JP2014240876A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、装着された現像装置を使用して現像処理を行う画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that performs development processing using a mounted developing device.
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置が知られている。画像形成装置は、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置を備えている。現像装置は、故障や経年劣化などの理由によって交換されるものであり、そのため、画像形成装置は、現像装置を着脱可能なように構成されている。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as copiers and printers that form images on paper by electrophotography are known. The image forming apparatus includes a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier. The developing device is replaced for reasons such as failure or deterioration over time. For this reason, the image forming apparatus is configured so that the developing device can be attached and detached.
画像形成装置は、用途や機能、構造、現像方式など様々なタイプのものが市場に流通しており、また、画像形成装置に装着される現像装置も画像形成装置のタイプに対応するように構成されている。複数のタイプの画像形成装置それぞれに対して取付互換性を有する現像装置がある場合に、本来は不適合であるはずの現像装置が誤って装着される場合がある。この場合、画像形成装置は、不適合の現像装置を使用して現像処理を行うため、画像品質が低下する。従来、画像形成装置に対する現像装置に着脱の有無や装着状態などを検知する手法として、例えば特許文献1乃至7に記載の検知方法が知られている。当該検知方法は、現像装置に搭載されたメモリーの情報を装着時に読み出して、その情報に基づいて着脱の有無や装着状態などを検知する。 Various types of image forming apparatuses such as applications, functions, structures, and development methods are distributed in the market, and the developing apparatus mounted on the image forming apparatus is configured to correspond to the type of image forming apparatus. Has been. When there is a developing device having mounting compatibility for each of a plurality of types of image forming apparatuses, a developing device that should originally be incompatible may be erroneously mounted. In this case, the image forming apparatus performs development processing using an incompatible developing apparatus, so that the image quality is deteriorated. Conventionally, for example, detection methods described in Patent Documents 1 to 7 are known as methods for detecting whether or not a developing device is attached to or detached from an image forming apparatus. In the detection method, information on a memory mounted in the developing device is read out at the time of mounting, and presence / absence of mounting / dismounting or a mounting state is detected based on the information.
しかしながら、前掲の各特許文献に記載の検知方法は、現像装置にメモリーなどの記憶手段を必要とする。そのため、画像形成装置は、記憶手段だけでなく、記憶手段と通信するための通信部や電気的に接続するための接続コネクタなども必要とするため、現像装置の装着部の構成が複雑になり、また、部品点数も増加しその分の部品費も必要になるという問題がある。 However, the detection methods described in the above-mentioned patent documents require a storage means such as a memory in the developing device. Therefore, the image forming apparatus requires not only the storage unit, but also a communication unit for communicating with the storage unit, a connection connector for electrical connection, and the like, so the configuration of the mounting unit of the developing device becomes complicated. In addition, there is a problem in that the number of parts increases and the cost of the parts is required.
本発明の目的は、メモリーなどの記憶手段を必要とせず簡易な構成で現像装置を識別することが可能な画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of identifying a developing device with a simple configuration without requiring a storage means such as a memory.
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、装着された現像装置を使用して現像処理を行う画像形成装置である。前記現像装置は、現像容器と、検知手段と、接触部材と、駆動伝達手段と、を有する。前記現像容器は、現像剤が収容され、内部に検知面を有する。前記検知手段は、前記検知面を介して前記現像容器内の現像剤の透磁率を検知する。前記接触部材は、前記現像容器内で回転されることによって前記検知面に周期的に接触する。前記駆動伝達手段は、前記接触部材に回転駆動力を伝達する。また、前記画像形成装置は、駆動手段と、制御手段とを有する。前記駆動手段は、装着された前記現像装置の前記駆動伝達手段に回転駆動力を供給する。前記制御手段は、前記駆動手段による前記接触部材の回転中に前記検知手段から出力される信号波形の周期に基づいて前記現像装置が使用可能かどうかを判定する。 An image forming apparatus according to one aspect of the present invention is an image forming apparatus that performs development processing using a mounted developing device. The developing device includes a developing container, a detection unit, a contact member, and a drive transmission unit. The developer container contains a developer and has a detection surface inside. The detection means detects the magnetic permeability of the developer in the developer container via the detection surface. The contact member periodically contacts the detection surface by being rotated in the developing container. The drive transmission means transmits a rotational driving force to the contact member. The image forming apparatus includes a drive unit and a control unit. The drive means supplies a rotational drive force to the drive transmission means of the mounted developing device. The control unit determines whether or not the developing device is usable based on a period of a signal waveform output from the detection unit during rotation of the contact member by the driving unit.
本発明によれば、メモリーなどの記憶手段を現像装置に搭載することなく、装着された現像装置を簡易な構成で識別することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to identify a mounted developing device with a simple configuration without mounting storage means such as a memory in the developing device.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
<画像形成装置100の概略構成>
まず、本発明の実施形態の画像形成装置100の概略構成について説明する。図1に示されるように、画像形成装置100は、画像読取部1、ADF(Automatic Document Feeder)2、画像形成部3、給紙部4、制御部5、及び操作表示部6等を備えている。操作表示部6は、制御部5からの制御指示に従って各種の情報を表示し、ユーザー操作に応じて制御部5に各種の情報を入力するタッチパネル等である。ここで、図1(A)は、画像形成装置100の正面図であり、図1(B)は、画像読取部1の平面図である。なお、説明の便宜上、画像形成装置100が使用可能に設置された状態の鉛直方向を上下方向7と定義し、操作表示部6が設けられている側を手前側(正面)として前後方向8を定義し、操作表示部6が設けられた側面を正面として左右方向9を定義する。また、画像形成装置100は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎず、本発明の画像形成装置は、プリンター、FAX装置、複写機等であってもよい。
<Schematic Configuration of
First, a schematic configuration of the
画像読取部1は、用紙Pから画像データを取得する。画像読取部1は、用紙カバー2A、コンタクトガラス11、読取ユニット12、ミラー13、ミラー14、光学レンズ15、及びCCD(Charge Coupled Device)16等を備えた画像読取手段である。コンタクトガラス11は、画像読取部1の上面に設けられており、画像形成装置100の画像読取対象となる用紙Pが載置される透明な用紙台である。
The image reading unit 1 acquires image data from the paper P. The image reading unit 1 is an image reading unit including a
用紙カバー2Aは、必要に応じてコンタクトガラス11を覆うものである。そして、画像読取部1は、制御部5によって制御されることによって、コンタクトガラス11上に載置された用紙Pから画像を読み取る。
The
読取ユニット12は、LED光源121及びミラー122を備えており、ステッピングモーター等の移動機構(不図示)によって副走査方向(図1における左右方向9)へ移動可能に構成されている。そして、前記移動機構によって読取ユニット12が副走査方向に移動されると、LED光源121からコンタクトガラス11に向けて照射される光が副走査方向に走査される。
The
LED光源121は、画像形成装置100の主走査方向(図1における前後方向8)に沿って配列された多数の白色LEDを備えている。LED光源121は、コンタクトガラス11上の読取位置12Aにある用紙Pに向けて1ライン分の白色光を照射する。なお、読取位置12Aは、読取ユニット12の副走査方向への移動に伴って副走査方向へ移動する。
The
ミラー122は、LED光源121から読取位置12Aにある用紙Pに光を照射したときの反射光をミラー13に向けて反射させる。そして、ミラー122で反射した光は、ミラー13及びミラー14によって光学レンズ15に導かれる。光学レンズ15は、入射した光を集光してCCD16に入射させる。
The
CCD16は、受光した光をその光量に応じた電気信号(電圧)に変換して制御部5に出力する光電変換素子である。具体的には、CCD16は、LED光源121から光が照射されたときに用紙Pから反射した光に基づいて用紙Pの画像に対応する電気信号に基づいて画像データを生成する。
The
ADF2は、用紙カバー2Aに設けられている。ADF2は、用紙トレイ21、給送機構22、複数の搬送ローラー23、用紙押さえ24、及び排紙部25等を備えた自動原稿送り装置である。ADF2は、給送機構22及び搬送ローラー23各々を不図示のステッピングモーターで駆動させることによって、用紙トレイ21にセットされた用紙Pをコンタクトガラス11上の読取位置12Aを通過させて排紙部25まで搬送させる。この際に、画像読取部1によって読取位置12Aを通過する用紙Pの画像が読み取られる。
The ADF 2 is provided on the
用紙押さえ24は、コンタクトガラス11上の読取位置12Aの上方に用紙Pが通過できる間隔を隔てた位置に設けられている。用紙押さえ24は、主走査方向に長尺状に形成されており、その下面(コンタクトガラス11側の面)には白色のシートが貼り付けられている。画像形成装置100では、前記白色のシートの画像データが白色基準データとして読み取られる。前記白色基準データは、周知のシェーディング補正等で用いられる。
The
画像形成部3は、画像読取部1で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理(印刷処理)を実行する電子写真方式の画像形成手段である。画像形成部3は、感光体ドラム31、帯電装置32、LSU(Laser Scanner Unit)33、現像装置34(現像装置の一例)、転写ローラー35、除電装置36、定着ローラー37、加圧ローラー38、及びトナーコンテナ39等を備えている。また、画像形成部3は、現像装置34に回転駆動力を供給するためのステッピングモーター77(駆動手段の一例、図5参照)を備えている。
The
画像形成部3では、給紙部4から給送された用紙Sに以下の手順で画像が形成され、画像形成後の用紙Sは排紙トレイ40に排紙される。具体的には、まず、帯電装置32によって感光体ドラム31が所定の電位に一様に帯電される。次に、LSU33によって感光体ドラム31の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム31の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム31上の静電潜像は、ステッピングモーター77により駆動される現像装置34によってトナー像として現像(可視像化)される。続いて、感光体ドラム31に形成されたトナー像は転写ローラー35によって用紙Sに転写される。その後、用紙Sに転写されたトナー像は、その用紙Sが前記定着ローラー37及び前記加圧ローラー38の間を通過して排出される際に前記定着ローラー37で加熱されて用紙Sに溶融定着する。感光体ドラム31の電位は除電装置36で除電される。なお、現像装置34の詳細については後述する。
In the
給紙部4は、画像形成部3において画像が形成される用紙Sを給送する。給紙部4は、不図示のカセット装着部に装着された不図示の給紙カセットに載置された複数の用紙Sを一枚ずつ画像形成部3に給送する。
The
次に、図5を参照して、制御部5の概略機能について説明する。制御部5は、CPU51、ROM52、RAM53、EEPROM54、モータードライバー55等を有している。制御部5は、ROM52に記憶された所定の制御プログラムをCPU51で実行することによって、画像形成装置100を統括的に制御する。具体的に、ROM52には、画像を形成する画像形成処理プログラムや、現像装置34に連結されたステッピングモーター77を駆動させる駆動制御プログラムなどが予め記憶されている。また、ROM52には、後述する識別処理(図9参照)を実行するための識別処理プログラムが予め記憶されている。また、ROM52には、画像形成部3で使用可能な現像装置34に対応する周期情報が記憶されている。ここで、前記周期情報は、装着されている現像装置34が画像形成部3で使用可能なものであるかどうかを判定するための閾値として利用されるものである。例えば、画像形成部3に適合する使用可能な現像装置34が装着されたときの後述のトナー濃度センサー67の出力信号の出力波形の周期を示すものである。このときの出力波形の周期は、現像装置34のギヤ78の伝達比に基づいて得られる現像装置34の固有の周期(固有周期)である。つまり、前記周期は、ギヤ78の伝達比に依存する。より正確には、ステッピングモーター77の出力軸から後述のスクレーパー66までの間に設けられたギヤ78を含む駆動伝達機構の伝達比に依存する。この伝達比が変わると、前記出力波形の周期も変化する。このような周期情報を記憶するROM52は、本発明の記憶手段に相当する。
Next, the general function of the
RAM53は揮発性の記憶手段、EEPROM54は不揮発性の記憶手段であって、CPU51が実行する各種の処理の一時記憶メモリーとして使用される。モータードライバー55は、CPU51の制御によってステッピングモーター77を駆動させる。また、制御部5には現像装置34が備える後述のトナー濃度センサー67が接続されており、トナー濃度センサー67で検知されて出力される出力信号(電圧信号)が制御部5に入力される。なお、制御部5は、集積回路(ASIC、DSP)等の電子回路により構成されてもよく、画像形成装置100を統括的に制御するメイン制御部と別に設けられた制御部であってもよい。
The
<現像装置34の構成>
次に、図2乃至図6を参照して、現像装置34について詳細に説明する。図4は、図3のA−A断面図である。図6は、図4のB−B断面図である。
<Configuration of developing
Next, the developing
現像装置34は、トナーと磁性を有するキャリアとの二成分からなる所謂二成分性の現像剤を用いて現像するものである。図2に示されるように、現像装置34は、前後方向8に長い形状に形成されている。現像装置34の外側には、補給口70が形成されており、前記補給口70を開閉するシャッター69が備えられている。シャッター69は、トナーコンテナ39(図1(A)参照)から現像装置34に非磁性体のトナーが補給される際に、ソレノイド(不図示)によってスライドされて補給口70を開ける。トナーが補給されない場合には、シャッター69は、ソレノイドによってスライドされて補給口70を閉じる。
The developing
図3に示されるように、現像装置34は、現像剤貯留部63(現像容器の一例)、スクリューフィーダー64A(撹拌手段の一例)、スクリューフィーダー64B、スクレーパー66(接触部材の一例)、トナー濃度センサー67(検知手段の一例)、現像ローラー61、磁気ローラー62、現像剤規制ブレード71などを備えている。これらは現像装置34の筐体60の内部に設けられている。現像剤貯留部63は、筐体60の底部分に形成されており、筐体60と一体に構成されている。現像剤貯留部63は、トナーコンテナ39から補給された非磁性体のトナー及び磁性体のキャリアを含む二成分性の現像剤が貯留(収容)された容器である。現像剤担持体である磁気ローラー62は、現像剤貯留部63の上方に配置される。トナー担持体である現像ローラー61は、磁気ローラー62の斜め上方位置で磁気ローラー62に対向配置される。現像剤規制ブレ−ド71は、磁気ローラー62に対向して配置される。
As shown in FIG. 3, the developing
図5に示されるように、現像装置34は、ギヤ78(駆動伝達手段の一例)を備えている。ギヤ78は、ステッピングモーター77の回転駆動力をスクレーパー66に伝達する。具体的には、現像ローラー61、磁気ローラー62、スクリューフィーダー64A、及びスクリューフィーダー64Bは、ギヤ78を介してステッピングモーター77の出力軸(不図示)に連結されている。言い換えると、ステッピングモーター77から供給される回転駆動力は、ギヤ77を介して、現像ローラー61、磁気ローラー62、スクリューフィーダー64A、及びスクリューフィーダー64Bに伝達される。これにより、スクリューフィーダー64A、スクリューフィーダー64B、現像ローラー61、及び磁気ローラー62が連動して回転する。そして、更には、スクリューフィーダー64Aを介して、スクリューフィーダー64Aに取り付けられたスクレーパー66に前記回転駆動力が伝達される。
As shown in FIG. 5, the developing
本実施形態では、現像装置34は、画像形成部3に着脱可能なように構成されている。画像形成部3は、装着された現像装置34を使用して現像処理、画像形成処理を実行する。例えば、ギヤ78が損傷したり、現像ローラー61や磁気ローラー62、スクリューフィーダー64A、スクリューフィーダー64Bなどに回転不良が生じて現像装置34が故障した場合に、故障した現像装置34を取り外して新たな現像装置34に交換することが可能である。ところが、現像装置34が着脱可能に構成されていることにより、取付互換性(装着互換性)を有する他の現像装置であって画像形成部3では正常に使用することができない現像装置(以下「不適合現像装置」とも称する。)が装着される場合がある。ここで、取付互換性としては、画像形成部3と現像装置34とを電気的に接続するコネクタのピンアサイン(コネクタのピン位置に対するピン信号の配列)が同じ場合の電気的接続の互換性や、現像装置34の取付機構が同じ場合の機械的接続の互換性などがある。このような互換性を有する不適合現像装置が画像形成部3に装着されると、画像形成部3による画像形成による画質が低下するおそれがある。
In the present embodiment, the developing
例えば、現像装置34の現像ローラー61のギヤ78の伝達比(ギヤ比)は、画像形成部3における画像形成動作に適合する数値に設定されており、画像形成装置100のタイプが異なれば現像装置における前記伝達比も異なる。このため、前記不適合現像装置が画像形成部3に装着されると、現像ローラー61に伝達される回転駆動力が異なり、現像ローラー61の回転速度が変化して、画像形成部3で形成される画像の画質低下を招く。なお、現像装置34及び前記不適合現像装置は、前記伝達比が異なる以外は同じ構成を有するものとする。本実施形態では、取付互換性(装着互換性)のある前記不適合現像装置が画像形成部3に装着された場合でも、後述する識別処理(図9参照)が制御部5によって実行されることにより、画像形成部3に装着された現像装置が適合するものであるかどうかが正確に識別される。なお、前記識別処理の詳細については後述する。
For example, the transmission ratio (gear ratio) of the
ステッピングモーター77は、制御部5の制御によって、現像が行われる現像時に正回転方向(図3の矢印91,92の方向、第1回転方向に相当)へ、現像ローラー61及び磁気ローラー62を回転させる。これに連動してスクリューフィーダー64A、及びスクリューフィーダー64Bもギヤ78によって定められた正回転方向(図3及び図4の矢印93,94の方向)へ回転する。これにより、感光体ドラム31にトナーが供給される。また、ステッピングモーター77は、制御部5の制御によって、現像が行われていない非現像時に前記正回転方向とは逆向きの逆回転方向(図3の前記矢印91,92とは逆向きの方向、第2回転方向に相当)へ、現像ローラー61及び磁気ローラー62を回転させる。これに連動して、スクリューフィーダー64A、及びスクリューフィーダー64Bもギヤ78によって定められた逆回転方向(図3及び図4の矢印93,94とは逆向きの方向)へ回転する。これにより、前記正回転方向の回転では撹拌できないような場所で滞留しているトナーや沈殿しているトナーを撹拌させることができる。
The stepping
図4に示されるように、現像剤貯留部63は、現像装置34の長手方向(前後方向8)に延びる2つの隣り合う現像剤貯留室63A,63Bを含む。現像剤貯留室63A,63Bそれぞれは、前後方向8に長い円筒状の形状に形成されている。現像剤貯留室63A,63Bは、筐体60に一体に形成されており、前後方向8に延びる仕切り板111によって互いに仕切られている。ただし、完全に仕切り分けられているのではなく、図4に示されるように、前後方向8における両端部には仕切り板111が設けられていない。具体的には、現像剤貯留室63A,63Bそれぞれの両端部は連通路112,113によって互いに連通されている。
As shown in FIG. 4, the
現像剤貯留室63A,63Bそれぞれには、スクリューフィーダー64A,64Bが収容されている。スクリューフィーダー64A,64Bは、合成樹脂によって構成されている。スクリューフィーダー64Aは、現像剤貯留室63Aの長手方向の両端壁で回転可能に支持されている。また、スクリューフィーダー64Bは、現像剤貯留室63Bの長手方向の両端壁で回転可能に支持されている。これにより、スクリューフィーダー64A,64Bは、現像剤貯留室63A,63Bの内部で回転することができる。スクリューフィーダー64A,64Bは、現像剤貯留室63A,63Bの内部で軸回りに回転されることにより現像剤を撹拌させながら搬送する。スクリューフィーダー64A,64Bには、軸周りに螺旋形状の羽が設けられている。スクリューフィーダー64A,64Bは、ステッピングモーター77からギヤ77を経て供給された回転駆動力を受けて回転される。スクリューフィーダー64A,64Bそれぞれの回転方向は互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、現像剤貯留室63A及び現像剤貯留室63B間を撹拌されつつ、図4の矢印96で示される方向へ循環搬送される。この撹拌により、現像剤のトナーに電荷を持たせることができる。
Screw
図4に示されるように、現像剤貯留室63Aの一方側の端部(前側の端部)の近傍には、検知面68が形成されている。後述するように、現像剤貯留室63Aの底面に形成された開口にトナー濃度センサー67が嵌め入れられることにより、トナー濃度センサー67のケーシング67Aの一部(具体的には上面)が現像剤貯留室63Aに露出される。このように露出された部分が現像剤貯留室63Aの底面に検知面68として現れる。つまり、現像剤貯留室63Aの底面に検知面68が形成される。検知面68は、トナー濃度センサー67が現像剤のトナー濃度を正確に測定できるように平面状に形成されている。なお、本実施形態では、検知面68は、円筒状の現像剤貯留室63Aの底面から上側へ離反した位置に設けられている。言い換えると、スクリューフィーダー64Aの回転軸の回転中心から現像剤貯留室63Aの内壁までの距離よりも、回転軸の回転中心から検知面68までの距離は短い。
As shown in FIG. 4, a
前記検知面68付近のスクリューフィーダー64Aには、スクレーパー66を取り付けるための支持部79が形成されている。支持部79は、スクリューフィーダー64Aと同じ樹脂で一体に形成されており、スクリューフィーダー64Aの回転軸に対して垂直方向へ突出した形状である。
A
また、スクレーパー66は、スクリューフィーダー64A側の端部側の接合面66Bが支持部79に接合されており、他方の端部が前記垂直方向に延びるように形成されている。接合面66Bは、スクリューフィーダー64Aが前記正回転方向へ回転されたときにスクレーパー66が検知面68に接触する接触面66Aとは反対側の面である。スクレーパー66は、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等からなる可撓性を有する板状の部材である。スクレーパー66は、両面テープなどでスクリューフィーダー64Aの支持部79に取り付けられている。そのため、現像時にスクリューフィーダー64Aが正回転方向に回転されると、スクレーパー66は正回転方向に移動して接触面66A側が検知面68にあたり、挫屈変形しながら検知面68に当接する(図6参照)。
Further, the
磁気ローラー62は、現像装置34の長手方向(前後方向8)に沿って配設されている。磁気ローラー62は、現像時に図3における時計回転方向(図3の矢印92の方向)へ回転される。磁気ローラー62の内部には、固定式の所謂磁石ロール(不図示)が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、本実施形態では汲上極73、規制極74、及び主極75を有する。汲上極73は現像剤貯留部63に対向し、規制極74は現像剤規制ブレード71に対向し、主極75は現像ローラー61に対向するように配置されている。
The
磁気ローラー62は、汲上極73の磁力によって現像剤貯留部63から現像剤をその磁気ローラー周面62A上に磁気的に汲み上げる。汲み上げられた現像剤は、磁気ローラー周面62A上に磁気的に現像剤層(磁気ブラシ層)として保持され、磁気ローラー62の回転に伴って現像剤規制ブレード71へ向けて搬送される。
The
現像剤規制ブレード71は、磁気ローラー62の回転方向から見て現像ローラー61よりも上流側に配置されている。現像剤規制ブレード71は、磁気ローラー周面62Aに磁気的に付着した現像剤層の層厚を規制する。現像剤規制ブレード71は、磁気ローラー62の前後方向8に沿って延びる磁性材料からなる板部材であり、筐体60に取り付けられている。また、現像剤規制ブレード71は、磁気ローラー周面62Aとの間で所定の寸法の規制ギャップ72を形成する規制面71A(つまり現像剤規制ブレード71の先端面)を有する。
The
現像剤規制ブレード71は磁性材料で構成されており、磁気ローラー62の規制極74によって磁化される。これにより、現像剤規制ブレード71の規制面71Aと規制極74との間、つまり規制ギャップ72に磁路が形成される。汲上極73によって磁気ローラー周面62A上に付着した現像剤層が、磁気ローラー62の回転に伴って規制ギャップ72内に搬送されると、現像剤層の層厚は規制ギャップ72において規制される。これにより、磁気ローラー周面62A上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。
The
現像ローラー61は、現像装置34の長手方向(前後方向8)に沿って、且つ、磁気ローラー62に対して平行に延びるように配設されている。現像ローラー61は、現像時に図3における時計回転方向(図3の矢印91の方向)へ回転される。現像ローラー61は、磁気ローラー周面62A上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を現像ローラー周面61Aで担持する。現像が行なわれる現像時には、トナー層のトナーが感光体ドラム31の周面に供給される。
The developing
現像ローラー61および磁気ローラー62は、ステッピングモーター77によって回転される。現像ローラー周面61Aと磁気ローラー周面62Aとの間には、所定の寸法の隙間76(図3参照)が形成されている。隙間76は例えば約130μmに設定されている。現像ローラー61は、筐体60に形成された開口を通して感光体ドラム31に臨むように配置されている。現像ローラー周面61Aと前記感光体ドラム31の周面との間にも所定の寸法の隙間(例えば約110μm)が形成されている。
The developing
トナー濃度センサー67は、検知面68を介して現像剤貯留部63Aに貯留された現像剤に含まれるトナーの濃度を検知する。具体的には、トナー濃度センサー67は、検知面68を介して現像剤の透磁率を測定し、その透磁率に応じた電圧を出力信号(電圧信号)として制御部5に出力する。現像によってトナーが消費されると、現像剤におけるトナーの比率(割合)が変化し、これにより現像剤の透磁率も変化する。例えば、現像剤におけるトナーの比率が低下すると、現像剤の透磁率が上がり、前記出力信号の電圧レベルも上がる。トナー濃度センサー67は、検知された透磁率に応じた出力信号を制御部5に出力する。制御部5は、入力された出力信号に基づいて、現像剤のトナー濃度を判定する。このように、制御部5は、トナーを含む現像剤の透磁率をトナー濃度センサー67によって検知することによってトナー濃度を検知する。なお、トナー濃度センサー67は、トナー濃度を判定する制御基板が組み込まれたものであってもよい。
The
トナーの濃度は、トナーの残量に応じて異なる。そのため、制御部5は、トナー濃度を検知することによって現像剤貯留部63A内の現像剤に含まれるトナーの残量を検知することができる。つまり、制御部5は、トナー濃度センサー67によって検知された現像剤のトナーの濃度(透磁率)を示す出力信号を取得し、そのトナー濃度に基づいて現像剤のトナーの残量を検知する。また、制御部5は、検知されたトナーの残量が所定量よりも少なくなると、シャッター69をスライドさせて補給口70を開け、トナーコンテナ39から現像装置34へトナーを供給する。このように、制御部5は、現像装置34内の現像剤に含まれるトナーの濃度が一定範囲内に保つようにする。
The toner density varies depending on the remaining amount of toner. Therefore, the
図3及び図6に示されるように、トナー濃度センサー67は、上面が平坦に形成されたケーシング67Aを有する。ケーシング67A内に、現像剤の透磁率を検知可能なセンサー本体67Bが設けられている。本実施形態では、現像剤貯留室63Aの底面に底壁を貫通する開口が形成されており、この開口にケーシング67Aが嵌め入れられている。これにより、ケーシング67Aの上面の平坦面が現像剤貯留室63Aの底面から内部に配置されて、上述の検知面68として現像剤貯留室63Aの底面に設けられる。
As shown in FIGS. 3 and 6, the
図4及び図6に示されるように、スクレーパー66は、スクリューフィーダー64Aの回転に伴って現像剤貯留室63Aの内部でその回転方向へ移動する。スクリューフィーダー64Aが回転する際に、スクレーパー66の先端部(突出する方向の端部)は、現像剤貯留室63Aの円筒状の断面図において、現像剤貯留室63Aの内壁から離れて移動する(図8(A)参照)。一方、スクレーパー66の前記先端部が検知面68を通過するときには、スクレーパー66の接触面66Aが検知面68に接触して摺りながら移動する(図6、及び図8(B)参照)。これによって、スクレーパー66は、検知面68に付着する現像剤を除去する。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
以下、図7及び図8を参照して、スクレーパー66の動作とともに、トナー濃度センサー67から出力される出力信号の信号波形について説明する。上述したように、現像時に前記ステッピングモーター77によってスクリューフィーダー64Aが前記正回転方向へ回転される。スクリューフィーダー64Aは、現像剤貯留室63Aの内部において現像剤を撹拌しつつ一方向へ搬送する。また、本実施形態では、ステッピングモーター77は、一定速度で前記正回転方向に回転駆動される。そのため、図8に示されるように、スクレーパー66は、スクリューフィーダー64Aの回転に伴ってその回転方向(正回転方向)へスクリューフィーダー64Aの周りを移動(回動)する。スクレーパー66は、スクリューフィーダー64Aの周りを1回転する度に検知面68に接触する。言い換えると、スクレーパー66は、スクリューフィーダー64Aの周りを1回転する時間を1周期として、検知面68に周期的に接触する。これにより、検知面68の上に滞留した現像剤は、スクレーパー66が1回転する度に前記正回転方向へ掻き出される。
Hereinafter, with reference to FIGS. 7 and 8, the operation of the
本実施形態では、検知面68上の現像剤は、スクレーパー66によって掻き出された直後(図8(A)参照)が最小量となる。一方、検知面68上の現像剤は、スクレーパー66によって掻き出された直後から徐々に増加し、スクレーパー66によって掻き出される直前(図8(C)参照)が最大量となる。これは、スクレーパー66によって掻き出された直後からスクリューフィーダー64Aによって徐々に検知面68へ現像剤が搬送され、更にスクレーパー66によって徐々に検知面68へ現像剤が押しつけられて検知面68上の現像剤が増加するからである。
In the present embodiment, the developer on the
このように検知面68上の現像剤の量が周期的に変動するため、図7の波形82に示されるように、トナー濃度センサー67の出力信号の出力波形も、検知面68上の現像剤の量に応じて周期的に変動する。ここで、図7の波形82は、画像形成部3に使用可能な現像装置34が装着されたときのトナー濃度センサー67の出力波形を示す。波形82によれば、図7に示されるように、時点T01で検知面68における現像剤が最小量になった場合は、同じタイミング(時点T01)でトナー濃度センサー67の出力信号は最小値となる。そして、検知面68における現像剤は時点T04まで徐々に増加して、時点T04において最大量になり、同じタイミング(時点T04)でトナー濃度センサー67の出力信号は最大値となる。その後、スクレーパー66によって現像剤が掻き出されることにより、再び現像剤は時点T05において最小量となり、信号波形も最小値となる。なお、この波形82の周期T40(時点T01から時点T05までの時間)は、スクレーパー66の1回転に要する時間でもある。本実施形態では、画像形成部3に使用可能な現像装置34が装着されたときに得られる前記周期T40を示す周期情報が予めROM52に記憶されている。
As described above, since the amount of the developer on the
一方、画像形成部3では正常に使用できない前記不適合現像装置(例えば現像装置34の現像ローラー61への伝達比が異なるギヤ78を備えたもの)が装着されたときのトナー濃度センサー67の出力波形も周期的に変動する。ここで、図7の波形83は、画像形成部3に前記不適合現像装置が装着されたときのトナー濃度センサー67の出力波形を示す。ステッピングモーター77が一定速度で回転駆動される場合は、その回転駆動力の伝達比が異なると、現像ローラー61の回転速度も異なり、スクリューフィーダー64Aの回転に伴い移動(回動)するスクレーパー66の速度も異なる。このため、トナー濃度センサー67の出力波形として、波形82とは周期が異なる波形83が得られる。この波形83によれば、図7に示されるように、時点T01で検知面68における現像剤が最小量になった場合は、同じタイミング(時点T01)でトナー濃度センサー67の出力信号は最小値となる。そして、検知面68における現像剤は時点T02まで徐々に増加して、時点T04よりも早い時点T02において最大量になり、その同じタイミング(時点T02)でトナー濃度センサー67の出力信号は最大値となる。その後、スクレーパー66によって現像剤が掻き出されることにより、再び現像剤は時点T03において最小量となり、信号波形も最小値となる。なお、この波形83の周期T30(時点T01から時点T03までの時間)は、前記不適合現像装置におけるスクレーパー66が1回転するのに要する時間でもある。
On the other hand, the output waveform of the
本実施形態では、画像形成部3に装着可能な複数の現像装置において、上述したように、トナー濃度センサー67から出力される信号波形の周期が現像装置ごとに異なることを利用して、後述の識別処理が制御部5によって実行される。これにより、画像形成部3に装着された現像装置を正確に識別可能となる。
In the present embodiment, in a plurality of developing devices that can be attached to the
<識別処理>
以下、図9を参照して、制御部5によって実行される現像装置34の識別処理の手順を説明する。図9のフローチャートにおいてステップS1、S2、・・・は処理手順(ステップ)番号を表している。本実施形態では、制御部5が識別処理を実行することによって、ステッピングモーター77によるスクレーパー66の回転中にトナー濃度センサー67から出力される信号波形の周期に基づいて現像装置34が画像形成部3において使用可能かどうかを判定する。前記識別処理を実行するときの制御部5が本発明に係る制御手段に相当する。なお、以下の説明では、画像形成部3に装着可能な現像装置のうち、画像形成部3に適合する使用可能なものを現像装置34とし、画像形成部3で正常に使用できない不適合なものを前記不適合現像装置とする。また、説明の便宜上、前記不適合現像装置の構成要素についても、現像装置34の構成要素の符号を付して説明する。
<Identification process>
Hereinafter, with reference to FIG. 9, a procedure of identification processing of the developing
ステップS1において、制御部5は、画像形成装置100が起動したかどうかを判定する。例えば、画像形成装置100の電源が投入された場合、画像形成装置100における現像装置34の交換が終了して通常動作状態(通常動作モード)に復帰した場合に、画像形成装置100が起動したと判定する。画像形成装置100が起動したと判定されると、制御部100は、ステッピングモーター77を前記正回転方向へ回転駆動させる(S2)。これにより、現像ローラー61、磁気ローラー62、スクリューフィーダー64A、及びスクリューフィーダー64Bが前記正回転方向に回転されて、更に、スクリューフィーダー64Aの回転に伴い、スクレーパー66がスクリューフィーダー64Aの周りを前記正回転方向へ移動(回動)する。
In step S1, the
次に、ステップS3では、制御部5は、トナー濃度センサー67の出力信号の測定を開始する。具体的には、トナー濃度センサー67から出力される出力信号(電圧信号)を時間の変化とともにサンプリング測定して、RAM53に記憶する。これにより、RAM53には、図7に示されるような出力波形のデータ(出力信号の波形データ)が記憶される。前記出力信号の測定は、予め定められたサンプリング時間が経過するまで行われる(S4)。ここで、前記サンプリング時間は、少なくとも適合する現像装置34の装着時にスクレーパー66がスクリューフィーダー64Aの周りを前記正回転方向へ1回転するのに要する時間(周期T40、図7参照)である。もちろん、前記サンプリング時間は周期T40以上であってもよいが、処理時間を最小にするためには、適合する現像装置34が装着されたときの周期T40を前記サンプリング時間とすることが好ましい。
Next, in step S <b> 3, the
次に、ステップS5では、制御部5は、RAM53に記憶された波形データに基づいて、その波形データの周期Tsを算出する。具体的には、波形データにおける最小値から最大値までの時間をカウントして、その時間を周期Tsとする。例えば、前記サンプリング時間が十分に長い場合は、前記波形データから得られる複数の周期の平均値を算出して、その平均値を周期Tsとすることもできる。
Next, in step S <b> 5, the
ステップS6では、制御部5は、周期Tsの算出エラーが生じたかどうかを判定する。具体的には、ステップS5で周期Tsが算出できたかどうかを判定し、周期Tsが得られなかった場合に、算出エラーと判定する。例えば、装着された現像装置が取付互換性を有しておらず、ステッピングモーター77の回転駆動力が正しく伝達できなかった場合は、スクレーパー66が回転しないので、周期Tsは得られない。この場合は、制御部5は、前記算出エラーと判定する。ステップS5において周期Tsが得られず、算出エラーであると判定された場合は、次のステップS9において、制御部5は、エラーメッセージを操作表示部6に出力してエラーメッセージを表示させる。エラーメッセージとしては、例えば、取付互換性の無い現像装置が装着されていることを示すメッセージ、純正品では無い現像装置が装着されていることを示す旨を示すメッセージ、装着可能な現像装置の形式番号とともに現像装置を交換する旨を示すメッセージなどが考えられる。
In step S6, the
ステップS6において、算出エラーではないと判定されると、次のステップS7では、制御部5は、算出された周期TsとROM52に記憶された前記周期情報(閾値)とを比較して、装着された現像装置が画像形成部3で使用可能なものであるかどうかを判定する。具体的には、制御部5は、周期Tsと前記周期情報とが一致するかどうかを判定する。ここで、前記周期情報は、上述したように、画像形成部3に適合する現像装置34のスクレーパー66の周期を示す情報である。したがって、周期Tsと前記周期情報とが一致する場合は、つまり、画像形成部3で使用可能な現像装置34が画像形成部3に装着されていることを意味する。このため、ステップS7において、周期Tsと前記周期情報とが一致すると判定された場合は、制御部5は、次のステップS8において、操作表示部6に現像処理及び画像形成処理の準備が完了したことを示す準備完了メッセージを出力して表示させる。一方、周期Tsと前記周期情報とが一致しない場合は、つまり、画像形成部3で使用することができない不適合現像装置が画像形成部3に装着されていることを意味する。このため、ステップS7において、周期Tsと前記周期情報とが一致しないと判定された場合は、制御部5は、次のステップS9において、エラーメッセージを操作表示部6に出力して表示させる。このときのエラーメッセージとしては、例えば、不適合な現像装置が装着されていることを示すメッセージ、純正品では無い現像装置が装着されていることを示す旨を示すメッセージ、装着可能な現像装置の形式番号とともに現像装置を交換する旨を示すメッセージなどである。
If it is determined in step S6 that there is no calculation error, in the next step S7, the
<実施形態の効果>
上述の実施形態においては、ステップS2〜S7の手順に従って各処理が制御部5によって実行されることにより、装着された現像装置が使用可能かどうかが判定される。つまり、制御部5は、装着された現像装置が画像形成部3において使用可能なものか、或いは使用できないものであるかを識別することができる。この識別は、現像装置が備えるトナー濃度センサー67の出力信号の波形の周期に基づいて行われる。そのため、現像装置に識別判定用の情報を保持するメモリーなどの記憶手段を搭載することなく、簡易な構成で現像装置の識別が可能である。また、現像剤の濃度などを検知するために設けられているトナー濃度センサー67を利用するため、新たな検知手段を設けることなく、現像装置を識別することができる。
<Effect of embodiment>
In the above-described embodiment, each process is executed by the
<実施形態の変形例>
なお、上述の実施形態の説明では、現像装置34が有するトナー濃度センサー67の出力波形の周期に基づいて現像装置34を識別する例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、既存のトナー濃度センサー67を利用せずに、トナー濃度センサー67と同じ構成の別のセンサーであって、現像剤の透磁率を検知可能なセンサーを設け、このセンサーを用いて出力波形の周期を求めて、現像装置を識別してもよい。また、上述の実施形態では、二成分性の現像剤を用いた現像装置34を例示して説明したが、もちろん、一成分性の現像剤を用いた現像装置を備えた画像形成装置100にも本発明は適用可能である。
<Modification of Embodiment>
In the above description of the embodiment, the example in which the developing
本発明の範囲は、請求項の記載に先行する詳細な説明ではなく、添付の請求項の記載により定義されるので、本明細書に記載の実施形態は、例示に過ぎず、かつ非限定的であると理解されたい。従って、特許請求の範囲から逸脱しない変更の全て、または均等物が、特許請求の範囲に含まれる。 Since the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the detailed description preceding the claims, the embodiments described herein are exemplary only and not limiting. I want to be understood. Therefore, all the modifications which do not deviate from a claim, or an equivalent are included in a claim.
100:画像形成装置
3:画像形成部
5:制御部
31:感光体ドラム
34:現像装置
39:トナーコンテナ
52:ROM
60:筐体
61:現像ローラー
62:磁気ローラー
63:現像剤貯留部
63A,63B:現像剤貯留室
64A,64B:スクリューフィーダー
66:スクレーパー
67:トナー濃度センサー
68:検知面
77:ステッピングモーター
78:ギヤ
79:支持部
101:軸状部材
102:外嵌部
103,104:係合片
110:延出部
100: image forming apparatus 3: image forming unit 5: control unit 31: photosensitive drum 34: developing device 39: toner container 52: ROM
60: Housing 61: Developing roller 62: Magnetic roller 63:
Claims (5)
前記現像装置は、
現像剤が収容され、内部に検知面を有する現像容器と、
前記検知面を介して前記現像容器内の現像剤の透磁率を検知する検知手段と、
前記現像容器内で回転されることによって前記検知面に周期的に接触する接触部材と、
前記接触部材に回転駆動力を伝達する駆動伝達手段と、を有し、
前記画像形成装置は、
装着された前記現像装置の前記駆動伝達手段に回転駆動力を供給する駆動手段と、
前記駆動手段による前記接触部材の回転中に前記検知手段から出力される信号波形の周期に基づいて前記現像装置が使用可能かどうかを判定する制御手段と、を具備する画像形成装置。 An image forming apparatus that performs development processing using a mounted developing device,
The developing device includes:
A developer container containing a developer and having a detection surface inside;
Detection means for detecting the magnetic permeability of the developer in the developer container via the detection surface;
A contact member that periodically contacts the detection surface by being rotated in the developer container;
Drive transmission means for transmitting a rotational driving force to the contact member;
The image forming apparatus includes:
Drive means for supplying rotational drive force to the drive transmission means of the mounted developing device;
An image forming apparatus comprising: a control unit that determines whether or not the developing device can be used based on a period of a signal waveform output from the detection unit during rotation of the contact member by the driving unit.
前記制御手段は、前記検知手段から出力される信号波形の周期と前記記憶手段に記憶された周期情報とを比較することにより、前記現像装置が使用可能かどうかを判定する請求項1に記載の画像形成装置。 A storage unit for storing period information regarding the period corresponding to a developing device usable in the image forming apparatus;
2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit determines whether the developing device can be used by comparing a cycle of a signal waveform output from the detection unit with cycle information stored in the storage unit. Image forming apparatus.
前記制御手段は、前記検知手段から出力される信号波形の周期と前記記憶手段に記憶された周期情報とが一致している場合に前記現像装置が使用可能であると判定する請求項2に記載の画像形成装置。 The period information is a natural period of the developing device obtained based on a transmission ratio of the drive transmission unit of the developing device usable in the image forming apparatus,
The control unit determines that the developing device can be used when a cycle of a signal waveform output from the detection unit matches a cycle information stored in the storage unit. Image forming apparatus.
前記接触部材は、前記撹拌手段に取り付けられ、前記撹拌手段の回転に伴ってその回転方向へ移動することによって前記検知面に接触し、
前記駆動伝達手段は、前記撹拌手段を介して回転駆動力を前記接触部材に伝達する請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。 The developing device further includes a stirring unit that stirs the developer by being rotated in the developing container,
The contact member is attached to the stirring means, and contacts the detection surface by moving in the rotation direction as the stirring means rotates,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the drive transmission unit transmits a rotational driving force to the contact member via the stirring unit.
前記接触部材は、端部が前記支持部に接合されて前記垂直方向に延びる可撓性を有する板状部材である請求項4に記載の画像形成装置。 The stirring means has a support portion that protrudes in a direction perpendicular to the rotation center axis of the stirring means,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the contact member is a flexible plate-like member having an end portion joined to the support portion and extending in the vertical direction.
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