JP2018049229A - Image formation device, and developer replenishment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置のトナー補給技術に関する。 The present invention relates to a toner replenishing technique for an image forming apparatus such as a copying machine, a laser beam printer, or a multifunction printer.
トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置は、画像を現像するための現像器内にトナーを収容する。現像器内のトナーが減少した場合、トナー収容容器等のトナー収容容器から現像器にトナーが補給される。トナーは、例えばトナー収容容器からバッファ等を介さずに、直接、現像器に補給される（特許文献１）。また、カラーの画像形成装置に設けられる複数の現像器に対してトナーを補給する場合、複数のトナー収容容器を１つのモータで選択的に駆動して、各現像器にトナーを補給する構成が提案されている（特許文献２）。 An image forming apparatus that forms an image using toner accommodates toner in a developing device for developing an image. When the toner in the developing device decreases, the toner is supplied to the developing device from a toner container such as a toner container. For example, the toner is supplied directly from the toner container to the developing device without using a buffer or the like (Patent Document 1). In addition, when replenishing toner to a plurality of developing units provided in a color image forming apparatus, a configuration in which a plurality of toner storage containers are selectively driven by one motor to replenish toner to each developing unit. It has been proposed (Patent Document 2).
現像器やトナー収容容器は、工場からの出荷時に画像形成装置に装着されていることがある。これらのパーツが出荷時に装着されているために、画像形成装置は、使用開始時の利便性が向上する。しかし、輸送時の振動等により、トナー収容容器から現像器に意図しないトナー補給が行われる可能性がある。この場合、トナー収容容器から現像器へ直接トナーを補給する構成の画像形成装置では、現像器内のトナー濃度が高くなり、濃度異常等の異常画像が形成される。 The developing device and the toner container may be attached to the image forming apparatus when shipped from the factory. Since these parts are mounted at the time of shipment, the image forming apparatus has improved convenience at the start of use. However, there is a possibility that unintended toner supply from the toner container to the developing device may be performed due to vibration during transportation. In this case, in the image forming apparatus configured to replenish toner directly from the toner container to the developing device, the toner density in the developing device becomes high, and an abnormal image such as a density abnormality is formed.
そのために画像形成装置は、トナー収容容器のトナー排出口と、現像器のトナー補給口とを連結するトナー補給経路を遮断するシャッタ機構を備える。画像形成装置の出荷時には、シャッタ機構がトナー補給経路を塞ぐことで、輸送時の意図しないトナー補給を防止する。シャッタ機構は、画像形成装置を最初に使用する際に開状態にされる。シャッタ機構の開閉のためのモータは、トナー収容容器を駆動するトナー補給用のモータと兼用されることが一般的である。この場合、トナー補給用のモータを所定の方向に一定量回転させることでシャッタ機構が開状態になり、それ以降、モータの回転方向を切り替えることでトナー補給が行われる。しかしながら、シャッタ機構が十分に開状態になっていない場合、十分な量のトナー補給が行われない。十分な量のトナー補給が行われない場合、異常画像が発生して画像形成装置のダウンタイムが発生する。シャッタ機構の開状態を検知するセンサを設けることでこのような異常画像の発生を防止することは可能であるが、コストアップにつながる。 For this purpose, the image forming apparatus includes a shutter mechanism that blocks a toner supply path that connects the toner discharge port of the toner container and the toner supply port of the developing device. At the time of shipment of the image forming apparatus, the shutter mechanism blocks the toner supply path, thereby preventing unintended toner supply during transportation. The shutter mechanism is opened when the image forming apparatus is used for the first time. Generally, a motor for opening and closing the shutter mechanism is also used as a toner replenishing motor that drives the toner container. In this case, the shutter mechanism is opened by rotating the toner replenishing motor by a certain amount in a predetermined direction. Thereafter, toner replenishment is performed by switching the rotation direction of the motor. However, when the shutter mechanism is not fully opened, a sufficient amount of toner is not supplied. If a sufficient amount of toner is not supplied, an abnormal image is generated and the downtime of the image forming apparatus occurs. Although it is possible to prevent the occurrence of such an abnormal image by providing a sensor for detecting the open state of the shutter mechanism, this leads to an increase in cost.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、シャッタ機構の状態に起因した異常画像の発生を防止する画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that prevents an abnormal image from being generated due to a state of a shutter mechanism.
本発明の画像形成装置は、現像剤により所定の感光体の画像を現像する現像手段と、前記現像剤を前記現像手段に補給する収容容器と、前記収容容器から前記現像手段への前記現像剤の補給経路に、前記現像手段のトナー補給口を塞ぐように設けられるシャッタと、前記収容容器を回転駆動して前記現像剤を補給させるとともに、前記シャッタを駆動して開状態にする駆動手段と、前記駆動手段に前記シャッタを開状態にするための駆動を開始させてから一定時間経過するまで待機し、前記一定時間経過した後に、前記駆動手段に前記収容容器を回転駆動させる制御手段と、を備えることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes: a developing unit that develops an image on a predetermined photoreceptor with a developer; a container that replenishes the developer with the developer; and the developer from the container to the developing unit. A shutter provided in the replenishment path so as to close the toner replenishing port of the developing means, and a driving means for driving the container to rotate to replenish the developer and driving the shutter to open the toner container. A control means for waiting until a predetermined time elapses after the driving means starts driving to open the shutter, and causing the driving means to rotationally drive the storage container after the fixed time has elapsed, It is characterized by providing.
本発明によれば、シャッタを開状態にするための駆動を開始してから一定時間経過するまで収容容器を回転駆動しないために、シャッタが開状態になるまで現像剤が補給されることはない。そのために、十分な量の現像剤の補給が可能になり、シャッタの開状態が不十分であることに起因した異常画像の発生を防止することができる。 According to the present invention, the developer is not replenished until the shutter is opened because the container is not rotationally driven until a predetermined time has elapsed since the drive for opening the shutter was started. . Therefore, a sufficient amount of developer can be replenished, and the occurrence of abnormal images due to insufficient shutter opening can be prevented.
以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
（画像形成装置の全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置２００の構成図である。この画像形成装置２００は、それぞれ異なる色の画像を形成するための画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備える。画像形成装置２００は、本体に、各々異なる色の現像剤（本実施形態ではトナー）を収容するトナー収容容器Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄが着脱自在に設けられる。トナー収容容器Ｔａは、イエローのトナーを収容し、画像形成部Ｐａにイエローのトナーを補給する。トナー収容容器Ｔｂは、マゼンタのトナーを収容し、画像形成部Ｐｂにマゼンタのトナーを補給する。トナー収容容器Ｔｃは、シアンのトナーを収容し、画像形成部Ｐｃにシアンのトナーを補給する。トナー収容容器Ｔｄは、ブラックのトナーを収容し、画像形成部Ｐｄにブラックのトナーを補給する。そのために画像形成部Ｐａは、イエローのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｂは、マゼンタのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｃは、シアンのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｄは、ブラックのトナー像を形成する。以下の説明において、色別に説明する場合には符号末尾にａ、ｂ、ｃ、ｄを付し、色別に説明しない場合には符号末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄを付さない。
(Overall configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 is a configuration diagram of an
画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは同様の構成である。なお、画像形成装置２００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像に限定されるものではなく、他の色のトナー像を形成する画像形成部を備えていてもよい。また、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの並びはこの限りではない。画像形成部Ｐは、感光体１、帯電器２、現像器１００、及びドラムクリーナ６を備える。画像形成部Ｐの周囲には、露光器３及び一次転写部４が設けられる。
The image forming units Pa to Pd have the same configuration. Note that the
感光体１は、ドラム形状の金属ローラの表面に感光層を備える像担持体である。感光体１は、画像形成時に矢印Ａ方向に回転する。帯電器２は、感光体１の表面を一様に帯電させる。表面が帯電した感光体１は、対応する色の画像を表す画像データに基づいて露光器３から照射されるレーザ光により走査される。これにより感光体１の表面に対応する色の画像の静電潜像が形成される。 The photoreceptor 1 is an image carrier having a photosensitive layer on the surface of a drum-shaped metal roller. The photoreceptor 1 rotates in the direction of arrow A during image formation. The charger 2 uniformly charges the surface of the photoreceptor 1. The photosensitive member 1 having a charged surface is scanned with laser light emitted from the exposure device 3 based on image data representing an image of a corresponding color. Thereby, an electrostatic latent image of a color image corresponding to the surface of the photoreceptor 1 is formed.
現像器１００はトナー収容容器Ｔから対応する色のトナーが供給されており、静電潜像をトナーにより現像することで、感光体１にトナー像を形成する。現像器１００は内部のトナー濃度を検知する不図示のトナー濃度センサを備える。トナー濃度センサがトナー濃度の低下を検知する場合、現像器１００にはトナー収容容器Ｔからトナーが補給される。現像器１００内部には非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤、或いは磁性トナーや非磁性トナーのみの一成分現像剤が収容される。本実施形態では、二成分現像剤を用いる場合について説明する。
The developing
画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの上部には中間転写ベルト７が設けられる。一次転写部４ａ〜４ｄは、中間転写ベルト７を挟んで画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対向する位置に設けられる。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光体１ａ〜１ｄと一次転写部４ａ〜４ｄとの間には一次転写ニップ部が形成される。中間転写ベルト７は、一次転写ニップ部を通過する際に感光体１ａ〜１ｄに形成されたトナー像が転写される。転写後に感光体１ａ〜１ｄに残るトナーは、ドラムクリーナ６ａ〜６ｄにより除去される。
An intermediate transfer belt 7 is provided above the image forming portions Pa to Pd. The
中間転写ベルト７は、二次転写内ローラ８、従動ローラ１７、第１テンションローラ１８、及び第２テンションローラ１９に掛け回される無端ベルトである。中間転写ベルト７は、二次転写内ローラ８の回転に応じて矢印Ｂ方向に回転する。そのために中間転写ベルト７上に転写されたトナー像は、矢印Ｂ方向に搬送される。中間転写ベルト７を挟んで二次転写内ローラ８に対向する位置には、二次転写ローラ９が配設される。二次転写内ローラ８と二次転写ローラ９との間には転写ニップ部である二次転写部Ｔ２が形成される。中間転写ベルト７及びシート等の記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を通過する際に、中間転写ベルト７に形成されたトナー像が記録材Ｓに転写される。転写後に中間転写ベルト７に残るトナーは、ベルトクリーナ１１により除去される。
The intermediate transfer belt 7 is an endless belt that is wound around the secondary transfer
記録材Ｓは、カセット部６０に収納されており、中間転写ベルト７に形成されたトナー像が二次転写部Ｔ２に搬送されるタイミングに合わせて、二次転写部Ｔ２に搬送される。カセット部６０に収納される記録材Ｓは、給紙ローラ６１により給紙され、搬送パスをレジストレーションローラ対６２に向けて搬送される。レジストレーションローラ対６２は、記録材Ｓの斜行補正等を行った後に、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２において中間転写ベルト７上のトナー像と接触するタイミングで、記録材Ｓを搬送する。
The recording material S is stored in the
二次転写部Ｔ２でトナー像が転写された記録材Ｓは定着器１３に搬送される。定着器１３は、対向する２つのローラにより形成された定着ニップ内で、通過する記録材Ｓに所定の圧力と熱量を与えて、記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。そのために定着器１３は、熱源となるヒータを備え、常に最適な温度が維持されるように制御される。トナー像が定着された記録材Ｓは排紙ローラ対６４により排紙トレイ６３に排出される。画像形成装置２００の各部の動作制御は、内蔵する制御基板６００により行われる。
The recording material S on which the toner image is transferred at the secondary transfer portion T2 is conveyed to the fixing
（トナー収容容器）
図２は、トナー収容容器Ｔの要部概略図である。図２（ａ）は、画像形成装置２００の装着部に装着されるトナー収容容器Ｔの外観を示す。図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、装着部に装着されるトナー収容容器Ｔのキャップ部２２２内の構造を示す。
(Toner container)
FIG. 2 is a schematic view of a main part of the toner container T. FIG. 2A shows the appearance of the toner container T that is mounted on the mounting portion of the
トナー収容容器Ｔは、トナーを収容する収容部２０７、トナー収容容器駆動モータ６０４から回転駆動力が伝達される駆動伝達部２０６、トナーを排出する排出口２１１を有する排出部２１２を備える。さらにトナー収容容器Ｔは、排出部２１２内のトナーを排出口２１１から排出するためのポンプ部２１０、ポンプ部２１０を伸縮させる往復動部材２１３を備える。駆動伝達部２０６は、凸部２２０（所定部分）とカム溝２１４を有する。カム溝２１４は、トナー収容容器Ｔの駆動伝達部２０６が回転する回転方向において駆動伝達部２０６の一周に亘って形成されている。
The toner storage container T includes a
駆動伝達部２０６に形成されたカム溝２１４及び凸部２２０は、駆動伝達部２０６と一体に回転する。トナー収容容器駆動モータ６０４が駆動ギアを介してトナー収容容器Ｔの駆動伝達部２０６に回転駆動力を伝達することによって、トナー収容容器Ｔの駆動伝達部２０６及び駆動伝達部２０６に連結された収容部２０７が回転する。収容部２０７の内部には、螺旋状に凸部２０５が形成されており、収容部２０７の回転に伴って収容部２０７内のトナーを排出口２１１に向けて搬送する。
The
キャップ部２２２は、装着部によって回転が規制されているので、駆動伝達部２０６が回転したとしても回転しない。排出口２１１、ポンプ部２１０、往復動部材２１３もキャップ部２２２とともに回転しないように規制される。排出口２１１、ポンプ部２１０、往復動部材２１３は、駆動伝達部２０６が回転したとしても回転しない。
Since the rotation of the
キャップ部２２２の内側には駆動伝達部２０６が回転することによって往復動部材２１３が回転することを規制する回転規制溝が形成される。往復動部材２１３は回転規制溝に係合される（図３）。さらに、往復動部材２１３は、ポンプ部２１０に接続されると共に、不図示の爪部が駆動伝達部２０６のカム溝２１４に係合する。これにより、駆動伝達部２０６が回転することに応じて、往復動部材２１３が回転することを規制された状態で往復動部材２１３がカム溝２１４に沿って移動する。そのために往復動部材２１３は、矢印Ｘ方向（トナー収容容器Ｔの長手方向）に往復動する。
A rotation restricting groove for restricting rotation of the reciprocating
往復動部材２１３は、ポンプ部２１０と連結されている。往復動部材２１３が往復動することによってポンプ部２１０は伸長と圧縮を交互に繰り返す。往復動部材２１３が矢印Ｘ方向に移動することによりポンプ部２１０が伸長する。そして、ポンプ部２１０が伸長することによりトナー収容容器Ｔの内圧が低下し、排出口２１１から空気が吸い込まれ、排出部２１２内のトナーを解す。次に、往復動部材２１３が矢印Ｘ方向と逆方向に移動することによりポンプ部２１０が圧縮する。そして、ポンプ部２１０が圧縮することによりトナー収容容器Ｔの内圧が上昇し、排出口２１１に堆積したトナーが排出口２１１からトナー搬送路を通って現像器１００に供給される。
The reciprocating
キャップ部２２２は、トナー収容容器Ｔの装着方向（矢印Ｍ方向）の奥側に突起２２２ａを有する。画像形成装置２００に設けられているボトルセンサ２２１は、トナー収容容器Ｔが装着部に装着されたことを検出する。トナー収容容器Ｔが装着位置に装着された場合、ボトルセンサ２２１がキャップ部２２２の突起２２２ａを検出することで、ボトルセンサ２２１が、トナー収容容器Ｔが装着されていることを示す信号を後述のＡＳＩＣ６０２（図７）に出力する。
The
さらに、キャップ部２２２は、排出口２１１を封止するシール部材２２２ｂを備えている。このシール部材２２２ｂにより排出口２１１が封止されていれば、トナー収容容器Ｔ内のトナーが排出口２１１から漏れ出すことを防止できる。なお、トナー収容容器Ｔが装着部に装着される前にユーザがシール部材２２２ｂを除去することによって、トナー収容容器Ｔの排出口２１１が開放される。
Further, the
ここで、図２（ｂ）はトナー収容容器Ｔのポンプ部２１０が最大限伸張された状態、図２（ｃ）はトナー収容容器Ｔのポンプ部２１０が最大限圧縮された状態を示すトナー収容容器Ｔの要部断面図である。なお、ポンプ部２１０は、このポンプ部２１０の伸縮動作に伴ってポンプ部２１０の容積が可変する樹脂製の蛇腹状のポンプである。即ち、ポンプ部２１０は、「山折り」部と「谷折り」部とがトナー収容容器Ｔの長手方向に沿って交互に繰り返し並んでいる。
Here, FIG. 2B shows a state in which the
本実施形態では、トナー収容容器Ｔが１回転する間に亘って補給動作を２回行う。１回のトナー補給動作は、ポンプ部２１０が最大圧縮している状態から開始し、ポンプ部２１０を伸長させ、その後に圧縮させ、ポンプ部２１０が最大圧縮した状態で終了する。カム溝２１４には、２つのピーク領域と２つの谷領域とが、谷→ピーク→谷→ピークの順番で形成されている。往復動部材２１３が係合しているカム溝２１４の位置がピーク領域である場合、ポンプ部２１０が最大限伸長する。往復動部材２１３が係合しているカム溝２１４の位置が谷領域である場合、ポンプ部２１０が最大限圧縮する。
In the present embodiment, the replenishment operation is performed twice while the toner container T rotates once. One toner supply operation starts from a state where the
（回転検知センサ）
次に、画像形成装置２００に設けられた回転検知センサ２０３について図３及び図４に基づいて説明する。回転検知センサ２０３は、発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部とを有する光学センサである。フラグ２０４は自重によってトナー収容容器Ｔの駆動伝達部２０６に接触する。よって、フラグ２０４は、駆動伝達部２０６の凸部２２０に押されて回転軸２０４ａを中心に揺動し、発光部からの光を遮光する。つまり、回転検知センサ２０３によって、フラグ２０４が凸部２２０に接触しているか否かを検知することができる。つまり、回転検知センサ２０３はトナー収容容器Ｔの回転位置を検知することができる。図３は、トナー収容容器Ｔが装着される方向において凸部２２０が形成されている領域と重なる位置、且つ、駆動伝達部２０６が回転する回転方向において凸部２２０と異なる領域（他の領域）にフラグ２０４が当接している様子を示している。この場合、フラグ２０４が発光部と受光部の間に位置していないので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができる。本実施形態においては、フラグ２０４が発光部と受光部の間に位置していなければ、受光部の受光光量が閾値以上となる。ここで、回転検知センサ２０３は、受光部に受光される光の受光光量が閾値以上であればハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）を出力し、受光部に受光される光の受光光量が閾値未満であればローレベルの信号（論理‘Ｌ’）を出力する。つまり、フラグ２０４が凸部２２０以外の領域に接触している場合、回転検知センサ２０３はハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）を後述のＡＳＩＣ６０２（図7）に出力する。
(Rotation detection sensor)
Next, the
一方、図４は、フラグ２０４が凸部２２０に当接している様子を示している。この場合、フラグ２０４が発光部と受光部の間に位置しているので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができない。つまり、受光部の受光光量は閾値未満となる。つまり、フラグ２０４が凸部２２０に接触している場合、回転検知センサ２０３はローレベルの信号（論理‘Ｌ’）を後述のＡＳＩＣ６０２（図7）に出力する。
On the other hand, FIG. 4 shows a state where the
ここで、本実施形態においては、ポンプ部２１０が圧縮し始めてからポンプ部２１０が最大限圧縮するまで、凸部２２０がフラグ２０４を押し上げる構成とした。回転検知センサ２０３は、ポンプ部２１０が圧縮し始めてからポンプ部２１０が最大限圧縮するまでの間、ローレベルの信号（論理‘Ｌ’）を出力する。そして、ポンプ部２１０が伸長し始めてからポンプ部２１０が最大限伸長するまでの間、ハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）を出力する。
Here, in the present embodiment, the
（回転速度制御処理）
本実施形態においては、トナー収容容器駆動モータ６０４としてＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）を用いている。トナー収容容器駆動モータ６０４がトナー収容容器Ｔを回転駆動する場合、トナー収容容器Ｔの回転速度がトナー収容容器Ｔの重量に応じて変動してしまう。つまり、トナー収容容器Ｔに収容されたトナーの量が少なかった場合、トナー収容容器Ｔは軽くなる。よって、所定のＰＷＭ設定値に基づき駆動されたトナー収容容器駆動モータ６０４がトナー収容容器Ｔを回転させた場合、トナー収容容器Ｔの回転速度が目標速度よりも速くなる。
(Rotation speed control process)
In this embodiment, a DC motor (DC brush motor) is used as the toner
トナー収容容器Ｔから現像器１００に補給されるトナーの量（補給量）は、トナー収容容器Ｔの内圧が変化する速度に応じた値となることが実験によって分かっている。つまり、トナー収容容器Ｔの重量が減少することによってトナー収容容器Ｔの回転速度が目標速度よりも速くなった場合、トナー収容容器Ｔの補給量が目標とする補給量よりも増加してしまう。例えば、トナー収容容器Ｔの回転速度が１２０［ｒｐｍ］の場合のトナー排出量は、トナー収容容器Ｔの回転速度が３０［ｒｐｍ］の場合のトナー排出量に対して４０［％］増加する。トナー収容容器Ｔから直接現像器１００にトナーを補給する構成において、トナー排出量が４０［％］も変化した場合、印刷物の濃度が変化してしまう可能性がある。
It has been experimentally found that the amount of toner replenished from the toner container T to the developing device 100 (replenishment amount) is a value corresponding to the speed at which the internal pressure of the toner container T changes. That is, when the rotation speed of the toner container T becomes faster than the target speed due to the weight of the toner container T being decreased, the replenishment amount of the toner container T is increased from the target replenishment amount. For example, the toner discharge amount when the rotation speed of the toner container T is 120 [rpm] increases by 40 [%] with respect to the toner discharge amount when the rotation speed of the toner container T is 30 [rpm]. In the configuration in which the toner is directly supplied from the toner container T to the developing
本実施形態では、１回のトナー補給動作は、ポンプ部２１０が最大圧縮している状態から開始し、ポンプ部２１０を伸長させ、その後に圧縮させ、ポンプ部２１０が最大圧縮した状態で終了する。トナーの補給量は、ポンプ部２１０を圧縮する際の回転速度の影響を受ける。そこで、本実施形態では、ポンプ部２１０が圧縮を開始するまでにＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）が目標回転速度で安定するように、開始状態（すなわち、前回のトナー補給の終了状態）の位置が設計されている。さらに、本実施形態では、トナー収容容器Ｔの回転速度をフィードバック制御することにより、トナー収容容器Ｔの重量の変化に応じたトナー収容容器Ｔの回転速度の変化を低減させる。
In the present embodiment, one toner replenishment operation starts from a state where the
フィードバック制御を高精度に行うためには、トナー収容容器Ｔの回転速度を高精度に測定することが重要である。ＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）は、目標回転速度までの立ち上がり及び停止において時間がかかるという特性を有する。したがって、ＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）が目標回転速度で安定しているタイミングを検出し、回転速度を測定する必要がある。 In order to perform feedback control with high accuracy, it is important to measure the rotation speed of the toner container T with high accuracy. A DC motor (DC brush motor) has a characteristic that it takes time to start up and stop up to a target rotational speed. Therefore, it is necessary to detect the timing at which the DC motor (DC brush motor) is stable at the target rotational speed and measure the rotational speed.
上述したように本実施形態では、ポンプ部２１０が圧縮を開始するまでにＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）が目標回転速度で安定するように設計されている。よって、ポンプ部２１０が圧縮処理しているタイミングで回転速度を測定する。
As described above, in this embodiment, the DC motor (DC brush motor) is designed to be stabilized at the target rotational speed until the
さらに、ポンプ部２１０が最大限圧縮された状態で補給動作後にトナー収容容器Ｔが停止するように、カム溝２１４の谷領域の幅がカム溝のピーク領域の幅に比べて広くなっている。これにより、ポンプ部２１０が最大限圧縮されていない状態で停止される可能性を低減させている。
Furthermore, the width of the valley region of the
以下、トナー収容容器駆動モータ６０４の回転速度が目標速度となるように、後述のＡＳＩＣ６０２（図７）がトナー収容容器駆動モータ６０４の回転駆動を制御する回転速度制御処理を説明する。なお、このＡＳＩＣ６０２は、現像器１００内のトナーの量が所定量よりも低下した場合にトナー収容容器Ｔから現像器１００にトナーを補給する補給動作を実施する。
Hereinafter, a description will be given of a rotational speed control process in which an ASIC 602 (FIG. 7) described later controls the rotational driving of the toner
ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器駆動モータ６０４の回転駆動が開始された後、回転検知センサ２０３からローレベルの信号（論理‘Ｌ’）が出力された時間を計測する。カウント値Ｔｎは、トナー収容容器Ｔが回転する回転方向において凸部２２０の前端がフラグ２０４を押し上げてから、回転方向において凸部２２０の後端がフラグ２０４の押し上げを解除するまでの時間を計測した値である。即ち、カウント値Ｔｎは、凸部２２０によってフラグ２０４が押し上げられている時間を計測した値である。本実施形態では、ポンプ部２１０の圧縮処理が終了すると回転検知センサ２０３から出力される信号がローレベルからハイレベルに変化する。よって、ＡＳＩＣ６０２はトナー収容容器Ｔから現像器１００にトナーを補給する補給動作が１回（１ブロック）実施されたと判定し、トナー収容容器駆動モータ６０４を停止させる。
The
カウント値Ｔｎは、トナー収容容器Ｔが回転する回転方向において凸部２２０の前端がフラグ２０４を押し上げてから、回転方向において凸部２２０の後端がフラグ２０４の押し上げを解除するまでの時間を計測した値である。即ち、カウント値Ｔｎは、凸部２２０によってフラグ２０４が押し上げられている時間を計測した値である。本実施形態では、ポンプ部２１０の圧縮処理が終了すると回転検知センサ２０３から出力される信号がローレベルからハイレベルに変化する。よって、ＡＳＩＣ６０２はトナー収容容器Ｔから現像器１００にトナーを補給する補給動作が１回（１ブロック）実施されたと判定し、トナー収容容器駆動モータ６０４を停止させる。ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器駆動モータ６０４を駆動するためのＰＷＭ設定値をカウント値Ｔｎに基づき補正し、回転速度制御処理を終了する。
The count value Tn is a time from when the front end of the
ＡＳＩＣ６０２は、回転検知センサ２０３からローレベルの信号が出力されていた時間を計測する。ここで、回転検知センサ２０３から出力された信号がローレベルとなっている期間は、トナー収容容器Ｔの回転に伴ってフラグ２０４が凸部２２０に当接していた期間に相当する。
The
ＡＳＩＣ６０２は以下のようにＰＷＭ設定値を補正する。まず、カウント値Ｔｎから今回の補給動作の回転速度Ｖ（ｎ）を求める。カウント値Ｔｎはフラグ２０４が凸部２２０に当接していた時間を示す。凸部２２０の周長は既知であるので、カウント値Ｔｎに基づき、今回の補給動作の回転速度Ｖ（ｎ）を求めることができる。
The
次に、ＡＳＩＣ６０２は、以下の式に基づきＰＷＭ設定値の補正値Ｄ（ｎ＋１）を算出する。
Ｄ（ｎ＋１）＝Ｄ（ｎ）＋Ｋｉ＊（Ｖｔｇｔ−Ｖ（ｎ））
ここで、Ｄ（ｎ）は現在のＰＷＭ設定値（すなわち、後述のＳ１０２の処置（図１０）において設定されたＰＷＭ設定値である）、Ｋｉは所定の比例定数、Ｖｔｇｔは目標回転速度である。ＰＷＭ設定値の補正値Ｄ（ｎ＋１）は、次回の補給動作の際に使用される。
Next, the
D (n + 1) = D (n) + Ki * (Vtgt−V (n))
Here, D (n) is the current PWM setting value (that is, the PWM setting value set in the processing of S102 described later (FIG. 10)), Ki is a predetermined proportional constant, and Vtgt is the target rotation speed. . The PWM setting value correction value D (n + 1) is used in the next replenishment operation.
本実施形態によれば、回転検知センサ２０３によりトナー収容容器Ｔの凸部２２０が検知される時間に基づいてトナー収容容器駆動モータ６０４の回転速度を制御するＰＷＭ設定値を補正することで、トナー収容容器Ｔの回転速度を目標とする回転速度に制御する。つまり、ポンプ部２１０が圧縮し始めてからポンプ部２１０が最大限圧縮するまでの供給動作を行った時間を計測し、計測結果に基づいて次にトナー収容容器Ｔを回転駆動させるときの回転速度を制御している。これにより、トナー収容容器Ｔの回転速度を目標とする回転速度に制御することができるので、トナー収容容器Ｔのトナー排出量を安定させることができる。
According to the present embodiment, the toner is corrected by correcting the PWM setting value for controlling the rotation speed of the toner
図５は、現像器１００の説明図である。図５（ａ）は、現像器１００の内部の説明図である。図５（ｂ）は、トナー収容容器Ｔから現像器１００へのトナーの補給経路の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the developing
現像器１００は、隔壁１０７により第１の収容室１０５及び第２の収容室１０６に仕切られる。第１の収容室１０５には、撹拌スクリュー１０３が設けられる。第２の収容室１０６には撹拌スクリュー１０２が設けられる。現像器１００の感光体１に対向する位置には、円筒形状の現像スリーブ１０１が設けられる。現像器１００は、トナー収容容器Ｔから補給されるトナーを収容するトナー散らし部１０４を備える。トナーは、トナー収容容器Ｔから、画像形成装置２００の本体に設けられる補給経路であるガイド１０８を介して、現像器１００のトナー散らし部１０４に補給される。トナー散らし部１０４に収容されるトナーは、撹拌スクリュー１０３により撹拌されながら第１の収容室１０５に搬送される。第１の収容室１０５に搬送されたトナーは、撹拌スクリュー１０２により撹拌されながら第２の収容室１０６に搬送される。第２の収容室１０６に搬送されたトナーは現像スリーブ１０１に供給される。現像スリーブ１０１は、トナーを感光体１に供給する。撹拌スクリュー１０２、１０３は、後述の現像スクリュー駆動モータから駆動力を供給される。
The developing
１回のトナー補給動作によりトナー収容容器Ｔからトナー散らし部１０４に補給されるトナー量は、高濃度画像の画像形成時でも現像器１００内のトナー濃度が十分に保たれる量に設定される。トナー散らし部１０４から第１の収容室１０５に搬送されるトナー量は、撹拌スクリュー１０２、１０３の形状や回転速度に応じて決まる。撹拌スクリュー１０２、１０３の高速回転はトナー劣化を早めるために、撹拌スクリュー１０２、１０３は所定の速度以上で回転させることができない。１回のトナー補給動作によりトナー散らし部１０４に補給されるトナー量は、トナー散らし部１０４から第１の収容室１０５に搬送されるトナー量よりも多く設定される。そのために連続してトナー補給動作を行う場合、トナー散らし部１０４からのトナー溢れや、トナー散らし部１０４内のトナー詰まりが発生する可能性がある。
The amount of toner to be replenished from the toner container T to the
ガイド１０８の現像器１００ａ、１００ｂ側には、補給口シャッタ４００が設けられる。補給口シャッタ４００は、画像形成装置２００の輸送時の振動等で、トナー収容容器Ｔから現像器１００へ意図しないトナー補給が行われることを防止するためのシャッタ機構である。本実施形態ではトナー収容容器Ｔから現像器１００へ直接トナーが補給されるために、過剰な量のトナーの補給は異常画像の原因となる。補給口シャッタ４００は、過剰な量のトナー補給を防止する。補給口シャッタ４００は、トナー収容容器Ｔ側ではなく、画像形成装置２００側に設けられており、トナー収容容器駆動モータにより現像器１００ａ、１００ｂのトナー補給口を開閉する構成となっている。
A
（補給口シャッタ機構）
図６はトナー補給口を開閉する補給口シャッタ４００の説明図である。図６（ａ）は補給口シャッタ４００が閉じている状態を示し、図６（ｂ）は補給口シャッタ４００が開いた状態を示す。補給口シャッタ４００を開放する機構は、ねじ山が形成され、トナー収容容器駆動モータ６０４により回転される軸ＷＧと、補給口シャッタ４００に固定されており、ねじ溝が形成された筒状部材４０１とを備える。トナー収容容器駆動モータ６０４によって軸ＷＧがＲ１方向へ回転すると、筒状部材４０１が矢印Ｆ方向へ移動して補給口シャッタ４００が開く。つまり、軸ＷＧと筒状部材４０１とはトナー収容容器駆動モータ６０４の回転力を補給口シャッタ４００の移動力へ変換する変換機構として機能する。
(Supply port shutter mechanism)
FIG. 6 is an explanatory diagram of a
また、筒状部材４０１には溝部４０２が形成されており、溝部４０２には振り子ギアＧ３、及びＧ４の爪部４０３が嵌まっている。筒状部材４０１が矢印Ｆ方向へ移動することで、爪部４０３が溝部４０２から外れると、振り子ギアＧ３、及びＧ４が図６（ｂ）に示すように矢印方向へ倒れる。ここで、トナー収容容器駆動モータ６０４はギアＧ１をＣＷ方向へ回転させる。図６（ａ）に示すように、爪部４０３が溝部４０２に嵌まっている状態では、ギアＧ１はトナー収容容器Ｔを回転駆動させるためのギアＧ２と連結されていない。ところが、振り子ギアＧ３、及びＧ４が倒れ、振り子ギアＧ３がギアＧ１と連結し、振り子ギアＧ４とギアＧ２が連結すると、トナー収容容器駆動モータ６０４がトナー収容容器Ｔを回転可能となる。
Further, the
（制御基板）
図７は制御基板６００の説明図である。この制御基板６００は、トナー収容容器Ｔａ、Ｔｂからイエローの現像器１００ａ及びマゼンタの現像器１００ｂへのトナー補給動作を制御する構成を含み、他の画像形成装置２００の動作を制御するための構成については省略してある。ここではイエローの現像器１００ａ及びマゼンタの現像器１００ｂへのトナー補給を行う構成について説明するが、シアンの現像器１００ｃ及びブラックの現像器１００ｄへのトナー補給も同様の構成で行われる。
(Control board)
FIG. 7 is an explanatory diagram of the
制御基板６００は、トナー収容容器Ｔａに設けられる回転検知センサ２０３ａ及びトナー収容容器Ｔｂに設けられる回転検知センサ２０３ｂの検知結果を取得する。制御基板６００は、現像器１００ａに設けられるトナー濃度センサ８０ａ及び現像器１００ｂに設けられるトナー濃度センサ８０ｂの検知結果を取得する。制御基板６００は、トナー収容容器駆動モータ６０４及び現像スクリュー駆動モータ６０８の動作を制御する。
The
制御基板６００は、画像形成装置２００の全体動作の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１を備える。制御基板６００は、トナー補給動作に関する機能をハードウェア化したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）６０２を備える。トナー補給動作に関する処理をＡＳＩＣ６０２が行うことで、ＣＰＵ６０１の処理負荷が低減される。なお、ＣＰＵ６０１に高機能のものを用いる場合、ＡＳＩＣ６０２の機能をすべてＣＰＵ６０１により実現してＡＳＩＣ６０２を備えない構成とすることも可能である。制御基板６００は、この他にモータ駆動部６０３、６０９及びＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性メモリ６０７を備える。ＡＳＩＣ６０２は、ＣＰＵ６０１の制御により動作する。ＡＳＩＣ６０２は、回転検知センサ２０３ａ、２０３ｂの検知結果を取得する。ＡＳＩＣ６０２は、モータ駆動部６０３、６０９の動作を制御する。
The
ＣＰＵ６０１は、トナー濃度センサ８０ａ、８０ｂの検知結果であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６１０を備える。ＣＰＵ６０１は、タイマを備えており、トナー補給動作が終了してから次のトナー補給動作を開始するまでの時間を測定する。またＣＰＵ６０１は、タイマにより撹拌スクリュー１０２、１０３が回転している時間をカウントアップする。カウント値は、トナーの搬送量、撹拌の度合いを判断する基準となる。
The
モータ駆動部６０３は、ＡＳＩＣ６０２によって設定されたＰＷＭ設定値に基づいてトナー収容容器駆動モータ６０４に供給する電流を制御する。ＰＷＭ設定値は、微小時間あたりにトナー収容容器駆動モータ６０４に電流を供給すべき時間の割合を示す制御値であり、トナー収容容器駆動モータ６０４の駆動力（駆動速度）を制御するための信号である。トナー収容容器Ｔａ、Ｔｂは、トナー収容容器駆動モータ６０４によって回転駆動される。トナー収容容器Ｔａ、Ｔｂは、１ストロークのトナー補給動作、ここではポンプ部２１０の１ポンピング動作によって所定量のトナーを排出する。本実施形態では１つのトナー収容容器駆動モータ６０４で２つの現像器１００ａ、１００ｂへのトナー補給を実現する。トナー収容容器駆動モータ６０４は、ＣＷ（Clock Wise）方向に回転することでトナー収容容器Ｔａを回転駆動して現像器１００ａへトナーを補給させる。トナー収容容器駆動モータ６０４は、ＣＣＷ（Counter Clock Wise）方向に回転することでトナー収容容器Ｔｂを回転駆動して現像器１００ｂへトナーを補給させる。トナー収容容器駆動モータ６０４の回転方向は、モータ駆動部６０３を介してＡＳＩＣ６０２から入力される制御信号により制御される。なお、トナー収容容器駆動モータ６０４は、ＣＷ方向に回転することでトナー収容容器Ｔｂを回転駆動し、ＣＣＷ方向に回転することでトナー収容容器Ｔａを回転駆動するように構成されてもよい。つまりトナー収容容器駆動モータ６０４は、一方の方向（第１方向）に回転することで一方のトナー収容容器を回転駆動し、他方の方向（第２方向）に回転することで他方のトナー収容容器を回転駆動する。回転検知センサ２０３ａ、２０３ｂは、それぞれトナー収容容器Ｔａ、Ｔｂが回転することで変化する検知信号をＡＳＩＣ６０２に送信する。
The
現像器１００ａ、１００ｂ内の各撹拌スクリュー１０２、１０３は、現像スクリュー駆動モータ６０８により駆動される。現像スクリュー駆動モータ６０８は、モータ駆動部６０９を介してＡＳＩＣ６０２により制御される。なお、現像スクリュー駆動モータ６０８は、各現像器１００に１つずつ個別に設けられてもよい。現像器１００ａ、１００ｂに設けられるトナー濃度センサ８０ａ、８０ｂは、現像器１００ａ、１００ｂ内のトナー濃度の検知結果をＣＰＵ６０１のＡ／Ｄ変換部６１０に入力する。トナー濃度の検知結果は、トナー補給量の算出に用いられる。
The stirring screws 102 and 103 in the developing
補給口シャッタ４００は、トナー収容容器駆動モータ６０４がＣＷ方向に回転することで開く方向に駆動される。補給口シャッタ４００が開く方向に駆動される時点で、トナー収容容器Ｔａを回転させるための駆動力は伝達されない。トナー収容容器駆動モータ６０４が一定量回転して補給口シャッタ４００が完全に開状態になると、トナー収容容器Ｔａに回転のための駆動力が伝達される。補給口シャッタ４００は、現像器１００ａ及び現像器１００ｂの両方のトナー補給口を塞ぐように設けられる。補給口シャッタ４００は、トナー収容容器駆動モータ６０４がＣＷ方向に回転することで、現像器１００ａ、１００ｂの両方のトナー補給口を開放する。
The replenishing
不揮発性メモリ６０７は、前回補給したトナーの色の情報及びＣＰＵ６０１のタイマでカウントされたカウント値が格納される。不揮発性メモリ６０７は、必ずしも制御基板６００上に実装されている必要はなく、ＣＰＵ６０１やＡＳＩＣ６０２に内蔵されていてもよい。
The
（トナー補給動作のタイミングチャート）
図８は、トナー補給動作のタイミングチャートである。このタイミングチャートは、補給口シャッタ４００を開状態にして、イエローのトナー補給、及びマゼンタのトナー補給を行うタイミングを表す。
(Timing chart of toner supply operation)
FIG. 8 is a timing chart of the toner supply operation. This timing chart represents the timing of supplying the yellow toner and the magenta toner with the
補給口シャッタ４００を開状態にするために、トナー収容容器駆動モータ６０４がＣＷ方向に回転する（ON）。トナー収容容器駆動モータ６０４が一定時間だけＣＷ方向に回転することで、補給口シャッタ４００は閉状態（CLOSE）から開状態（OPEN）になる。
In order to open the replenishing
補給口シャッタ４００が開状態になることで、トナー収容容器駆動モータ６０４の駆動力がトナー収容容器Ｔａに伝達されるようになる。これによりトナー収容容器Ｔａが回転を開始して、回転検知センサ２０３ａの検知結果が「ハイ（High）」から「ロー（Low）」に変化する。回転検知センサ２０３ａの検知結果は、トナー収容容器Ｔａの回転に応じて「ロー」から「ハイ」に変化する。回転検知センサ２０３ａの検知結果が「ハイ」に変化することで、トナー収容容器駆動モータ６０４が駆動を停止する（OFF）。これにより１回のポンピング動作による現像器１００ａへのトナー補給が終了する。
By opening the replenishing
次いでトナー収容容器駆動モータ６０４は、ＣＣＷ方向に回転を開始する（ON）。トナー収容容器駆動モータ６０４が一定時間ＣＣＷ方向に回転することで、トナー収容容器Ｔｂが回転を開始して、回転検知センサ２０３ｂの検知結果が「ハイ（High）」から「ロー（Low）」に変化する。回転検知センサ２０３ｂの検知結果は、トナー収容容器Ｔｂの回転に応じて「ロー」から「ハイ」に変化する。回転検知センサ２０３ｂの検知結果が「ハイ」に変化することで、トナー収容容器駆動モータ６０４が駆動を停止する（OFF）。これにより１回のポンピング動作による現像器１００ｂへのトナー補給が終了する。
Next, the toner
画像形成装置２００は、補給口シャッタ４００の開状態を直接検知することができない。そのために画像形成装置２００は、補給口シャッタ４００が完全に開状態にならなければトナー収容容器駆動モータ６０４の駆動力がトナー収容容器Ｔに伝達されない構成になっている。
The
例えば、画像形成装置２００は、トナー収容容器Ｔが回転して回転検知センサ２０３の出力信号がハイレベルとローレベルとに繰り返し変化した回数が所定回数に達したことに応じて補給口シャッタ４００が開状態になったと判定する構成が考えられる。しかしながら、補給口シャッタ４００が完全に開状態になる前に回転検知センサ２０３の出力信号が何らかの要因で繰り返し変化した場合、画像形成装置２００は、補給口シャッタ４００の開状態を誤検知してしまう。図９は、このような補給口シャッタ４００の開状態の誤検知時のタイミングチャートである。
For example, in the
補給口シャッタ４００を開放するために、トナー収容容器駆動モータ６０４がＣＷ方向に回転する（ON）。このとき、トナー収容容器Ｔａが回転していないにもかかわらず回転検知センサ２０３ａの検知結果が何らかの振動により変化する。この検知結果の変化により、ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器Ｔａが回転したと誤判定する。そのために補給口シャッタ４００が閉状態（CLOSE）であるにもかかわらず、トナー収容容器駆動モータ６０４は停止する（OFF）。
To open the replenishing
次いでトナー収容容器駆動モータ６０４は、現像器１００ｂへのトナー補給を行うためにＣＣＷ方向に回転を開始する。しかし補給口シャッタ４００が開状態になっていないために、現像器１００ｂへのトナー補給が行われない。その結果、現像器１００ｂ内にトナーが十分に補給されていない状態で画像形成処理が実行されるので異常画像が発生する。
Next, the toner
回転検知センサ２０３の誤検知の発生要因には、例えばトナー収容容器Ｔの装着方法が挙げられる。トナー収容容器Ｔを画像形成装置２００に装着した場合、通常、回転検知センサ２０３の検知結果は「ハイ」となるように構成されている。しかし、装着後に、ユーザがトナー収容容器Ｔを手で回転させた場合、回転検知センサ２０３の検知結果が変化してしまう。そのときフラグ２０４の位置が、回転検知センサ２０３の検知結果が変化する閾値近傍の場合、画像形成装置２００が稼働したことによる小さな振動で、検知結果が変化する可能性がある。このとき画像形成装置２００は、図９に示すようなタイミングで動作する可能性がある。
As a cause of erroneous detection of the
本実施形態のＡＳＩＣ６０２は、回転検知センサ２０３の検知結果の変化とは無関係に、一定時間だけトナー収容容器駆動モータ６０４をＣＷ方向に回転することで、補給口シャッタ４００を完全に開状態にする。つまりＡＳＩＣ６０２は、一定時間だけトナー収容容器駆動モータ６０４をＣＷ方向に回転することで、補給口シャッタ４００が完全に開状態になったと判定する。そのために、図９のように補給口シャッタ４００が完全に開状態にならずにトナー補給が行われることを防止することができる。
The
（トナー補給動作）
図１０は、トナー補給動作を表すフローチャートである。このトナー補給動作は、画像形成処理に伴って行われる。このフローチャートは、現像器１００ａ、１００ｂにトナー補給を行う場合についての処理である。
(Toner supply operation)
FIG. 10 is a flowchart showing the toner supply operation. This toner replenishing operation is performed along with the image forming process. This flowchart is a process for supplying toner to the developing
制御基板６００は、画像形成の開始指示を取得して、ＡＳＩＣ６０２により現像スクリュー駆動モータ６０８を制御し、現像器１００内の撹拌スクリュー１０２、１０３を回転させる。ＣＰＵ６０１は、前回のトナー補給時にカウントしたカウント値Ｔｚを不揮発性メモリ６０７から取得して、その続きのカウントを開始する（Ｓ１０１）。ＣＰＵ６０１は、画像形成を開始する（Ｓ１０２）。
The
制御基板６００は、画像形成の実行中にトナー補給を行う（Ｓ１０３：N）。トナー補給動作を開始すると、ＣＰＵ６０１は、トナー濃度センサ８０ａ、８０ｂからトナー濃度の検知結果を取得する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ６０１は、トナー濃度の検知結果に基づいて、現像器１００ａ、１００ｂ内のトナーの量（現像剤の重量に対するトナーの重量比Ｔ／Ｄ比と称する。）を算出する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ６０１は、算出したトナーの量及び画像データから予測されるトナーの消費量に基づいて、各色の現像器１００ａ、１００ｂに補給する必要があるトナー補給量（必要補給量）をそれぞれ算出する（Ｓ１０６）。必要補給量は、例えば１回のポンピング動作で補給されるトナー量を「１ブロック」として表される。ＣＰＵ６０１は、トナー補給量の算出結果に基づいて、現像器１００ａ、１００ｂの少なくとも一方にトナー補給が必要であるか否かを判断する（Ｓ１０７）。
The
現像器１００ａ、１００ｂの少なくとも一方にトナー補給が必要である場合（Ｓ１０７：Y）、ＣＰＵ６０１は、各現像器１００ａ、１００ｂへの必要補給量が同じであるか否かを判断する（Ｓ１０８）。必要補給量が同じである場合（Ｓ１０８：Y）、ＣＰＵ６０１は、不揮発性メモリ６０７から前回補給したトナーの色の情報を取得する。ＣＰＵ６０１は、この情報に基づいて前回補給しなかった方の色のトナーを補給することを決定する。ＡＳＩＣ６０２は、この決定に基づいてトナー収容容器駆動モータ６０４により該当する色のトナー収容容器Ｔを駆動することで、該当する現像器１００にトナーを補給する（Ｓ１０９）。前回補給時とは異なる色のトナーを補給することで、連続補給による現像器１００のトナーの詰まりや溢れを防止して、効率よくトナーを補給することができる。
When at least one of the developing
必要補給量が同じではない場合（Ｓ１０８：N）、ＣＰＵ６０１は、必要補給量が多い現像器１００を選択する（Ｓ１１０）。ＣＰＵ６０１は、選択した色の現像器１００への前回のトナー補給からの経過時間をカウンタ値Ｔｚから取得する。ＣＰＵ６０１は、経過時間が所定時間（ここでは０．４秒）以上経過するまで待機する（Ｓ１１１）。所定時間以上経過すると（Ｓ１１１：Y）、ＣＰＵ６０１は、選択した色の現像器１００へのトナー補給を決定する。これは、連続補給による現像器１００のトナーの詰まりや溢れを防止するためである。ＡＳＩＣ６０２は、この決定に基づいてトナー収容容器駆動モータ６０４により該当する色のトナー収容容器Ｔを駆動することで、該当する現像器１００にトナーを補給する（Ｓ１１２）。
When the necessary replenishment amount is not the same (S108: N), the
ＣＰＵ６０１は、トナー補給が終了すると必要補給量から実際に補給したトナー量を減算する（Ｓ１１３）。例えば必要補給量が２ブロックで実際に補給した量が１ブロックである場合、残りの必要補給量は１ブロックとなる。ＣＰＵ６０１は、不揮発性メモリ６０７に補給したトナーの色を記憶させる（Ｓ１１４）。ＣＰＵ６０１は、カウンタのカウント値Ｔｚをリセットして、カウントを再開する（Ｓ１１５）。以上のようにして、画像形成中にトナー補給が行われる。
When the toner supply is completed, the
ＣＰＵ６０１は、トナー補給の終了後、或いはＳ１０７の処理でトナー補給が不要である場合（Ｓ１０７：N）、画像形成が実行中であるか否かを判断し、実行中であれば再度Ｓ１０４以降の処理を行う。Ｓ１１３の処理で算出した残りの必要補給量は、次のトナー補給動作時のＳ１０６の処理において、必要補給量を算出する際に加算される。
The
画像形成が終了した場合（Ｓ１０３：Y）、ＣＰＵ６０１は、ＡＳＩＣ６０２により現像スクリュー駆動モータ６０８を制御して現像器１００内の撹拌スクリュー１０２、１０３の回転を停止させ、且つカウントを停止する（Ｓ１１６）。ＣＰＵ６０１は、カウントを停止した時点のカウント値Ｔｚを不揮発性メモリ６０７に保存して画像形成処理を終了する（Ｓ１１７）。
When the image formation is completed (S103: Y), the
（補給口シャッタ４００の開動作制御例１）
図１１は、トナー補給時の補給口シャッタ４００の開動作制御を表すフローチャートである。図１０のＳ１０９、Ｓ１１２のトナー補給の際にこの処理は行われる。
(Example 1 of opening control of supply port shutter 400)
FIG. 11 is a flowchart showing the opening operation control of the
ＣＰＵ６０１によりトナーの補給が決定されると、ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器駆動モータ６０４にＣＷ方向への回転駆動を開始させる（Ｓ２０１）。これにより補給口シャッタ４００が開状態になるように駆動される。ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器駆動モータ６０４の回転を開始させてから一定時間（ここではｔ秒）待機する（Ｓ２０２）。ｔ秒は補給口シャッタ４００を完全に開状態にするのに十分な時間である。一定時間経過すると（Ｓ２０２：Y）、ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器駆動モータ６０４の回転駆動を停止させる（Ｓ２０３）。これにより補給口シャッタ４００が開状態になる。ＡＳＩＣ６０２は、補給口シャッタ４００が開状態になった後に、トナー収容容器駆動モータ６０４にトナー収容容器Ｔを回転駆動させてトナー補給を行う。
When the
以上のようにＡＳＩＣ６０２は、補給口シャッタ４００の開動作中の回転検知センサ２０３の検知結果によらず、トナー収容容器駆動モータ６０４をｔ秒間駆動して、補給口シャッタ４００の開動作をｔ秒間だけ継続する。そして、ＡＳＩＣ６０２は、ｔ秒経過後、且つ、回転検知センサ２０３の出力信号がローレベルの信号からハイレベルの信号へ変化したことに応じてトナー収容容器駆動モータ６０４を停止させる。
As described above, the
（補給口シャッタ４００の開動作制御例２）
開動作制御例１では、回転検知センサ２０３の検知結果を一定時間取得しないこととしている。これに対して開動作制御例２では、回転検知センサ２０３を取得する。例えば、トナー収容容器Ｔの回転による回転検知センサ２０３の検知結果の変化よりも極端に速い検知結果の変化は、誤検知の可能性が高い。このような検知結果の変化が極端に速い場合の回転検知センサ２０３の検知結果を無効にしつつ、補給口シャッタ４００の開動作制御を行う。
(Example 2 of Opening Operation Control of Supply Port Shutter 400)
In the opening operation control example 1, the detection result of the
図１２は、この場合のトナー補給時の補給口シャッタ４００の開動作制御を表すフローチャートである。図１１の処理と同様に、この処理は図１０のＳ１０９、Ｓ１１２の処理でトナーが補給される際に行われる。
FIG. 12 is a flowchart showing the opening operation control of the
ＣＰＵ６０１によりトナーの補給が決定されると、ＡＳＩＣ６０２は、回転検知センサ２０３ａのフィルタ設定をファスト（fast）からスロー（slow）に変更する（Ｓ３０１）。フィルタ設定は、ＡＳＩＣ６０２が回転検知センサ２０３ａの検知結果の変化を有効と判断する基準値となる。ＡＳＩＣ６０２は、フィルタ設定がファストの場合に、フィルタ設定がスローの場合よりも速い検知結果の変化を有効と判断する。例えば、ＡＳＩＣ６０２は、フィルタ設定がファストの場合、検知結果の変化の間隔が１ミリ秒以上であれば該検知結果の変化を有効と判断し、フィルタ設定がスローの場合、検知結果の変化の間隔が１０ミリ秒以上であれば該検知結果の変化を有効と判断する。フィルタ設定がスローの場合、ＡＳＩＣ６０２は、１０ミリ秒以下の短い間隔で変化した検知結果を無視することになる。通常のトナー補給時には、上記の通りトナー補給動作が常に吸気スタートとなるように、回転検知センサ２０３の検知結果の変化に対して、すぐにトナー収容容器駆動モータ６０４を停止させる必要がある。そのために回転検知センサ２０３ａのフィルタ設定はファストとなっている。補給口シャッタ４００の開動作時は、誤検知に対する耐性を高めるために、フィルタ設定はスローとなる。つまり、ＡＳＩＣ６０２は、補給口シャッタ４００が開状態になるまでの一定時間の間、回転検知センサ２０３ａの検知結果の変化に対する応答速度が、トナー補給時よりも遅く設定される。
When the
ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器駆動モータ６０４をＣＷ方向に回転駆動させる（Ｓ３０２）。これにより補給口シャッタ４００が開状態になるように駆動される。ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器駆動モータ６０４の回転に応じて回転検知センサ２０３ａの検知結果が「ロー」から「ハイ」に変化する立ち上がりエッジを検知するまで一定時間待機する（Ｓ３０３）。立ち上がりエッジを検知した場合（Ｓ３０３：Y）、ＡＳＩＣ６０２は、トナー収容容器駆動モータ６０４の回転駆動を停止させる（Ｓ２０３）。ＡＳＩＣ６０２は、回転検知センサ２０３ａのフィルタ設定をスローからファストに変更する（Ｓ３０５）。これにより補給口シャッタ４００が開動作になる。ＡＳＩＣ６０２は、補給口シャッタ４００が開状態になった後に、トナー収容容器駆動モータ６０４にトナー収容容器Ｔを回転駆動させてトナー補給を行う。
The
以上のようにＡＳＩＣ６０２は、回転検知センサ２０３ａの検知結果の変化速度に対する感度を変更することで、検知結果の変化の誤検知を防止しつつ、補給口シャッタ４００の開動作制御を行うことができる。例えばＡＳＩＣ６０２は、図９の回転検知センサ２０３ａのような検知結果であっても、立ち上がりエッジを検知しない。なお、ここではＡＳＩＣ６０２の機能を用いた処理を説明したが、これに限定されるものではない。例えばＣＰＵ６０１の信号読取を多数決処理することや、フィルタ回路を二種類用意して、これらを回路的に切り替えることで上述の処理を行うようにしてもよい。トナー補給時よりも補給口シャッタ４００の開動作時の回転検知センサ２０３ａの検知結果の変化時間の判断基準を遅くすることができれば、上述した手段には限定しない。
As described above, the
以上のような構成の画像形成装置２００は、補給口シャッタ４００が完全に開状態になることを、開動作を所定時間だけ継続して行うことで保証するために、補給口シャッタ４００が完全に開状態になる前にトナー補給が行われることを防止することができる。そのためにトナー補給が正常に行われ、トナー補給に起因する異常画像の発生を防止することができる。
In the
Claims (9)
前記現像剤を前記現像手段に補給する収容容器と、
前記収容容器から前記現像手段への前記現像剤の補給経路に、前記現像手段のトナー補給口を塞ぐように設けられるシャッタと、
前記収容容器を回転駆動して前記現像剤を補給させるとともに、前記シャッタを駆動して開状態にする駆動手段と、
前記駆動手段に前記シャッタを開状態にするための駆動を開始させてから一定時間経過するまで待機し、前記一定時間経過した後に、前記駆動手段に前記収容容器を回転駆動させる制御手段と、を備えることを特徴とする、
画像形成装置。 Developing means for developing an image of a predetermined photoreceptor with a developer;
A container for replenishing the developer with the developer;
A shutter provided in a supply path of the developer from the storage container to the developing unit so as to close a toner supply port of the developing unit;
Driving means for rotationally driving the container to replenish the developer, and driving the shutter to open it;
Control means for causing the driving means to wait until a predetermined time elapses after starting driving to open the shutter, and for causing the driving means to rotationally drive the storage container after the predetermined time has elapsed. Characterized by comprising,
Image forming apparatus.
請求項１記載の画像形成装置。 The control means waits until the predetermined time sufficient to fully open the shutter.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、前記一定時間の間、前記検知手段の検知結果を無視することを特徴とする、
請求項１又は２記載の画像形成装置。 Comprising a detecting means for detecting rotation of the container;
The control means ignores the detection result of the detection means for the predetermined time,
The image forming apparatus according to claim 1.
請求項３記載の画像形成装置。 The control means, when the detection result of the detection means changes after the lapse of the predetermined time, the drive means stops driving for opening the shutter.
The image forming apparatus according to claim 3.
請求項３又は４記載の画像形成装置。 The control means is characterized in that a response speed with respect to a change in the detection result is set to be slower than the time when the developer is replenished during the predetermined time.
The image forming apparatus according to claim 3 or 4.
前記収容容器は、前記第１の現像手段に第１の色の第１の現像剤を補給する第１の収容容器及び前記第２の現像手段に前記第１の色とは異なる第２の色の第２の現像剤を補給する第２の収容容器であり、
前記シャッタは、前記第１の現像手段及び前記第２の現像手段の両方のトナー補給口を塞ぐように設けられ、前記駆動手段に駆動されることで開状態になって、該両方のトナー補給口を開放することを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。 The developing means is a first developing means and a second developing means,
The container includes a first container that replenishes the first developer with a first developer of a first color and a second color that is different from the first color in the second developer. A second container for replenishing the second developer.
The shutter is provided so as to block the toner replenishing ports of both the first developing unit and the second developing unit, and is opened by being driven by the driving unit. Characterized by opening the mouth,
The image forming apparatus according to claim 1.
請求項６記載の画像形成装置。 The drive means rotates in one direction to rotate the first container to supply the first developer to the first developing means, and drives the shutter to open the first container. And rotating the second container by rotating in the other direction to supply the second developer to the second developing means.
The image forming apparatus according to claim 6.
請求項７記載の画像形成装置。 The control means starts driving to open the shutter by rotating the driving means in the one direction, and after the predetermined time has elapsed, the control means moves the driving means to the one direction and the other direction. Rotating in any of the directions,
The image forming apparatus according to claim 7.
前記駆動手段に前記シャッタを開状態にするための駆動を開始させてから一定時間経過するまで待機し、前記一定時間経過した後に、前記駆動手段に前記収容容器を回転駆動させることで、前記現像手段に前記現像剤を補給することを特徴とする、
現像剤の補給方法。 A developing unit that develops an image on a predetermined photoreceptor with a developer, a storage container that supplies the developer to the developing unit, and a developer supply path from the storage container to the developing unit. The image forming apparatus includes: a shutter provided so as to close the toner replenishing port; and a driving unit that rotationally drives the storage container to replenish the developer and drives the shutter to open the container. A method to be
By waiting for a predetermined time to elapse after the driving means starts driving to open the shutter, and after the predetermined time has elapsed, the driving means causes the storage container to rotate and drive the development. Replenishing means with the developer,
How to replenish developer.
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