JP2014106434A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、現像容器に対して現像剤補給装置によって現像剤を補給する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine and a laser beam printer, and more particularly to an image forming apparatus that replenishes a developer container with a developer replenishing device.
複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に装着されている現像容器は、感光体ドラムに沿って長く配置される。この現像容器に現像剤を補給する現像剤補給装置(以下「トナー補給装置」)には、現像容器の長手方向にわたって略均一に現像剤を補給する搬送供給部材と、搬送供給部材に現像剤を補給する現像剤収納排出装置とによって構成されているものがある。 A developing container mounted on an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer is disposed long along the photosensitive drum. The developer replenishing device (hereinafter referred to as “toner replenishing device”) for replenishing the developer in the developer container includes a transport supply member for replenishing the developer substantially uniformly over the longitudinal direction of the developer container, and a developer on the transport supply member. Some of them are constituted by a developer storage and discharge device to be replenished.
ここで、現像容器内のトナー量は、トナーの残量検知センサによって検知される。また、残量検知センサの検知部によって確実に検知することができるように、検知部に付着したトナーを掻き取るワイパーが配設される。ワイパーは、搬送供給部材に一体となって形成され、搬送供給部材の回動と連動する構成となっている。 Here, the toner amount in the developing container is detected by a toner remaining amount detection sensor. Further, a wiper that scrapes off the toner adhering to the detection unit is provided so that the detection unit of the remaining amount detection sensor can surely detect it. The wiper is formed integrally with the conveyance supply member, and is configured to be interlocked with the rotation of the conveyance supply member.
この場合、ワイパーが残量検知センサの検知部を通過した直後は、検知部に付着したトナーが掻き取られた状態であるため、検知部にトナーが存在しない。すると、ごく短い時間ではあるものの、残量検知センサが「トナー無し」と検知することとなる。このため、トナーが現像器内に十分ある場合であっても、現像剤収納排出装置からのトナー供給動作が行われてしまう。 In this case, immediately after the wiper passes the detection unit of the remaining amount detection sensor, the toner attached to the detection unit is scraped, and thus no toner exists in the detection unit. Then, although the time is very short, the remaining amount detection sensor detects “no toner”. For this reason, even if the toner is sufficient in the developing device, the toner supply operation from the developer storage / discharge device is performed.
このような問題に対して、ワイパーの回転周期に合わせて、ワイパーが残量検知センサの検知部を通過するときには、トナー検知を行わないという発明が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, an invention has been proposed in which toner detection is not performed when the wiper passes the detection unit of the remaining amount detection sensor in accordance with the rotation period of the wiper (for example, see Patent Document 1). .
しかしながら、特許文献1の現像容器では、トナー消費量の少ない画像を坪量の大きな転写材両面に連続して高速で出力する場合に、現像装置の駆動時間に対するトナー消費量が少なくなる。すると、現像装置内の温度が上昇し、トナー流動化外添剤がトナー母体に埋め込まれやすくなる。
However, in the developing container of
すると、トナーの流動性が低下すると同時にトナーの凝集度が上昇する。これにより、現像装置筐体内のトナーに空洞ができやすくなる。空洞が発生した場合、当該空洞を残量検知センサがトナー量不足と誤検知することがある。すると、この誤検知に伴って、トナーが補給されると、撹拌トルクの過度の上昇を引き起こす。すると、画像形成動作が停止するなどという問題があった。 As a result, the fluidity of the toner decreases and the degree of aggregation of the toner increases. As a result, a void is easily formed in the toner in the developing device casing. When a cavity is generated, the remaining amount detection sensor may erroneously detect that the cavity is insufficient. Then, when the toner is replenished with this erroneous detection, the stirring torque is excessively increased. Then, there is a problem that the image forming operation is stopped.
この現象について、次に図15を用いて詳細に説明する。図15は従来例においてトナーに空洞ができる過程を示す図である。 Next, this phenomenon will be described in detail with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram showing a process of forming a cavity in the toner in the conventional example.
まず、トナーの凝集度についての説明をする。装置の耐久や昇温などの要因により、トナー劣化し凝集度が増す場合がある。ここでの凝集度とは、トナーの劣化を示す指数である。 First, the degree of toner aggregation will be described. Depending on factors such as durability of the apparatus and temperature rise, the toner may deteriorate and the degree of aggregation may increase. The degree of aggregation here is an index indicating the deterioration of the toner.
凝集度測定においては、ホソカワミクロン(株)製パウダーテスタを用いて行う。まず、ふるい目が75μmの200メッシュのふるいを上に、ふるい目が38μmの390メッシュのふるいを中に、ふるい目が25μmの635メッシュのふるいを下にセットする。そして、5gの現像剤を、23℃、50%の環境下で一晩エージングしたものを、15秒間、振幅が0.6mmの振動を台に与えて測定し、下記式を用いて算出した。 The degree of aggregation is measured using a powder tester manufactured by Hosokawa Micron Corporation. First, a 200-mesh sieve with 75 μm sieve is set up, a 390-mesh sieve with 38 μm sieve inside, and a 635-mesh sieve with 25 μm sieve set down. Then, 5 g of developer aged overnight at 23 ° C. in a 50% environment was measured for 15 seconds by applying a vibration with an amplitude of 0.6 mm to the table, and calculated using the following formula.
まず、(a)、(b)、(c)を、以下のように、
(a)ふるい目75μmのふるいに残ったトナーの質量%×1
(b)ふるい目38μmのふるいに残ったトナーの質量%×0.6
(c)ふるい目25μmのふるいに残ったトナーの質量%×0.2
と定義する。
First, (a), (b), (c) are changed as follows:
(A) Mass% of toner remaining on a sieve having a sieve mesh of 75 μm × 1
(B) Mass% of toner remaining on sieve having a sieve size of 38 μm × 0.6
(C) Mass% of toner remaining on sieve having a sieve size of 25 μm × 0.2
It is defined as
この時の凝集度を次の式、
凝集度=(a)+(b)+(c)(%)
として、算出する。ここでは、凝集度が30%以上の場合をトナー劣化と判断した。
The degree of aggregation at this time is expressed by the following equation:
Aggregation degree = (a) + (b) + (c) (%)
As follows. Here, the case where the degree of aggregation was 30% or more was determined as toner deterioration.
図15は従来例においてトナーに空洞ができる過程を示す図である。図15(a)はワイパー112が、ちょうど残量検知センサ110の検知部を通過している図である。この時、残量検知センサ110の検知部には、トナー(T)は存在しない。そのため、残量検知センサ110は「トナー無し」と検知する。
FIG. 15 is a diagram showing a process of forming a cavity in the toner in the conventional example. FIG. 15A is a diagram in which the
ここで、トナー(T)が劣化していない状態であれば、ワイパー112が残量検知センサ110の検知部を通過した後に、図15(b)にあるような状態となる。即ち、現像容器102内のトナーの流動性が高いため、トナーは残量検知センサ110の検知部へ移動する。これにより、ワイパー112通過後すぐに、残量検知センサ110は「トナー有り」と検知する。
Here, if the toner (T) is not deteriorated, the
しかしながら、トナーが劣化した状態では、トナーの流動性が低下する。この状態で、ワイパー112が残量検知センサ110の検知部を通過すると、図15(c)のような状態となる。即ち、残量検知センサ110の検知部にワイパー112の通過跡Sが残り、残量検知センサ110の検知部にトナーが存在しない状態が継続してしまう。トナーの凝集度が増大するにつれ、図15(c)のような状態が継続する時間が長くなる。
However, when the toner is deteriorated, the fluidity of the toner is lowered. In this state, when the
尚、本従来例においては、ワイパー112及び撹拌羽根113の回転周期が3秒である。このため、ある程度の凝集度のものでも3秒のところで図15(b)の状態から復帰する。そして、現像器内トナー重量が通常の400〜500g前後であれば、凝集度の高いトナーでも2周目の6秒のところでは図15(b)の状態へ復帰することが分かっている。
In this conventional example, the rotation period of the
この図15(c)の状態では、残量検知センサ110は「トナー無し」を検知し続けてしまう。このため、現像容器102内のトナー量は十分であるにも関わらず、ホッパー101からのトナー供給動作は継続され、現像容器102内のトナー量は過多となる。そして、現像容器102内のトナー量が過多な状態のときに連続的にトナーが補給されると、ワイパー112及び撹拌羽根113の回転負荷は大幅に増大する。
In the state of FIG. 15C, the remaining
更に、現像容器102内で十分にトナー(T)が撹拌される前に、一部的に高密度にトナーが補給されると、トナーの搬送を阻害する。すると、スクリューガイド107やホッパー101内のトナーも過多となり、スクリューガイド107内のスクリュー106や、ホッパースクリュー109の回転負荷も大幅に増大する。そして最終的には現像容器内のワイパー112及び撹拌羽根113の破損や、スクリュー106やホッパースクリュー109の破損、または駆動モータ(不図示)のロックのおそれがある。
Furthermore, if the toner is partially replenished at a high density before the toner (T) is sufficiently stirred in the developing
また、本現象は、高温高湿環境下で顕著に発生し、特に印字率の低い画像を連続通紙した際に発生し易い。 This phenomenon occurs remarkably in a high-temperature and high-humidity environment, and particularly easily occurs when an image with a low printing rate is continuously fed.
図15(c)のような状態にある現像容器102内のトナーは、常時その状態にあるわけではなく、現像容器102内のトナーの消費や撹拌羽根113の撹拌動作などにより、ある程度の時間が経過すると図15(b)の状態に復帰する。
The toner in the developing
しかしながら、背景技術にあるような「トナー無し」状態で常に供給動作を行う補給方法や、ワイパー112が残量検知センサ110の検知部を通過する短時間のみ残量検知を行わないなどの補給方法では、十分な対応策ではなかった。
However, a replenishment method that always performs a supply operation in the “no toner” state as in the background art, or a replenishment method that does not detect the remaining amount only for a short time when the
本発明は、トナーなしと誤検知された場合であっても、トナーが過剰に補給されてしまうおそれを抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the possibility that toner is excessively replenished even when it is erroneously detected that there is no toner.
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
現像容器内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材のトルクを検知する撹拌トルク検知部と、前記現像容器内の所定位置における現像剤の有無を検知する検知センサと、前記検知センサの検知部を清掃する清掃部材とを有する現像容器に対し、前記検知センサの検知結果に基づいて、前記所定位置まで現像剤が補給されるように現像剤補給部の補給動作を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、
前記制御部は、前記検知センサの検知結果に基づき、前記所定位置に現像剤がないことが検知され、かつ、前記撹拌トルク検知部の検知結果が所定範囲内である場合には、前記現像容器内への現像剤の補給を強制的に停止させた状態で画像形成動作を継続させるモードを実行可能に制御することを特徴とする。
A typical configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
An agitation member for agitating the developer in the developing container; an agitation torque detection unit for detecting the torque of the agitation member; a detection sensor for detecting the presence or absence of the developer at a predetermined position in the developer container; A control unit that controls a replenishment operation of the developer replenishment unit so that the developer is replenished to the predetermined position based on a detection result of the detection sensor with respect to a developing container having a cleaning member that cleans the detection unit; In an image forming apparatus having
The control unit detects that the developer is not present at the predetermined position based on the detection result of the detection sensor, and the developer container when the detection result of the stirring torque detection unit is within a predetermined range. The mode is characterized in that the mode in which the image forming operation is continued in a state where the supply of the developer to the inside is forcibly stopped is executable.
上記構成によれば、高温高湿の状態においても確実なトナー検知を行うことができる。 According to the above configuration, reliable toner detection can be performed even in a high temperature and high humidity state.
以下、図を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、画像形成装置と現像装置の概略構成を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, schematic configurations of the image forming apparatus and the developing device will be described.
〔画像形成装置〕
図1は画像形成装置の構成を示す構成図である。図1において、画像形成装置Aは、感光体ドラム20の周囲に、一次帯電器24、現像容器2、転写部21、クリーニング部22、前露光部23を配置した構造を有する。尚、転写部21は、本実施形態では、直転系のローラ転写の構成としたが、これに限るものではない。
[Image forming apparatus]
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the image forming apparatus. In FIG. 1, the image forming apparatus A has a structure in which a
画像形成装置Aは、感光体ドラム20に形成した静電潜像を現像したトナー像を転写シートに転写する電子写真方式の画像形成を行う。感光体ドラム20は、静電潜像を担時する像担持体であり、駆動機構(不図示)により矢印R方向に回転駆動される。
The image forming apparatus A performs electrophotographic image formation in which a toner image obtained by developing the electrostatic latent image formed on the
露光工程では、形成対象の画像に応じたレーザ光Lがレーザ駆動部(不図示)により感光体ドラムの表面に露光され、静電潜像が形成される。 In the exposure step, laser light L corresponding to the image to be formed is exposed on the surface of the photosensitive drum by a laser driving unit (not shown), and an electrostatic latent image is formed.
現像容器2は、現像スリーブ3、撹拌部材13(第一撹拌部材)、撹拌部材14(第二撹拌部材)、現像ブレード5を備えるとともに、磁性トナーからなる現像剤を収容している。この構成により、感光体ドラム20表面の静電潜像の現像を行う。
The developing
現像スリーブ3は、トナー(現像剤)を担持する現像担持体であり、感光体ドラム20に対向して配置される。現像工程では、感光体ドラム20と現像スリーブ3との間に現像電界を形成するために、現像高圧基板(不図示)から現像スリーブ3に現像バイアスを印加する。これに伴い、感光体ドラム20の表面に形成された静電潜像は、現像容器2により現像されトナー像として可視化される。本実施形態では、トナーはマイナス極性に帯電されている。
The developing
転写工程では、シート搬送機構(不図示)により搬送されてくる転写シートに、感光体ドラム20上のトナー像が転写部21により転写される。
In the transfer process, the toner image on the
感光体ドラム20上の転写残トナーは、感光体ドラム20に押圧されたクリーニングブレード22aを有するクリーニング部22により除去される。トナー像が転写された転写シートは、定着器(不図示)に搬送される。
Transfer residual toner on the
定着工程では、定着器により転写シート上のトナー像が定着される。トナー像が定着された転写シートは、画像形成装置Aの機外に排出される。その後、感光体ドラム20は、前露光部23により除電され再度の、画像形成に供される。
In the fixing process, the toner image on the transfer sheet is fixed by the fixing device. The transfer sheet on which the toner image is fixed is discharged out of the image forming apparatus A. Thereafter, the
〔現像装置の概略〕
図2及び図3に、トナー補給装置であるホッパー1の構成を図示する。図2は現像容器およびトナー補給装置の断面図である。より具体的には、正面から見た断面図である。図3は現像容器およびトナー補給装置の側面図である。
[Outline of developing device]
2 and 3 show the configuration of the
図2及び図3に示すように、ホッパー1(現像剤補給部)の下方には、現像容器2が配置される。現像容器2に収納されたトナーは、後述するように撹拌・搬送され、現像ブレード5(現像剤層厚規制板)によってトナー量を規制された後、現像スリーブ3(現像剤担持体)に供給される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing
ホッパー1内のトナーは、ホッパースクリュー9により、図2中のA部に排出され、さらに搬送スクリュー6によって矢印P方向に搬送される。搬送スクリュー6はスクリューガイド7に収納される。スクリューガイド7は、搬送スクリュー6の周方向の一部が解放され、搬送スクリュー6により搬送されたトナーは供給ローラ4のP方向(長手方向)に略均一に供給される。
The toner in the
供給ローラ4内には磁力をもつマグネットローラ(不図示)が配置され、磁性体であるトナーはマグネットローラの磁力により供給ローラ4に保持される。供給ローラ4は図3の矢印Qの方向へ回転し、供給ローラ4上のトナーをスクレーパ8部へ搬送する。スクレーパ8は供給ローラ4に対して近接配置され、現像容器2内へと搬送されたトナーをかき落とし現像容器2内へと供給する。
A magnet roller (not shown) having a magnetic force is disposed in the supply roller 4, and toner that is a magnetic material is held on the supply roller 4 by the magnetic force of the magnet roller. The supply roller 4 rotates in the direction of arrow Q in FIG. 3 and conveys the toner on the supply roller 4 to the
現像容器2内のトナーは、撹拌部材13、撹拌部材14により現像容器内を搬送される。現像スリーブ3へ到達したトナーは、現像スリーブ3に保持される。なお、撹拌部材13、撹拌部材14及び搬送スクリュー6は、それぞれギア(不図示)で連結され、後述のモータによって駆動される。
The toner in the developing
図2及び図3において、撹拌部材13の長手方向の現像容器2の外側には、所定位置におけるトナーの有無を検知する検知センサ10が配設される。検知センサ10は、現像容器2内のトナー量を検知する。現像容器2内にトナーが空の状態においては、検知センサ10は「トナー無し」を検知する。「トナー無し」と検知される間には、ホッパー1からトナーが現像容器2に供給され続ける。そして、現像容器2内にトナーが満たされてくると、検知センサ10は「トナー有り」を検知する。検知センサ10が「トナー有り」を検知したら、ホッパー1からのトナーの供給は停止される。
2 and 3, a
画像形成動作の継続により現像容器2内のトナーが消費されると、再び検知センサ10は「トナー無し」を検知する。すると、ホッパー1からのトナー供給が再開される。この動作により、現像容器2内のトナーが、所定の量以上になるように制御される。
When the toner in the developing
図4はワイパーを付帯した撹拌部材の概略図である。図4に示すように、撹拌部材13の検知センサ10が配置される側の端部には、検知センサ10の検知部10aに付着したトナーをかき取るためのワイパー12が装着される。
FIG. 4 is a schematic view of a stirring member attached with a wiper. As shown in FIG. 4, a
ワイパー12(清掃部材)は、検知センサ10の検知部10aにトナーが停滞し、実際には現像容器2内のトナーが減少しているにも関わらず、検知センサ10は「トナー有り」と誤検知することを防止するためのものである。ワイパー12は、撹拌部材13に対して一体的に設置されているため、撹拌部材13の回転に合わせて、検知センサ10の検知部10a近傍のトナーをかき取ることで清掃する。
The wiper 12 (cleaning member) incorrectly detects that the toner is stagnant in the
図5は画像形成装置に係るブロック図である。画像形成装置Aにおいて、撹拌部材13、撹拌部材14及び搬送スクリュー6は、図5に示す撹拌駆動モータ34からの駆動で回転する。撹拌駆動モータ34は、電源31に接続され抵抗36を介して接地される。撹拌駆動モータ34にかかるトルクは、撹拌トルク検知部37により電流値として検知される。
FIG. 5 is a block diagram according to the image forming apparatus. In the image forming apparatus A, the stirring
また、ホッパースクリュー9は、図5に示すホッパーモータ33からの駆動で回転する。ホッパーモータ33は、電源31に接続され抵抗35を介して接地される。ホッパーモータ33は、CPU30(制御部)から制御される電源31とホッパーモータ33の間に配置されたトランジスタ32を介して、駆動のONとOFFを制御される。
Moreover, the
検知センサ10からの出力は検知結果として、CPU30により監視される。これによりCPU30は、「トナー有り」と「トナー無し」の状態を常時検知している。ただし、「トナー無し」と検知されても、ワイパー12が検知センサ10の検知面上を通過することを考慮して、0.8秒間は「トナー無し」と判断しない。
The output from the
本実施形態では、検知センサ10の検知周期は1周期を100m間隔で10回モニタすることとする。閾値は、この10回モニタした信号の内の3回以上「トナー有り」の信号を受けると、その時の現像容器内は「トナー有り」と判断し、ホッパー1からの現像容器2へのトナーの補給を停止する。トナー有り信号が2回以下であると、ホッパー1からの現像容器2の補給を継続する。本実施形態では、「トナー無し」状態はトナー有り検出回数が1秒間で2回以下の状態を指す。
In the present embodiment, the detection cycle of the
上記制御を行うことで、現像容器2内のトナー重量は、500g前後で常に安定する。ホッパー1にトナーを供給するトナーボトル(不図示)内のトナーとホッパー1内のトナーを消費してしまった状態、つまりトナーが現像容器内の500g前後しか無い状態を、トナーLowとする。トナーLowである場合、トナーボトルの交換をユーザーに促す。このとき、画像形成動作は継続させる。トナーLow期間は、現像容器2内のトナー150gを使用する間とする。
By performing the above control, the toner weight in the developing
トナーLow状態で画像形成動作を継続し、現像容器2内トナー量が350g以下になった状態を「トナーEnd」とする。トナーEndの状態においては、画像形成動作を禁止する。
The state in which the image forming operation is continued in the toner low state and the toner amount in the developing
150gを印字率が5%で通紙し続けると、A4片面で3k枚以上の印字が可能である。本実施形態での画像形成装置のスペックを毎分当たり100枚の印字が可能とする。その時、150gを消費するのに要する時間は約30分である。 If 150 g is continuously fed at a printing rate of 5%, 3k sheets or more can be printed on one side of A4. The specification of the image forming apparatus in the present embodiment enables printing of 100 sheets per minute. At that time, it takes about 30 minutes to consume 150 g.
トナーLowが点灯してからトナーEndになるまで、トナーの検知センサ10は1秒で10回のトナー無し信号を受け、1分で600回、30分で18000回(600回*30分)のトナー無し信号を受ける。
The
また、CPU30は、撹拌駆動モータ34の電流値(撹拌トルク検知部37にかかる電流)を検知結果として監視する。これは、撹拌駆動モータ34の負荷トルクが上昇すると電流値も上昇し、負荷トルクが低減すると電流値も減少することから、撹拌駆動モータ34のトルクの代替として電流値を監視するものである。
Further, the
なお、本実施形態では撹拌トルクの代替えとしてモータ電流を用いているが、これに限るものではない。例えば、トクルメータ等を用いて直接に撹拌トルクを検知する方法でもよい。 In this embodiment, the motor current is used as an alternative to the stirring torque, but the present invention is not limited to this. For example, a method of directly detecting the agitation torque using a tolometer or the like may be used.
図6は現像容器内のトナー量と撹拌駆動モータ電流値との関係を表すグラフである。図6に示すように、トナーが劣化していない状態では、撹拌駆動モータ34の電流値は、「トナー有り」の状態でも0.3A以下である。一方、トナーが劣化した状態では、トナー劣化が無い状態のときよりも常に撹拌駆動モータ34の電流値は高くなる。具体的には、「トナー無し」の状態でも0.3A以上になる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the toner amount in the developing container and the stirring drive motor current value. As shown in FIG. 6, when the toner is not deteriorated, the current value of the stirring
さらに、現像容器2の収容可能トナーの上限値を超えてトナーが供給されると、それ以降、撹拌駆動モータ34の電流値は急減に上昇し、エラーとなる0.6Aに至る。ゆえに本実施形態においては、撹拌駆動モータ34がエラーとなる0.6Aよりも低い0.3Aを電流値の高低を判断する所定値をとした。0.3A以上であれば電流値は「高い」と判断し、0.3A未満であれば「低い」と判断する。
Further, when the toner is supplied exceeding the upper limit value of the toner that can be stored in the developing
このように、撹拌駆動モータ34の電流値、つまり撹拌トルク検知部37の検知結果が所定範囲内である場合を基準とする。本実施形態においては、撹拌トルク検知部37の検知結果が所定範囲のとき、現像容器2内のトナーの補給を強制的に停止させた状態で画像形成動作を継続させるモードを実行可能に制御する。一方、撹拌トルク検知部37の検知結果が所定範囲を下回っている場合には、現像容器2内への現像剤の補給を継続する補給動作実行するように制御する。次に、具体的に説明する。
Thus, the case where the current value of the
図7及び図8は第1実施形態に係るフローチャートである。 7 and 8 are flowcharts according to the first embodiment.
画像形成の際には、まず、画像形成装置本体の電源を立ち上げ[S100]、撹拌駆動モータ34を駆動させる[S101、S102]。この時、撹拌駆動モータ34の電流値をモニタする[S103]。
When forming an image, first, the power source of the image forming apparatus main body is turned on [S100], and the stirring
ここで、電流値が所定の値(本実施形態では0.6A)よりも高い場合は、撹拌駆動モータ34の異常、あるいは現像容器内の撹拌部材の異常(例えば撹拌の折れ、抜け)と判断する[S104]。そして、画像形成装置本体の操作部等にエラーメッセージを表示[S105]させ、画像形成動作を停止させる[S106、S107]アナウンスを、ユーザーに対して行う(サービスコールを促す)。
Here, if the current value is higher than a predetermined value (0.6 A in the present embodiment), it is determined that the stirring
一方、電流値が所定の値よりも低い場合、つまり、撹拌駆動モータ電流値が0.6A以下であった時[S103]、画像形成装置本体内部に配置されるCPU30からトナー残量情報を引き出す。そして、前回の電源OFF時にトナーEnd(トナーボトルにも現像容器内にもトナーが無い状態)であったかどうかを判断する[S108、S109]。
On the other hand, when the current value is lower than the predetermined value, that is, when the stirring drive motor current value is 0.6 A or less [S103], the remaining toner amount information is extracted from the
ここで、トナーEndであれば、画像形成装置本体の操作部等にトナーボトル交換のメッセージを表示させ、画像形成動作を停止する[S110、S111]。 Here, if the toner is End, a message to replace the toner bottle is displayed on the operation unit or the like of the image forming apparatus main body, and the image forming operation is stopped [S110, S111].
一方、トナーEndではない場合は、画像形成動作を開始[S112]させる。画像形成動作中は、CPU30に監視されている検知センサ10によって現像容器2内のトナー量を検知する[S113]。
On the other hand, if it is not the toner End, the image forming operation is started [S112]. During the image forming operation, the toner amount in the developing
検知センサ10によりトナー無しと判断された場合、トナー無しカウンタを起動させ[S115、S116]、トナー無しを連続検知した回数(カウントT)をCPU30に記憶させる[S116]。なお、カウントTは、画像形成動作中に「トナー有り」信号を受けると、値は0に戻る。
If the
本実施形態では、トナー無し連続検知回数(カウントT)の所定の値を、
T0=トナー無し検知回数0回、
T1=トナー無し検知回数連続9000回(第1の所定回数)、
T2=トナー無し検知回数連続18000回(第2の所定回数)、
とする。この時のT2は、トナーEnd回数である。
In the present embodiment, the predetermined value of the number of continuous toner-free detections (count T) is set to
T0 = No toner detected number of times,
T1 = no-toner detection count continuously 9000 times (first predetermined number of times),
T2 = toner-free detection number of
And At this time, T2 is the number of times of toner End.
上記トナー無しのカウントTは、現像容器内のトナー充填量によって左右される。本件のように現像容器内の重量が多い場合(500g前後)は、検知回数(T0からT2まで)が多くなる。 The toner-free count T depends on the toner filling amount in the developing container. When the weight in the developing container is large (about 500 g) as in this case, the number of detections (from T0 to T2) increases.
この時、カウントTが所定の値T1より多いか少ないかを判断し、回数がT1よりも少なく[S117]、且つ前記撹拌駆動モータ電流値が、0.6A以下であった時[S118]、現像容器内トナー凝集度(現像剤凝集度)は低いと判断する[S119]。 At this time, it is determined whether the count T is larger or smaller than the predetermined value T1, the number of times is smaller than T1 [S117], and the stirring drive motor current value is 0.6 A or less [S118]. It is determined that the toner aggregation degree (developer aggregation degree) in the developing container is low [S119].
即ち、トナー無し連続検知回数が少ない(T1以下)場合、トナーの検知センサとワイパーとの間に空壁(空隙)ができていない、あるいは空壁ができて間もない、状態を示す。そのため、トナー凝集度は低くなる。 That is, when the number of toner-free continuous detections is small (T1 or less), there is no vacant wall (gap) between the toner detection sensor and the wiper, or a vacant wall has just been formed. Therefore, the toner aggregation degree is low.
トナー無しカウントTと撹拌駆動モータ電流値Iとによるトナー凝集度は、CPU30が図9を照会することで算出される。図9は撹拌駆動モータ電流値とトナー無しカウントにおける凝集度テーブルである。
The toner aggregation degree based on the no-toner count T and the stirring drive motor current value I is calculated by the
画像形成動作を継続し[S120]、ホッパーモータ33を駆動させ、現像容器2内へのトナー補給を開始する[S121]。
The image forming operation is continued [S120], the
トナー無しカウンタがT1以下であった場合、検知センサ10がトナー有りを検知するまで、現像容器2内へのトナー補給は継続される。この流れの中でトナー有りを検知した時は、トナー無しカウンタをクリアする[S122]。つまり、T=0となる。
When the no-toner counter is equal to or less than T1, toner replenishment into the developing
しかし、画像形成動作中に前記撹拌駆動モータ電流値が0.6Aを超える値であった時[S118]、この時は電源立ち上げ時と同様に画像形成装置本体の操作部等にエラーメッセージを表示[S124]させる。そして、画像形成動作を停止させる[S125]アナウンスをユーザーに対して行う(サービスコールを促す)。 However, when the stirring drive motor current value exceeds 0.6 A during the image forming operation [S118], an error message is displayed on the operation unit of the image forming apparatus main body at the same time as when the power is turned on. Display [S124]. Then, the image forming operation is stopped [S125] an announcement is made to the user (prompt for service call).
これまでの流れをグラフに表したのが図10及び図11である。図10及び図11は第1実施形態に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフであり、トナー無しカウンタ数と撹拌駆動モータ電流値をプロットしたものである。 FIGS. 10 and 11 show the flow up to this point in a graph. 10 and 11 are graphs showing the transition of the developer drive agitator motor current value according to the first embodiment, in which the number of no-toner counters and the agitator drive motor current value are plotted.
図10のE1のグラフは、トナー無しになった時(T=0)、電流値は低く、T0−T1間でトナー補給が行われてから急激に電流値が上昇した状態を示している。これは、トナー補給制御が故障した場合に発生しやすい。単位時間当たりのトナー補給量が著しく大きくなり、現像容器内のトナー量が異常な程上昇する。また、故障により現像容器2内部の検知センサ10がトナー有りを検知できず、トナー補給が終了しないため起こる現象である。
The graph E1 in FIG. 10 shows a state where the current value is low when the toner runs out (T = 0), and the current value suddenly increases after the toner supply between T0 and T1. This is likely to occur when the toner supply control fails. The toner replenishment amount per unit time is remarkably increased, and the toner amount in the developing container is increased as the amount is abnormal. This is also a phenomenon that occurs because the
また、図10の同様にE3のグラフは、トナー無しを検知した時(T=0)の段階で既に電流値が高く(0.3A以上)、T<T1間でトナー補給が行われてからE1同様、急激に電流値が上昇した状態を示している。E3はT=0の状態で電流値が高いことから現像容器2内の撹拌に異常があった場合見受けられるケースである。
Similarly, the graph of E3 in FIG. 10 shows that the current value is already high (0.3 A or more) at the stage when no toner is detected (T = 0), and the toner is replenished between T <T1. As with E1, the current value suddenly increases. E3 is a case that is observed when the stirring in the developing
このE1、E3のような状態は前述のフローチャートで示した通り、画像形成装置本体の故障であり、ユーザーが対応するのは至難である。基本的にはサービスマン対応となるのが一般的である。 The states such as E1 and E3 are failures of the image forming apparatus main body as shown in the above-described flowchart, and it is difficult for the user to deal with them. In general, it is generally a service person.
また、故障の無い画像形成装置で得られる、トナー無しカウントと撹拌駆動モータ電流値の関係を図11のN2のグラフで示す。 Further, the relationship between the toner-free count and the stirring drive motor current value obtained by the image forming apparatus having no failure is shown by a graph N2 in FIG.
T=0での撹拌駆動モータ電流値が低く(0.3A以下)、トナー補給が開始されてからも電流値上昇が非常に軽微な状態を示している。グラフがT1より手前で終了しているのは、現像容器2内の検知センサ10がトナー有りを検知したためである。
The stirring drive motor current value at T = 0 is low (0.3 A or less), and the current value increase is very slight even after the start of toner supply. The graph ends before T1 because the
次にトナー無し連続検知カウンタがT1を超えT2よりも小さい回数の時のフローを図8を用いて説明する。 Next, a flow when the tonerless continuous detection counter exceeds T1 and is smaller than T2 will be described with reference to FIG.
まず、トナー無しカウンタがT1<T<T2[S126]で、撹拌駆動モータ電流値Iが0.6以上の場合は同様にエラー表示[S124]をする。一方、撹拌駆動モータ電流値Iが0.3A以下の場合は通常トナー補給[S129]をする。 First, when the toner-free counter is T1 <T <T2 [S126] and the stirring drive motor current value I is 0.6 or more, an error display [S124] is similarly performed. On the other hand, when the stirring drive motor current value I is 0.3 A or less, normal toner replenishment [S129] is performed.
トナー無しカウンタがT1<T<T2[S126]で且つ撹拌駆動モータ電流値Iが0.6A>I>0.3Aの場合[S127、S128]。つまり、ある一定以上トナーを補給しても、検知センサ10がトナー有りを検知せず、現像器内撹拌トルクが高めである場合、現像容器2内トナーの凝集度が著しく高くなる[S130]。このとき、前述した現像容器2内ワイパーと検知センサ10との間に空壁が生じている状態を示している。
When the toner-free counter is T1 <T <T2 [S126] and the stirring drive motor current value I is 0.6A> I> 0.3A [S127, S128]. That is, even if the toner is replenished more than a certain level, if the
空壁が発生した現像容器2は、中のトナーの劣化が促進された状態であり、この空壁の影響で検知センサ10は現像容器2内にトナーがあるにも関わらず、トナー無しを検知してしまう。そこでこのフローに到達した時、現像容器2内へのトナー補給を停止する[S131]。
The developing
この時、現像器内トナー重量は500gを超えており、トナー無しを検知するトナー重量の350gまでには150g以上のマージンがある。A4一枚当たりの印字率が5%であった場合、片面3k枚以上の印字が可能である。つまり、トナー無し検知をしていても、現像剤の補給を停止し、且つ画像形成動作を継続させることができる[S132]。それにより、ダウンタイムというユーザーに対する不利益を無くすことが可能になる。 At this time, the toner weight in the developing device exceeds 500 g, and there is a margin of 150 g or more up to 350 g of the toner weight for detecting the absence of toner. When the printing rate per A4 sheet is 5%, it is possible to print 3k sheets or more on one side. That is, even if the toner absence is detected, the replenishment of the developer can be stopped and the image forming operation can be continued [S132]. Thereby, it is possible to eliminate the disadvantage of downtime for the user.
また、上記トナー補給停止中の画像形成動作中[S132]、現像容器2内の撹拌部材13、撹拌部材14のトナー撹拌により、検知センサ10とワイパー12との間に生じた空壁が消失する。そして、トナー有りを検知すれば、現像容器2内のトナー状態が適切な状態に戻ったことを示すことになる。本実施形態では、トナー補給動作を停止してから現像容器2内トナー無しまでにA4片面3k枚としているが、画像の印字率や製品のトナー消費量により通紙可能枚数は変動する。
Further, during the image forming operation while the toner supply is stopped [S132], the empty wall formed between the
次にトナー無し連続検知カウンタがT2に到達した時のフローを示す。 Next, a flow when the tonerless continuous detection counter reaches T2 is shown.
まず、撹拌駆動モータ電流値Iが0.6A以上の場合は同様にエラー表示[S134][S145]を行う。 First, when the stirring drive motor current value I is 0.6 A or more, error display [S134] [S145] is performed in the same manner.
前述のモードの実行中、トナー無し連続検知カウンタがT2[S133]で且つ撹拌駆動モータ電流値Iが0.6A>I>0.3Aの場合[S135]。この場合、前述したトナー補給を停止させ、画像形成動作を行っても(現像容器2内の撹拌部材13、撹拌部材14を回転させても)、ワイパー12と検知センサ10との間に生じる空壁が解消できなかったことを示す。
During execution of the above-described mode, when the toner-less continuous detection counter is T2 [S133] and the agitation drive motor current value I is 0.6A> I> 0.3A [S135]. In this case, even if the above-described toner replenishment is stopped and the image forming operation is performed (even if the stirring
これ以上トナー補給停止させた状態での画像形成動作は画像白抜けのおそれが生じる。このため、ここで画像形成動作を停止させる[S136]。そして、現像容器2内の撹拌部材13、撹拌部材14のみを空回転させるモードに移行し[S137]、現像容器2内のトナーのならし(トナーをほぐす)を行う。
In the image forming operation in which toner supply is stopped further, there is a risk of image whiteout. For this reason, the image forming operation is stopped here [S136]. Then, the mode shifts to a mode in which only the agitating
撹拌による空回転時間は、本実施形態では1分とする。空回転時間は現像容器2内のトナー凝集度に応じて変更してもよい。このシーケンスでトナー有り[S138]を検知すれば、画像形成動作を再開させる。
The idling time by stirring is 1 minute in this embodiment. The idling time may be changed according to the degree of toner aggregation in the developing
しかし、シーケンスによっても検知センサ10がトナー有りを検知できなかった場合、撹拌駆動モータ電流値Iが0.3A以上[S144]であれば、トナー凝集度が高すぎる。このため、撹拌部材13、撹拌部材14による空回転だけでは、現像容器2内のトナーをほぐすことができないと判断し、エラー表示とする[S145]。
However, when the
また、空回転後の電流値が0.3Aより低ければ[S144]、現像容器2内トナー凝集度は低く、ある一定期間トナー無しを検知している[S133]。このため、通常のトナー無し[S144]と判断し、画像形成動作を停止したまま、検知センサ10がトナー有りを検知するまで現像容器2内へのトナー補給動作を行う[S146]。
If the current value after idling is lower than 0.3 A [S144], the toner aggregation in the developing
また、トナー無しカウンタがT2[S133]で且つ撹拌駆動モータ電流値IがI<0.3Aの場合[S140]。つまり、トナー凝集度が低く、補給を継続しても(このI<0.3Aの場合はT0−T2間でトナー補給が行われる)トナー有りを検知しない場合は、トナーEnd[S141]とする。そして、ユーザーに対してトナーボトル交換[S142]を促し画像形成動作を停止させる[S143]。 When the toner-free counter is T2 [S133] and the stirring drive motor current value I is I <0.3A [S140]. That is, the toner aggregation degree is low, and even if the replenishment is continued (when this <I, the toner is replenished between T0 and T2). . Then, the user is prompted to replace the toner bottle [S142], and the image forming operation is stopped [S143].
これまでの流れをグラフに表したのが図12である。図12は第1実施形態に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフである。図12は、連続トナー無しカウンタ数と撹拌駆動モータ電流値をプロットしたものである。 FIG. 12 shows the flow up to this point in a graph. FIG. 12 is a graph showing a change in current value in the developing container stirring drive motor according to the first embodiment. FIG. 12 is a plot of the number of counters without continuous toner and the stirring drive motor current value.
図12のN1のグラフは、次の挙動を示している。まず、T0−T1間でトナー補給が行われてから緩やかに電流値が上昇する。次に、T1−T2間でトナー補給動作を停止させた状態で画像形成動作を行う。そして、現像容器2内トナーを撹拌してほぐすことでトナー有りを検知する。その間、画像形成し続けることで現像容器2内部のトナーを消費し、撹拌トルクが減少し、撹拌駆動モータ電流値が低下した挙動を示している。
The graph of N1 in FIG. 12 shows the following behavior. First, the current value gradually increases after toner supply is performed between T0 and T1. Next, the image forming operation is performed in a state where the toner supply operation is stopped between T1 and T2. Then, the presence of toner is detected by stirring and loosening the toner in the developing
トナー有りを検知した時点でトナー無しカウントTはクリアされる(グラフから消える)。 When the presence of toner is detected, the toner-free count T is cleared (disappears from the graph).
図12のE4のグラフは、次の挙動を示している。まず、T0−T1間でトナー補給が行われてから緩やかに電流値が上昇する。次に、T1−T2間でトナー補給動作を停止させた状態で画像形成動作を行っても、現像容器2内トナーを撹拌でほぐすことができなかった状態を示す(電流値低下が無かったため)。トナー有りを検知できなかったことと、電流値が0.3A以下にならなかったことから、撹拌空回転モードに移行する。
The graph E4 in FIG. 12 shows the following behavior. First, the current value gradually increases after toner supply is performed between T0 and T1. Next, even when the image forming operation is performed in a state where the toner replenishment operation is stopped between T1 and T2, the toner in the developing
図12のN3のグラフは、トナー無しカウントがT2で電流値が0.3A以下で、撹拌トルクが小さくトナー無しの状態が続いていることを示している。つまり、トナーボトル内にトナーが無くなった状態である。 The graph of N3 in FIG. 12 shows that the toner-free count is T2, the current value is 0.3 A or less, the stirring torque is small, and the toner-free state continues. That is, there is no toner in the toner bottle.
次に、本願発明と対比するため、従来例を比較例として説明する。図13は比較例に係るフローチャートである。 Next, for comparison with the present invention, a conventional example will be described as a comparative example. FIG. 13 is a flowchart according to a comparative example.
従来零においても、図13に示すように、画像形成装置本体の電源を立ち上げ[S201]、撹拌駆動モータ34を駆動させる[S202]。
Even in the conventional zero, as shown in FIG. 13, the power source of the image forming apparatus main body is turned on [S201], and the stirring
そして、画像形成装置本体内部に配置されてあるCPU(不図示)から、トナー残量情報を引き出す。そして、前回の電源OFF時にトナーEnd(トナーボトルにも現像容器内にもトナーが無い状態)であったかどうかを判断する。[S203、S204]
トナーEndであれば、画像形成装置本体の操作部等にトナーボトル交換のメッセージを表示させ、画像形成動作を停止する[S205、S206]。
Then, the remaining toner amount information is extracted from a CPU (not shown) arranged in the image forming apparatus main body. Then, it is determined whether or not the toner End (the state where there is no toner in the toner bottle or the developing container) at the last power-off. [S203, S204]
If it is toner end, a message to replace the toner bottle is displayed on the operation unit of the image forming apparatus main body and the image forming operation is stopped [S205, S206].
また、トナーEndではない場合は、画像形成動作を開始[S207]させる。画像形成動作中はCPUに監視されている検知センサによって、現像容器内のトナー量を検知する[S208]。 If it is not the toner End, the image forming operation is started [S207]. During the image forming operation, the amount of toner in the developing container is detected by a detection sensor monitored by the CPU [S208].
検知センサによりトナー無しと判断された場合、トナー無しカウンタを起動させ[S201、S211]トナー無しを検知した回数[以下、T]をCPU30に記憶させておく[S211]。
When the detection sensor determines that there is no toner, a toner-free counter is activated [S201, S211] and the
この時、前記トナー無し回数が所定の値T3より少ないかを判断し、回数がT2よりも少ない場合[S212]、画像形成動作を継続し[S207]、ホッパーモータを駆動させ、現像容器内へのトナー補給を開始する[S213]。 At this time, it is determined whether or not the toner-free count is less than a predetermined value T3. If the count is less than T2 [S212], the image forming operation is continued [S207], and the hopper motor is driven to enter the developing container. Toner supply is started [S213].
トナー無しカウンタがT2以下であった場合、検知センサがトナー有りを検知するまで現像容器内へのトナー補給は継続される。この流れの中でトナー有りを検知した時は、トナー無しカウンタをクリアする[S209]。つまり、T=0となる。 When the no-toner counter is equal to or less than T2, toner supply to the developing container is continued until the detection sensor detects the presence of toner. When the presence of toner is detected in this flow, the toner-free counter is cleared [S209]. That is, T = 0.
T=T2となった時[S214]、ホッパー内、およびトナーボトル内にトナーが無いと判断しトナーEndとして画像形成動作を停止させる[S215、S218]。 When T = T2 [S214], it is determined that there is no toner in the hopper and in the toner bottle, and the image forming operation is stopped as toner End [S215, S218].
このように、耐久状態や、使用環境変動で現像容器内のトナー凝集度が上昇し、撹拌トルクが上昇したとしても、従来の構成では検知することができない。この時、検知センサとワイパーとの間に空壁が発生してトナー無しを検知した場合、トナーが現像容器内に十分充填されているのにも関わらず、トナー補給が行われてしまう[S208〜213]。そのため、トナー過多となりエラーによる本体停止が発生するおそれがある。 As described above, even if the toner aggregation degree in the developing container is increased due to the durability state or the use environment variation and the stirring torque is increased, it cannot be detected by the conventional configuration. At this time, if an empty wall is generated between the detection sensor and the wiper and it is detected that there is no toner, the toner is replenished even though the developing container is sufficiently filled [S208]. ~ 213]. For this reason, the toner may be excessive and the main body may stop due to an error.
これまでの流れをグラフに表したのが図14である。図14は比較例に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフである。図14では、トナー無しカウンタ数と撹拌駆動モータ電流値をプロットした。 FIG. 14 shows the flow up to this point in a graph. FIG. 14 is a graph showing changes in the developer drive agitator drive motor current value according to the comparative example. In FIG. 14, the number of counters without toner and the stirring drive motor current value are plotted.
図14におけるE2のグラフは、トナー無しになってから補給が行われ続け、電流値が0.6A以上となりエラー停止した状態を示している。 The graph E2 in FIG. 14 shows a state in which replenishment is continued after the toner runs out and the current value is 0.6 A or more and an error is stopped.
以上述べてきたように、従来の構成では、現像容器内トナーの凝集度を検知する手段が無く、現像容器内の検知センサとワイパーの空壁を認知することができなかった。 As described above, in the conventional configuration, there is no means for detecting the degree of aggregation of the toner in the developing container, and the detection sensor in the developing container and the empty wall of the wiper cannot be recognized.
これに対して、本実施形態においては、現像容器内凝集度の検知と、補給制御の最適化を行うことで、故障の無い画像形成装置を提供することができる。 On the other hand, in the present embodiment, an image forming apparatus free from failure can be provided by detecting the degree of aggregation in the developing container and optimizing replenishment control.
上述の実施形態においては、所定回数、または所定値を基準として画像形成動作や補給動作を制御するモードを実行するとしたが、これに限るものではない。例えば、CPU30は、検知センサ10の検知結果が所定割合以上で現像剤なしを検知するとして、所定位置に現像剤がないことを検知することとしてもよい。
In the above-described embodiment, the mode for controlling the image forming operation and the replenishing operation on the basis of a predetermined number of times or a predetermined value is executed. However, the present invention is not limited to this. For example, the
A…画像形成装置
1…ホッパー
2…現像容器
10…検知センサ
10a…検知部
12…ワイパー
13…撹拌部材
14…撹拌部材
30…CPU
37…撹拌トルク検知部
A ...
37. Stirring torque detector
Claims (6)
前記制御部は、前記検知センサの検知結果に基づき、前記所定位置に現像剤がないことが検知され、かつ、前記撹拌トルク検知部の検知結果が所定範囲内である場合には、前記現像容器内への現像剤の補給を強制的に停止させた状態で画像形成動作を継続させるモードを実行可能に制御することを特徴とする画像形成装置。 An agitation member for agitating the developer in the developing container; an agitation torque detection unit for detecting the torque of the agitation member; a detection sensor for detecting the presence or absence of the developer at a predetermined position in the developer container; A control unit that controls a replenishment operation of the developer replenishment unit so that the developer is replenished to the predetermined position based on a detection result of the detection sensor with respect to a developing container having a cleaning member that cleans the detection unit; In an image forming apparatus having
The control unit detects that the developer is not present at the predetermined position based on the detection result of the detection sensor, and the developer container when the detection result of the stirring torque detection unit is within a predetermined range. An image forming apparatus, wherein a mode in which an image forming operation is continued in a state where developer supply to the inside is forcibly stopped is executable.
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