、画像形成部による画像の形成が可能であることを認識できる。 According to the image forming apparatus of the third aspect, the speed change mechanism cannot be switched from the first speed to the second speed, but at the first speed at which the stirring member rotates when the image forming unit forms an image on the paper. Since the stirring member can be rotated, the image forming unit can form an image on the paper. Therefore, by notifying that the image forming unit can form an image, the user can recognize that the speed change mechanism is abnormal but the image forming unit can form an image.
また、請求項4記載の画像形成装置は、前記報知部は、前記現像剤の寿命が短くなる旨を報知する。 According to a fourth aspect of the present invention, the notification unit notifies that the life of the developer is shortened.
請求項4記載の画像形成装置によれば、変速機構が第1速度から第2速度に切り替えることができないので、現像剤を第1速度で攪拌部材により攪拌される。つまり、第1速度よりも遅い第2速度で現像剤を攪拌することができない。現像剤は、攪拌される速度が遅い場合に比べて速い場合の方が寿命が短くなる。現像剤が第1速度で攪拌部材により攪拌されると、第2速度で攪拌される場合に比べて現像剤の寿命が短くなる。したがって、ユーザは、変速機構に攪拌部材の速度が第1速度から第2速度に切り替えられない異常が発生している場合に、現像剤の寿命が短くなることを認識できる。 According to the image forming apparatus of the fourth aspect, since the speed change mechanism cannot be switched from the first speed to the second speed, the developer is stirred by the stirring member at the first speed. That is, the developer cannot be stirred at a second speed that is slower than the first speed. The developer has a shorter life when it is fast than when the stirring speed is slow. When the developer is stirred by the stirring member at the first speed, the life of the developer is shortened as compared with the case where the developer is stirred at the second speed. Therefore, the user can recognize that the life of the developer is shortened when the speed change mechanism has an abnormality in which the speed of the stirring member cannot be switched from the first speed to the second speed.
また、請求項5記載の画像形成装置は、前記異常判断部により前記変速機構が異常であると判断された場合、かつ、前記第1回転周期と前記第2回転周期とが前記第2速度に応じた回転周期である場合、前記変速機構が異常である旨を報知する報知部を備える。 The image forming apparatus according to claim 5, wherein the abnormality determination unit determines that the speed change mechanism is abnormal, and the first rotation period and the second rotation period are set to the second speed. In the case of the corresponding rotation cycle, a notification unit that notifies that the transmission mechanism is abnormal is provided.
請求項5記載の画像形成装置によれば、変速機構が異常であり、かつ、第1回転周期と第2回転周期とが第2速度に応じた回転周期である場合、変速機構に攪拌部材の速度が第2速度から第1速度に切り替えられない異常が発生している。変速機構が異常である旨が報知されることで、ユーザは変速機構の異常を認識できる。 According to the image forming apparatus of the fifth aspect, when the speed change mechanism is abnormal and the first rotation period and the second rotation period are the rotation periods corresponding to the second speed, the speed change mechanism includes a stirring member. An abnormality has occurred in which the speed cannot be switched from the second speed to the first speed. By notifying that the transmission mechanism is abnormal, the user can recognize the abnormality of the transmission mechanism.
また、請求項6記載の画像形成装置は、前記報知部は、前記画像形成部が用紙に画像を形成する濃度が薄くなる旨を報知する。 Further, in the image forming apparatus according to claim 6, the notification unit notifies that the density at which the image forming unit forms an image on a sheet is reduced.
請求項6記載の画像形成装置によれば、変速機構が第2速度から第1速度に切り替えることができないので、第1速度よりも遅い第2速度で攪拌部材が回転する。第2速度で画像形成部により用紙に画像の形成が行われると、現像剤の供給量が第1速度で画像の形成が行われる場合よりも少なくなるので、用紙に画像を形成する濃度が薄くなる。したがって、ユーザは変速機構が異常であること、及び、用紙に画像を形成する濃度が薄くなることを認識できる。 According to the image forming apparatus of the sixth aspect, since the speed change mechanism cannot be switched from the second speed to the first speed, the agitating member rotates at a second speed slower than the first speed. When the image is formed on the paper by the image forming unit at the second speed, the developer supply amount is smaller than when the image is formed at the first speed, so that the density for forming the image on the paper is low. Become. Therefore, the user can recognize that the speed change mechanism is abnormal and that the density at which an image is formed on the paper is reduced.
また、請求項7記載の画像形成装置は、前記制御部は、初期化動作時に前記攪拌部材が回転する速度を第2速度になるように前記変速機構の切り替え動作を制御し、画像形成時に前記攪拌部材が回転する速度を第1速度になるように前記変速機構の切り替え動作を制御する。
The image forming apparatus according to
請求項7記載の画像形成装置によれば、初期化動作時に攪拌部材を第2速度で回転させるように変速機構の切り替え動作が制御され、画像形成時に攪拌部材を第1速度で回転させるように変速機構の切り替え動作が制御されるので、画像形成時には、第1回転周期と第2回転周期とが一致するか判断することができ、変速機構の異常を判断できる。 According to the image forming apparatus of the seventh aspect, the switching operation of the speed change mechanism is controlled so that the stirring member is rotated at the second speed during the initialization operation, and the stirring member is rotated at the first speed during image formation. Since the switching operation of the speed change mechanism is controlled, it is possible to determine whether the first rotation period and the second rotation period coincide with each other during image formation, and it is possible to determine an abnormality in the speed change mechanism.
また、請求項8記載の画像形成装置は、駆動力を発生させる駆動源と、前記用紙に転写される現像剤を担持する感光ドラムと、前記感光ドラムを露光する露光器と、前記露光器により露光された前記感光ドラムに現像剤を供給して前記感光ドラムを現像し、前記駆動源からの駆動力を得て回転する現像ローラと、を備え、前記攪拌部材は、前記現像ローラに現像剤を供給し、前記駆動源からの駆動力を得て回転し、前記変速機構は、前記駆動源から前記現像ローラ及び前記攪拌部材に至る駆動力伝達回路に設けられ、前記制御部は、画像形成が行われる時に前記第1速度になるように前記変速機構の切り替え動作を制御し、画像形成が行われない時に前記第2速度になるように前記変速機構の切り替え動作を制御する。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a driving source that generates a driving force; a photosensitive drum that carries a developer transferred to the paper; an exposure device that exposes the photosensitive drum; and the exposure device. A developer roller that supplies the developer to the exposed photosensitive drum to develop the photosensitive drum, and that rotates by obtaining a driving force from the driving source, and the stirring member includes a developer on the developing roller. The transmission mechanism is provided in a driving force transmission circuit from the driving source to the developing roller and the stirring member, and the control unit is configured to perform image formation. The switching operation of the transmission mechanism is controlled so that the first speed is achieved when the image forming operation is performed, and the switching operation of the transmission mechanism is controlled so that the second speed is achieved when image formation is not performed.
請求項8記載の画像形成装置によれば、画像形成が行われる時と画像形成が行われない時とに攪拌部材の回転速度を切り替えられる。 According to the image forming apparatus of the eighth aspect, the rotation speed of the stirring member can be switched between when the image is formed and when the image is not formed.
本発明によれば、変速機構の異常を判断できる。 According to the present invention, it is possible to determine abnormality of the speed change mechanism.
[第1の実施形態]
次に本発明の第1の実施形態を図1から図9を参照して説明する。第1の実施形態では、本発明をレーザプリンタに適用させた場合について説明する。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, a case where the present invention is applied to a laser printer will be described.
(レーザプリンタの全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係るレーザプリンタを示す要部側断面図である。図1において、レーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、用紙3を供給するためのフィーダユニット4や、供給された用紙3に所定の画像を形成するための画像形成ユニット5などを備えている。フィーダユニット4は、本体ケーシング2内の底部に、着脱自在に装着される給紙トレイ41と、給紙トレイ41内に設けられた用紙押圧板6と、給紙トレイ41の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ7および給紙パット8と、給紙ローラ7に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ9とを備えている。
(Whole structure of laser printer)
FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a main part of a laser printer according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a laser printer 1 includes a feeder unit 4 for supplying paper 3 and an image forming unit 5 for forming a predetermined image on the supplied paper 3 in a
用紙押圧板6は、用紙3を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ7に対して遠い方の端部が揺動可能に支持されるとともに、近い方の端部が上下方向に回動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板6は、用紙3の積層量が増えるに従って、給紙ローラ7に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに回動される。給紙ローラ7および給紙パット8は、互いに対向状に配設され、給紙パット8の裏側に配設されるばね10によって、給紙パット8が給紙ローラ7に向かって押圧されている。用紙押圧板6上の最上位にある用紙3は、用紙押圧板6の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ7に向かって押圧され、その給紙ローラ7の回転によって給紙ローラ7と給紙パット8とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。レジストローラ9は、駆動側および従動側の2つのローラから構成されており、給紙ローラ7から送られてくる用紙3を、所定のレジスト後に、画像形成ユニット5に送るようにしている。
The sheet pressing plate 6 can stack the sheets 3 in a stacked manner, and is supported so that the end far from the
画像形成ユニット5は、スキャナユニット11、現像ユニット12および定着ユニット13を備えている。
The image forming unit 5 includes a scanner unit 11, a developing
スキャナユニット11は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、回転駆動されるポリゴンミラー14、レンズ15および16、反射鏡17、18および19などを備えており、レーザ発光部からの発光される所定の画像データに基づくレーザビームを、鎖線で示すように、ポリゴンミラー14、レンズ15、反射鏡17および18、レンズ16、反射鏡19の順に通過あるいは反射させて、後述する現像ユニット12の感光ドラム21の表面上に高速走査にて照射させている。
The scanner unit 11 is provided in the upper part of the
図2は、本発明の実施形態に係る現像ユニットを拡大して示す側断面図である。次に、図2に基づいて現像ユニット12を説明する。図2において、現像ユニット12は、スキャナユニット11の下方に配設され、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ20と、このドラムカートリッジ20に対して着脱自在に装着される現像カートリッジ36とを備えている。ドラムカートリッジ20は、感光ドラム21、転写ローラ26およびスコロトロン型帯電器25を備えている。これによって、現像カートリッジ36は、感光ドラム21やスコロトロン型帯電器25と分離可能に構成されている。
FIG. 2 is an enlarged side sectional view showing the developing unit according to the embodiment of the present invention. Next, the developing
現像カートリッジ36内は、トナーを現像するための現像室51と、トナーを収容するためのトナー収容室27とに区画形成されており、現像室51内には、現像ローラ22、層厚規制部材としての層厚規制ブレード23および供給ローラ24が収容されている。本実施形態のトナー収容室27は、本発明の収容部の一例である。
The developing
また、現像室51とトナー収容室27との間は、上側仕切り壁53と下側仕切り壁54とによって仕切られており、この上側仕切り壁53と下側仕切り壁54との間には、幅方向に延びる略矩形状の開口部52が形成されている。この開口部52は、トナー収容室27のトナーと現像室51のトナーとが相互に循環できるように開口されている。トナー収容室27内には、現像剤として、正帯電性の非磁性1成分のトナーが収容されている。
Further, the developing
図3は、本発明の実施形態に係るトナー収容室を示す、図2におけるX−X線断面図である。なお、この図3では、説明の容易化を図るべく、後述するアジテータ29およびワイパー39の位置を、図2に示す位置ではなく、上側仕切り壁53と平行な方向である鉛直方向に位置する状態として現している。本実施形態のアジテータ29は、本発明の攪拌部材の一例である。
3 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 2 showing the toner storage chamber according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, for ease of explanation, the position of the
図2および図3に示すように、トナー収容室27には、トナーを撹拌して開口部52から現像室51に向かって供給するためのアジテータ29と、後述する光透過窓58および59を清掃するためのワイパー39と、これらアジテータ29およびワイパー39を支持する回転軸28とが設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
回転軸28は、図3に示すように、トナー収容室27のほぼ中心において、トナー収容室27の両側壁56および57間にわたって延び、その一端がトナー収容室27の一方の側壁56から突出されており、その突出した端部には、この回転軸28を回転駆動させるためのアジテータ歯車44が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
アジテータ29は、図2および図3に示すように、この回転軸28に、その長さ方向にわたって設けられており、回転軸28から径方向外方に向かって延びる樹脂からなる支持部材42と、その支持部材42の先端に取り付けられるポリエチレンテレフタレートなどからなるフィルム状の摺接部材43とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
そして、このアジテータ29は、回転軸28の回転によってトナー収容室27内を回転して、その摺接部材43が、略円筒形状に形成されるトナー収容室27の底面に撓んだ状態で摺接することにより、トナーを押し上げて、その押し上げられたトナーを開口部52から現像室51に放出するようにしている。
The
なお、このアジテータ29の回転においては、支持部材42も摺接部材43と同様にトナーを押し上げるので、大きな抵抗を受けるが、そのトナーによる抵抗を少なくするために、支持部材42における長手方向には、所定の間隔ごとに開口部45が形成されている。
In the rotation of the
また、ワイパー39は、この回転軸28の長さ方向両側部において、アジテータ29に対して回転軸28の周りに180°の間隔を隔てて設けられており、回転軸28から径方向外方に向かって延びる樹脂からなる支持部材46と、その支持部材46の両側端部に設けられるウレタンゴムなどからなる清掃部材47とを備えている。
Further, the
そして、このワイパー39は、回転軸28の回転によってトナー収容室27内を回転し、この回転に伴って、清掃部材47が光透過窓58および59に接触して、それら光透過窓58および59に付着するトナーを拭き取るようにしている。このように、1つの回転軸28にアジテータ29およびワイパー39を支持すると、光透過窓58および59は、アジテータ29の回転速度にかかわらず、常に、アジテータ29の回転の周期ごとに、ワイパー39によって清掃される。そのため、後述する光センサ62によって、トナーの残存量を正確かつ確実に検知することができる。
The
なお、図2に示すように、アジテータ29には、略扇板状の遮光板85が設けられている。このような遮光板85を設けることによって、後述するように、アジテータ29の1回転における光センサ62の光を遮光する長さをより長く画成して、誤検知をより少なくし、より正確な検知を達成している。
As shown in FIG. 2, the
一方、図2において、現像室51には、開口部52に近い側に、供給ローラ24がローラ軸131を中心に矢印方向、つまり反時計方向に回転可能に配設されており、また、この供給ローラ24に対向して、現像ローラ22がローラ軸132を中心に矢印方向に回転可能に配設されている。そして、これら供給ローラ24と現像ローラ22とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。
On the other hand, in FIG. 2, in the developing
供給ローラ24は、金属製のローラ軸131に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されている。また、現像ローラ22は、金属製のローラ軸131に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されている。なお、現像ローラ22には、感光ドラム21との間に電位差が生じるような所定の現像バイアスが印加されている。
In the
また、現像ローラ22の近傍には、層厚規制ブレード23が配設されている。この層厚規制ブレード23は、金属の板ばね材からなるブレード本体37と、ブレード本体37の先端部に設けられ、絶縁性のシリコーンゴムからなる半円形状の押圧部材38とを備えており、ブレード本体37における押圧部材38と反対側の端部が、現像ローラ22の近くにおいて現像カートリッジ36のフレームに支持されるとともに、押圧部材38がブレード本体37の弾性力によって現像ローラ22上に圧接されるように構成されている。
In addition, a layer
そして、開口部52から現像室51に向けて放出されるトナーは、供給ローラ24の回転により、現像ローラ22に供給され、この時、供給ローラ24と現像ローラ22との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ22上に供給されたトナーは、現像ローラ22の回転に伴って、層厚規制ブレード23の押圧部材38と現像ローラ22との間に進入し、ここで、この押圧部材38と現像ローラ22との間で摺擦されて、十分に摩擦帯電され、一定厚さの薄層として現像ローラ22上に担持される。
The toner discharged from the
なお、層厚規制ブレード23の押圧部材38と現像ローラ22との間で摺擦されたトナーは、そのトナーに外添されるシリカなどの外添剤がトナーの母粒子の中に埋まり込んでしまい、流動性が低下したり、あるいは、帯電性が低下するようになる。そのため、画像形成時には、アジテータ29の回転速度を一定速度以上に保ち、現像カートリッジ36内におけるトナーの循環を効率よく行なって、劣化したトナーの滞留による画像の形成不良を防止する必要がある。
The toner rubbed between the pressing
このような現像カートリッジ36の駆動系について図4を用いて説明する。図4の(a)は本発明の第1実施形態に係る歯車機構の模式図であり、(b)は本発明の第1実施形態に係る歯車機構の斜視図である。本実施形態では、感光ドラム21、現像ローラ22、及び、アジテータ29は、複数枚の歯車等かなる歯車機構を介して1つのメインモータ78から駆動力を得て回転する。本実施形態のメインモータ78は、本発明の駆動源の一例である。
A drive system for such a developing
メインモータ78の駆動力を現像ローラ22、及び、アジテータ29に伝達する歯車機構90は、図4に示すように第1速度で現像ローラ22、及び、アジテータ29を回転させる場合と第1速度より遅い第2速度で現像ローラ22、及び、アジテータ29を回転させる場合とを切り替えるための変速機構100を有している。以下、第1速度をノーマル速度といい、第2速度をスロー速度という。
The
そして、図4(a)の実線で示す経路は、ノーマル速度で現像ローラ22、及び、アジテータ29を駆動するための駆動力伝達回路を示し、図4(a)の二点鎖線で示す経路は、スロー速度で現像ローラ22、及び、アジテータ29を回転させるための駆動力伝達回路を示している。
A path indicated by a solid line in FIG. 4A indicates a driving force transmission circuit for driving the developing
なお、本実施形態では、ノーマル速度は感光ドラム21の速度より大きく、スロー速度は感光ドラム21の速度より小さく、かつ、感光ドラム21は変速機構100の作動状態によらず、一定の速度で回転するように設定されている。
In this embodiment, the normal speed is higher than the speed of the
歯車機構90は、図4(a)に示すように、メインモータ78から出力された駆動力を減速して変速機構100に伝達するため歯車91〜94、及び変速機構100から出力された駆動力を現像ローラ22、及び、アジテータ29に伝達するための歯車95等から構成されている。
As shown in FIG. 4A, the
歯車91はメインモータ78から駆動力を受けて分配歯車92に駆動力を伝達する駆動歯車であり、分配歯車92は、図4(b)に示すように、同軸状に配列された3種類の歯車92A〜92Cが一体化された3段歯車であって、駆動歯車91から伝達された駆動力をノーマル速度用の駆動力伝達回路とスロー速度用の駆動力伝達回路とに分配する。
The gear 91 is a driving gear that receives the driving force from the
具体的には、分配歯車92の歯車92Aは駆動歯車91と噛み合う従動歯車であり、歯車92Bは、変速機構100の第1入力歯車100A側に駆動力を伝達する従動歯車であり、歯車92Cは、変速機構100の第2入力歯車100B側に駆動力を伝達する従動歯車である。
Specifically, the
なお、分配歯車92の歯車92Bは、第1中間歯車93を介して第1入力歯車100Aに駆動力を伝達し、分配歯車92の歯車92Cは、第2中間歯車94を介して第2入力歯車100Bに駆動力を伝達する。
The
このため、メインモータ78が回転すると、これに連動して歯車91〜94が回転するので、変速機構100の第1入力歯車100A及び第2入力歯車100Bもメインモータ78の回転・停止に連動して回転・停止する。つまり、第1入力歯車100A及び第2入力歯車100Bは、変速機構100の状態によらず、メインモータ78の回転・停止に連動して回転・停止する。
For this reason, when the
変速機構100の詳細構造について図5を用いて説明する。図5の(a)及び(b)は本発明の第1の実施形態に係る変速機構の断面図である。変速機構100は、図5(a)に示すように、第1入力歯車100A、第2入力歯車100B及び出力歯車100C、並びにワンウェイクラッチ101及び電磁クラッチ75等から構成されている。
The detailed structure of the
第1入力歯車100Aは、現像ローラ22、及び、アジテータ29をノーマル速度で回転させるための第1入力部であり、第2入力歯車100Bは現像ローラ22、及び、アジテータ29をスロー速度で回転させるための第2入力部であり、出力歯車100Cは、第1入力歯車100A又は第2入力歯車100Bから駆動力を得て回転し、歯車95と噛み合って現像ローラ22、及び、アジテータ29側に駆動力を出力する出力部である。
The first input gear 100A is a first input unit for rotating the developing
そして、出力歯車100Cには回転軸103が一体化されており、この回転軸103は、軸線方向に延びて第1入力歯車100A及び第2入力歯車100Bを貫通しているとともに、第2入力歯車100Bとワンウェイクラッチ101を介して連結されている。
A
このため、第2入力歯車100Bから出力歯車100Cに至る駆動力伝達回路においては、ワンウェイクラッチ101により、第2入力歯車100Bから出力歯車100Cに向かう回転力のみが回転軸103に伝達され、出力歯車100Cから第2入力歯車100Bに向かう回転力の伝達は遮断される。
For this reason, in the driving force transmission circuit from the
また、電磁クラッチ75のロータコイル102Aは、回転軸103に設けられたスプライン(JIS D 2001等参照)やセレーション(JIS B 1602等参照)等を介して係合しているため、回転軸103と一体的に回転しながら、軸方向に変位することができる。
Further, the
一方、電磁クラッチ75の固定鉄心をなすアーマチャ102Bは、第1入力歯車100Aに一体化されており、この第1入力歯車100Aは、図示しない軸受を介して回転軸103に対して回転自在に組み付けられている。
On the other hand, the
したがって、図5の(a)に示すように、ロータコイル102Aへ通電すると、電磁吸引力によりロータコイル102Aがアーマチャ102Bに吸着されてロータコイル102Aとアーマチャ102Bとが一体化するので、第1入力歯車100Aから伝達されてきた駆動力が回転軸103に伝達されるので、第1入力歯車100Aから出力歯車100Cまでの駆動力伝達回路が繋がる。
Therefore, as shown in FIG. 5 (a), when the
このとき、回転軸103には、第1入力歯車100Aから伝達されてきたノーマル駆動力と第2入力歯車100Bから伝達されてきたスロー駆動力とが作用するが、スロー駆動力はノーマル駆動力より回転数が低いので、回転軸103から見ると、スロー駆動力は、ノーマル駆動力による回転方向と逆向きに回転軸103を回転させようとするので、ワンウェイクラッチ101によりスロー駆動力の伝達が遮断される。
At this time, the normal driving force transmitted from the first input gear 100A and the slow driving force transmitted from the
このため、ロータコイル102Aに通電されているON状態である場合には、ノーマル駆動力のみが回転軸103に伝達されるので、現像ローラ22、及び、アジテータ29はノーマル速度にて回転する。
For this reason, when the
一方、ロータコイル102Aへ通電が遮断されたOFF状態である場合には、電磁吸引力が消滅し、第1入力歯車100Aから伝達されてきた駆動力の出力歯車100Cへの伝達が遮断されるので(図5(b)参照)、スロー駆動力のみが回転軸103に伝達され、現像ローラ22、及び、アジテータ29はスロー速度にて回転する。
On the other hand, when the energization of the
次に、感光ドラム21、及び、現像カートリッジの駆動伝達機構について、図6を用いて説明する。図6は、本発明の実施形態に係る感光ドラム、及び、現像カートリッジの駆動伝達機構を示す模式図である。
Next, the drive transmission mechanism for the
図6に示すように、ドラムカートリッジ20の一方の側壁には、感光ドラム21を回転駆動するためのドラム駆動伝達機構111が設けられている。現像カートリッジ36の一方の側壁には、供給ローラ24、現像ローラ22、及び、アジテータ29を回転駆動するための現像駆動伝達機構112が設けられている。
As shown in FIG. 6, a drum
ドラム駆動伝達機構111は、感光ドラム21のローラ軸130に直結されるドラム歯車113と、このドラム歯車113と噛合するドラム駆動歯車114とを備えている。
The drum
ドラムカートリッジ20が本体ケーシング2に装着された状態で、本体ケーシング2内に設けられる図示しない入力歯車がドラム駆動歯車114と噛合し、本体ケーシング2内に設けられるメインモータ78からの駆動力が、その入力歯車を介して、ドラム駆動歯車114に入力される。ドラム駆動歯車114に入力される駆動力は、ドラム歯車113に伝達されて、ドラム歯車113と一体的に感光ドラム21を回転駆動する。
With the
また、現像駆動伝達機構112は、供給ローラ24のローラ軸131に直結される供給ローラ歯車115と、現像ローラ22のローラ軸132に直結される現像ローラ歯車116と、これらの供給ローラ歯車115及び現像ローラ歯車116と噛合する第1アイドル歯車117と、この第1アイドル歯車117と同軸上に設けられて、第1アイドル歯車117よりも小径に形成された第2アイドル歯車118と、第2アイドル歯車118と噛合する第3アイドル歯車119と、第3アイドル歯車119と同軸上に設けられて、第3アイドル歯車119よりも小径に形成された第4アイドル歯車120と、この第4アイドル歯車120と噛合し、アジテータ29の回転軸28に直結されるアジテータ歯車44と、第1アイドル歯車117及び第2アイドル歯車118と同軸上に設けられて、図示しないカップリング雄部材が結合されるカップリング雌部材122とを備えている。カップリング雄部材は、歯車95と同軸上に設けられ、歯車95から現像ローラ22、及び、アジテータ29側に出力される駆動力をカップリング雌部材122に伝達する。
The development
現像カートリッジ36が本体ケーシング2に装着された状態で、カップリング雄部材にカップリング雌部材122が結合されて、メインモータ78からの駆動力が、変速機構100、カップリング雄部材を介してカップリング雌部材122に入力される。カップリング雌部材122に入力された駆動力は、カップリング雄部材と一体的に第1アイドル歯車117及び第2アイドル歯車118を回転させる。第1アイドル歯車117が回転すると、供給ローラ歯車115及び現像ローラ歯車116が回転し、これによって、供給ローラ24及び現像ローラ22が回転する。また、第2アイドル歯車118が回転すると、第3アイドル歯車119が回転し、この第3アイドル歯車119と一体となって第4アイドル歯車120が回転する。そして、第4アイドル歯車120の回転は、アジテータ歯車44に伝達され、アジテータ歯車44が回転することにより、アジテータ29が回転する。
The coupling
また、図2に示すように、感光ドラム21は、ローラ軸130を中心に、現像ローラ22の側方において、現像ローラ22に対向状に接触する状態で矢印方向、つまり時計方向に回転可能に配設されている。この感光ドラム21は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面が、ポリカーボネートを主成分とする有機感光体などの正帯電性の材料により形成されている。また、スコロトロン型帯電器25は、感光ドラム21の上方に、所定の間隔を隔てて配設されている。このスコロトロン型帯電器25は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム21の表面を一様に正帯電させることができるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
そして、感光ドラム21の表面は、スコロトロン型帯電器25により一様に正帯電された後、スキャナユニット11からのレーザービームの高速走査により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、現像ローラ22の回転により、現像ローラ22上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム21に対向して接触する時に、感光ドラム21の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム21の表面のうち、レーザービームによって露光され電位が下がっている部分に、選択的に転着することによって可視像化され、これによって現像が達成される。本実施形態のスキャナユニット11は、本発明の露光器の一例である。
The surface of the
感光ドラム21の下方には、この感光ドラム21に対向する転写ローラ26が、矢印方向、つまり反時計方向に回転可能に配設されている。転写ローラ26は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、所定の転写バイアスが印加されている。そのため、感光ドラム21上に現像されたトナーは、用紙3が感光ドラム21と転写ローラ26との間を通る間に、その用紙3に転写される。
A
また、図1に示すように、定着ユニット13は、現像ユニット12の側方下流側に配設され、加熱ローラ32、加熱ローラ32に押圧される押圧ローラ31、および、これら加熱ローラ32および押圧ローラ31の下流側に設けられる1対の搬送ローラ33を備えている。加熱ローラ32は、金属製で加熱のためのハロゲンランプを備えており、現像ユニット12において用紙3上に転写されたトナーを、用紙3が加熱ローラ32と押圧ローラ31との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙3を搬送ローラ33によって、1対の排紙ローラ34に搬送するようにしている。1対の排紙ローラ34に送られた用紙3は、その排紙ローラ34によって排紙トレイ35上に排紙される。
Further, as shown in FIG. 1, the fixing unit 13 is disposed on the side downstream side of the developing
また、このレーザプリンタ1には、トナー収容室27内に残存するトナーの残量を検知するための残量検知センサとしての光センサ62が設けられている。
Further, the laser printer 1 is provided with an
この光センサ62は、後述する図7に示すように、発光素子を備えた発光部60と受光素子を備えた受光部61とを備えている。すなわち、図3において、トナー収容室27の両側壁56および57には、トナー収容室27の中心から開口部52により近い適宜の位置に、光センサ62の光を透過させるための光透過窓58および59が、それぞれ互いに対向するように設けられており、発光部60および受光部61は、これら光透過窓58および59にそれぞれ対向する本体ケーシング2のフレーム63および64に取り付けられている。
As shown in FIG. 7 described later, the
より具体的には、一方の光透過窓58に対向するフレーム63には、レンズ65が埋設されており、そのレンズ65の外方対向位置には、支持基板69がホルダ部材67を介して支持されており、発光部60は、その支持基板69上に、発光素子がレンズ65に向かうようにして設けられている。また、他方の光透過窓59に対向するフレーム64にも、レンズ66が埋設されており、そのレンズ66の外方対向位置には、支持基板70がホルダ部材68を介して支持されており、受光部61は、その支持基板70上に、受光素子がレンズ66に向かうようにして設けられている。
More specifically, a
なお、図3には、ドラムカートリッジ20のケース部分40が、現像カートリッジ36の下側を囲むように略凹状に現れているが、このケース部分40における光透過窓58および59にそれぞれ対向する両側壁にも、開口部71および72が形成されている。
In FIG. 3, the
そのため、発光部60、レンズ65、開口部71および光透過窓58と、受光部61、レンズ66、開口部72および光透過窓59とは、トナー収容室27を挟んで一直線状に配置され、これによって、発光部60から発光される指向性の強い光は、レンズ65、開口部71および光透過窓58を介して、トナー収容室27内を通過し、光透過窓59、開口部72およびレンズ66を介して、受光部61において受光される。
Therefore, the
(レーザプリンタの電気的構成)
次に、レーザプリンタ1の電気的構成について図7を用いて説明する。図7は、本発明の第1の実施形態に係るレーザプリンタの制御系の要部構成を示すブロック図である。図7において、このレーザプリンタ1では、CPU79に、ROM80、RAM81、操作パネル部82、インターフェース83、メインモータ78、電磁クラッチ75、発光部60および受光部61の各部がバス84を介して接続されている。メインモータ78、及び、電磁クラッチ75は、CPU79等により制御されている。
(Electric configuration of laser printer)
Next, the electrical configuration of the laser printer 1 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the main configuration of the control system of the laser printer according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 7, in the laser printer 1, the
ROM80には、このレーザプリンタ1において画像を形成するための各種のプログラムや、後述するトナー残量検知プログラム、アジテータ駆動制御プログラムなどが格納されている。RAM81には、各種のプログラムにおいて設定される数値などが一時的に格納される。操作パネル部82には、このレーザプリンタ1を操作するための入力キーや、各種の設定を表示するためのLEDなどが設けられている。インターフェース83は、パーソナルコンピュータなどの外部装置との間で送受信されるデータを監視する。本実施形態の操作パネル部82は、本発明の報知部の一例である。
The
(トナー残量検知制御)
次に、このような制御系において、トナーの残量を検知するための制御について図8を用いて説明する。図8は、本発明の実施形態に係る光センサの受光部から出力される出力信号のタイミングチャートであって、(a)は、トナーが全くない状態、かつ、スロー速度の状態、(b)は、トナーが十分にある状態、かつ、スロー速度の状態、(c)は、トナーの残量が少ないと判断される状態、かつ、スロー速度の状態、(d)は、トナーなしと判断される状態、かつ、スロー速度の状態、(e)は、トナーが全くない状態で、かつ、ノーマル速度の状態をそれぞれ示す。トナーの残量検知は、ROM80内に格納されているトナー残量検知プログラムの処理により行なわれる。すなわち、このトナー残量検知プログラムでは、受光部61によって受光された光量に応じて受光素子から出力される電圧が変化し、受光部61から出力される電圧の変化を出力信号として認識して、この出力信号のアジテータ29の所定回転周期あたりの変化からトナーの残量を検知するようにしている。より具体的には、発光部60から発光された光が、トナー収容室27内において遮られずに、受光部61において受光された場合には、受光量が多く、受光部61から出力される電圧が低くなるので、これを、「LOW」レベルの出力信号として認識する。一方、発光部60から発光された光が、トナー収容室27内において遮られた場合には、受光量が少なく、受光部61から出力される電圧が高くなるので、これを、「HIGH」レベルの出力信号として認識する。この出力電圧の変化を検知することで、トナー収容室27内を通過する光が、残存するトナーによって遮られるか否かを検知することができる。例えば、高い出力電圧を5Vとし、低い出力電圧を0Vとする。
(Toner remaining amount detection control)
Next, control for detecting the remaining amount of toner in such a control system will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a timing chart of an output signal output from the light receiving unit of the optical sensor according to the embodiment of the present invention. FIG. 8A is a state where there is no toner and a state of a slow speed, and FIG. Is a state where the toner is sufficient and is in a slow speed state, (c) is a state where the remaining amount of toner is determined to be low, and a state where the toner is in a slow speed, and (d) is determined that there is no toner. (E) shows a state where there is no toner and a normal speed state. The toner remaining amount detection is performed by processing of a toner remaining amount detection program stored in the
一方、発光部60から発光された光は、アジテータ29の回転によって周期的に遮られるので、トナーがない状態では、出力信号は、アジテータ29の回転に同期して、図8(a)に示すように、「HIGH」レベルと「LOW」レベルとが、所定の割合において周期的に交互に連続するようになる。一方、トナーが十分にある状態では、発光部61から発光されトナー収容室27を通過する光は、トナーによってすべての時間遮られるので、図8(b)に示すように、「HIGH」レベルのみが連続する。これによって、トナーをまだ補給しなくてもよいことを、正確かつ確実に検知することができる。
On the other hand, since the light emitted from the
そして、画像形成動作が進むにつれて、トナーの量が少なくなると、アジテータ29の回転によって、トナー収容室27内に残存するトナーが押し上げられた時にのみ、発光部61から発光された光が遮られるので、「HIGH」レベルと「LOW」レベルとが、所定の割合において周期的に交互に連続するようになる。この時、押し上げられたトナーの量が多い場合には、より長い時間光が遮られて、図8(c)に示すように、「LOW」レベルに対する「HIGH」レベルの割合が長いが、さらに画像形成動作が進み、トナーの量が少なくなると、光が遮られる時間が短くなり、「LOW」レベルに対する「HIGH」レベルの割合が短くなる。
As the image forming operation proceeds, if the amount of toner decreases, the light emitted from the
そのため、このトナー残量検知プログラムでは、図8(a)に示すようにアジテータ29が3回転する期間T2である所定回転周期における「LOW」レベルの期間T1の割合を算出することで、トナーの残存量を検知するようにしている。より具体的には、図8(c)に示すように、通常の画像形成時における「LOW」レベルの割合に対して、その「LOW」レベルの割合が2%を超えた時には、トナーの残量が少ないと判断して、操作パネル部82のLEDに、トナーの残量が少ないことを示す警告を表示し、さらに、図8(d)示すようにその「LOW」レベルの割合が18%を超えた時には、トナーがないと判断して、操作パネル部82のLEDにトナーがないことを示す警告を表示するとともに、メインモータ78の駆動を停止するようにしている。
Therefore, in this toner remaining amount detection program, as shown in FIG. 8A, the ratio of the “LOW” level period T1 in the predetermined rotation period, which is the period T2 in which the
したがって、このトナー残量検知プログラムによって、発光部60と受光部61とを結ぶ光の遮光時間または透過時間の長短を検知することによって、トナーの残量を正確かつ確実に検知することができる。
Therefore, the remaining amount of toner can be detected accurately and reliably by detecting the length of light blocking time or transmission time of the light connecting the
なお、このトナー残量検知プログラムの処理は、レーザプリンタ1の電源投入時、画像形成動作の開始時および終了時、連続画像形成時の途中など、適宜のタイミングで実行される。 The processing of the toner remaining amount detection program is executed at an appropriate timing such as when the laser printer 1 is turned on, at the start and end of the image forming operation, and during the continuous image formation.
そして、たとえば、レーザプリンタ1の高速化を図る場合には、アジテータ29をノーマル速度で回転させることにより、現像カートリッジ36内においてトナーを効率よく循環させて、帯電効率のよいトナーをより多く現像ローラ22に供給する必要があるが、アジテータ29をノーマル速度で回転させると、トナー収容室27内においてトナーが舞ってしまい、その舞ったトナーが、発光部61から発光された光を遮ってしまう場合がある。そのような場合には、トナーの残量が少ない場合にも、この舞っているトナーによる遮光によって、トナー残量の誤検知を生じる。
For example, when the speed of the laser printer 1 is to be increased, the toner is efficiently circulated in the developing
とりわけ、このレーザプリンタ1では、重合トナーが使用されており、その良好な流動性により、アジテータ29をノーマル速度で回転した時に、スロー速度で回転した時に比べて舞いやすくなっている。
In particular, in this laser printer 1, polymerized toner is used, and due to its good fluidity, when the
そのため、このレーザプリンタ1では、トナーの残量を検知する時には、アジテータ29をスロー速度で回転させて、トナーがトナー収容室27内において舞うことを防止して、正確なトナーの残量検知を行なう一方、画像形成時には、アジテータ29をノーマル速度で回転させて、現像カートリッジ36内においてトナーを効率よく循環させて、層厚規制ブレード23による摺擦などにより劣化したトナーの滞留を防止して、トナーの帯電効率を向上させるとともに、より多くのトナーを現像ローラ22に供給するようにしている。
For this reason, in the laser printer 1, when detecting the remaining amount of toner, the
より具体的には、この制御は、ROM80内に格納されているアジテータ駆動制御プログラムの処理により行なわれる。すなわち、アジテータ駆動制御プログラムの処理は、トナー残量検知プログラムの処理と互いに同期して実行され、トナー残量検知プログラムが実行されている間は、電磁クラッチ75をOFF状態にしてアジテータ29をスロー速度で回転させ、トナー残量検知プログラムが実行されていない間は、電磁クラッチ75をON状態にしてアジテータ29をノーマル速度で回転させるようにしている。トナー残量検知プログラムが実行されていない間は、図8(e)に示すような出力信号が出力される。図8(e)は、アジテータ29がノーマル速度で回転が制御されている時に、トナー収容室27にトナーが全くない状態で光センサ62の受光部61から出力される出力信号のタイミングチャートである。「HIGH」レベルから「LOW」レベルになった時点から、「LOW」レベルの期間T3が3回計測された後に「HIGH」レベルから「LOW」レベルになった時点までの期間T4を計測する。期間T4は、アジテータ29がノーマル速度で3回転する期間である。アジテータ29の回転速度は、より具体的には、たとえば、ノーマル速度の場合には、90.1min−1、スロー速度の場合には、45.5min−1であり、ノーマル速度からスロー速度には、1/2程度に減速される。
More specifically, this control is performed by processing of an agitator drive control program stored in the
期間T2から1回転あたりの回転周期が算出されることで、アジテータ29がスロー速度で制御されている時に1回転する回転周期TP1が算出される。同様に期間T4から1回転あたりの回転周期が算出されることで、アジテータ29がノーマル速度で制御されている時に1回転する回転周期TP2が算出される。
By calculating the rotation cycle per rotation from the period T2, the rotation cycle TP1 that rotates once when the
このようなアジテータ駆動制御プログラムの処理によって、アジテータ29の回転速度を制御することにより、トナーの残量を正確に検知するとともに、良好な画像を形成することを、簡易かつ確実に達成することができ、画像形成速度の高速化に十分に対応することができる。
By controlling the rotational speed of the
(変速機構の異常検知動作)
変速機構100の異常検知動作について図9を用いて説明する。図9は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の変速機構の異常検知動作を説明するためのフローチャートである。本異常検知動作の制御を実行するためのプログラムは、ROM80に記憶されている。
(Transmission mechanism abnormality detection operation)
The abnormality detection operation of the
図9のフローチャートの処理は、レーザプリンタ1の電源が投入されると開始される。CPU79は、レーザプリンタ1に電源が投入され、初期化動作が開始されると(S101)、電磁クラッチ75をOFF状態にしてメインモータ78への通電を開始する。つまり、CPU79は、スロー速度に切り替えるために、電磁クラッチ75のON状態とOFF状態とをOFF状態に制御して、スロー速度にて現像ローラ22、及び、アジテータ29を回転させる(S102)。初期化動作には、定着器温度調整、及び、ガラ回し等がある。
9 is started when the power of the laser printer 1 is turned on. When the laser printer 1 is turned on and the initialization operation is started (S101), the
次に、アジテータ29がスロー速度で回転するように制御されている時に、アジテータ29の回転周期の計測を開始する(S103)。光センサ62によりアジテータ29の回転周期TP1が検出され、検出された回転周期TP1がRAM81に記憶されると、回転周期TP1の計測を終了する(S104:Yes)。光センサ62によりアジテータ29の回転周期TP1が検出されるまで、回転周期TP1の計測が終了していないと判断される(S104:No)。回転周期TP1の計測が終了した後に(S104:Yes)、初期化動作が終了する(S105)。
Next, when the
その後、CPU79は、パーソナルコンピュータ等から送信される画像形成開始指令を受信し、画像形成動作が開始されると(S106)、電磁クラッチ75をON状態にして現像ローラ22、及び、アジテータ29の速度をノーマル速度に切り替える。つまり、CPU79は、スロー速度からノーマル速度に切り替えるために、電磁クラッチ75のON状態とOFF状態とをON状態に制御して、ノーマル速度にてアジテータ29を回転させる(S107)。なお、画像形成動作の開始タイミングは、例えば、フィーダユニット4への給紙開始指示タイミングである。S106で画像形成動作が開始されると、フィーダユニット4から用紙3が給紙され、搬送される用紙3に感光ドラム21の静電潜像が転写ローラ26により転写され、定着ユニット13により熱定着されることにより用紙3に画像が形成され、排紙トレイ35に用紙3が排紙される。本実施形態のS102、S107、CPU79は、本発明の制御部の一例である。
Thereafter, the
この画像形成動作が行われている時、つまり、アジテータ29がノーマル速度で回転するように制御されている時に、アジテータ29の回転周期TP2の計測が開始される(S108)。例えば、1枚目の用紙に画像を形成する時で、トナーを攪拌して現像ローラ22へ供給するためにアジテータ29を回転させたタイミングに回転周期TP2の計測が開始される。CPU79は、光センサ62によりアジテータ29の回転周期TP2が検出され、検出された回転周期TP2がRAM81に記憶されると、回転周期TP2の計測を終了する(S109:Yes)。光センサ62によりアジテータ29の回転周期TP2が検出されるまで、回転周期TP2の計測が終了していないと判断される(S109:No)。アジテータ29の回転周期TP2の計測を終了すると(S109:Yes)、S110の処理に進む。回転周期TP2の計測の終了は、回転周期TP2の計測が開始されてからアジテータ29がノーマル速度で3回転する期間T4が経過したタイミングである。本実施形態のS103、S104、S108、S109、光センサ62、及び、CPU79は、本発明の検出部の一例である。
When this image forming operation is performed, that is, when the
次に、S110では、RAM81に記憶された回転周期TP1と回転周期TP2とが一致するか否かが判断される。回転周期TP1と回転周期TP2とが一致する場合は、変速機構100によりアジテータ29の回転速度を切り替えられなかったと判断する。変速機構100の異常は、例えば、電磁クラッチ75のロータコイル102Aとアーマチャ102Bとの間に異物が混入した場合に、ロータコイル102Aとアーマチャ102Bとが吸着されていないのにも関わらず、ロータコイル102Aとアーマチャ102Bとが同期して回転してしまうことにより生じる。このような異常が発生した場合、アジテータ29の回転速度は、ノーマル速度になり、スロー速度に切り替えられない状態となる。また、変速機構100の異常は、例えば、電磁クラッチ75に通電するための信号線が断線されてしまったことにより、ロータコイル102Aとアーマチャ102Bとが吸着されなくなってしまい生じる。このような異常が発生した場合、アジテータ29の回転速度は、スロー速度になり、ノーマル速度に切り替えられない状態となる。本実施形態のS110、及び、CPU79は、本発明の比較判断部の一例である。
Next, in S110, it is determined whether or not the rotation period TP1 and the rotation period TP2 stored in the
回転周期TP1と回転周期TP2とが一致しない場合は、変速機構100が正常に動作していると判断する。したがって、回転周期TP1と回転周期TP2とが一致するか否かを判断することにより、変速機構100の異常を検知することができる。回転周期TP1と回転周期TP2とが一致しないと判断されると(S110:No)、変速機構100は正常に動作しているとしてこのフローチャートの処理が終了する。回転周期TP1と回転周期TP2とが一致すると判断されると(S110:Yes)、CPU79は、変速機構100が異常であると判断して、S201の処理に進む。本実施形態のCPU79、及び、S110:Yesは、本発明の異常判断部の一例である。
If the rotation cycle TP1 and the rotation cycle TP2 do not match, it is determined that the
S201では、図10に示す異常処理が開始される。図10は、本発明の実施形態に係る異常処理の動作を説明するためのフローチャートである。異常処理が開始されると、変速機構100が異常である旨を操作パネル部82のLEDに表示される(S202)。次に回転周期TP1及び回転周期TP2がスロー速度に対応する回転周期であるか、又は、ノーマル速度に対応する回転周期であるかが判断される(S203)。回転周期TP1及び回転周期TP2がスロー速度に対応する回転周期である場合(S203:Yes)、画像形成の濃度が薄くなる旨を操作パネル部82のLEDに表示させる(S204)。変速機構100に異常が発生し、現像ローラ22とアジテータ29との回転速度がスロー速度からノーマル速度に切り替えられない場合に、画像形成動作が行われると感光ドラム21が通常の速度で回転し、現像ローラ22が通常の速度よりも遅いスロー速度で回転する。現像ローラ22がノーマル速度で回転しているときに比べて現像ローラがスロー速度で回転しているときの方が、現像ローラ22から感光ドラム21に供給されるトナーの量が少なくなる。つまり、トナーの量が少ない分だけ画像形成の濃度が薄くなり、画像形成の品質に影響を与える。したがって、ユーザは、画像形成の品質に影響があることを認識して画像形成動作を行うことができる。
In S201, the abnormality process shown in FIG. 10 is started. FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the abnormality process according to the embodiment of the present invention. When the abnormality process is started, the fact that the
次に、CPU79は、画像形成を中止するか否かを判断する(S205)。画像形成を中止するか否かは、ユーザの操作パネル部82への入力により判断される。画像形成の継続が入力されると(S205:No)、S209に進む。画像形成の継続が入力されることで、画像形成の濃度が薄くなり画像形成の品質に影響があっても、画像形成動作を継続させることができる。画像形成の品質に影響があっても画像形成結果を求めるユーザにとって便利である。S209で画像形成動作が継続されると、この異常処理が終了する。
Next, the
画像形成の中止が入力されると(S205:Yes)、S206に進む。画像形成の濃度が薄くなり画像形成の品質に影響があるので、画像形成の中止が入力されることで、無駄な画像形成が行われてしまうことを防止できる。画像形成の品質を求めるユーザにとって便利である。S206では、画像形成が中止され、この異常処理が終了する。 When cancellation of image formation is input (S205: Yes), the process proceeds to S206. Since the density of image formation becomes light and affects the quality of image formation, it is possible to prevent unnecessary image formation from being performed by inputting stop of image formation. This is convenient for users who demand image forming quality. In S206, the image formation is stopped and the abnormality process is terminated.
また、回転周期TP1及び回転周期TP2がノーマル速度に対応する回転周期である場合(S203:No)、画像形成動作を引き続き行うことが可能である旨を操作パネル部82のLEDに表示させる(S207)。そして更に、トナーの寿命が短くなる旨を操作パネル部82のLEDに表示させる(S208)。トナーの寿命は、トナーが攪拌される回数がスロー速度よりもノーマル速度の方が多くなるため、トナーの劣化を抑制する効果が減り、寿命が短くなる。次に、S209で画像形成動作が継続されると、この異常処理(S201)が終了し、図9のフローチャートの処理に戻る。
Further, when the rotation cycle TP1 and the rotation cycle TP2 are rotation cycles corresponding to the normal speed (S203: No), it is displayed on the LED of the
画像形成動作が終了すると(S111)、変速機構100の異常検知動作のフローチャートの処理が終了する。画像形成動作の終了後は、アジテータ29の速度をノーマル速度からスロー速度に切り替えてもよい。なお、アジテータ29の速度をノーマル速度からスロー速度への切り替えは、感光ドラム21の現像が終了した時以降であればよい。
When the image forming operation is finished (S111), the process of the flowchart of the abnormality detection operation of the
以上より、アジテータ29の回転周期を検出する専用のセンサを設けることなく、光センサ62を兼用することで、アジテータ29の回転周期が検出されるため、部品点数の増加を抑制できる。
As described above, since the rotation cycle of the
[第2の実施形態]
第2の実施形態について、図11、図12、及び、図13を用いて説明する。図11は、本発明の第2の実施形態に係る変速機構の分解斜視図である。図12、及び、図13は、本発明の第2の実施形態に係る歯車機構の斜視図である。第2の実施形態は、第1の実施形態における図1に示すレーザプリンタの内部構成、図2に示す現像ユニットの内部構成、図3に示すトナー収容室の内部構成、図6に示す感光ドラム、及び、現像カートリッジの駆動伝達機構、図8に示す光センサの受光部から出力される出力信号、図9に示す変速機構の異常検知動作、図10に示す異常処理の動作について第1の実施形態と共通する。第1の実施形態と共通する構成については説明を省略する。第2の実施形態に係るレーザプリンタの制御系の要部構成は、図7に示すレーザプリンタの制御系の要部構成において電磁クラッチ75がソレノイド104に置き換えられた構成からなり、その他の構成は共通する。第1の実施形態では、電磁クラッチ75により変速機構100を構成したが、第2の実施形態は、図11に示すように、遊星歯車機構により変速機構100を構成するとともに、図12に示すソレノイド104により遊星歯車機構の太陽歯車105Aの状態を切り替えるものである。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 11, 12, and 13. FIG. FIG. 11 is an exploded perspective view of the speed change mechanism according to the second embodiment of the present invention. 12 and 13 are perspective views of a gear mechanism according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the internal configuration of the laser printer shown in FIG. 1 in the first embodiment, the internal configuration of the developing unit shown in FIG. 2, the internal configuration of the toner storage chamber shown in FIG. 3, and the photosensitive drum shown in FIG. First, a drive transmission mechanism of the developing cartridge, an output signal output from the light receiving portion of the optical sensor shown in FIG. 8, an abnormality detection operation of the speed change mechanism shown in FIG. 9, and an abnormality processing operation shown in FIG. Common with form. The description of the configuration common to the first embodiment is omitted. The main configuration of the control system of the laser printer according to the second embodiment is configured by replacing the electromagnetic clutch 75 with the
すなわち、遊星歯車機構は、図11に示すように、太陽歯車105A、太陽歯車105Aを旋回中心して太陽歯車105Aと噛み合いながら旋回、かつ、回転可能な遊星歯車105B、各遊星歯車105Bを旋回、かつ、回転可能に支持するとともに、メインモータ78から駆動力を受けて回転するキャリア歯車105C、及び太陽歯車105Aと同軸上に回転可能に配設されて遊星歯車105Bと噛み合う内歯車105D等から構成されている。
That is, as shown in FIG. 11, the planetary gear mechanism is configured to rotate while rotating with the
また、太陽歯車105Aと一体的に回転する回転軸105Eには、第1出力歯車105F及びソレノイド104と協働して太陽歯車105Aの回転を許容する場合と規制する場合とを切り替えるためのラチェット歯車105Gが設けられている。
In addition, the
そして、ソレノイド104に通電されてON状態となると、図12に示すように、ラチェット歯車105Gに係止爪105Hが係合して太陽歯車105Aの回転が規制され、ソレノイド104への通電が遮断されてOFF状態となると、図13に示すように、ラチェット歯車105Gと係止爪105Hとの係合が解除されて太陽歯車105Aが自由に回転可能となる。
When the
また、内歯車105Dには、内歯車105Dと一体的に回転して歯車95と噛み合う第2出力歯車105Jが設けられている。一方、第1出力歯車105Fは、ワンウェイクラッチ101を内蔵した2段歯車106の大径部106Aに噛み合っており、この2段歯車106の小径部106Bは、中間歯車107を介して歯車95と噛み合っている。
The
そして、太陽歯車105Aの回転が規制された状態でキャリア歯車105Cがメインモータ78からの駆動力を受けて回転すると、その駆動力はノーマル速度とするまで減速されて内歯車105Dに伝達された後、歯車95に伝達される。
Then, when the carrier gear 105C rotates in response to the driving force from the
なお、このとき、歯車95の駆動力は、中間歯車107を介して2段歯車106の小径部106Bに伝達されるものの、2段歯車106に内蔵されたワンウェイクラッチ101により、第1出力歯車105F側への伝達が遮断される。
At this time, the driving force of the
一方、太陽歯車105Aが回転可能とした状態でキャリア歯車105Cがメインモータ78からの駆動力を受けて回転すると、第2出力歯車105の回転の向きと第1出力歯車105Fの回転の向きとが逆向きであることから、キャリア歯車105Cの回転に連動して第1出力歯車105Fが回転し、その駆動力は、図13に示すように、2段歯車106及び中間歯車107を介してスロー速度とするまで減速されて歯車95に伝達される。
On the other hand, when the carrier gear 105C is rotated by receiving the driving force from the
なお、スロー速度とノーマル速度との切替タイミング、つまりソレノイド104のON/OFF切替タイミングは、CPU79により第1実施形態と同じタイミングで制御される。
Note that the switching timing between the slow speed and the normal speed, that is, the ON / OFF switching timing of the
このような構成を用いて第1の実施形態と同様に図9に示す変速機構100の異常検知動作が行われる。第2の実施形態において、変速機構100の速度が切り替えられない異常は、例えば、係止爪105Hが破損してしまい、ラチェット歯車105Gと係止爪105Hとの係合が解除されて太陽歯車105Aが自由に回転可能となることにより生じる。このような異常が発生した場合、アジテータ29の回転速度は、スロー速度となり、ノーマル速度に切り替えられない状態となる。また、例えば、ソレノイド104に通電するための信号線が断線されてしまったために、ソレノイド104がOFF状態となり、ラチェット歯車105Gと係止爪105Hとの係合が解除されて太陽歯車105Aが自由に回転可能となってしまうことにより生じる。従って、このような異常が発生した場合、アジテータ29の回転速度は、スロー速度となり、ノーマル速度に切り替えられない状態となる。
Using such a configuration, the abnormality detection operation of the
[変形例]
本発明は、本実施形態に限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。以下にその変形の一例を述べる。
[Modification]
The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. An example of the modification will be described below.
本実施形態では、本発明にかかる第2速度としてスロー速度を用いた場合について説明したが、本発明にかかる第2速度は、アジテータ29の回転が停止される速度を用いてもよい。
In the present embodiment, the case where the slow speed is used as the second speed according to the present invention has been described. However, the second speed according to the present invention may be a speed at which the rotation of the
1 レーザプリンタ
3 用紙
27 トナー収容室
28 回転軸
29 アジテータ
36 現像カートリッジ
58 光透過窓
59 光透過窓
60 発光部
61 受光部
62 光センサ
75 電磁クラッチ
78 メインモータ
79 CPU
80 ROM
81 RAM
100 変速機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser printer 3
80 ROM
81 RAM
100 transmission mechanism
Claims (8)
現像剤を収容する収容部と、
前記収容部に設けられ、回転駆動されて前記現像剤を前記画像形成部に供給し、かつ、前記現像剤を攪拌する攪拌部材と、
前記現像剤の残量を検知する残量検知センサを有し、前記残量検知センサの検知結果に基づいて前記攪拌部材の回転周期を検出する検出部と、
前記攪拌部材の回転速度を切り替える変速機構と、
前記変速機構の切り替え動作を制御する制御部と、
前記画像形成部が用紙に画像を形成するときに前記攪拌部材が回転する第1速度で前記攪拌部材が回転するように前記制御部により前記変速機構の切り替え動作が制御された後に前記検出部により検出された前記攪拌部材の第1回転周期と、前記第1速度よりも遅い第2速度で前記攪拌部材が回転するように前記制御部により前記変速機構の切り替え動作が制御された後に前記検出部により検出された前記攪拌部材の第2回転周期とが一致するか否かを判断する比較判断部と、
前記比較判断部により前記第1回転周期と前記第2回転周期とが一致すると判断された場合に、前記変速機構が異常であると判断する異常判断部とを備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming an image on paper;
An accommodating portion for accommodating the developer;
An agitation member provided in the housing unit, driven to rotate, supplies the developer to the image forming unit, and agitates the developer;
A detection unit that detects a remaining amount of the developer, and that detects a rotation period of the stirring member based on a detection result of the remaining amount detection sensor;
A transmission mechanism for switching the rotation speed of the stirring member;
A control unit for controlling the switching operation of the transmission mechanism;
After the control unit controls the switching operation of the speed change mechanism so that the stirring member rotates at a first speed at which the stirring member rotates when the image forming unit forms an image on a sheet, The detection unit after the control unit controls the switching operation of the speed change mechanism so that the stirring member rotates at a first rotation period of the detected stirring member and a second speed slower than the first speed. A comparison determination unit that determines whether or not the second rotation period of the stirring member detected by
An image forming apparatus comprising: an abnormality determining unit that determines that the speed change mechanism is abnormal when the comparison determining unit determines that the first rotation period and the second rotation period coincide with each other. .
前記異常判断部により前記変速機構が異常であると判断された場合、かつ、前記第1回転周期と前記第2回転周期とが前記第1速度に応じた回転周期である場合、前記変速機構が異常である旨を報知する報知部を備えることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
When the abnormality determining unit determines that the transmission mechanism is abnormal, and when the first rotation period and the second rotation period are rotation periods according to the first speed, the transmission mechanism is An image forming apparatus comprising an informing unit for informing that there is an abnormality.
前記報知部は、前記画像形成部による画像の形成が可能である旨を報知することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
The image forming apparatus, wherein the notification unit notifies that the image forming unit can form an image.
前記報知部は、前記現像剤の寿命が短くなる旨を報知することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
The image forming apparatus characterized in that the notification unit notifies that the life of the developer is shortened.
前記異常判断部により前記変速機構が異常であると判断された場合、かつ、前記第1回転周期と前記第2回転周期とが前記第2速度に応じた回転周期である場合、前記変速機構が異常である旨を報知する報知部を備えることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
When the abnormality determination unit determines that the transmission mechanism is abnormal, and when the first rotation period and the second rotation period are rotation periods according to the second speed, the transmission mechanism is An image forming apparatus comprising an informing unit for informing that there is an abnormality.
前記報知部は、前記画像形成部が用紙に画像を形成する濃度が薄くなる旨を報知することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5.
The image forming apparatus is characterized in that the notification unit notifies that the density at which the image forming unit forms an image on a sheet is low.
前記制御部は、初期化動作時に前記攪拌部材が回転する速度を第2速度になるように前記変速機構の切り替え動作を制御し、画像形成時に前記攪拌部材が回転する速度を第1速度になるように前記変速機構の切り替え動作を制御することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The control unit controls the switching operation of the transmission mechanism so that the speed at which the stirring member rotates during the initialization operation is set to the second speed, and the speed at which the stirring member rotates during image formation is set to the first speed. In this way, the image forming apparatus controls the switching operation of the transmission mechanism.
駆動力を発生させる駆動源と、
前記用紙に転写される現像剤を担持する感光ドラムと、
前記感光ドラムを露光する露光器と、
前記露光器により露光された前記感光ドラムに現像剤を供給して前記感光ドラムを現像し、前記駆動源からの駆動力を得て回転する現像ローラと、を備え、
前記攪拌部材は、前記現像ローラに現像剤を供給し、前記駆動源からの駆動力を得て回転し、
前記変速機構は、前記駆動源から前記現像ローラ及び前記攪拌部材に至る駆動力伝達回路に設けられ、
前記制御部は、画像形成が行われる時に前記第1速度になるように前記変速機構の切り替え動作を制御し、画像形成が行われない時に前記第2速度になるように前記変速機構の切り替え動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A driving source for generating a driving force;
A photosensitive drum carrying a developer transferred to the paper;
An exposure device for exposing the photosensitive drum;
A developing roller that supplies developer to the photosensitive drum exposed by the exposure device to develop the photosensitive drum, and obtains a driving force from the driving source to rotate.
The stirring member supplies a developer to the developing roller, rotates by obtaining a driving force from the driving source,
The speed change mechanism is provided in a driving force transmission circuit from the driving source to the developing roller and the stirring member,
The control unit controls the switching operation of the transmission mechanism so that the first speed is achieved when image formation is performed, and the switching operation of the transmission mechanism is performed so that the second speed is achieved when image formation is not performed. An image forming apparatus that controls the image forming apparatus.
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