JP6597122B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。
画像形成装置において、新規の現像剤を補給するための現像剤の収容容器に関して、以下の特許文献1,2に記載の技術が従来公知である。
特許文献1としての特開2012−141382号公報には、トナー収容部(40)に螺旋溝(41)が形成され、トナー収容部(40)が回転する際に、螺旋溝(41)に沿って現像剤を搬送するトナーボトル(32)が記載されている。特許文献1に記載の構成では、キャップ部材(60)とトナー収容部(40)との隙間に、振動発生部材(50)を配置して、トナー収容部(40)の回転に伴って、振動発生部材(50)がトナー収容部(40)を周期的に振動させて、現像剤を崩している。
特許文献2としての特開2013−254181号公報には、螺旋状突起(302)が形成されたトナーボトル(33)が回転することで現像剤を搬送するトナー収容器(32)において、トナーボトル(33)の外面から外方に突出する突出部(304g)と、ロック部材(609)との周期的な接触で、トナーボトル(33)に振動を作用させて、トナーを崩す技術が記載されている。
特開2012−141382号公報(「0022」〜「0025」、図3、図9) 特開2013−254181号公報(「0106」〜「0107」、図19〜図22)
本発明は、収容容器の内面の同じ位置に現像剤が付着し続けることを低減することを技術的課題とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項1に記載の発明の画像形成装置は、
現像剤が内部に収容され且つ内面に螺旋状の搬送部が形成された回転部と、前記回転部を回転可能に支持し且つ前記回転部の回転時に搬送される現像剤が流出する流出口が形成された流出部と、前記回転部に収容された現像剤の使用状況の情報を記憶する記憶媒体と、を有する現像剤の収容容器と、
前記回転部を駆動する駆動源を制御する制御手段であって、前記現像剤の収容容器に収容された現像剤の量が予め設定された少量である場合に、90°未満の範囲の駆動と停止を行って前記回転部を間欠的に駆動させる前記制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、
nを0以上の整数とした場合に、前記現像剤の収容容器の使用状況が、前記現像剤が未使用の状態から予め設定された第1の期間使用されるまでの間である場合に、(n+1/2)π[ラジアン]±18°の範囲の回転角度での駆動と停止を行って前記回転部を間欠的に駆動させる前記制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置において、
前記現像剤の使用状況の情報に基づいて、前記現像剤の収容容器の現像剤が使用されるに連れて、現像剤を補給する場合に、前記回転部の回転速度を増加させる前記制御手段、
を備えたことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、
前記回転部が、予め設定された非駆動期間以上の間、駆動されなかった場合に、前記単位量の現像剤を補給する場合の前記回転部の回転速度を、初期の回転速度で、予め設定された期間の間、前記回転部を駆動させる前記制御手段、
を備えたことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、
画像形成装置の環境温度および環境湿度を検知する環境検知手段と、
前記環境温度および前記環境湿度に基づいて、前記回転部が駆動されなかった期間を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、現像剤の収容容器に収容された現像剤の量が予め設定された少量である場合に、90°未満の回転角度での駆動と停止を行って回転部を間欠的に駆動させない場合に比べて、収容容器の内面の同じ位置に現像剤が付着し続けることを低減することができる。
また、請求項1に記載の発明によれば、現像剤が空になるまで現像剤を搬送する制御を変更しない場合に比べて、容器に残る現像剤を少なくすることができる。
請求項2に記載の発明によれば、現像剤を崩すための追加の部材を設ける場合に比べて、費用を抑制しつつ現像剤を崩すことができる。
請求項3に記載の発明によれば、現像剤が使用されるに連れて回転速度を増加させない場合に比べて、駆動源の消費電力を低減できる。
請求項4に記載の発明によれば、非駆動期間以上駆動されなかった場合に、固まりになった現像剤を崩すことができる。
請求項5に記載の発明によれば、環境温度及び環境湿度に基づいて補正されない場合に比べて、固まりになった現像剤を崩す動作が適切に行われやすくすることができる。
図1は実施例1の画像形成装置の全体説明図である。 図2は図1のトナー像の形成装置部分の要部拡大図である。 図3は実施例1のトナーカートリッジの斜視図である。 図4は図3のIV−IV線断面図である。 図5は実施例1のフィン部材の説明図である。 図6は本発明の実施例1の画像形成装置の制御部分が備えている各機能をブロック図で示した図である。 図7は本発明の実施例1のトナーカートリッジの補給制御処理のフローチャートの説明図である。 図8は実施例1の駆動モード設定処理の説明図であり、図7のST3、ST15のサブルーチンのフローチャートである。 図9は実施例1の初期モードにおける現像剤が崩される説明図であり、図9Aは回転開始時に現像剤に作用する力の説明図、図9Bは図9Aの状態から90°回転した状態の説明図、図9Cは図9Bの状態から90°回転して停止する際に作用する力の説明図、図9Dは図9Cの状態から180°回転して停止する際に作用する力の説明図である。 図10は実施例1の変更例における初期モードにおける現像剤が崩される説明図であり、図10Aは回転開始時に現像剤に作用する力の説明図、図10Bは図10Aの状態から270°回転した状態の説明図、図10Cは図10Bの状態から270°回転した状態の説明図、図10Dは図10Cの状態から270°回転した状態の説明図である。 図11は実施例1の終期モードにおける現像剤の移動の説明図であり、図11Aは駆動開始前の状態の説明図、図11Bは駆動終了時の状態の説明図、図11Cは180°回転した位置で停止する場合の説明図である。 図12は実験例1の実験結果の説明図であり、横軸に間欠駆動の回転角を取り、縦軸に崩壊不良量を取ったグラフである。
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例(以下、実施例と記載する)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図1は実施例1の画像形成装置の全体説明図である。
図1において、実施例1の画像形成装置の一例としてのプリンタUは、装置本体の一例としてのプリンタ本体U1を有する。プリンタ本体U1の上面には、第1の媒体の排出部の一例としての第1の排出トレイTRhが設けられている。プリンタ本体U1の右部の上面には、操作部UIが設けられている。操作部UIは、図示しない表示部等を有する。操作部UIは、利用者が入力操作が可能に構成されている。
実施例1のプリンタUには、画像情報の送信装置の一例としてホストコンピュータを例示しており、具体的にはパーソナルコンピュータが電気的に接続されている。
プリンタUは、制御部の一例としての制御部Cを有する。制御部Cは、パーソナルコンピュータPCから送信された画像情報や制御信号等の電気信号を受信可能である。また、制御部Cは、操作部UIや電気回路Eに制御信号を出力可能に構成されている。さらに、制御部Cは、書込回路DLに電気的に接続されている。
書込回路DLは、入力された情報に応じて駆動信号を書込装置の一例としての露光機ROSに出力する。露光機ROSは、入力された信号に応じて、書込光の一例としてのレーザ光Lを出力可能に構成されている。
図2は図1のトナー像の形成装置部分の要部拡大図である。
図1、図2において、前記露光機ROSの左方には、像保持体の一例としての感光体PRが配置されている。実施例1の感光体PRは、回転軸PRaを中心に矢印方向に回転可能に支持されている。感光体PRには、書込領域Q1において、レーザ光Lが照射される。
感光体PRの周囲には、感光体PRの回転方向に沿って、帯電部材の一例としての帯電ロールCRと、現像装置Gと、像保持体用の清掃器の一例としての感光体クリーナCLとが配置されている。
なお、実施例1のプリンタUでは、感光体PRや帯電ロールCR、現像装置G、感光体クリーナCLが一体的に着脱可能なユニット化されている。すなわち、感光体PRや帯電ロールCR、現像装置G、感光体クリーナCLは、プロセスユニットU2としてプリンタ本体U1に着脱可能に構成されている。
前記帯電ロールCRには、電気回路Eから帯電電圧が印加される。
現像装置Gは、内部に現像剤の一例としてのトナーを収容する現像容器Vを有する。現像容器Vの内部には、現像剤の保持体の一例としての現像ロールGaが回転可能に支持されている。現像ロールGaは、現像領域Q2で感光体PRと対向して配置される。
また、現像ロールGaには、電源回路Eから現像電圧が印加される。また、現像容器Vの内部には、現像剤の搬送部材の一例としてのオーガGb,Gcが回転可能に支持されている。
前記感光体PR、帯電ロールCR、露光機ROS、現像装置G等により、感光体PR上にトナー像を形成するトナー像の形成装置が構成されている。
前記現像容器Vには、プリンタUに固定支持された現像剤の補給装置の一例としてのトナーの補給装置TH1の補給路の一端が接続されている。トナーの補給装置TH1の補給路の他端は、現像剤の収容容器の一例としてのトナーカートリッジTCに接続されている。
前記トナーカートリッジTCは、プリンタUに対して前後方向に挿抜することにより着脱可能に構成されている。
図1において、プリンタUの下部には、媒体収容部の一例としての給紙トレイTR1〜TR4が複数設けられている。複数の給紙トレイTR1〜TR4は、媒体の一例として記録用シートSを収容している。
図1において、各給紙トレイTR1〜TR4の左右の両側には、容器の案内部材の一例としてのレールRL1が配置されている。レールRL1は、給紙トレイTR1〜TR4の左右両端部を移動可能に支持する。したがって、左右一対のレールRL1により各給紙トレイTR1〜TR4は前後方向に出入可能に支持されている。
図1において、前記各給紙トレイTR1〜TR4の左上部には、給紙装置Kが配置されている。前記給紙装置Kは、媒体の取出部材の一例としてのピックアップロールRpを有する。ピックアップロールRpの左方には、捌き部材の一例としての捌きロールRsが配置されている。捌きロールRsは、媒体の搬送部材の一例としてのフィードロールと媒体の分離部材の一例としてのリタードロールからなる。
給紙装置Kの左方には、媒体の搬送路の一例としての給紙路SH1が配置されている。給紙路SH1は、上方に向けて延びている。給紙路SH1には、媒体の搬送部材の一例としての搬送ロールRaが複数配置されている。給紙路SH1の下流端である上端には、媒体の搬送時期の調整部材の一例としてのレジロールRrが配置されている。
また、プリンタUの左側部には、手差し部の一例としての手差しトレイTR0が装着されている。手差しトレイTR0の右部には、手差し用の搬送路の一例としての手差し路SH2の左端が接続されている。手差し路SH2の右端は、給紙路SH1に接続されている。
図1において、レジロールRrの上方には、転写装置の一例としての転写ロールRtが配置されている。転写ロールRtは、転写領域Q3において、感光体PRと対向、接触する。したがって、実施例1の転写ロールRtは、感光体PRの回転に従動して回転する。転写ロールRtには、電源回路Eから転写電圧が印加される。
感光体PRの回転方向に対して、転写ロールRtの下流側には、前記感光体クリーナCLが配置されている。感光体クリーナCLには、現像剤の搬送路の一例としての回収路CL4が支持されている。回収路CL4は、感光体クリーナCLから現像装置Gまで延びている。
図1において、転写ロールRtの上方には、定着装置Fが支持されている。定着装置Fは、加熱定着部材の一例としての加熱ロールFhと、加圧定着部材の一例としての加圧ロールFpとを有する。加熱ロールFhと加圧ロールFpとは、定着領域Q4において接触する。加熱ロールFhには、図示しない駆動源から駆動が伝達されて回転する。また、加熱ロールFhには、電気回路Eから、図示しないヒータを加熱するための電力が供給される。
前記トナー像の形成装置の一例としてのプロセスユニットU2と、転写ロールRt、定着装置Fにより、シートSに画像を記録する画像記録部U2+Rt+Fが構成されている。
定着装置Fの上部には、媒体の案内部の一例としてのシートガイドF1が形成されている。シートガイドF1の右方には、媒体の排出部材の一例としての排紙ロールR1が配置されている。排紙ロールR1の右方には、媒体の排出口Haが形成されている。媒体の排出口Haの下方には、第1の排出トレイTRhが配置されている。
図1において、定着装置Fの上方且つ排紙ロールR1の左方には、媒体の搬送路の一例としての接続路SH3が配置されている。接続路SH3は、媒体の排出口Haから左方に延びている。
プリンタ本体U1の左側面には、手差しトレイTR0の上方に、媒体の反転装置の一例としての反転ユニットU3が支持されている。反転ユニットU3の内部には、媒体の搬送路の一例としての反転路SH4が形成されている。反転路SH4の上端は、接続路SH3の左端に接続されている。反転路SH4の下端は、レジロールRrの上流側において、給紙路SH1に合流している。
また、前記反転ユニットU3の上部には、媒体の搬送路の一例としての第2の排出路SH6が形成されている。第2の排出路SH6は、右端が接続路SH3に接続されており、反転路SH4から分岐している。第2の排出路SH6の左端は、反転ユニットU3の左側面まで延びている。反転ユニットU3の左側面には、第2の排出部の一例としてのフェイスアップトレイTRh1が支持されている。したがって、第2の排出路SH6を通過したシートSは、フェイスアップトレイTRh1に排出可能に構成されている。
(画像形成装置の機能)
前記構成を備えた実施例1のプリンタUでは、パーソナルコンピュータPCから送信された画像情報は、制御部Cに入力される。制御部Cは、入力された画像情報を予め設定された時期に潜像形成用の情報に変換して、書込回路DLに出力する。露光機ROSは、書込回路DLが受信した信号に基づいたレーザ光Lを出力する。なお、制御部Cは、操作部UI、書込回路DL、電源回路E等の動作を制御する。
図1、図2において、感光体PRの表面は、帯電電圧が印加される帯電ロールCRにより帯電される。帯電ロールCRで帯電された感光体PRの表面には、書込領域Q1において露光機ROSのレーザ光Lにより露光、走査されて静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体PR表面は、現像領域Q2、転写領域Q3を順次通過する。
現像領域Q2において、感光体PRに現像ロールGaが対向している。現像ロールGaは、現像容器Vの内部の現像剤を表面に保持して回転する。したがって、現像ロールGaの表面に保持されたトナー像により、感光体PRの表面の静電潜像は、可視像の一例としてのトナー像に現像される。現像容器Vの内部の現像剤は、オーガGb,Gcにより撹拌されながら循環される。
現像ロールGaによる現像に伴って、現像容器Vの内部の現像剤が消費されると、トナーカートリッジTCから現像剤が補給される。すなわち、現像剤の消費量に応じて、トナーカートリッジTC内のトナーが、排出口TC3に搬送される。排出口TC3から排出されたトナーは、トナーの補給装置TH1の補給経路内の図示しない補給用搬送部材により現像容器Vに搬送される。
各給紙トレイTR1〜TR4には、画像が記録されるシートSが収容されている。各給紙トレイTR1〜TR4に収容されたシートSは、給紙装置KのピックアップロールRpにより取出される。ピックアップロールRpで取り出されたシートSは、捌きロールRsにより1枚ずつ分離される。捌きロールRsで分離されたシートSは、給紙路SH1に給紙される。給紙路SH1のシートSは、搬送ロールRaにより、レジロールRrに向けて搬送される。
なお、前記手差しトレイTR0から給紙されたシートSは、手差し路SH2を通じて、レジロールRrに搬送される。レジロールRrに搬送されたシートSは、感光体PR表面のトナー像が転写領域Q3に移動する時期に合わせて、レジロールRrにより転写領域Q3に搬送される。
転写領域Q3において、転写電圧が印加された転写ロールRtにより、転写領域Q3を通過するシートSに、感光体PRの表面のトナー像が転写される。
図2において、転写領域Q3を通過後の感光体PRは、感光体クリーナCLで表面に付着したトナーが除去されて清掃される。感光体クリーナCLで除去されたトナーは、回収路CL4を通じて、現像容器Vの内部に戻される。すなわち、感光体クリーナCLで回収された現像剤は、現像装置Gで再使用される。
感光体クリーナCLにより表面が清掃された感光体PRは、帯電ロールCRにより再び帯電される。
転写領域Q3においてトナー像が転写されたシートSは、トナー像が未定着の状態で定着装置Fの定着領域Q4に搬送される。
定着領域Q4では、シートSは、加熱ロールFhと加圧ロールFpとに挟まれて、トナー像が加熱定着される。
定着装置Fでトナー像が定着されたシートSは、シートガイドF1に案内されて、排紙ロールR1に搬送される。シートSが第1の排出トレイTRhに排出される場合には、排紙ロールR1に送られたシートSは、媒体の排出口Haから第1の排出トレイTRhに排出される。
両面印刷時には、一面目に画像が記録されたシートSは、搬送方向の後端がシートガイドF1を通過した状態で、排紙ロールR1が逆回転する。したがって、シートSは、接続路SH3を通じて、反転路SH4に搬送される。反転路SH4を搬送されたシートSは、表裏が反転した状態で、前記レジロールRrに搬送される。したがって、レジロールRrから転写領域Q3に再送されて、二面目の画像が記録される。
シートSが、フェイスアップトレイTRh1に排出される場合、排紙ロールR1の逆回転で接続路SH3を搬送されるシートSが、第2の排出路SH6に搬入される。そして、第2の排出路SH6を搬送されたシートSは、フェイスアップトレイTRh1に排出される。
(トナーカートリッジの説明)
図3は実施例1のトナーカートリッジの斜視図である。
図4は図3のIV−IV線断面図である。
図3、図4において、着脱体の一例としてのトナーカートリッジTCは、収容部の一例としてのボトル1を有する。ボトル1は、前後方向に延びる筒状に形成されており、内部に現像剤が収容可能に構成されている。ボトル1の壁面には、搬送部の一例としての螺旋状の溝部2が形成されている。図3、図4において、ボトル1の後端には、開口3が形成されている。ボトル1の外表面には、開口3の前側の位置に、締結部の一例としてのネジ部4が形成されている。
図5は実施例1のフィン部材の説明図である。
図3〜図5において、ボトル1の後側には、崩し部材の一例としてのフィン部材11が配置されている。フィン部材11は、前側の円筒部12と、後側のフィン本体13とを有する。円筒部12は、内周面に、締結部の一例としてのネジ部12aが形成されている。ネジ部12aは、ネジ部4に対応して形成されている。よって、ネジ部12aとネジ部4とが噛み合って、フィン部材11とボトル1とが締結される。したがって、フィン部材11とボトル1とにより、実施例1の回転部1,11が構成されている。
また、円筒部12の後部の外周には、リング状の凹溝12bが形成されている。
フィン本体13は、前後方向に延びる軸部13aを有する。軸部13aの前端には、崩し部の一例であって、被支持部の一例として、径方向の外側に延びる支持アーム13bが形成されている。支持アーム13bの外端は、円筒部12の内周面に接続されている。
軸部13aの後部には、径方向の外側に延びる第1の崩し部13cが形成されている。第1の崩し部13cの径方向の外端と、支持アーム13bとの間には、前後方向に延びる第2の崩し部13dが形成されている。
前記第2の崩し部13dの内側には、円筒状の壁部材14が一体的に形成されている。図4において、実施例1の壁部材14と、後述する排出路27の上端との間には隙間が形成されている。実施例1では、隙間は5mmに設定されているが、単位時間あたりに搬送したい現像剤の量等、設計や使用に応じて任意に変更可能である。
前記軸部13aの後端には、被駆動伝達部材の一例としてのカップリング16が支持されている。カップリング16は、トナーカートリッジTCがプリンタ本体U1に装着された場合に、プリンタ本体U1に支持されたカップリングと噛み合って、駆動が伝達される。
図4、図5において、円筒部12の後端面には、漏出防止部材の一例としてのトナーシール17が支持されている。トナーシール17は、円筒部12の後端面に沿って、円環状、いわゆるリング状に形成されている。なお、トナーシール17は、現像剤の漏出を防止可能な任意の材料で構成されており、例えば、スポンジ等の発泡部材を採用可能である。
フィン部材11の後側には、流出部の一例としてのフランジ部21が支持されている。フランジ部21は、円筒状に構成されている。フランジ部21は、前部の中径部22と、前後方向中央の大径部23と、後部の小径部24とを有する。
中径部22は、回転部1,11の後部の外周を覆う内径を有する。中径部22には、連結部の一例としての爪部22aが形成されている。爪部22aは、リング状の凹溝12bに対応する位置に配置されており、径方向の内側に向けて延びている。爪部22aは、凹溝12bに接触しており、回転部1,11がフランジ部21に対して前方に移動することを規制する。すなわち、回転部1,11とフランジ部21とを連結している。なお、爪部22aは、図3では1つのみ図示しているが、円筒状の中径部22の周方向に沿って、複数配置されている。
前記大径部23の前端には、食い込み部の一例としてのリング状の凸部23aが形成されている。よって、凸部23aは、フランジ部21と回転部1,11とが連結された場合に、トナーシール17に食い込むように、トナーシール17を圧縮した状態で支持される。
大径部23と小径部24との境界部分には、上下方向および左右方向に延びる板状の壁部26が形成されている。壁部26には、カップリング16が貫通した状態で、回転可能に支持されている。
壁部26の下方には、下方に延びる排出路27が形成されている。排出路27の下端には、開口部の一例としての排出口28が形成されている。排出口28には、開閉部材の一例としてのシャッタ29が支持されている。シャッタ29は、トナーカートリッジTCがプリンタ本体U1に装着された場合に排出口28を開放する位置に移動すると共に、トナーカートリッジTCがプリンタ本体U1から離脱する場合に排出口28を閉塞する位置に移動する。
図3において、小径部24の外周面には、被案内部の一例としての挿入ガイド31が形成されている。挿入ガイド31は、トナーカートリッジTCが装着される場合に、画像形成装置の本体の一例としてのプリンタ本体U1に設けられた図示しないガイド部に案内される。
(実施例1の制御部の説明)
図6は本発明の実施例1の画像形成装置の制御部分が備えている各機能をブロック図で示した図である。
図6において、プリンタUの制御部Cは、外部との信号の入出力等を行う入出力インターフェースI/Oを有する。また、制御部Cは、必要な処理を行うためのプログラムおよび情報等が記憶されたROM:リードオンリーメモリを有する。また、制御部Cは、必要なデータを一時的に記憶するためのRAM:ランダムアクセスメモリを有する。また、制御部Cは、ROM等に記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU:中央演算処理装置を有する。したがって、実施例1の制御部Cは、小型の情報処理装置、いわゆるマイクロコンピュータにより構成されている。よって、制御部Cは、ROM等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
(プリンタのUの制御部Cに接続された信号出力要素)
前記プリンタUの制御部Cは、操作部UI、温度センサSN1、湿度センサSN2等の信号出力要素からの出力信号が入力されている。
操作部UIは、電源の投入部の一例としての電源ボタンUI1や、表示部の一例としての表示パネルUI2、数字入力部UI3、矢印入力部UI4等を備えている。
環境検知手段の一例としての温度センサSN1は、プリンタUの設置された環境における環境温度を測定する。
環境検知手段の一例としての湿度センサSN2は、プリンタUの設置された環境における環境湿度を測定する。
(プリンタUの制御部Cに接続された被制御要素)
プリンタUの制御部Cは、主駆動源の駆動回路の一例としてのメインモータの駆動回路D1や、補給用の駆動源の駆動回路の一例としての補給モータの駆動回路D2、電源回路E、情報読み書き装置の一例としてのCRUMリーダ41、その他の図示しない制御要素に接続されている。制御部Cは、各回路D1,D2,E等へ、それらの制御信号を出力している。
D1:メインモータの駆動回路
メインモータの駆動回路D1は、主駆動源の一例としてのメインモータM1を介して感光体PR等を回転駆動する。
D2:補給モータの駆動回路
補給モータの駆動回路D2は、補給用の駆動源の一例としての補給モータM2を介して、トナーカートリッジTCの回転部1,11を回転させる。
E:電源回路
前記電源回路Eは、現像用の電源回路Ea、帯電用の電源回路Eb、転写用の電源回路Ec、定着用の電源回路Edを有している。
Ea:現像用の電源回路
現像用の電源回路Eaは、現像装置Gの現像ロールに現像電圧を印加する。
Eb:帯電用の電源回路
帯電用の電源回路Ebは、帯電ロールCRに感光体PR表面を帯電させるための帯電電圧を印加する。
Ec:転写用の電源回路
転写用の電源回路Ecは、転写ロールRtに転写電圧を印加する。
Ed:定着用の電源回路
定着用の電源回路Edは、定着装置Fの加熱ロールFhにヒータ加熱用の電力を供給する。
41:CRUMリーダ
CRUMリーダ41は、トナーカートリッジTCに設けられている使用状況の記憶媒体の一例としてのCRUMの情報を読み取る。なお、実施例1のCRUMリーダ41は、CRUMの情報を書き込む、すなわち、更新する機能も有する。
(プリンタUの制御部Cの機能)
プリンタUの制御部Cは、前記信号出力要素からの入力信号に応じた処理を実行して、前記各制御要素に制御信号を出力する機能を有している。すなわち、制御部Cは次の機能を有している。
C1:画像形成の制御手段
画像形成の制御手段C1は、パーソナルコンピュータPCから入力された画像情報に応じて、プリンタUの各部材の駆動や各電圧の印加時期等を制御して、画像形成動作であるジョブを実行する。
C2:電源回路の制御手段
電源回路の制御手段C2は、各電源回路Ea〜Edを制御して、各部材へ印加される電圧や、各部材へ供給される電力を制御する。
C3:使用状況の情報取得手段
使用状況の情報取得手段C3は、CRUMリーダ41を介して、トナーカートリッジTCのCRUMに記憶された使用状況の情報を取得する。なお、実施例1のCRUMには、使用状況の情報の一例として、トナーカートリッジTCの累積の駆動時間である累積補給時間t1aが記憶されている。
C4:累積補給時間の記憶手段
累積補給時間の記憶手段C4は、トナーカートリッジTCの累積補給時間t1を記憶する。なお、実施例1の累積補給時間の記憶手段C4は、トナーカートリッジTCが駆動される度に更新される累積補給時間t1を記憶している。
C5:交換判別手段
交換判別手段C5は、トナーカートリッジTCが交換されたか否かを判別する。実施例1の交換判別手段C5は、累積補給時間の記憶手段C4に記憶されている累積補給時間t1と、使用状況の情報取得手段C3が取得した累積補給時間t1aとが不一致の場合に、トナーカートリッジTCが交換されたと判別し、一致する場合にトナーカートリッジTCが交換されていないと判別する。なお、実施例1の交換判別手段C5は、トナーカートリッジTCが交換されたと判別された場合には、累積補給時間の記憶手段C4に記憶されている累積補給時間t1を、使用状況の情報取得手段C3が取得した累積補給時間t1aに更新する。
C6:補給時期の判別手段
補給時期の判別手段C6は、現像装置Gでの現像剤の消費量に応じて、補給モータM2を駆動させて現像剤の補給を行う時期になったか否かを判別する。実施例1の補給時期の判別手段C6は、現像装置Gにおける現像剤の量を図示しないセンサで検知して、現像剤の量が予め設定された量未満になった場合に、現像剤を補給する時期になったものと判別する。なお、現像剤を補給する時期の判別は、これに限定されず、現像剤の濃度や露光機ROSで書き込んだ画素数の累積値に応じて判別する等、従来公知の任意の方法で判別可能である。
C7:現在時刻の計時手段
現在時刻の計時手段C7は、現在時刻を計測する。実施例1の現在時刻の計時手段C7は、いわゆる内蔵時計により構成されている。
C8:モータ停止時刻の記憶手段
モータ停止時刻の記憶手段C8は、補給モータM2が停止した時刻を記憶する。実施例1のモータ停止時刻の記憶手段C8は、補給モータM2が停止した際に、現在時刻の計時手段C7が計測している時刻を、停止した時刻として記憶する。
C9:非駆動時間の演算手段
非駆動時間の演算手段C9は、補給モータM2が停止していた時間である非駆動時間t2を演算する。実施例1の非駆動時間の演算手段C9は、モータ停止時刻の記憶手段C8が記憶するモータ停止時刻から、補給モータM2が駆動開始する時刻、すなわち、補給時期であると判別された場合の現在時刻までの経過時間を非駆動時間t2として演算する。
C10:非駆動閾値の記憶手段
非駆動閾値の記憶手段C10は、予め設定された非駆動閾値tcを記憶する。非駆動閾値tcは、非駆動時間t2が、トナーカートリッジTCの内部の現像剤を崩す動作を行う必要が有るほどの長期間であるか否かを判別するために使用される。
C11:非駆動閾値の補正手段
非駆動閾値の補正手段C11は、補正倍率の記憶手段C11Aを有し、非駆動閾値tcを補正する。実施例1の非駆動閾値の補正手段C11は、各センサSN1,SN2で検知された環境温度および環境湿度に応じて、非駆動閾値tcを補正する。すなわち、トナーカートリッジTCが使用されなかった期間における温度や湿度によって変動する現像剤の固まりやすさを推定して、非駆動閾値tcを補正する。なお、実施例1では、非駆動閾値tcを環境に応じて補正する構成を例示するが、これに限定されず、非駆動時間t2を補正したり、あるいは両方を補正する構成とすることも可能である。
C11A:補正倍率の記憶手段
補正倍率の記憶手段C11Aは、非駆動閾値tcの補正を行う場合に使用される補正値の一例としての補正倍率を記憶する。実施例1では、環境温度が予め設定された温度よりも高温である場合且つ環境湿度が予め設定された湿度よりも高湿である高温高湿環境の場合の補正倍率α1と、低温低湿環境の場合の補正倍率α2と、それ以外の場合の補正倍率α3とにおいて、α1<α3<α2となる値に設定されている。なお、実施例1では、一例として、補正倍率α3=1に設定されている。したがって、高温高湿環境では、補正後の非駆動閾値tc×α1が最小となり、非駆動時間t2が短時間でも、現像剤を崩す動作が必要と判別されやすくなる。
C12:長期非駆動の判別手段
長期非駆動の判別手段C12は、非駆動時間t2と非駆動閾値tcとに基づいて、トナーカートリッジTCが長期間非駆動であったか否かを判別する。実施例1の長期非駆動の判別手段C12は、非駆動時間t2が、補正後の非駆動閾値tc以上であるか否かを判別することで、長期間非駆動であったか否かを判別する。
C13:崩し時間の演算手段
崩し時間の演算手段C13は、トナーカートリッジTCの内部の現像剤を崩す動作を行う時間である崩し時間t3を演算する。実施例1の崩し時間の演算手段C13は、予め設定された基準の崩し時間t3aに対して、環境に応じて、補正倍率α1〜α3で補正した時間を崩し時間t3として演算する。
TM:タイマ
タイマTMは、補給モータM2を駆動する時間を計時する。
C14:累積補給時間の計測手段
累積補給時間の計測手段C14は、トナーカートリッジTCから現像剤を補給した累積の時間である累積補給時間t1を計測する。実施例1の累積補給時間の計測手段C14は、補給モータM2の駆動時間を累積して計測する。
C15:累積補給時間の更新手段
累積補給時間の更新手段C15は、累積補給時間の記憶手段C4に記憶された累積補給時間t1を更新する。実施例1の累積補給時間の更新手段C15は、駆動していた補給モータM2が停止した後に、累積補給時間t1を更新する。なお、実施例1の累積補給時間の更新手段C15は、累積補給時間の記憶手段C4の累積補給時間t1を更新するとともに、トナーカートリッジTCのCRUMの累積補給時間t1も更新する。
C16:初期判別値の記憶手段
初期判別値の記憶手段C16は、トナーカートリッジTCが使用され始めてから予め設定された時期に到達しているか否かを判別するための初期判別値taを記憶する。実施例1の初期判別値taは、トナーカートリッジTCが未使用の状態から予め設定された第1の期間が経過しているか否かを判別するために使用される。具体的に、実施例1では、初期判別値の一例であって、第1の期間の一例としての初期判別値taとして、トナーカートリッジTCの現像剤の1/4が排出されるまでの補給モータM2の駆動時間に相当する値が設定されている。
C17:終期判別値の記憶手段
終期判別値の記憶手段C17は、トナーカートリッジTCの現像剤が空になりそうな時期に到達しているか否かを判別するための終期判別値tbを記憶する。実施例1の終期判別値tbは、トナーカートリッジTCの内部の現像剤が予め設定された少量に基づいて設定される。具体的には、実施例1では、終期判別値としての終期判別値tbの一例として、トナーカートリッジTCの現像剤の3/4が排出されるまでの補給モータM2の駆動時間に相当する値が設定されている。
C18:駆動モードの設定手段
駆動形態の設定手段の一例としての駆動モードの設定手段C18は、初期の駆動形態の記憶手段の一例としての初期モードの記憶手段C18Aと、中期の駆動形態の記憶手段の一例としての通常モードの記憶手段C18Bと、終期の駆動形態の記憶手段の一例としての終期モードの記憶手段C18Cと、を有する。駆動モードの設定手段C18は、累積補給時間t1と、各判別値ta,tbとに基づいて、トナーカートリッジTCの内部の現像剤の量に応じた補給モータM2の駆動モードに設定する。
C18A:初期モードの記憶手段
初期モードの記憶手段C18Aは、トナーカートリッジTCが未使用の状態に近い場合における補給モータM2の駆動形態の一例としての初期モードを記憶する。実施例1の初期モードでは、現像剤の補給量に応じて補給モータM2を駆動する場合には、(n+1/2)π±18°の回転角度で駆動させた後、停止させるという動作を繰り返す。すなわち、初期モードでは、補給モータM2が、(n+1/2)π±18°の範囲の回転角度で間欠的に回転する。なお、実施例1では、一例として、n=0で、回転角度=90°(=(1/2)・π)に設定されている。
C18B:通常モードの記憶手段
通常モードの記憶手段C18Bは、トナーカートリッジTCがある程度使用されている途中の場合における補給モータM2の駆動形態の一例としての通常モードを記憶する。実施例1の通常モードでは、初期モードとは異なり、現像剤の補給量に応じた補給期間は、補給モータM2を連続的に駆動する。そして、実施例1の通常モードでは、初期モードに比べて、回転速度、すなわち、単位時間当たりの回転数は、大きく設定されている。
C18C:終期モードの記憶手段
終期モードの記憶手段C18Cは、トナーカートリッジの現像剤が少量になった場合における補給モータM2の駆動形態の一例としての終期モードを記憶する。実施例1の終期モードでは、現像剤の補給量に応じて補給モータM2を駆動する場合には、90°未満の範囲で駆動させた後、停止させるという動作を繰り返す。すなわち、終期モードでは、補給モータM2が、3°以上90°未満の範囲の回転角度で間欠的に回転する。なお、実施例1では、一例として、間欠駆動時の回転角度は12°に設定されている。なお、実施例1の終期モードでは、通常モードに比べて、回転速度は大きく設定されている。
C19:モータ駆動の制御手段
モータ駆動の制御手段C19は、補給モータの駆動回路D2を介して、補給モータM2を駆動して、トナーカートリッジTCの回転部1,11を回転させる。実施例1のモータ駆動の制御手段C19は、現像装置Gへの現像剤の補給量に基づく回転量と、駆動モードの設定手段C18で設定された各モードに応じて、補給モータM2を駆動する。なお、実施例1では、1回の補給動作で補給される現像剤の量が予め設定されている。すなわち、1回の補給動作における回転部1,11の回転量も予め決まる。よって、各モードにおける回転速度に応じて、1回の補給動作における補給モータM2の駆動時間、すなわち、補給時間t4も予め決まる。
(実施例1の流れ図の説明)
次に、実施例1のプリンタUにおける制御の流れを流れ図、いわゆるフローチャートを使用して説明する。
(トナーカートリッジの補給制御のフローチャートの説明)
図7は本発明の実施例1のトナーカートリッジの補給制御処理のフローチャートの説明図である。
図7のフローチャートの各ステップSTの処理は、プリンタUの制御部Cに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理はプリンタUの他の各種処理と並行して実行される。
図7に示すフローチャートはプリンタUの電源投入により開始される。
図7のST1において、トナーカートリッジTCから使用状況の情報を取得する。そして、ST2に進む。
ST2において、プリンタUに記憶されている累積補給時間t1と、トナーカートリッジTCから取得した累積補給時間t1aとを対比して、トナーカートリッジTCが交換されたか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST3に進み、ノー(N)の場合はST4に進む。
ST3において、トナーカートリッジTCを駆動する補給モータM2の駆動モードを設定する駆動モード設定処理を実行して、ST4に進む。なお、駆動モード設定処理は、図8で後述する。
ST4において、ジョブが開始されたか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST5に進み、ノー(N)の場合はST4を繰り返す。
ST5において、トナーカートリッジTCから現像剤を補給する補給時期になったか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST6に進み、ノー(N)の場合はST16に進む。
ST6において、現在時刻と前回の補給モータM2の停止時刻から非駆動時間t2を演算する。そして、ST7に進む。
ST7において、環境温度および環境湿度から非駆動閾値tcを補正する。そして、ST8に進む。
ST8において、非駆動時間t2が非駆動閾値tc以上であるか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST9に進み、ノー(N)の場合はST13に進む。
ST9において、次の処理(1)、(2)を実行して、ST10に進む。
(1)駆動モードを初期モードに設定する。
(2)初期モードでの回転速度と、1回の補給動作での回転量とに基づいて、崩し時間t3を演算する。
ST10において、次の処理(1)〜(3)を実行して、ST11に進む。
(1)タイマTMに崩し時間t3をセットする。
(2)累積補給時間t1の計測を開始する。
(3)補給モータM2の駆動を開始する。なお、ST10では、初期モードで駆動が開始される。
ST11において、タイマTMがタイムアップしたか否か、すなわち、崩し時間t3が経過したか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST12に進み、ノー(N)の場合はST11を繰り返す。
ST12において、次の処理(1)、(2)を実行して、ST15に進む。
(1)補給モータM2を停止させる。
(2)累積補給時間t1の計測を終了する。なお、この時、累積補給時間の記憶手段C4やCRUMの情報が更新される。
ST13において、次の処理(1)〜(3)を実行して、ST14に進む。
(1)タイマTMに、駆動モードに応じた補給時間t4をセットする。
(2)累積補給時間t1の計測を開始する。
(3)補給モータM2の駆動を開始する。
ST14において、タイマTMがタイムアップしたか否か、すなわち、補給時間t4が経過したか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST12に進み、ノー(N)の場合はST14を繰り返す。
ST15において、トナーカートリッジTCを駆動する補給モータM2の駆動モードを設定する駆動モード設定処理を実行して、ST16に進む。なお、駆動モード設定処理は、図8で後述する。
ST16において、ジョブが終了したか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST1に戻り、ノー(N)の場合はST5に戻る。
(駆動モード設定処理の説明)
図8は実施例1の駆動モード設定処理の説明図であり、図7のST3、ST15のサブルーチンのフローチャートである。
図8のST21において、累積補給時間t1が初期判別値ta以上であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST22に進み、イエス(Y)の場合はST23に進む。
ST22において、駆動モードを初期モードに設定する。そして、駆動モード設定処理を終了して、図7の処理に戻る。
ST23において、累積補給時間t1が終期判別値tb以上であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST24に進み、イエス(Y)の場合はST25に進む。
ST24において、駆動モードを通常モードに設定する。そして、駆動モード設定処理を終了して、図7の処理に戻る。
ST25において、駆動モードを終期モードに設定する。そして、駆動モード設定処理を終了して、図7の処理に戻る。
(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1のプリンタUでは、電源が投入された場合に、トナーカートリッジTCが交換されたか否かが判別される。トナーカートリッジTCが交換された場合、ST3の処理で、トナーカートリッジTCの累積補給時間t1に応じて駆動モードが設定される。なお、トナーカートリッジTCが交換されていない場合は、駆動モードの設定がされず、それまでに設定されていた駆動モードがそのままの状態となる。次に、ジョブが開始されて補給時期になると、ST7、ST8の処理で、トナーカートリッジTCが長期間使用されていなかったか否かが判別される。そして、頻繁に利用されている場合は、ST13、ST14の処理で、駆動モードに応じて補給動作が実行される。
(初期モードの説明)
図9は実施例1の初期モードにおける現像剤が崩される説明図であり、図9Aは回転開始時に現像剤に作用する力の説明図、図9Bは図9Aの状態から90°回転した状態の説明図、図9Cは図9Bの状態から90°回転して停止する際に作用する力の説明図、図9Dは図9Cの状態から180°回転して停止する際に作用する力の説明図である。
初期モードでは、補給モータM2は、回転部1,11の90°回転と停止を繰り返す間欠駆動を行う。トナーカートリッジTCが未使用の状態に近い場合、倉庫での保管時や運搬時の振動で現像剤が押し固められて、現像剤が凝集していたり、壁面に付着していることがある。これに対して、実施例1では、図9Aにおいて、回転部1,11が回転を開始する際に、右の側面に付着している現像剤51に対して、重力F1に加えて、回転開始時の慣性力F2が作用する。したがって、回転部1,11の壁面52に対して、現像剤51が擦れる力F1+F2が作用したり、壁面52と一体的に移動しようとする現像剤とその内側に隣接する現像剤との間で擦れる力F1+F2が作用する。よって、現像剤と壁面52との付着力や現像剤どうしの付着力が弱まりやすい。よって、現像剤51が壁面52から離れたり、現像剤どうしがほぐされたりして、現像剤の固まりが緩む場合がある。そして、回転部1,11が90°回転して停止すると、図9Bに示すように、現像剤には、重力F1が作用する。この時、重力F1は、現像剤51を壁面52から離す方向の力として作用する。したがって、付着力の弱まった現像剤が壁面52から離間したり、内側の現像剤が落下したりして崩落しやすい。よって、実施例1のトナーカートリッジTCでは、回転部1,11が90°回転と停止を繰り返す間欠駆動を行わない場合に比べて、ボトル1の内面の同じ位置に現像剤が付着し続けることが低減される。
回転部1,11の回転角度が90°近傍以外の場合、付着力が弱まった現像剤が、図9Bに示す位置で停止せず、重力F1が、現像剤51を壁面52から離す方向、すなわち、壁面52の法線方向に対して傾斜する方向となる。よって、この場合、現像剤51を壁面52から離間させる力、効率が低下する。これに対して、回転角度が90°の実施例1では、90°近傍以外の場合に比べて、壁面52に付着した現像剤が剥がれやすい。よって、壁面52から剥がれる現像剤に巻き込まれる形で、周囲の現像剤も崩れ、固まった現像剤がほぐされる。
図9Bおよび図9Cにおいて、図9Bの状態で現像剤51が壁面52から離間しない場合でも、図9Bの状態で重力F1で現像剤51と壁面52との付着力はさらに弱まりやすい。そして、図9Cの状態まで回転すると、回転が停止される際の慣性力F3が重力F1と同方向に作用する。したがって、回転が停止される際に、現像剤51が壁面52から離間して、現像剤51の崩れが促進される。
図9Dにおいて、回転部1,11が回転して、図9Dの位置に移動して停止する際には、現像剤51に対して、停止時の慣性力F3とが作用する。したがって、現像剤どうしや現像剤51と壁面52との間には、擦れる力が作用する。よって、現像剤どうしや現像剤51と壁面52との付着力が低下しやすい。よって、現像剤が崩れやすい。そして、回転部1,11の次回の回転時に、図9A、図9Bの状態となり、現像剤が崩れやすくなる。そして、この間欠的な駆動が繰り返されることで、現像剤を崩す追加の部材を設ける従来技術に比べて、製造費用や組立費用を抑制しつつ、現像剤が崩されて、ほぐされやすい。
なお、回転角度が90°であると、周方向において壁面52や現像剤51の4箇所の面が、図9A〜図9Dの位置に周期的に移動することとなるが、±18°の範囲内、例えば、85°や95°とすると、図9Aや図9Bの位置に移動する壁面52の周方向の位置が少しずつずれ、ほぼ全内周面を図9A〜図9Cの位置に移動させることが可能となる。
図10は実施例1の変更例における初期モードにおける現像剤が崩される説明図であり、図10Aは回転開始時に現像剤に作用する力の説明図、図10Bは図10Aの状態から270°回転した状態の説明図、図10Cは図10Bの状態から270°回転した状態の説明図、図10Dは図10Cの状態から270°回転した状態の説明図である。
図9、図10において、実施例1において90°回転後、停止させる場合に替えて、270°回転後、停止させる場合について考える。図10Aにおいて、回転部1,11が回転を開始する場合には、重力F1と慣性力F2が作用して、図9Dに示す場合と同様に、現像剤どうしや現像剤51と壁面52との間の現像剤の付着力が低下する。そして、図10Bに示す状態になると、重力F1で現像剤が崩落しやすい。図10Bに示す状態から回転して、図10Cに示す状態に移行する場合、回転の停止時に、慣性力F3が作用して現像剤が崩れやすい。そして、図10Cに示す状態から回転を開始する際に、重力F1と同方向の慣性力F2が作用して、現像剤が崩れやすい状態となる。そして、図10Dの状態を経て、図10Aに回転して停止する際に、重力F1と同方向の慣性力F3が作用して、現像剤の付着力が低下する。
(終期モードの説明)
図11は実施例1の終期モードにおける現像剤の移動の説明図であり、図11Aは駆動開始前の状態の説明図、図11Bは駆動終了時の状態の説明図、図11Cは180°回転した位置で停止する場合の説明図である。
実施例1の終期モードでは、補給モータM2は、回転角度12°で間欠駆動している。図11A、図11Bにおいて、間欠駆動時のボトル1の回転角度が90°未満の場合、回転が停止すると、重力で現像剤は、ボトル1の底に向けて移動しようとする。このとき、現像剤は、ボトル1の内面に沿って滑るように底に向けて移動しようとする。また、現像剤が移動しなくても、次回の回転開始時に、現像剤は、ボトル1の底に向かう方向の慣性力を受ける。よって、底に向かう現像剤は、螺旋状の溝部2に沿って軸方向にも移動することとなる。よって、現像剤は、排出口28に向けて搬送される。
回転部1,11の回転角が90°よりも大きい場合、回転部1,11の回転中は、現像剤が遠心力を受けて現像剤は、ボトル1の内面の同じ位置に付着し続けることとなる。そして、図11Cに示すように、90°以上回転した位置で停止すると、現像剤は、ボトル1の内面から離間する形で落下する。したがって、螺旋状の溝部2に現像剤が触れずに落下する。よって、現像剤は、周方向に回転するだけで、軸方向の位置は変動しない。すなわち、現像剤は、排出口28に向けてほとんど搬送されない。したがって、ボトル1の内部の少量の現像剤が排出口28に搬送されずに残ったまま、トナーカートリッジTCが交換される場合があった。
これに対して、実施例1では、終期モードでは、初期モードや通常モードとは制御が変更されて、90°未満の回転角度で間欠駆動する。よって、ボトル1の内部の現像剤が少なくても、現像剤が排出口28に搬送されやすい。よって、トナーカートリッジTCの現像剤が空になるまで回転角度が90°以上の回転制御を行う場合に比べて、トナーカートリッジTCに残る現像剤が少なくなる。また、実施例1のトナーカートリッジTCでは、回転部1,11が90°未満の回転と停止を繰り返す間欠駆動を行わない場合に比べて、ボトル1の内面の同じ位置に現像剤が付着し続けることも低減される。したがって、原理的には、回転角度は90°未満でも、回転角度は、実施例1の12°のように小さいほうが好ましい。しかし、回転角度が小さすぎると、駆動と停止が頻繁に行われ、総停止時間が長くなると補給に時間が掛かる。よって、実験や設計や仕様等に応じて、適宜変更可能である。
また、実施例1では、回転部1,11の回転速度は、初期モードが最も遅く、通常モード、終期モードの順に速くなる。初期モードでは、回転部1,11内の現像剤が固まっている場合があり、補給モータM2の駆動時の回転の負荷が大きく、消費電力も大きくなる問題がある。また、初期モードでは、回転部1,11の現像剤の量が多く、回転の負荷が大きくなり、補給モータM2の消費電力が多くなりやすい。なお、モータの電力消費量は、負荷トルクと回転速度で変わる。
これに対して、実施例1では、初期モードにおいて、現像剤が崩されて、回転の負荷が低減されるとともに、回転部1,11の回転速度が遅く設定されている。よって、初期モードでも通常モードと同様の回転速度で回転させる場合に比べて、補給モータM2の消費電力が低減される。
また、現像剤が十分に残っている状態に比べて、現像剤が少ない状態では、同じ回転速度で回転させても、溝部2で排出口28に搬送される現像剤が少なくなりやすい。よって、排出口28から排出される現像剤の量が安定しにくい問題がある。これに対して、実施例1では、終期モードにおいて、回転速度も上昇しており、回転速度が変動しない場合に比べて、単位時間当たりに搬送される現像剤が増え、現像剤の排出の安定性も向上する。特に、実施例1では、90°未満の回転角度で間欠駆動をしており、90°以上の場合に比べて、現像剤が搬送方向に搬送されやすい。よって、現像剤の排出が安定しやすい。
さらに、実施例1では、通常モードや終期モードにおいて、長期間回転部1,11が駆動されていない場合、初期モードで駆動される。したがって、長期間駆動しない間に固まった現像剤が崩される。よって、長期間使用されていない場合に、通常モードで駆動する場合に比べて、補給モータM2への負荷トルクが低減される。
また、実施例1では、長期間回転部1,11が駆動されていないかどうかを判別する際に、環境温度、環境湿度に応じて、非駆動閾値tcを補正している。現像剤は、環境温度や環境湿度によって、固まりやすさが変わる。よって、環境に関わらず閾値が一定の場合、現像剤が固まっているにも関わらず、現像剤を崩す初期モードが開始されなかったり、現像剤が固まっていないにも関わらず、初期モードが開始される恐れがある。これに対して、実施例1では、環境に応じて非駆動閾値tcが補正されており、環境が考慮されない場合に比べて、初期モードが適切に開始されやすい。
したがって、実施例1のプリンタUでは、回転部1,11が、トナーカートリッジTCの使用状況に応じた回転角度で、間欠駆動されている。よって、実施例1のプリンタUでは、初期モードでは現像剤がボトル1の内面から脱落して内面に付着しなくなるとともに、終期モードでは回転時にボトル1の内面に沿って滑り落ちて内面に付着しない状況となる。すなわち、現像剤がボトル1の内面の同じ位置に付着し続けず、ボトル1の内面に対して現像剤が移動、流動する。したがって、実施例1では、トナーカートリッジTCが使用の前期と後期、すなわち、現像剤の量が多い時と少ない時で、適切な角度で間欠駆動されている。
(実験例)
(実験例1)
次に、実施例の効果を確認するための実験を行った。
実験例1では、初期モードの効果を確認する実験を行った。実験は、間欠駆動時の回転角度を変化させながら、崩壊不良の現像剤の量(崩れずに壁面に付着していた現像剤の重量)を測定した。実験例1では、トナーカートリッジTCを回転させる実験装置を作製して実験を行った。トナーカートリッジは、1000回タッピングをした物を使用した。また、回転部1,11の回転速度は、20[rpm]、32[rpm]、40[rpm]で行った。
図12に結果を示す。
図12は実験例1の実験結果の説明図であり、横軸に間欠駆動の回転角を取り、縦軸に崩壊不良量を取ったグラフである。
なお、図12において、実際には実験データは角度を細かく替えて測定を行ったが、見づらくなったため、代表的な値と測定値に沿った線のみをグラフに示し、全ての測定値をグラフには記載していない。
図12からわかるように、回転角が90°と270°の近傍において、崩壊不良量が特異的に減少、すなわち、現像剤の崩壊量が多いことが確認された。グラフから、(n+1/2)π±18°の範囲内で、崩壊不良量が減少することが読み取れた。なお、90°と270°における線の落ち込みの底の部分は、(n+1/2)π±6°であった。よって、(n+1/2)π±18°であれば、現像剤が崩れやすく、(n+1/2)π±6°に設定することがより好ましいことが確認された。
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H08)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、画像形成装置の一例としてのプリンタを例示したが、これに限定されない。例えば、複写機、FAX等の画像形成装置にも適用可能である。
(H02)前記実施例において、例示した具体的な数値は、設計や仕様等に応じて変更可能である。例えば、初期モードを実行する期間である初期判別値taや終期判別値tbを1/4や3/4としたが、現像剤の排出量が5%と95%の時期とするとか、回転角度の具体的な数値を変更する等、適宜変更可能である。
(H03)前記実施例において、非駆動期間が長期の場合に、初期モードを実行する構成を例示したが、これに限定されない。非駆動期間が長期になった場合に、初期モードとは異なる現像剤を崩すモードを実行することも可能である。例えば、回転部1,11を逆回転させたり、回転速度を初期モードとは異なる速度にする等、現像剤を崩すことが可能であれば、任意の崩すモードに変更可能である。
(H04)前記実施例において、初期モード、通常モード、終期モードで回転速度を増加させる構成とすることが望ましいが、これに限定されない。例えば、初期モードだけ遅く、通常モードと終期モードを同一の回転速度としたり、全てのモードで回転速度は統一することも可能である。
(H05)前記実施例において、フィン本体13を設けることが望ましいが、省略することも可能である。
(H06)前記実施例において、ボトル1を駆動させるカップリング16を後端に設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、ボトル1の前端にカップリング形状を形成したり、ボトル1の外周面にギアを形成してボトル1を回転させる構成とすることも可能である。
(H07)前記実施例において、トナーシール17を回転部1,11側に配置し、凸部23aをフランジ部21に配置する構成を例示したが、入れ替えることも可能である。
(H08)前記実施例において、非駆動閾値tcを環境に応じて補正することが望ましいが、補正しない構成とすることも可能である。また、非駆動時間t2が長期の場合に崩すモードを実行することが望ましいが、実行しない構成とすることも可能である。
1,11…回転部、
2…搬送部、
21…流出部、
28…流出口、
C11…補正手段、
C19…制御手段、
CRUM…記憶媒体、
M2…駆動源、
SN1,SN2…環境検知手段、
ta…第1の期間、
TC…現像剤の収容容器、
U…画像形成装置。

Claims (5)

  1. 現像剤が内部に収容され且つ内面に螺旋状の搬送部が形成された回転部と、前記回転部を回転可能に支持し且つ前記回転部の回転時に搬送される現像剤が流出する流出口が形成された流出部と、前記回転部に収容された現像剤の使用状況の情報を記憶する記憶媒体と、を有する現像剤の収容容器と、
    前記回転部を駆動する駆動源を制御する制御手段であって、前記現像剤の収容容器に収容された現像剤の量が予め設定された少量である場合に、90°未満の範囲の駆動と停止を行って前記回転部を間欠的に駆動させる前記制御手段と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. nを0以上の整数とした場合に、前記現像剤の収容容器の使用状況が、前記現像剤が未使用の状態から予め設定された第1の期間使用されるまでの間である場合に、(n+1/2)π[ラジアン]±18°の範囲の回転角度での駆動と停止を行って前記回転部を間欠的に駆動させる前記制御手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記現像剤の使用状況の情報に基づいて、前記現像剤の収容容器の現像剤が使用されるに連れて、現像剤を補給する場合に、前記回転部の回転速度を増加させる前記制御手段、
    を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記回転部が、予め設定された非駆動期間以上の間、駆動されなかった場合に、予め定められた量の現像剤を補給する場合の前記回転部の回転速度を、初期の回転速度で、予め設定された期間の間、前記回転部を駆動させる前記制御手段、
    を備えたことを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  5. 画像形成装置の環境温度および環境湿度を検知する環境検知手段と、
    前記環境温度および前記環境湿度に基づいて、前記回転部が駆動されなかった期間を補正する補正手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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