JP2017138550A - Powder replenishing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】粉体補給対象への不必要な粉体補給を抑えつつ、粉体収容容器から粉体貯留部への粉体供給動作を行うことができる粉体補給装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】粉体収容容器と、粉体貯留部と、粉体収容容器から粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給手段と、粉体貯留部内に回転可能に設けられた粉体撹拌搬送部材と、粉体撹拌搬送部材駆動手段と、粉体貯留部内の粉体量を検知する粉体量検知手段と、を備え、粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、粉体貯留部から粉体補給対象に粉体を補給する粉体補給動作を実施する粉体補給装置において、粉体量検知手段は、粉体撹拌搬送部材の回転に伴って得られる粉体貯留部内の粉体量に関する情報を用いて、粉体貯留部内の粉体量を検知し、粉体補給動作を契機にして、粉体収容容器から粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給動作を実施するように粉体供給手段を制御する制御手段を有する。【選択図】図1[Problem] To provide a powder supplying device and an image forming apparatus that can supply powder from a powder storage container to a powder storage section while suppressing unnecessary supply of powder to a powder supply target. [Solution] A powder supplying device includes a powder storage container, a powder storage section, powder supplying means for supplying powder from the powder storage container to the powder storage section, a powder agitating and transporting member rotatably provided in the powder storage section, a powder agitating and transporting member driving means, and a powder amount detecting means for detecting the amount of powder in the powder storage section, and performs a powder supplying operation to supply powder from the powder storage section to a powder supply target by rotating the powder agitating and transporting member. The powder amount detecting means has a control means for controlling the powder supplying means to perform a powder supplying operation to supply powder from the powder storage container to the powder storage section in response to the powder supplying operation by driving the powder agitating and transporting member to rotate. [Selected Figure] FIG.
Description
本発明は、粉体補給装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a powder replenishing apparatus and an image forming apparatus.
従来、粉体補給対象に排出される粉体が一時的に貯留される粉体貯留部と、粉体貯留部内の粉体量を検知する粉体量検知装置と、粉体量貯留部に供給される粉体を収容する粉体収容容器とを備えた粉体補給装置が知られている。 Conventionally, a powder storage unit that temporarily stores powder discharged to a powder supply target, a powder amount detection device that detects the amount of powder in the powder storage unit, and a powder amount storage unit There is known a powder replenishing device including a powder container for storing powder to be produced.
特許文献1には、係る粉体補給装置であって、現像剤容器から現像剤が供給された現像剤貯留部内の現像剤量を現像剤量検知装置によって検知するものが記載されている。現像剤容器から現像剤貯留部に現像剤を供給する現像剤供給動作が実施され、現像剤量検知装置で現像剤貯留部内の現像剤量を検知するときには、現像剤貯留部内に設けられた、現像剤を撹拌搬送する攪拌搬送部材を回転駆動させる。また、現像装置が画像形成のために現像剤を消費し現像装置内の現像剤が減ってきたら、前記撹拌搬送部材を回転駆動させて、現像剤貯留部から現像装置に現像剤を補給する現像剤補給動作を実施する。
しかしながら、現像剤供給動作で現像剤が供給された現像剤貯留部内の現像剤量を検知するときに、撹拌搬送部材を回転駆動することで、現像剤の補給が必要な状態ではない現像装置に、現像剤貯留部から不必要に現像剤が補給されてしまうといった問題が生じ得る。 However, when detecting the amount of developer in the developer storage portion to which the developer has been supplied in the developer supply operation, the developing device is not in a state where the developer needs to be replenished by rotating the agitating and conveying member. Further, there may be a problem that the developer is unnecessarily replenished from the developer reservoir.
上記課題を解決するために、本発明は、粉体を収容する粉体収容容器と、前記粉体収容容器から供給された粉体を一時的に貯留する粉体貯留部と、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給するための粉体供給手段と、粉体貯留部内に回転可能に設けられ該粉体貯留部内の粉体を撹拌搬送する粉体撹拌搬送部材と、前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させる粉体撹拌搬送部材駆動手段と、前記粉体貯留部内の粉体量を検知する粉体量検知手段と、を備え、前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、前記粉体貯留部から粉体補給対象に粉体を補給する粉体補給動作を実施する粉体補給装置において、前記粉体量検知手段は、前記粉体撹拌搬送部材の回転に伴って得られる前記粉体貯留部内の粉体量に関する情報を用いて、該粉体貯留部内の粉体量を検知するものであり、前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給動作を実施するように前記粉体供給手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a powder storage container for storing powder, a powder storage section for temporarily storing powder supplied from the powder storage container, and the powder storage A powder supply means for supplying powder from a container to the powder storage unit, a powder agitation transport member that is rotatably provided in the powder storage unit and stirs and transports the powder in the powder storage unit, A powder agitating / conveying member driving means for rotationally driving the powder agitating / conveying member; and a powder amount detecting means for detecting the amount of powder in the powder reservoir, wherein the powder agitating / conveying member is rotationally driven. In the powder replenishing apparatus for performing the powder replenishing operation for replenishing the powder to the powder replenishment target from the powder storage unit, the powder amount detection means is accompanied with the rotation of the powder agitating and conveying member. Using the information on the amount of powder in the powder storage unit obtained by The powder supply is for detecting the amount of powder, and triggered by the powder supply operation, the powder supply operation is performed to supply the powder from the powder container to the powder reservoir. It has the control means which controls a means, It is characterized by the above-mentioned.
以上、本発明によれば、粉体補給対象への不必要な粉体補給を抑えつつ、粉体収容容器から粉体貯留部への粉体供給動作を行うことができるという優れた効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that the powder supply operation from the powder container to the powder reservoir can be performed while suppressing unnecessary powder supply to the powder supply target. .
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)に適用した一実施形態について説明する。まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図2は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す。)用の4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Kを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY、C、M、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as “printer”) as an image forming apparatus will be described below. First, a basic configuration of the printer according to the embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the printer according to the embodiment. The printer includes four
図3は、Yトナー像を生成するためのプロセスユニット1Yの構成を示す概略図である。また、図4は、プロセスユニット1Yの外観を示す斜視図である。これらの図において、プロセスユニット1Yは、感光体ユニット2Yと現像装置7Yとを有している。感光体ユニット2Y及び現像装置7Yは、図4に示すように、プロセスユニット1Yとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像装置7Yを感光体ユニット2Yに対して着脱することができる。感光体ユニット2Yは、潜像担持体としてのドラム状の感光体3Y、ドラムクリーニング装置4Y、除電装置、帯電装置5Yなどを有している。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a
帯電手段としての帯電装置5Yは、駆動手段によって図2中時計回り方向に回転駆動する感光体3Yの表面を帯電ローラ6Yにより一様帯電させる。具体的には、図3において、反時計回りに回転駆動する帯電ローラ6Yに対して電源から帯電バイアスを印加し、その帯電ローラ6Yを感光体3Yに近接又は接触させることで、感光体3Yを一様帯電させる。なお、帯電ローラ6Yの代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体3Yを一様帯電させるものを用いてもよい。帯電装置5Yによって一様帯電した感光体3Yの表面は、後述する潜像形成手段としての光書込ユニット20から発せられるレーザー光によって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。
The charging device 5Y as the charging means uniformly charges the surface of the
図5は、現像装置7Y内を示す分解構成図である。現像手段としての現像装置7Yは、図3や図5に示すように、現像剤搬送手段としての第一現像剤搬送スクリュウ8Yが配設された第一剤収容室9Yを有している。また、トナー濃度検出手段としての透磁率センサからなるトナー濃度センサ10Y、第二現像剤搬送スクリュウ11Y、現像ロール12Y、ドクターブレード13Yなどが配設された第二剤収容室14Yも有している。循環経路を形成しているこれら2つの剤収容室内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のYトナーとからなる二成分現像剤であるY現像剤が内包されている。
FIG. 5 is an exploded configuration diagram showing the inside of the developing
第一現像剤搬送スクリュウ8Yは、駆動手段によって回転駆動することで、第一剤収容室9Y内のY現像剤を図3中の手前側(図5中矢印Aの方向)へ搬送する。搬送途中のY現像剤は、第一現像剤搬送スクリュウ8Yの上方に固定されたトナー濃度センサ10Yによって、第一剤収容室9Yにおけるトナー補給口17Yに対向する箇所(以下「補給位置」という。)よりも現像剤循環方向下流側に位置する所定の検出箇所を通過するY現像剤のトナー濃度が検知される。そして、第一現像剤搬送スクリュウ8Yにより第一剤収容室9Yの端部まで搬送されたY現像剤は、連通口18Yを経て第二剤収容室14Y内に進入する。
The first
第二剤収容室14Y内の第二現像剤搬送スクリュウ11Yは、駆動手段によって回転駆動することで、Y現像剤を図3中奥側(図5中矢印Aの方向)へ搬送する。このようにしてY現像剤を搬送する第二現像剤搬送スクリュウ11Yの図3中上方には、現像ロール12Yが第二現像剤搬送スクリュウ11Yと平行な姿勢で配設されている。現像ロール12Yは、図3中反時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ15Y内に固定配置されたマグネットローラ16Yを内包した構成となっている。第二現像剤搬送スクリュウ11Yによって搬送されるY現像剤の一部は、マグネットローラ16Yの発する磁力によって現像スリーブ15Yの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ15Yの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード13Yによってその層厚が規制された後、感光体3Yと対向する現像領域まで搬送され、感光体3Y上のY用の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体3Y上にYトナー像が形成される。現像によってYトナーを消費したY現像剤は、現像スリーブ15Yの回転に伴って第二現像剤搬送スクリュウ11Y上に戻される。そして、第二現像剤搬送スクリュウ11Yにより第二剤収容室14Yの端部まで搬送されたY現像剤は、連通口19Yを経て第一剤収容室9Y内に戻る。このようにして、Y現像剤は現像ユニット内を循環搬送される。
The second
図6は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。トナー濃度センサ10YによるY現像剤のトナー濃度の検出結果は、電気信号として制御部90に送られる。 この制御部90は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)221、記憶部であるRAM(Random Access Memory)102及びROM(Read Only Memory)103等を有している。そして、各種の演算処理や、制御プログラムの実行を行うことができる。制御部90は、RAM102の中にトナー濃度センサ10Yからの出力電圧の目標値であるY用の目標電圧Vtrefのデータを格納している。また、他の現像装置7C,7M,7Kに搭載された各トナー濃度センサ10C,10M,10Kからの出力電圧の目標値であるC,M,K用の目標電圧Vtrefのデータもそれぞれ格納している。
FIG. 6 is a block diagram showing a part of the electric circuit of the printer. The detection result of the toner density of the Y developer by the
Y用の現像装置7Yについては、トナー濃度センサ10Yからの出力電圧の値とY用の目標電圧Vtrefを比較し、比較結果に応じた量のYトナーをトナー補給口17Yから供給するように、Y用のトナー補給装置60の駆動機構180を制御する。詳しくは、駆動機構180が、後述する収容器側駆動機構部181a(図12参照)とサブホッパ側駆動機構部181b(図12参照)とに分かれている。そして、収容器側駆動機構部181aに設けられた第一駆動モータ182a(図12参照)と、サブホッパ側駆動機構部181bに設けられた第二駆動モータ182b(図12参照)との駆動を制御部90が制御する。また、収容器側駆動機構部181aとサブホッパ側駆動機構部181bとは、独立駆動となっている。この制御により、現像に伴うYトナーの消費によってYトナー濃度が低下したY現像剤に対し、第一剤収容室9Yで適量のYトナーが供給される。このため、第二剤収容室14Y内のY現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度範囲内に維持される。他色用の現像装置7C,7M,7K内における現像剤についても同様である。
For the developing
また、制御部90には、トナー補給装置60に設けられたサブホッパ200内のトナー量を検知する磁束センサ210も接続されている。先に示した図2において、感光体3Y上に形成されたYトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト41に中間転写される。感光体ユニット2Yのドラムクリーニング装置4Yは、中間転写工程を経た後の感光体3Yの表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体3Yの表面は、除電装置によって除電される。この除電により、感光体3Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色用のプロセスユニット1C,1M,1Kにおいても、同様にして感光体3C,3M,3K上にCトナー像、Mトナー像、Kトナー像が形成されて、中間転写ベルト41上に中間転写される。
The
プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの図2中下方には、光書込ユニット20が配設されている。光書込ユニット20は、外部接続されたコンピュータなどから制御部90が取得した画像情報(画素情報)に基づいて発したレーザー光Lを、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの感光体3Y,3C,3M,3Kに照射する。これにより、感光体3Y,3C,3M,3K上には、それぞれY用、C用、M用、K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット20は、光源から発したレーザー光Lを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー21によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体3Y,3C,3M,3Kに照射するものである。かかる構成のものに代えて、LEDアレイを採用したものを用いてもよい。
An
光書込ユニット20の下方には、第一給紙カセット22、第二給紙カセット23が鉛直方向に重なるように配設されている。これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録材である記録紙Pが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Pには、第一給紙ローラ22a及び第二給紙ローラ23aがそれぞれ当接している。第一給紙ローラ22aが駆動手段によって図2中反時計回りに回転駆動すると、第一給紙カセット22内の一番上の記録紙Pが、カセットの図2中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路24に向けて排出される。また、第二給紙ローラ23aが駆動手段によって図2中反時計回りに回転駆動すると、第二給紙カセット23内の一番上の記録紙Pが給紙路24に向けて排出される。
A first
給紙路24内には、複数の搬送ローラ対25が配設されており、給紙路24に送り込まれた記録紙Pは、これら搬送ローラ対25のローラ間に挟み込まれながら、給紙路24内を図2中下側から上側に向けて搬送される。また、給紙路24の末端には、レジストローラ対26が配設されている。レジストローラ対26は、搬送ローラ対25から送られてくる記録紙Pをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Pを適切なタイミングで後述の二次転写ニップに向けて送り出す。
A plurality of transport roller pairs 25 are arranged in the
各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの図2中上方には、中間転写ベルト41を張架しながら図2中反時計回りに無端移動させる転写ユニット40が配設されている。転写ユニット40は、中間転写ベルト41のほか、ベルトクリーニングユニット、4つの一次転写ローラ45Y,45C,45M,45K、二次転写バックアップローラ46、駆動ローラ47、テンションローラ49などを備えている。中間転写ベルト41は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ47の回転駆動によって図2中反時計回りに無端移動する。4つの一次転写ローラ45Y,45C,45M,45Kは、このように無端移動する中間転写ベルト41を感光体3Y,3C,3M,3Kとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト41の内周面にトナーとは逆極性(本実施形態ではプラス極性)の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト41は、その無端移動に伴ってY用、C用、M用、K用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体3Y,3C,3M,3K上の各色トナー像が重なり合うように一次転写される。これにより、中間転写ベルト41上に4色重ね合わせトナー像(以下「4色トナー像」という。)が形成される。
Above each of the
二次転写バックアップローラ46は、中間転写ベルト41のループ外側に配設された二次転写ローラ50との間に中間転写ベルト41を挟み込んで二次転写ニップを形成している。レジストローラ対26は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Pを、中間転写ベルト41上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト41上の4色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ50と二次転写バックアップローラ46との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で記録紙Pに一括二次転写される。そして、記録紙Pの白色と相まって、フルカラートナー像となる。二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト41には、記録紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニットによってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニットは、クリーニングブレードなどのクリーニング部材を中間転写ベルト41のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
The secondary
二次転写ニップの図中上方には、定着手段としての定着装置80が配設されている。この定着装置80は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ81と、定着ベルトユニット82とを備えている。定着ベルトユニット82は、定着ベルト84、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ83、テンションローラ85、駆動ローラ86、温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト84を加熱ローラ83、テンションローラ85及び駆動ローラ86によって張架しながら、図2中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト84は加熱ローラ83によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト84の加熱ローラ83の掛け回し箇所には、図2中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ81がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ81と定着ベルト84とが当接する定着ニップが形成されている。
A fixing
定着ベルト84のループ外側には、温度センサが定着ベルト84のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト84の表面温度を検知する。この検知結果は、定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ83に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ81に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト84の表面温度が約140[℃]に維持される。二次転写ニップを通過した記録紙Pは、中間転写ベルト41から分離した後、定着装置80内に送られる。そして、定着装置80内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト84によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が記録紙Pに定着する。このようにして定着処理が施された記録紙Pは、排紙ローラ対87のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部88が形成されており、排紙ローラ対87によって機外に排出された記録紙Pは、このスタック部88に順次スタックされる。
A temperature sensor is disposed outside the loop of the fixing
転写ユニット40の上方には、Yトナー、Cトナー、Mトナー、Kトナーをそれぞれ収容する4つのトナー収納容器であるトナー収容器32Y,32C,32M,32Kがトナーボトル収納部に配設されている。トナー収容器32Y,32C,32M,32K内の各色トナーは、トナー補給装置60により、それぞれ、プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの現像装置7Y,7C,7M,7Kに適宜供給される。トナー収容器32Y,32C,32M,32Kは、プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
Above the
先に図5に示したように、トナー濃度センサ10Yは、非供給領域としての第一剤収容室9Y内において、供給領域としての第二剤収容室14Yに進入する直前の現像剤のトナー濃度を検知する。また、トナー補給口17Yは、第二剤収容室14Yから第一剤収容室9Y内に進入した直後の現像剤に対してトナーを補給する位置に設けられている。つまり、第一剤収容室9Y内において、トナー濃度センサ10Yは、トナー補給口17Yよりも下流側の位置で現像剤のトナー濃度を検知する。
As previously shown in FIG. 5, the
次に、トナー補給装置60Y,60C,60M,60Kについて説明する。図7は、トナー補給装置60Yにトナー収容器32Yが設置された状態を示す模式図であり、図8は、4つのトナー収容器32Y,32C,32M,32Kがセットされた状態の収容器搭載部70を示す概略斜視図である。図9は収容器搭載部70及びトナー補給装置60の斜視図である。図10は収容器搭載部70にトナー収容器32が設置された状態を示す、収容器搭載部70及びトナー補給装置60の斜視図である。図11はトナー補給装置側から見た収容器搭載部70及びトナー補給装置60の斜視図である。図12はトナー補給装置60に設けられた駆動機構180の収容器側駆動機構部181aとサブホッパ側駆動機構部181bの外観図である。図13はサブホッパ側駆動機構部181bの概略構成図である。
Next, the
収容器搭載部70に設置されたトナー収容器32Y,32C,32M,32K内のトナーは、各色の現像装置7Y,7C,7M,7K内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置60Y,60C,60M,60Kによって適宜に各現像装置7Y,7C,7M,7K内に補給される。なお、4つのトナー補給装置60Y,60C,60M,60Kやトナー収容器32Y,32C,32M,32Kは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。このため、以下、イエローに対応したトナー補給装置60Yやトナー収容器32Yのみの説明を行い、他の3つの色に対応したトナー補給装置60C,60M,60Kやトナー収容器32C,32M,32Kの説明を適宜に省略する。
The toner in the
トナー補給装置60Y,60C,60M,60Kは、収容器搭載部70、搬送ノズル611Y,611C,611M,611K、搬送スクリュウ614Y,614C,614M,614K、トナー落下搬送路64Y,64C,64M,64K、駆動機構180Y,180C,180M,180K等で構成されている。トナー収容器32Yが図中矢印Q方向へ差し込まれ収容器搭載部70に装着されると、その装着動作に連動してトナー収容器32Yの先端側からトナー補給装置60Yの搬送ノズル611Yが挿入され、トナー収容器32Y内と搬送ノズル611Y内とが連通する。トナー収容器32Yは、円筒状の形状になっており、収容器搭載部70に非回転の状態で固定される容器先端カバー34Yや、容器回転ギヤ301Yが一体的に形成されたトナーボトル33Yなどから構成されている。保持部としての容器先端カバー34Yは、トナーボトル33Yの回転軸線方向の先端部を受け入れた状態で、トナーボトル33Yを回転可能に保持する。収容器搭載部70は、先端受部73や容器受部72や挿入口形成部71等から構成されている。先端受部73は、トナー収容器32Yの容器先端カバー34Yを固定するためのものである。容器受部72は、トナー収容器32Yのトナーボトル33Yを受けるためのものである。挿入口形成部71は、トナー収容器32Yの装着動作時における挿入口を形成するものである。
The
プリンタの手前側(図2の紙面垂直方向手前側)に設置された本体カバーを開放すると、収容器搭載部70の挿入口形成部71が露呈される。そして、各トナー収容器32Y,32M,32C,32Kの長手方向を水平方向とした状態で、プリンタの手前側から各トナー収容器32Y,32C,32M,32Kの着脱操作(トナー収容器32の長手方向を着脱方向とする着脱操作)を行う。なお、図7中のセットカバー608Yは、収容器搭載部70の先端受部73の一部である。容器受部72は、その長手方向の長さが、トナーボトル33Yの長手方向の長さとほぼ同等になるように形成されている。また、先端受部73は容器受部72における長手方向(着脱方向)の一端側に設けられ、挿入口形成部71は容器受部72における長手方向の他端側に設けられている。容器先端カバー34Yは、トナー収容器32Yの装着動作に伴って、挿入口形成部71を通過した後に、しばらく容器受部72上を滑動して、その後に先端受部73に装着される。
When the main body cover installed on the front side of the printer (the front side in the direction perpendicular to the paper in FIG. 2) is opened, the insertion port forming portion 71 of the
容器先端カバー34Yが先端受部73に装着された状態で、駆動モータや駆動ギヤ等で構成されている駆動機構180が容器回転ギヤ301Yに回転駆動力を伝達することで、トナーボトル33Yが図7中の矢印A方向に回転駆動される。トナーボトル33Y自体が回転することで、トナーボトル33Yの内周面に螺旋状に形成された螺旋状突起302Yによって、トナーボトル33Yの内部に収容されたトナーがボトルの後端側から先端側(図7中の左側から右側)に搬送される。そして、容器先端カバー34Y側から搬送ノズル611Y内に供給される。搬送ノズル611Y内には、搬送スクリュウ614Yが配置されており、駆動機構180Yから搬送スクリュウギヤ605Yに回転駆動が入力されることで、搬送スクリュウ614Yが回転して搬送ノズル611Y内のトナーを搬送する。搬送ノズル611Yの搬送方向下流端は、トナー落下搬送路64Yに接続されており、搬送スクリュウ614Yによって搬送されたトナーは、トナー落下搬送路64Yを自重落下してサブホッパ200Y内に搬送される。
With the container
トナー収容器32Y,32C,32M,32Kは、それぞれ、寿命に達したとき(収容するトナーがほとんどすべて消費されて空になったとき)に新品のものに交換される。トナー収容器32の長手方向における容器先端カバー34とは反対側の端部には把手部303が設けられており、交換の際には、作業者が把手部303を握って引き出すことで、装着されたトナー収容器32を取り外すことができる。
Each of the
次に、トナー収容器32Y,32C,32M,32K及びトナー補給装置60Y,60C,60M,60Kについてより詳細に説明する。なお、上述したように、トナー収容器32Y,32C,32M,32K及びトナー補給装置60Y,60C,60M,60Kは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっている。そのため、以下、Y,C,M,Kという使用するトナーの色を示す添字を省略して説明する。
Next, the
図14は、実施形態に係るトナー収容器32を示す斜視図である。図15は、トナー収容器32を装着する前のトナー補給装置60と、トナー収容器32の先端側端部とを示す拡大斜視図である。図16は、トナー収容器32を装着した状態のトナー補給装置60と、トナー収容器32の先端側とを示す拡大斜視図である。また、図17は、トナー収容器32を装着する前のトナー補給装置60と、トナー収容器32の先端部とを示す縦断面図である。図18は、トナー収容器32を装着した状態のトナー補給装置60と、トナー収容器32の先端部とを示す縦断面図である。また、図19はトナー補給装置60の断面図である。図20は、トナー収容器32からトナー補給装置60までの内部構成を示したトナー収容器32及びトナー補給装置60の断面図である。
FIG. 14 is a perspective view showing the
図17に示すように、トナー補給装置60は、内部に搬送スクリュウ614を具備する搬送ノズル611を備えている。また、ノズルシャッタ部材612も備えている。ノズルシャッタ部材612は、トナー収容器32が装着される前の非装着時(図15及び図18の状態)において、搬送ノズル611に形成されたノズル開口部610を閉鎖する。また、トナー収容器32が装着された装着時(図17及び図16の状態)において、ノズル開口部610を開放する。トナー収容器32の先端面の中央には、装着時に搬送ノズル611が挿入されるノズル受入口331や、非装着時にノズル受入口331を閉鎖する容器シャッタ部材332が設けられている。
As shown in FIG. 17, the
図15に示されるように、トナー収容器32の容器先端カバー34には、トナー補給装置60のセットカバー608に設けられた容器ロック部材609を容器外側から内側に向けて貫通させるためのロック用開口339が設けられている。また、容器先端カバー34には、トナー収容器32の使用状況等のデータを記録したIDチップ700も設けられている。さらには、収納するトナーの色が異なるトナー収容器32が他の色のセットカバー608に装着されることを防止する色非互換リブ34bも設けられている。図15及び図16に示されるように、トナー補給装置60は、プリンタ本体のフレーム602に対して搬送ノズル611を固定するノズルホルダ607を備え、ノズルホルダ607に対して、セットカバー608が固定されている。さらに、ノズルホルダ607には、搬送ノズル611の下方から搬送ノズル611の内部に連通するように配置されたトナー落下搬送路64が固定されている。
As shown in FIG. 15, the container front end cover 34 of the
トナー落下搬送路64は、図19や図20に示すように装置高さ方向である縦方向に延びている。このトナー落下搬送路64内では、搬送スクリュウ614によって搬送されたトナーを落下させており、トナー落下搬送路64内が常時空洞になるようにしている。そして、トナー収容器32からトナー落下搬送路64を通ってサブホッパ200内に搬送されたトナーは、サブホッパ200内の磁束センサ210まで運ばれる。また、トナー落下搬送路64内には、コイル状の揺動部材65が設けられている。そして、トナー落下搬送路64内で揺動部材65を揺動させることで、トナー落下搬送路64の内壁面に付着したトナーを落とすなどして、トナー落下搬送路64内にトナーが滞留するのを抑制している。
As shown in FIGS. 19 and 20, the toner
フレーム602には、駆動機構180が固定されている。駆動機構180は、駆動モータ603及び容器駆動出力ギヤ601や、容器駆動出力ギヤ601の回転軸に駆動モータ603の回転駆動を伝達するウォームギヤ603aなどを有している。容器駆動出力ギヤ601の回転軸には、駆動伝達ギヤ604が固定されており、搬送スクリュウ614の回転軸に固定された搬送スクリュウギヤ605と噛み合う構成となっている。このような構成により、駆動モータ603を回転駆動させることで、容器駆動出力ギヤ601及び容器回転ギヤ301を介してトナー収容器32を回転させる。そして、駆動伝達ギヤ604及び搬送スクリュウギヤ605を介して、搬送スクリュウ614を回転させる。なお、駆動モータ603から容器回転ギヤ301までの駆動伝達経路や、駆動モータ603から搬送スクリュウギヤ605までの駆動伝達経路にクラッチを設けても良い。このようなクラッチを設けることで、駆動モータ603を回転駆動させたときに、トナー収容器32と搬送スクリュウ614との何れか一方のみを回転させる構成を実現できる。
A
次に、トナー収容器32のトナー補給装置60に対する装着過程について説明する。
図15や図17の図中矢印Qで示されるように、トナー補給装置60の方向にトナー収容器32が移動すると、搬送ノズル611のノズル先端部611aが容器シャッタ部材332の先端側の端面に接触する。トナー収容器32が更にトナー補給装置60の方向に移動すると、搬送ノズル611が容器シャッタ部材332の先端側の端面を押圧する。これによって容器シャッタバネ336が縮むと、容器シャッタ部材332がトナー収容器32の内部側(後端側)に押し込まれるとともに、搬送ノズル611のノズル先端側がノズル受入口331に挿入される。このとき、ノズルシャッタ部材612におけるノズルシャッタ鍔部612aよりもノズル先端側のノズルシャッタ筒状部612bも、搬送ノズル611とともにノズル受入口331に挿入される。
Next, a process of attaching the
As shown by an arrow Q in FIGS. 15 and 17, when the
トナー収容器32が更にトナー補給装置60の方向に移動すると、ノズルシャッタ鍔部612aのノズルシャッタバネ受け面とは反対側の面が、容器シール部材333の先端側の端面に接触して容器シール部材333を少し押し潰す。これにより、ノズルシャッタ鍔部612aのノズルシャッタバネ受け面とは反対側の面がノズルシャッタ突き当てリブに突き当たることで、ノズルシャッタ部材612のトナー収容器32に対する回転軸方向の相対的位置が固定される。トナー収容器32がトナー補給装置60の方向に更に移動すると、搬送ノズル611がさらにトナー収容器32の内部側に挿入される。このとき、前記ノズルシャッタ突き当てリブに突き当たっていたノズルシャッタ部材612は、搬送ノズル611に対してノズル根元側に押し戻される。これにより、ノズルシャッタバネ613が縮み、ノズルシャッタ部材612の搬送ノズル611に対する相対的位置がノズル根元側に移動する。この相対的位置の移動に伴い、ノズルシャッタ部材612に覆われていたノズル開口部610がトナーボトル33内部で露出し、トナーボトル33内と搬送ノズル611内とが連通する。
When the
搬送ノズル611がノズル受入口331に挿入されている状態では、縮んだ状態の容器シャッタバネ336やノズルシャッタバネ613の付勢力によって、次のような力が作用する。すなわち、トナー補給装置60に対してトナー収容器32を押し戻す方向(図中矢印Qとは逆方向)の力である。しかし、トナー収容器32をトナー補給装置60に装着する際には、ロック用開口339に対してセットカバー608の容器ロック部材609を受け入れさせる位置まで、トナー収容器32を前述の力に抗してトナー補給装置60の方向に移動させる。これにより、容器シャッタバネ336及びノズルシャッタバネ613の付勢力と、ロック用開口339に対する容器ロック部材609の引っ掛かりとによって、トナー収容器32のトナー補給装置60に対する回転軸方向の位置決めがなされる。
In a state where the
トナー収容器の回転軸方向の位置決めがなされた状態では、容器セット部615の内周面に、先端開口形成部305の外周面が摺動可能な状態で嵌合される。このため、回転軸に直交する平面方向におけるトナー収容器32のトナー補給装置60に対する位置決めがなされる。これにより、トナー収容器32のトナー補給装置60に対する装着が完了する。トナー収容器32の装着が完了した状態で、駆動モータ603を回転駆動させることにより、トナー収容器32のトナーボトル33と、搬送ノズル611内の搬送スクリュウ614が回転する。トナーボトル33が回転することで、トナーボトル33内のトナーは螺旋状突起302によって、トナーボトル33の先端側に搬送される。この搬送によって汲み上げ部304に到達したトナーは、トナーボトル33が回転することで汲み上げ部304によってノズル開口部610の上方まで持ち上げられる。
When the toner container is positioned in the rotation axis direction, the outer peripheral surface of the tip
ノズル開口部610の上方まで持ち上げられたトナーが、ノズル開口部610に落下することで、搬送ノズル611内にトナーが供給される。搬送ノズル611内に供給されたトナーは、搬送スクリュウ614によって搬送され、トナー落下搬送路64を通ってサブホッパ200に搬送される。なお、同図では、このときのトナーボトル33内からトナー落下搬送路64までのトナーの流れを図18中の矢印βで示している。図18のαは、先端開口形成部305が容器セット部615と摺動可能に接触して、トナー収容器32のトナー補給装置60に対する位置決めがなされる位置を示している。この位置は、摺動部と位置決め部との両方の機能を有する構成に限らず、摺動部また位置決め部の何れか一方の機能を有する構成であってもよい。
The toner that has been lifted above the
トナー収容器32のノズル受入部材330は、ノズル受入口331とシャッタ支持開口部335bと容器シャッタ部材332とを有している。トナーボトル33の開口部の位置に設けられたノズル受入口331は、粉体受け口であるノズル開口部610を具備する搬送ノズル611を受け入れる。また、シャッタ支持開口部335bは、少なくともその一部にトナーボトル33内の粉体であるトナーをノズル開口部610へ供給する補給口として機能する。また、容器シャッタ部材332は、ノズル受入部材330に支持され、搬送ノズル611がノズル受入部材330に対して、挿入または抜き出す動作により、回転軸方向にスライド移動してノズル受入口331を開閉する開閉部材として機能する。このような構成により、トナー収容器32は、搬送ノズル611が挿入されるまではノズル受入口331が閉じられた状態を維持し、トナー補給装置60に装着される前の状態でのトナーの漏れや飛散を防止できる。
The
ノズル受入口331に搬送ノズル611が挿入され、搬送ノズル611に押された容器シャッタ部材332が容器奥側にスライド移動すると、シャッタ支持開口部335b近傍に溜まっていたトナーが押しのけられる。このため、シャッタ支持開口部335bの周辺にノズル受入口331が形成された部分の搬送ノズル611が進入する空間を確保でき、シャッタ支持開口部335bからノズル受入口331へのトナーの供給を確実に行える。 このようにトナー収容器32は、トナー補給装置60に装着前の状態では、トナーボトル33に収納されているトナーの漏れや飛散を防止しつつ、トナー補給装置60に装着されたときには、確実にトナーボトル33外にトナーを排出することができる。トナー収容器32をトナー補給装置60に装着したときには、容器シール部材333がノズルシャッタ鍔部612aに押し潰される。これにより、ノズルシャッタ鍔部612aが容器シール部材333に密着加圧された状態となり、トナー漏れを防止することができる。
When the
図21は、本実施形態に係るサブホッパ200の概観を示す斜視図である。図21に示すように、サブホッパ200を構成する筐体の外壁には磁束センサ210が取り付けられている。図21においてサブホッパ200の上部は開口となっており、この開口に対してトナーボトル供給路120の形成されたカバーが取り付けられる。また、サブホッパ200内部に保持されているトナーは図21に示すサブホッパ供給路119から送り出される。
FIG. 21 is a perspective view showing an overview of the
図22は、サブホッパ200の内部を示す斜視図である。図22に示すように、サブホッパ200内部の内壁には振動板201が設けられている。振動板201が設けられた内壁は図21において磁束センサ210が取り付けられている外壁の裏側である。従って、振動板201は磁束センサ210に対向するように配置されている。
FIG. 22 is a perspective view showing the inside of the
振動板201は、長方形の板状の部品であり、長手方向の一端がサブホッパ200の筐体に固定された片持ち状態で配置されている。また、振動板201の長手方向において固定されていない側の端部には重り202が配置されている。重り202は、振動板201が振動した場合の振動数を調整する機能や、振動板201を振動させるための機能を担う。
The
サブホッパ200内部においては、内部のトナーを撹拌搬送するための構成として、回転軸204及び撹拌部材205からなる撹拌搬送部材が設けられている。回転軸204は、サブホッパ200内部で回転する軸である。この回転軸204に撹拌部材205が固定されており、回転軸204の回転に伴って撹拌部材205が回転してサブホッパ200内部のトナーが撹拌される。また、振動板201の長手方向は、回転軸204の軸方向と略平行に配置されている。また、撹拌部材205は、トナーの撹拌に加えて、回転により振動板201に設けられた重り202を弾く機能を担う。これにより、撹拌部材205が1周回転する毎に重り202が弾かれて振動板201が振動する。すなわち、振動板201が振動部として機能すると共に、撹拌部材205が振動付与部として機能する。
In the
次に、本実施形態に係る磁束センサ210の内部構成について図23を参照して説明する。図23に示すように、本実施形態に係る磁束センサ210は、コルピッツ型のLC発振回路を基本とする発振回路である。磁束センサ210は、平面パターンコイル211、パターン抵抗212、第一コンデンサ213、第二コンデンサ214、フィードバック抵抗215、アンバッファIC216、217及び出力端子218を有している。
Next, the internal configuration of the
平面パターンコイル211は、磁束センサ210を構成する基板上に平面状にパターニングされた信号線によって構成される平面状のコイルである。図23に示すように、平面パターンコイル211は、コイルによって得られるインダクタンスLを有する。平面パターンコイル211は、コイルが形成された平面に対向する空間を通る磁束によってインダクタンスLの値が変化する。その結果、本実施形態に係る磁束センサ210は、平面パターンコイル211のコイル面が対向する空間を通る磁束に応じた周波数の信号を発振する発振部として用いられる。また、磁束センサ210は、信号線の長さによって抵抗値が決まる回路抵抗RLを有する。本実施形態の磁束センサ210では、ほとんどの信号線が平面パターンコイル211を形成するのに用いられている。したがって回路抵抗RLは平面パターンコイルの信号線による抵抗値とほぼ一致する。
The
パターン抵抗212は、平面パターンコイル211と同様に基板上に平面状にパターニングされた信号線によって構成される抵抗である。本実施形態に係るパターン抵抗212は、つづら折り状に形成されたパターンであり、これによって直線状のパターンよりも電流の流れにくい状態を作り出している。このパターン抵抗212を設けることが本実施形態に係る要旨の1つである。なお、つづら折り状とは、換言すると、所定の方向に対して複数回往復させるように折り曲げた形状である。図23に示すように、パターン抵抗212は、抵抗値RPを有する。図23に示すように、平面パターンコイル211とパターン抵抗212とは直列に接続されている。
The
第一コンデンサ213及び第二コンデンサ214は、平面パターンコイル211と共にコルピッツ型LC発振回路を構成する容量である。従って、第一コンデンサ213及び第二コンデンサ214は、平面パターンコイル211及びパターン抵抗212と直列に接続されている。平面パターンコイル211、パターン抵抗212、第一コンデンサ213及び第二コンデンサ214によって構成されるループによって共振電流ループが構成される。
The
フィードバック抵抗215は、バイアス電圧を安定化させるために挿入される。アンバッファIC216及びアンバッファIC217の機能により、共振電流ループの一部の電位の変動が、共振周波数に応じた矩形波として出力端子218から出力される。
The
このような構成により、本実施形態に係る磁束センサ210は、インダクタンスL、抵抗値RP、回路抵抗RL、第一コンデンサ213及び第二コンデンサ214の静電容量Cに応じた周波数fで発振する。周波数fは、以下の数1によって表すことができる。
With such a configuration, the
インダクタンスLは、平面パターンコイル211の近傍における磁性体の存在やその濃度によっても変化する。従って、磁束センサ210の発振周波数により、平面パターンコイル211近傍の空間における透磁率を判断することが可能となる。
The inductance L also changes depending on the presence of the magnetic substance in the vicinity of the
また、上述したように、本実施形態に係るサブホッパ200における磁束センサ210は、筐体を介して振動板201と対向して配置されている。従って、平面パターンコイル211によって発生する磁束は振動板201を通ることとなる。すなわち、振動板201が平面パターンコイル211によって生成される磁束に影響し、インダクタンスLに影響を与える。結果的に、振動板201の存在が磁束センサ210の発振信号の周波数に影響することとなる。
Further, as described above, the
図24は、本実施形態に係る磁束センサ210の出力信号のカウント値の態様を示す図である。磁束センサ210に含まれる平面パターンコイル211によって発生する磁束に変化がなければ、原則として磁束センサ210は同一の周波数で発振を続ける。その結果、図24に示すように、時間経過に応じてカウンタのカウント値は一様に増加する。そして、図24に示すように、t1、t2、t3、t4、t5夫々のタイミングにおいて、aaaah、bbbbh、cccch、ddddh、AAAAhといったカウント値が取得される。
FIG. 24 is a diagram illustrating an aspect of the count value of the output signal of the
夫々のタイミングにおけるカウント値を、図24に示すT1、T2、T3、T4夫々の期間に基づいて計算することにより、夫々の期間における周波数が算出される。例えば、2[ms]に相当する基準クロックをカウントすると割込み信号を出力して周波数を計算する場合、夫々の期間におけるカウント値を2[ms]で割る。これにより、図24に示すT1、T2、T3、T4夫々の期間における磁束センサ210の発振周波数f[Hz]を算出する。また、図24に示すように、カウンタのカウント値の上限がFFFFhである場合、期間T4における周波数の算出に際して、FFFFhからddddhを引いた値と、AAAAhとの値の合計値を2[ms]で割る。これにより、発振周波数f[Hz]を算出することができる。
By calculating the count value at each timing based on the periods T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 shown in FIG. 24, the frequency in each period is calculated. For example, when a reference clock corresponding to 2 [ms] is counted and an interrupt signal is output and the frequency is calculated, the count value in each period is divided by 2 [ms]. Thus, to calculate the oscillation frequency f [Hz] of T 1, T 2, T 3 ,
このように、本実施形態に係る画像形成装置100においては、磁束センサ210が発振する信号の周波数を取得し、その取得結果に基づいて磁束センサ210の発振周波数に対応する事象を判断することができる。そして、本実施形態に係る磁束センサ210においては、平面パターンコイル211に対向して配置されている振動板201の状態に応じてインダクタンスLが変化し、結果として出力端子218から出力される信号の周波数が変化する。その結果、信号を取得するコントローラにおいては、平面パターンコイル211に対向して配置された振動板201の状態を確認することが可能となる。なお、上述したように、発振信号のカウント値を期間で割ることにより周波数が求められるが、カウント値を取得する期間が固定であれば、周波数を示すためのパラメータとして、取得されたカウント値をそのまま用いることも可能である。
As described above, in the
図25は、本実施形態に係る磁束センサ210の概観を示す斜視図である。図25においては、図23において説明した平面パターンコイル211及びパターン抵抗212が形成されている面、すなわち、透磁率を検知するべき空間に対向させる検知面が上面に向けられている。図25に示すように、平面パターンコイル211が形成された検知面においては、平面パターンコイル211と直列に接続されるパターン抵抗212がパターニングされている。図23において説明したように、平面パターンコイル211は平面上に螺旋状に形成された信号線のパターンである。また、パターン抵抗212は、平面上につづら折状に形成された信号のパターンであり、これらのパターンによって上述したような磁束センサ210の機能が実現される。この平面パターンコイル211及びパターン抵抗212によって形成される部分が、本実施形態に係る磁束センサ210における透磁率の検知部である。磁束センサ210をサブホッパ200に取り付ける際には、この検知部が振動板201に対向するように取り付けられる。
FIG. 25 is a perspective view showing an overview of the
次に、本実施形態に係る画像形成装置100において磁束センサ210の出力値を取得する構成について図26を参照して説明する。図26は、磁束センサ210の出力値を取得するコントローラ220及び磁束センサ210の構成を示す図である。図26に示すように、コントローラ220は、CPU(Central Processing Unit)221、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)222、タイマー223、水晶発振回路224及び入出力制御ASIC230を有している。
Next, a configuration for acquiring the output value of the
CPU221は演算手段であり、ROM(Read Only Memory)等の記憶媒体に記憶されたプログラムに従って演算を行うことにより、コントローラ220全体の動作を制御する。ASIC222は、CPU221やRAM(Random Access Memory)等が接続されたシステムバスと他の機器との接続インタフェースとして機能する。
The
タイマー223は、水晶発振回路224から入力される基準クロックのカウント値が所定の値になる度に割込み信号を生成してCPU221に対して出力する。CPU221は、タイマー223から入力される割込み信号に応じて、磁束センサ210の出力値を取得するためのリード信号を出力する。水晶発振回路224は、コントローラ220内部の各デバイスを動作させるための基準クロックを発振する。
The
入出力制御ASIC230は、磁束センサ210が出力する検知信号を取得して、コントローラ220内部において処理可能な情報に変換する。図26に示すように入出力制御ASIC230は、透磁率カウンタ231、リード信号取得部232及びカウント値出力部233を含む。上述したように、本実施形態に係る磁束センサ210は、検知対象の空間における透磁率に応じた周波数の矩形波を出力する発振回路である。
The input /
透磁率カウンタ231は、そのような磁束センサ210が出力する矩形波に応じて値をインクリメントするカウンタである。すなわち、透磁率カウンタ231が、周波数を算出する対象の信号の信号数をカウントする対象信号カウンタとして機能する。なお、本実施形態に係る磁束センサ210はCMYK各色の現像器112に接続される夫々のサブホッパ200毎に設けられており、それに伴って透磁率カウンタ231も複数設けられている。
The
リード信号取得部232は、CPU221からの透磁率カウンタ231のカウント値の取得命令であるリード信号を、ASIC222を介して取得する。リード信号取得部232は、CPU221からのリード信号を取得すると、カウント値出力部233にカウント値を出力させるための信号を入力する。カウント値出力部233は、リード信号取得部232からの信号に応じて、透磁率カウンタ231のカウント値を出力する。
The read
なお、入出力制御ASIC230へのCPU221からのアクセスは、例えばレジスタを介して行われる。そのため、上述したリード信号は、入出力制御ASIC230に含まれる所定のレジスタにCPU221によって値が書き込まれることによって行われる。また、カウント値出力部233によるカウント値の出力は、入出力制御ASIC230に含まれる所定のレジスタにカウント値が格納され、その値をCPU221が取得することによって行われる。図26に示すコントローラ220は、磁束センサ210とは別個に設けられても良いし、CPU221を含む回路として磁束センサ210の基板上に実装されても良い。
Note that the
このような構成において、CPU221がカウント値出力部233から取得したカウント値に基づいて振動板201の振動状態を検知し、その検知結果に基づいてサブホッパ200内部のトナー残量を検知する。すなわち、所定のプログラムに従ってCPU221が演算を行うことにより、検知処理部が構成される。また、カウント値出力部233から取得されるカウント値が、振動板201の振動に応じて変化する磁束センサ210の周波数を示す周波数関連情報として用いられる。
In such a configuration, the
次に、本実施形態に係る磁束センサ210の発振周波数に対する振動板201による影響について説明する。図27に示すように、磁束センサ210において平面パターンコイル211が形成されている面と振動板201とは、サブホッパ200の筐体を介して対向して配置されている。そして、図27に示すように、平面パターンコイル211の中央を中心とした磁束が発生し、その磁束が振動板201を貫くこととなる。
Next, the influence of the
振動板201は、例えばステンレス鋼板によって構成されており、図28に示すように磁束G1が振動板201を貫くことによって振動板201内に渦電流が発生する。この渦電流が磁束G2を発生させ、平面パターンコイル211による磁束G1を打ち消すように作用する。このように磁束G1が打ち消されることにより、磁束センサ210におけるインダクタンスLが減少する。上記数1において示すように、インダクタンスLが減少すると発振周波数fは増大する。
平面パターンコイル211による磁束を受けて振動板201内部において発生する渦電流の強さは、磁束の強さの他、平面パターンコイル211と振動板201との間隔によっても変化する。図29は、平面パターンコイル211と振動板201との間隔に応じた磁束センサ210の発振周波数を示す図である。振動板201内部に発生する渦電流の強さは、平面パターンコイル211と振動板201との間隔に反比例する。従って、図29に示すように、平面パターンコイル211と振動板201との間隔が狭くなるほど、磁束センサ210の発振周波数は高くなり、所定の間隔よりも狭くなると、インダクタンスLが低くなり過ぎて発振しなくなる。
The strength of the eddy current generated inside the
本実施形態に係るサブホッパ200においては、図29に示すような特性を利用することにより、磁束センサ210の発振周波数に基づいて振動板201の振動を検知する。そのようにして検知した振動板201の振動に基づいてサブホッパ200内部のトナー残量を検知することが本実施形態に係る要旨である。すなわち、図27に示す振動板201及び磁束センサ210、並びに磁束センサ210の出力信号を処理する構成が本実施形態に係る粉体検知装置として用いられる。この粉体検知装置は、トナー残量の検知に用いられれば顕色剤残量検知装置である。また、磁束センサ210が振動検知部として機能する。
In the
撹拌部材205によって弾かれた振動板201の振動は、振動板201の剛性や重り202の重量によって定まる固有振動数と、その振動エネルギーを吸収する外的な要因によって定まる減衰率によって表される。振動エネルギーを吸収する外的な要因としては、振動板201を片持ち状態で固定する固定部の固定強度、空気抵抗等の固定要因に加えて、サブホッパ200内部において振動板201に接触するトナーの存在がある。サブホッパ200内部において振動板201に接触するトナーは、サブホッパ200内部のトナー残量によって変動する。従って、振動板201の振動を検知することにより、サブホッパ200内部のトナー残量を検知することが可能となる。そのため、本実施形態に係るサブホッパ200内部においては、内部のトナーを撹拌するための撹拌部材205が振動板201を弾き、回転に応じて定期的に振動板201を振動させる。
The vibration of the
次に、サブホッパ200内部における振動板201周辺の部品の配置や、撹拌部材205が振動板201を弾くための構成について説明する。図30は、振動板201の周辺の配置関係を示す斜視図である。図30に示すように、振動板201の長手方向一端部は、固定部201aに溶着し一体化されて固定されており、図22に示すサブホッパ200の筐体200aに設けられた嵌め込み部203に、固定部201aが上側から圧入して取り付けられている。図31は、回転軸204の回転状態として、撹拌部材205が振動板201に取り付けられた重り202に接触する前の状態を示す側面図である。図31において、回転軸204は、撹拌部材205が時計回りに回転するように回転する。図31に示すように、重り202は、振動板201の板面から突出した突出部であると共に、側面から見た状態において振動板201の板面に対して傾斜を有する形状となっている。この傾斜は、撹拌部材205の回転方向に沿って斜面が回転軸204に近づくように構成されている。この重り202の傾斜面は、撹拌部材205が振動板201を弾いて振動させる際に撹拌部材205によって押される部分である。
Next, the arrangement of components around the
図32は、図31に示す状態から撹拌部材205が更に回転した状態を示す側面図である。撹拌部材205が重り202に接触した状態で更に回転することにより、重り202に設けられた傾斜に伴って振動板201が押し込まれて変形することとなる。図32においては、外力が加わっていない状態(以降、「定常状態」とする)の振動板201及び重り202の位置を破線で示している。図32に示すように、振動板201及び重り202が撹拌部材205によって押し込まれる。
FIG. 32 is a side view showing a state where the stirring
図33は、図32に示す状態を示す上面図である。振動板201は固定部201aを介してサブホッパ200の筐体内壁に固定されているため、固定部201a側の位置は変化しない。これに対して、重り202が設けられて自由端となっている反対側の端部は、撹拌部材205によって押し込まれることにより回転軸204が設けられた側とは反対側に移動する。結果的に、振動板201は固定部201aを基点として図33に示すように撓む。このように撓んだ状態において、振動板201を振動させるためのエネルギーが蓄えられる。
33 is a top view showing the state shown in FIG. Since the
なお、図33に示すように、本実施形態に係る撹拌部材205は、重り202に接触する部分とそれ以外の部分との間に切り込み205aが設けられている。これにより、撹拌部材205が重り202を押し込む際に無理な力が加わって撹拌部材205が破損してしまうことを防ぐことができる。また、切り込み205aの始点には丸型部205bが設けられている。これにより、切り込み205aを境に撹拌部材205の撓み量が異なった場合に切り込み205aの始点に加わる応力を分散し、撹拌部材205の破損を防ぐことができる。
As shown in FIG. 33, the stirring
図34は、図32に示す状態から更に撹拌部材205が回転した状態を示す側面図である。図34においては、定常状態における振動板201の位置を破線で、図32に示す振動板201の位置を一転鎖線で示している。そして、撹拌部材205によって押し込まれて蓄えられた振動エネルギーが解放されることにより反対側に撓んだ振動板201の位置を実線で示している。図35は、図34に示す状態を示す上面図である。図34に示すように、撹拌部材205による重り202の押圧が解除されると、振動板201に蓄えられた撓みのエネルギーにより、自由端である重り202が設けられた側の端部が反対側に撓むように移動する。 図34及び図35に示す状態において、振動板201は、サブホッパ200の筐体を介して対向している磁束センサ210から遠ざかった状態となる。以降、振動板201は振動することにより、磁束センサ210に対して定常状態よりも近づいた状態と、定常状態よりも遠ざかった状態とを繰り返しながら、振動の減衰によって定常状態に戻ることとなる。
FIG. 34 is a side view showing a state where the stirring
図36は、サブホッパ200内部に保持されているトナーの状態を模式的にドットで示した図である。図36に示すようにサブホッパ200内部にトナーが存在すると、振動板201や重り202が振動しながらトナーに接触する。そのため、サブホッパ200内部にトナーが存在しない場合に比べて早く振動板201の振動が減衰する。この振動の減衰の変化に基づいてサブホッパ200内部のトナー残量を検知することができる。
FIG. 36 is a diagram schematically showing the state of toner held in the
図37は、撹拌部材205によって重り202が弾かれた後、振動板201の振動が減衰して振動が止まるまでの、所定期間毎の磁束センサ210の発振信号のカウント値の変化を示す図である。磁束センサ210の発振信号のカウント値は、発振周波数が高い程多くなる。従って、図37の縦軸は、カウント値ではなく発振周波数に置き換えることもできる。図37に示すように、タイミングt1において撹拌部材205が重り202に接触して重り202を押し込むことにより、振動板201が磁束センサ210に近づいていく。これにより、磁束センサ210の発振周波数が上昇して所定期間毎のカウント値が上昇する。そして、タイミングt2において撹拌部材205による重り202の押圧が解除され、以降、振動板201は蓄えられた振動エネルギーによって振動する。振動板201が振動することにより、振動板201と磁束センサ210との間隔が定常状態を中心として、それよりも広い状態と狭い状態とが繰り返される。その結果、磁束センサ210の発振信号の周波数が振動板201の振動に伴って振動することとなり、所定期間毎のカウント値も同様に振動する。
FIG. 37 is a diagram illustrating a change in the count value of the oscillation signal of the
振動板201の振動の振幅は、振動エネルギーの消費に伴って狭くなっていく。すなわち、振動板201の振動は時間と共に減衰する。そのため、振動板201と磁束センサ210との間隔の変化も時間経過と共に小さくなっていき、図37に示すように、カウント値の時間変化も同様に変化する。ここで、上述したように、振動板201の振動は、サブホッパ200内部のトナー残量が多い程早く減衰する。従って、図37に示すような磁束センサ210の発振信号の振動の減衰の態様を解析することにより振動板201の振動がどのように減衰したかを認識し、それによってサブホッパ200内部のトナー残量を知ることができる。そのため、図37に示すように、カウント値の振動のピークを夫々P1、P2、P3、P4、・・・とすると、例えば、以下の数2により、振動板201の振動の減衰率ζを求めることができる。数2に示すようにタイミングの異なるピーク値の割合を参照することにより、環境変動による誤差をキャンセルして正確な減衰率を求めることができる。換言すると、本実施形態に係るCPU221は、異なるタイミングにおいて取得されたカウント値の比率に基づいて減衰率ζを求める。
The amplitude of vibration of the
なお、上記数2においては、図37に示すピークのうちP1、P2及びP5、P6を用いたが、これは一例であり、他のピークを用いても良い。ただし、振動板201が撹拌部材205によって押し込まれて磁束センサ210に最も近付いた状態であるタイミングt2におけるピーク値は、撹拌部材205と重り202との摩擦による摺動ノイズが重畳した誤差等を含む。そのため、計算対象とはしないことが好ましい。仮に図36に示すようにサブホッパ200内部のトナーの存在によって振動の減衰が早められる場合であっても、振動板201の振動数は大きくは変わらない。そのため、上記数2に示すように特定のピークの振幅の割合を計算することにより、所定期間における振幅の減衰を計算することができる。
In the
次に、本実施形態に係るサブホッパ200におけるトナー残量検知の動作について図38のフローチャートを参照して説明する。図38に示すフローチャートの動作は、図26に示すCPU221の動作である。図38に示すように、CPU221は、まず撹拌部材205によって図32に示すように重り202が押し込まれ、振動が発生することを検知する(S2201)。上述したように、CPU221は所定期間毎にカウント値出力部233から磁束センサ210の出力信号のカウント値を取得している。このカウント値は、定常状態であれば図37に示すようにC0である。これに対して、図32に示すように重り202が押し込まれると、振動板201が磁束センサ210に近づくにつれてカウント値は上昇することとなる。従って、CPU221は、カウント値出力部233から取得したカウント値が所定の閾値を上回った場合に、S2201において振動が発生したことを検知する。
Next, the operation of detecting the remaining amount of toner in the
S2201の前後に関わらず、CPU221は通常の処理として所定期間毎のカウント値の取得処理は継続して行う。そして、S2201の後、CPU221は、図37に示すような振動板201の振動に応じたカウント値の振動のピーク値を取得する(S2202)。2202においてCPU221は、継続して所定期間毎に取得されるカウント値を解析することにより、ピーク値を特定する。
Regardless of the time before and after S2201, the
図39は、カウント値の解析態様を示す図であり、所定期間毎に取得されるカウント値について、夫々のカウント値の“番号n”、“カウント値Sn”に加えて、直前のカウント値との差分の符号“Sn−1−Sn”が取得順に示されている。図39に示すような結果において、“Sn−1−Sn”の符号が反転した1つ前の値がピーク値である。図39の場合、5番及び10番がピーク値として採用される。すなわち、CPU221は、S2201以降、順番に取得されたカウント値について、図39に示す“Sn−1−Sn”を計算する。そして、計算結果として得られる符号が反転したタイミングにおける“カウント値Sn”を図37に示すP1、P2、P3・・・といったピーク値として採用する。なお、上述したように、タイミングt2における値は避けることが好ましい。タイミングt2の値は、S2201の後の最初のピークである。そのため、CPU221は、図39に示すような解析を行って抽出したピーク値のうち、最初の値は破棄する。
FIG. 39 is a diagram showing an analysis mode of the count value. Regarding the count value acquired every predetermined period, in addition to the “number n” and “count value S n ” of each count value, The difference code “S n−1 −S n ” is shown in the order of acquisition. In the result as shown in FIG. 39, the value immediately before the sign of “S n−1 −S n ” is inverted is the peak value. In the case of FIG. 39, No. 5 and No. 10 are adopted as peak values. That is, the
また、実際に得られるカウント値は、高周波成分のノイズを含んでいる可能性があり、振動板201の振動によるピークではない位置において“Sn−1−Sn”の符号が反転するタイミングが生じる場合がある。そのような場合の誤検知を回避するため、CPU221は、カウント値出力部233から取得した値を平滑化処理した上で図39に示す解析を行うことが好ましい。平滑化処理においては移動平均法などの一般的な処理を採用することができる。
The actually obtained count value may contain high-frequency component noise, and the timing at which the sign of “S n−1 −S n ” is reversed at a position that is not a peak due to vibration of the
このようにしてピーク値を取得すると、CPU221は上記数2の計算により減衰率ζを計算する(S2203)。このため、S2202においては、減衰率の計算に用いるピーク値が得られるまで、図39に示す態様によりカウント値の解析を行う。上記数2を用いる場合、CPU221は、P6に相当するピーク値が得られるまでカウント値の解析を行う。このようにして減衰率ζを算出すると、CPU221は、算出した減衰率ζが所定の閾値以下であるか否かを判断する(S2204)。すなわち、CPU221は、異なるタイミングにおいて取得されたカウント値の比率と所定の閾値との大小関係に基づいて、サブホッパ200内部のトナーが所定の量を下回ったことを判断する。図36において説明したように、サブホッパ200内部に十分なトナーが残っている場合、振動板201の振動は早く減衰する。従って、減衰率ζは小さくなる。他方、サブホッパ200内部のトナーが減少すると、それに応じて振動板201の振動の減衰が遅くなり、減衰率ζは大きくなる。従って、検知するべきトナー残量に応じた減衰率ζSを閾値とすることにより、算出された減衰率ζに基づいて、サブホッパ200内部のトナー残量が検知するべき残量(以降、「規定量」とする)にまで減少したことを判断することが可能である。
When the peak value is acquired in this way, the
なお、サブホッパ200内部のトナー残量が、振動板201の振動の減衰態様に直接影響するのではなく、トナー残量に応じて振動板201に対するトナーの接触状態が変化し、それによって振動板201の振動の減衰態様が定まる。従って、サブホッパ200内部のトナー残量が同量であっても、振動板201に対するトナーの接触態様が異なれば、振動板201の減衰態様は異なってしまう。これに対して、本実施形態に係るサブホッパ200内部のトナー残量の検知に際しては、常に撹拌部材205によってサブホッパ200内部のトナーは撹拌されている。従って、振動板201に対するトナーの接触状態を、ある程度はトナー残量に応じて定まるようにすることができる。これにより、トナー残量が同量であっても振動板201に対するトナーの接触態様が異なることにより、検知結果が異なってしまうという弊害を回避することができる。
The remaining amount of toner in the
S2204の判断の結果、算出した減衰率ζが閾値未満であれば(S2204/NO)、CPU221は、サブホッパ200内部には十分な量のトナーが保持されていると判断し、そのまま処理を終了する。他方、算出した減衰率ζが閾値以上であれば(S2204/YES)、CPU221は、サブホッパ200内部のトナー量が規定量を下回っていると判断し、トナー切れ検知を行って処理を終了する(S2205)。S2205の処理によりトナー切れ検知を行ったCPU221は、画像形成装置100を制御するより上位のコントローラに対して、トナー残量が規定量を下回ったことを示す信号を出力する。これにより、画像形成装置100のコントローラは、特定の色についてのトナー切れを認識し、トナーボトル33からトナーの供給を行うことが可能となる。
If the calculated attenuation rate ζ is less than the threshold value as a result of the determination in S2204 (S2204 / NO), the
次に、本実施形態に係る磁束センサ210の発振信号の周波数、CPU221によるカウント値の取得周期(以降、「サンプリング周期」とする)、振動板201の固有振動数の関係について説明する。図40は、振動板201の1周期分における振動について、サンプリングされたカウント値を示す図である。図40において、振動板201の振動の周期はTplateであり、サンプリング周期はTsampleである。
Next, the relationship among the frequency of the oscillation signal of the
図37〜図39において説明した態様により振動板201の減衰率ζを高精度に算出すためには、振動板201の振動のピーク値を高精度に取得する必要がある。そのためには、Tplateに対して十分なカウント値のサンプル数が必要であり、そのためにTsampleはTplateに対して十分小さい必要がある。図40の例においては、Tplateの1周期に対してカウント値のサンプル数は10個である。すなわち、TsampleはTplateの1/10である。図40の態様によれば、図中のTpeakの期間内に必ずサンプリングを行うこととなり、ピーク値を高精度に取得することが可能である。
In order to calculate the attenuation factor ζ of the
従って、仮にCPU221のサンプリング周期Tsampleを1[ms]とすると、振動板201の振動周期Tplateは10[ms]以上とすることが好ましい。換言すると、CPU221のサンプリング周波数1000[Hz]に対して、振動板201の固有振動数は100[Hz]程度であることが好ましく、より好適にはそれ以下であることが好ましい。このような振動板201の固有振動数は、振動板201の材質、振動板201の厚みをはじめとした寸法及び重り202の重量を調整することによって実現される。他方、サンプリング周期毎にサンプリングされるカウント値の値が小さすぎると、振動板201の振動に応じたサンプルごとのカウント値の変化が小さくなり、減衰率ζを精度よく算出することが出来なくなる。ここで、サンプリングされるカウント値の値は磁束センサ210の発振周波数に準じた値となる。
Therefore, if the sampling period T sample of the CPU 221 is 1 [ms], the vibration period T plate of the
一般的に磁束センサ210の発振周波数は数[MHz]のオーダーであり、1000[Hz]のサンプリング周波数でサンプリングを行う場合、サンプリングタイミング毎に1000以上のカウント値を得ることができる。従って、上述したようなTplate、Tsampleのオーダーにより、減衰率ζを高精度に算出することが可能である。ただし、振動板201の振動による磁束センサ210と振動板201との間隔の変化に対して、磁束センサ210の発振周波数の変化量が十分になければ、図37に示すような時間に対するカウント値の振動の振幅が小さくなってしまう。その結果、減衰率ζの変化も小さくなってしまい、振動板201の振動によるトナー残量検知の精度も低下してしまう。
Generally, the oscillation frequency of the
磁束センサ210と振動板201との間隔の変化に対する磁束センサ210の発振周波数の変化量を大きくするためには、図29に示すような特性に基づいて、磁束センサ210と振動板201との配置間隔を決定する必要がある。例えば、図中の矢印の区間に示すように、磁束センサ210と振動板201との間隔の変化に対する発振周波数の変化が急峻な範囲に含まれる間隔を、磁束センサ210と振動板201との配置間隔として決定することが好ましい。
In order to increase the amount of change in the oscillation frequency of the
図41は、磁束センサ210と振動板201との配置間隔の調整態様を示す図である。図41に示すように、磁束センサ210と振動板201との配置間隔gの調整は、磁束センサ210及び振動板201が取り付けられるサブホッパ200の筐体200aの厚みや、振動板201が固定される固定部201aの厚みによって調整することが可能である。
FIG. 41 is a diagram illustrating an adjustment mode of the arrangement interval between the
以上、説明したように、本実施形態に係るトナーの残量検知の方法によれば、振動板201の振動というデリケートな事象に対するトナーの影響を検知する。また、トナーの圧力等を直接検知する態様とは異なり、振動板の振動を介して検知するため、精度の向上が困難な圧力センサなどを用いることがなく、容器内のトナーの残量を高精度に検知することが可能となる。
As described above, according to the method for detecting the remaining amount of toner according to the present embodiment, the influence of the toner on the delicate event of vibration of the
また、本実施形態においてセンサとして用いられる磁束センサ210によるセンシングの対象となる振動板201は振動していることが前提である。そのため、仮に振動板201にトナーが付着したとしても、振動によって付着したトナーが振り落されることとなり、トナーの付着による検知精度の低下を避けることが可能である。また、本実施形態においてセンサとして用いられる磁束センサ210とセンシングの対象である振動板201との間には物理的な接触が不要である。そのため、磁束センサ210をトナーの容器の外側に設けたとしても、容器の筐体に穴をあけて物理的なアクセスを確保する必要がない。そのため、容易に取り付け可能であり生産性を向上することが可能である。
Moreover, it is a premise that the
また、本実施形態に係る態様によれば、トナー残量の検知は、S2201のように振動板201が撹拌部材205によって押し付けられて変位したことをトリガーとし、その後のピーク値を取得した上で実行される。従って、振動板201が撹拌部材205によって図32に示すように押し込まれている状態ではトナー残量の検知結果は得られない。これに対して、圧力センサ等によりトナー残量に応じた圧力を検知する態様の場合、容器内においてトナーを撹拌する撹拌部材によって押し付けられた圧力と、トナー残量に応じて発生する圧力との区別が困難であり、検知精度の向上が困難である。本実施形態に係る態様によれば、このような課題を解決することができる。
Further, according to the aspect according to the present embodiment, detection of the remaining amount of toner is triggered by the fact that the
なお、上記実施形態においては、磁束センサ210によるセンシングの対象として、金属素材の板状部材である振動板201を用いる場合を例として説明した。しかしながらこれは一例である。振動板201に求められる条件は、図40において説明したような所定の振動数による振動を生じること、磁束センサ210との間隔の変化に応じて磁束に影響を与え、磁束センサ210の発振信号の周波数に影響を与えることである。
In the above-described embodiment, the case where the
上記実施形態においては、磁束センサ210に近づくほど磁束を打ち消してインダクタンスLを減少させる金属材料を用いているが、逆に磁束センサ210に近づくほど磁束を増大させてインダクタンスLを増大させる強磁性体の材料でも良い。上記実施形態においては、磁束センサ210の平面パターンコイル211によって生じる磁束に影響を与える観点や固有振動数の観点から板状の部材である振動板201を磁束センサ210のセンシング対象としている。しかしながらこれは一例であり、振動すること及び磁束に影響することという条件を満たす限り、板状に限らず棒状の部品であっても良い。また、上記実施形態においては、磁束に影響を与える素材を用いて振動板201を形成し、磁束センサ210によって振動板201の振動の減衰を検知する態様を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、板状の部材の振動の減衰というデリケートな事象に対するトナーの影響により容器内のトナーの残量を検知する態様であれば良い。
In the above embodiment, a metal material that cancels the magnetic flux and decreases the inductance L as it approaches the
従って、磁束センサ210を設けると共に振動板201を磁束に影響を与える素材で形成する態様に限らず、容器内に設けられた振動板201の振動を検知する機能を設けることにより上記と同様の効果を得ることが可能である。そのような態様としては、例えは、振動板201の振動が伝わる位置に振動を直接検知するためのセンサを設ける態様が考えられる。センサを設ける位置としては、例えば固定部201aや重り202等が考えられる。
Accordingly, the present invention is not limited to the aspect in which the
また、サブホッパ200における振動板201及び磁束センサ210の配置により上述した規定量を調整することが可能である。図42、図43は、サブホッパ200における振動板201及び磁束センサ210の配置と規定量との関係を示す図である。図42の場合、サブホッパ200内部に保持されているトナーの高さが、図中に示す破線Aの高さよりも低くなるとトナーが振動板201に接触しなくなる。従って、図中の破線Aの高さ近辺において、トナー残量が規定量を下回ったことが検知される。他方、図43の場合、振動板201及び磁束センサ210の配置高さは図42よりも低くなっている。そして、サブホッパ200内部に保持されているトナーの高さが、図中に示す破線Bの高さよりも低くなるとトナーが振動板201に接触しなくなる。従って、図中の破線Bの高さ近辺において、トナー残量が規定量を下回ったことが検知される。
Further, the above-mentioned specified amount can be adjusted by the arrangement of the
このように振動板201及び磁束センサ210の配置により規定量を調整する態様は、例えばCMYK各色のトナーの供給状態を調整するために用いることが可能である。例えばCMYKのうち使用頻度の高い色については、図42に示すように振動板201及び磁束センサ210を比較的高めに配置する。他方、使用頻度の低い色については、図43に示すように振動板201及び磁束センサ210を比較的低めに配置する。このような調整により、使用頻度に応じて効率的にトナーを供給することが可能となる。
In this way, the mode in which the specified amount is adjusted by the arrangement of the
次に、トナー補給装置60の動作タイミングについて説明する。印刷動作により現像装置7内のトナーが消費されると、それを補うためにトナー補給装置60を駆動して、サブホッパ200内から現像装置7にトナーを補給する。そして、このように現像装置7へトナー補給を行い、サブホッパ200内のトナーが消費されると、磁束センサ210の検知結果に基づいてサブホッパ200内のトナー有無の判定を制御部90が行う。制御部90が「トナー無し」と判定すると、第一駆動モータ182aを駆動しトナー収容器32からサブホッパ200にトナーを搬送する。一方、制御部90が「トナー有り」と判定した場合には、第一駆動モータ182aを駆動せず、トナー収容器32からサブホッパ200へのトナー搬送を行わない。
Next, the operation timing of the
磁束センサ210は、サブホッパ200の撹拌部材205が一周されると、振動板201が振動しトナー有無検知を行う。本実施形態では、回転軸204の回転に伴って撹拌部材205が一周145[ms]以下の周期で回転可能なように駆動される。サブホッパ200内のトナーは、現像装置7が画像形成(印刷)のためにトナーを消費し、現像装置7内のトナーが不足したと判断したときに、サブホッパ200から必要分のトナーを現像装置7に供給する。
When the stirring
トナー補給装置60によって現像装置7にトナー補給動作をすると、トナーボトル33内にトナーがどれだけ残っているかを、通紙枚数や画素カウントなどを用いて計算しながら印刷動作を行う。そして、その計算で求めたトナーボトル33内のトナー量が、所定の閾値以下になると、印刷動作は可能であるがトナー残量が少なくなっている状態であると推定する。このような状態を、本実施形態では「推定ニアエンド」と定義する。この推定ニアエンドでは、トナーボトル33内のトナー残量が少なくなっており、新しいトナーボトル33を準備するべきことを、画像形成装置の表示部を通じてユーザーに報知する。
When the toner replenishing operation is performed on the developing
そして、実際にトナーボトル33のトナーを使い切り、サブホッパ200内にトナーが僅かに残っている状態では、印刷動作が可能であるが、トナーボトル33を新しいものに交換する必要がある。このような状態を、本実施形態では「確定ニアエンド」と定義する。この確定ニアエンドでは、トナーボトル33内にトナーが無く、トナーボトル33の交換が必要であることを、画像形成装置の表示部を通じてユーザーに報知する。
When the toner in the
確定ニアエンドからトナーボトル33を交換せず印刷動作を行い、トナー補給装置60によってサブホッパ200から現像装置7にトナー補給動作を行っていくと、サブホッパ200内のトナーも使い切った状態となる。この状態のまま印刷動作を行うと、サブホッパ200から現像装置7にトナー補給を行えないため、現像装置7内のトナー量が少なくなりすぎてしまい、現像された画像が狙いの画像濃度より薄くなってしまう。そのため、確定ニアエンドからの印刷動作による現像装置7のトナー消費量を通紙枚数や画素カウントによって計算で求め、その求めたトナー消費量が所定の閾値以上となったら印刷動作を行えない状態にする。このような状態を、本実施形態では「トナーエンド」と定義する。このトナーエンドでは、トナーボトル33を交換する旨の報知を、画像形成装置の表示部を通じてユーザーに行う。
When the printing operation is performed without replacing the
確定ニアエンドの動作を以下に述べる。印刷動作が開始され、トナーが画像形成により現像装置7から消費されると、通紙枚数や画素カウントなどから現像装置7に必要なトナー量が算出され、その分のトナーをサブホッパ200から現像装置7に供給する。このとき、撹拌部材205が設けられた回転軸204を回転駆動させるトナー補給モータは、現像装置7への必要なトナー補給量に応じて、0.1〜0.21[s]駆動し、サブホッパ200内の撹拌部材205が180±20[ms]以上で一回駆動する。このように撹拌部材205が一回駆動することで、磁束センサ210によりサブホッパ200内のトナー有無検知を必ず行うことができる。
The fixed near-end operation is described below. When the printing operation is started and toner is consumed from the developing
本実施形態ではサブホッパ200が一回駆動したとき、サブホッパ200の駆動中とサブホッパ200の駆動直後との二回トナー有無検知を行う。トナー有無検知結果が、トナー無しの場合には、トナーボトル33を2[s]駆動する。これを本実施形態では「リカバリ充填動作」と定義する。なお、確定ニアエンド以外のときにおけるトナーボトル33からサブホッパ200へのトナー供給では、トナーボトル33を0.9[s]駆動する。一方、トナー有りの場合は、トナーボトル33を駆動しない。なお、本実施形態においては、サブホッパ200から現像装置7へのトナー供給能力に比べて、トナーボトル33からサブホッパ200へのトナー供給能力を大きく設定している。
In the present embodiment, when the
トナー有り検知が4回(サブホッパ二回駆動分)連続したとき、リカバリ充填動作は正規に行われたと判断し完了となる。これは、磁束センサ210が誤ってトナー有りと誤検知したときを想定し、トナー有り検知が4回連続したならばトナー有りは正しいと判断する。
When the toner presence detection is continued four times (for the sub hopper driven twice), it is determined that the recovery filling operation has been properly performed, and is completed. This is based on the assumption that the
図44は、トナー有り検知で誤検知があった場合におけるタイミングチャートである。トナー有りカウントの更新は、トナー補給モータ駆動中1回と、トナー補給モータOFF後1回で行う。図44の本体検知出力のチャートに四角枠で示すように、最初のトナー補給モータ駆動中及びOFF後にはトナー有りを検知しているため、2回連続でトナー有りを検知している。しかし、次のトナー補給モータ駆動中及びOFF後にはトナー無しを検知しているため、図44のタイミングチャートでは、トナー有り検知が2回連続しか続いていない。このようにトナー有り検知が3回以下しか連続して続かなければ、トナー有り検知が誤検知によるものであるとしトナー無しが正しいと判断する。そして、磁束センサ210によるサブホッパ200内のトナー有無検知の検知結果が、トナー無しが続いてサブホッパ200内のトナーが無くなったと判定されたとき、トナーボトル33の交換表示且つ印刷不可となりトナーエンドの状態となる。
FIG. 44 is a timing chart when there is a false detection in the presence of toner detection. The toner presence count is updated once during driving of the toner replenishing motor and once after the toner replenishing motor is turned off. As indicated by a square frame in the main body detection output chart of FIG. 44, since the presence of toner is detected while the first toner replenishing motor is being driven and after being turned off, the presence of toner is detected twice consecutively. However, since the absence of toner is detected during the driving of the next toner replenishing motor and after it is turned off, the presence of toner continues only twice in the timing chart of FIG. In this way, if the presence of toner continues only three times or less, it is determined that the detection of presence of toner is due to erroneous detection, and the absence of toner is determined to be correct. When the result of detection of the presence / absence of toner in the
確定ニアエンド中のユーザーの動作としては、例えば、次の3通り考えられる。 For example, the following three types of user actions during the fixed near-end are conceivable.
図1は、ユーザーによってトナーが入った新しいトナーボトル33に交換され、リカバリ充填動作が正常に終了した場合におけるタイミングチャートである。確定ニアエンド中のユーザーによる動作の一つ目として、確定ニアエンドでトナーボトル33の交換が必要であることを、ユーザーに報知した後、ユーザーによってトナーが入った新しいトナーボトル33に交換される場合が考えられる。この場合、新しいトナーボトル33に交換されたことを、トナーボトル33に配置された通信タグ35によって画像形成装置は検知する。その後、上述したように印刷動作によってサブホッパ200の駆動とトナーボトル33の駆動とが行われる。そして、その途中、磁束センサ210によるサブホッパ200内のトナー有無検知の検知結果が、4回連続トナー有りを検知したときにリカバリ充填動作が完了となる。なお、トナーボトル33の交換後、何らかの不具合により、トナーボトル33の駆動を累積40[s]以上行ってもリカバリ充填動作が完了とならず、サブホッパ200内のトナーが無くなったと判断されたらトナーエンドの状態になる。図1の本体検知出力のチャートに四角枠で示すように、トナーボトルモータOFF後、最初のトナー補給モータ駆動中及びOFF後にはトナー有りを検知しているため、2回連続でトナー有りを検知している。そして、その次のトナー補給モータ駆動中及びOFF後にも2回連続でトナー有りを検知している。そのため、図1のタイミングチャートでは、トナー有り検知が4回連続したのでトナー有りは正しいと判断され、リカバリ充填動作が完了となる。
FIG. 1 is a timing chart when the user replaces a
なお、トナーボトル33の駆動は、本体検知出力が「トナー無し」のときに行う。また、トナー有りカウントの更新は、トナー補給モータ駆動中1回と、トナー補給モータOFF後1回で行う。また、磁束センサ出力は、振動板201が弾かれたときに検知結果を更新する。また、装置本体の制御部90は、磁束センサ出力を200[ms]毎に見に行き、直前の10回のうち8回以上、磁束センサ出力が「トナー無し」ならば、本体検知出力は「トナー無し」と判定する。
The
図45は、トナーボトル33を交換せずそのまま使用した場合(トナーボトル33の再セットを含む)におけるタイミングチャートである。確定ニアエンド中のユーザーによる動作の二つ目として、確定ニアエンドでトナーボトル33の交換が必要であることを、ユーザーに報知した後も、トナーボトル33を交換せずそのまま使用する場合が考えられる。この場合、トナーボトル33からサブホッパ200内にトナーが供給されず、磁束センサ210によるサブホッパ200内のトナー有無検知の結果は、図45に示す四角枠で示すように何れのタイミングにおいてもトナー無しが続く。そのため、トナーボトル33は交換されたが4回連続してトナー有りを検知せず、トナーボトル交換後、トナーボトル33の駆動を累積40[s]以上行ってもリカバリ充填動作が完了しなければ、トナーエンドの状態になる。
FIG. 45 is a timing chart when the
図46は、ユーザーによってトナーがほとんど入っていないトナーボトル33に交換され、トナーが僅かにサブホッパ200内に入ってきた場合におけるタイミングチャートである。確定ニアエンド中のユーザーによる動作の三つ目として、確定ニアエンドでトナーボトル33の交換が必要であることを、ユーザーに報知した後、ユーザーによってトナーがほとんど入っていないトナーボトル33に交換される場合が考えられる。この場合、印刷動作によりサブホッパ200の駆動とトナーボトル33の駆動とが行われると、トナーが僅かにサブホッパ200内に入っていき、図46の本体検知出力のチャートに四角枠で示すように2回連続してトナー有りが検知される。しかしながら、その後は、トナーボトル33からサブホッパ200内にトナーが供給されず、磁束センサ210によるサブホッパ200内のトナー有無検知に結果は、本体検知出力のチャートに四角枠で示すようにトナー無しが続く。そのため、トナーボトル33は交換されたが4回連続してトナー有りを検知せず、トナーボトル交換後、トナーボトル33の駆動を累積40[s]以上行ってもリカバリ充填動作が完了しなければ、トナーエンドの状態になる。
FIG. 46 is a timing chart when the user replaces the
確定ニアエンド中は、印刷動作を契機にしてリカバリ充填動作を行うため、ユーザーは充填動作を待たずに印刷動作を行うことができる。もし、トナーエンドに達していた場合は、印刷不可の状態であるため、サブホッパ200にトナーを充填完了するまでは印刷を開始することができず、ユーザーはリカバリ充填動作が完了するのを待たなければならず不満の原因になり得る。トナーエンド後の充填動作にリカバリ充填動作の動作を適用しても良いが、サブホッパ200内のトナーが無い状態のため、現像装置7内のトナーが不足し、画像の濃度低下を引き起こす場合がある。
During the determined near-end, the recovery filling operation is performed in response to the printing operation, so that the user can perform the printing operation without waiting for the filling operation. If the toner end has been reached, printing is not possible, and printing cannot be started until the
図47に、確定ニアエンド中の制御フローの一例を示す。まず、確定ニアエンドとなったら(S1)、トナーボトル駆動時間SP値を0にする(S2)。次に、トナー有りカウントを0にする(S3)。そして、トナー補給モータが駆動しているか判断する(S4)。トナー補給モータが駆動していなければ(S4でNo)、トナー補給モータが駆動されるまで同様の判断を繰り返し行う。一方、トナー補給モータが駆動していれば(S4でYes)、磁束センサ210がトナー有りを検知しているか判断する(S5)。磁束センサ210でトナー有りを検知していれば(S5でYes)、トナー有りカウントを+1加算し(S6)、トナー有りカウントが4以上となったか判断する(S7)。トナー有りカウントが4以上となっていれば(S7でYes)、確定ニアエンドリカバリが成功したと判断し(S8)、確定ニアエンド中の動作フローを終了する。一方、トナー有りカウントが4未満であれば(S7でNo)、前述したS4の処理に戻り、前述したのと同様の処理を行っていく。
FIG. 47 shows an example of the control flow during the fixed near end. First, when the determined near end is reached (S1), the toner bottle driving time SP value is set to 0 (S2). Next, the toner presence count is set to 0 (S3). Then, it is determined whether the toner replenishment motor is driven (S4). If the toner supply motor is not driven (No in S4), the same determination is repeated until the toner supply motor is driven. On the other hand, if the toner supply motor is driven (Yes in S4), it is determined whether the
前述したS5の処理で、磁束センサ210でトナー有りを検知していない、言い換えれば、トナー無しを検知していれば(S5でNo)、トナー有りカウントを0にする(S9)。そして、トナーボトル33が駆動中であるかを判断する(S10)。トナーボトル33が駆動中でなければ(S10でNo)、トナーボトル33を駆動し(S11)、トナーボトル駆動時間SP値を0にした後、トナーボトル駆動時間SP値を加算していく(S12)。次に、ユーザーに対しトナーボトル33の交換が必要であることを画像形成装置の表示部を通じて報知したか(確定ニアエンドトナー交換フラグ=1)を判断する(S13)。トナーボトル33の交換が必要であることを報知していれば(S13でYes)、充填時間カウントが40000[ms]以上であるかを判断する(S14)。充填時間カウントが40000[ms]以上であれば(S14でYes)、通紙枚数及び画素カウントによるトナーエンド判定で、トナーエンドであると判定されたか判断する(S15)。トナーエンドであると判定されていれば(S15でYes)、トナーエンドに移行し(S16)、確定ニアエンド中の動作フローを終了する。
If the presence of toner is not detected by the
前述したS10の処理で、トナーボトル33が駆動中であれば、ユーザーに対しトナーボトル33の交換が必要であることを報知したか(確定ニアエンドトナー交換フラグ=1)を判断し(S13)、その後、前述したのと同様の処理を行っていく。また、前述したS13の処理で、トナーボトル33の交換が必要であることを報知していなければ(S13でNo)、通紙枚数及び画素カウントによるトナーエンド判定で、トナーエンドであると判定されたか判断し(S15)、その後、前述したのと同様の処理を行う。また、前述したS14の処理で、充填時間カウントが40000[ms]未満であれば(S14でNo)、前述したS4の処理に戻り、前述したのと同様の処理を行っていく。また、前述したS15の処理で、トナーエンドであると判定されていなければ(S15でNo)、前述したS4の処理に戻り、前述したのと同様の処理を行っていく。
If the
なお、サブホッパ200内のトナー量検知の方法としては、撹拌部材を回転駆動させる駆動モータの駆動トルクからトナー量を検知するものであってもよい。すなわち、サブホッパ200内のトナー量が少ないほど撹拌部材を回転駆動させるのに必要な駆動モータの駆動トルクは小さくなる。よって、例えば、駆動モータの駆動トルクが、所定値よりも高い場合にサブホッパ200内にトナーが有ると検知し、所定値よりも低い場合にサブホッパ200内にトナーが無いと検知するようにすればよい。
As a method for detecting the toner amount in the
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
トナーなどの粉体を収容するトナーボトル33などの粉体収容容器と、前記粉体収容容器から供給された粉体を一時的に貯留するサブホッパ200などの粉体貯留部と、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給するための粉体供給手段と、粉体貯留部内に回転可能に設けられ該粉体貯留部内の粉体を撹拌搬送する撹拌部材205などの粉体撹拌搬送部材と、前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させる粉体撹拌搬送部材駆動手段と、前記粉体貯留部内の粉体量を検知する磁束センサ210などの粉体量検知手段と、を備え、前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、前記粉体貯留部から粉体補給対象に粉体を補給する粉体補給動作を実施するトナー補給装置60などの粉体補給装置において、前記粉体量検知手段は、前記粉体撹拌搬送部材の回転に伴って得られる前記粉体貯留部内の粉体量に関する情報を用いて、該粉体貯留部内の粉体量を検知するものであり、前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給動作を実施するように前記粉体供給手段を制御する制御部90などの制御手段を有する。
(態様A)においては、粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、粉体が消費された粉体補給対象に粉体貯留部から粉体を補給する粉体補給動作を契機にして、前記粉体供給手段により粉体収容容器から粉体貯留部への粉体供給動作を実施する。これにより、粉体供給動作で粉体が供給された粉体貯留部内の粉体量の検知を、粉体を消費し粉体の補給が必要な粉体補給対象への粉体貯留部からの粉体補給動作中に行うことが可能となる。また、前記粉体補給動作における粉体撹拌搬送部材の回転駆動に伴って得られる粉体貯留部内の粉体量に関する情報から、粉体供給動作で粉体が供給された粉体貯留部内の粉体量を検知することが可能となる。よって、粉体補給対象への不必要な粉体補給を抑えつつ、粉体量検知手段により粉体貯留部内の粉体量を検知して、粉体貯留部内の粉体が所望の粉体量となるように、粉体収容容器から粉体貯留部への粉体供給動作を行うことができる。
(態様B)
(態様A)において、所定の情報を使用者に報知する報知手段を有しており、前記報知手段は、前記粉体量検知手段の検知結果に基づいて、前記粉体貯留部の粉体量が所定量よりも少なくなったときに、前記粉体収容容器の交換を促す報知を行ない、その報知後における前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体供給手段が前記粉体供給動作を実施する。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体補給対象に過剰な粉体を送ることなく、粉体貯留部のリカバリ充填動作を行うことができる。
(態様C)
(態様A)または(態様B)において、前記粉体補給動作の一動作当たりの動作時間は、前記粉体撹拌搬送部材の一回転周期以上の時間である。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体撹拌搬送部材が動作すると必ず粉体量検知手段によって粉体量の検知を行うことが可能となる。
(態様D)
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、前記粉体供給手段の一回当たりの駆動時間が固定されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体収容容器から粉体貯留部への粉体搬送量が過剰になって粉体詰まりが生じるのを抑制することができる。
(態様E)
(態様A)乃至(態様D)のいずれかにおいて、前記粉体収容容器が交換されたのを検知する粉体収容容器交換検知手段を有しており、前記粉体収容容器交換検知手段により前記粉体収容容器が交換されたのを検知した後、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部への粉体供給動作を一定時間行わないと、前記粉体収容容器が空であることを前記報知手段が報知しない。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体収容容器を交換したのにも関わらず、粉体収容容器が空であると報知してしまうのを抑制することができる。また、ほとんど粉体の入っていない粉体収容容器に交換された場合、僅かに残った粉体を粉体貯留部に送ることができる。
(態様F)
(態様A)乃至(態様E)のいずれかにおいて、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に所定量以上の粉体が充填されたことを確定する条件が、前記粉体補給動作が二回以上行われたときにおける前記粉体量検知手段の検知結果を参照し、その参照した検知結果が全て前記所定量以上の粉体が前記粉体貯留部に有るという結果に基づく。これによれば、上記実施形態について説明したように、一時的に粉体量検知手段が誤検知したとしても、使用者に誤った情報を報知するのを抑制できる。
(態様G)
(態様A)乃至(態様F)のいずれかにおいて、前記粉体量検知手段は、前記粉体貯留部に振動可能に設けられた振動部材と、前記振動部材を振動させる振動付与手段と、前記振動部材の振動状態を検知する振動検知手段と、を有し、前記振動検知手段の検知結果に基づいて前記粉体貯留部に貯留された粉体の量を検知するものであり、前記振動付与手段は、前記粉体撹拌搬送部材であって、回転軸を中心に回転可能に設けられ、前記振動部材を弾くことで該振動部材に弾性変形と復元とを繰り返させて該振動部材を振動させるものである。これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体量の検知精度を向上させることができる。
(態様H)
(態様G)において、前記振動検知手段は、対向する空間を通る磁束の状態に応じた周波数の信号を出力する発振部を有しており、前記振動部材は、前記粉体貯留部を構成する筐体を介して前記発振部と対向すると共に、前記発振部と対向する方向に振動し、磁束に影響する素材によって形成されており、前記粉体量検知手段は、前記発振部の発振信号の周波数に関する周波数関連情報を所定の周期で取得し、前記振動部材の振動に応じて変化する前記周波数関連情報の変化に基づいて検知された前記振動部材の振動状態の検知結果に基づいて、前記粉体貯留部内の粉体量を検知する。これによれば、上記実施形態について説明したように、圧力センサなどにより粉体量の検知を行う場合よりも、検知精度を向上させることができる。
(態様I)
像担持体と、現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像手段と、前記現像手段で使用される現像剤を収容する現像剤収容容器と、前記現像剤収容容器内の現像剤を前記現像手段に補給する現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、前記現像剤補給手段として、(態様A)乃至(態様H)のいずれか一記載の粉体補給装置を用いた。これによれば、上記実施形態について説明したように、画像濃度が高くなり過ぎるのを抑制することができる。
What was demonstrated above is an example, and there exists an effect peculiar for every following aspect.
(Aspect A)
A powder container such as a
In (Aspect A), the powder agitating and conveying member is driven to rotate, and the powder replenishment operation of replenishing the powder from the powder reservoir to the powder replenishment target for which the powder has been consumed is an opportunity. The powder supply operation from the powder container to the powder reservoir is performed by the body supply means. As a result, the amount of powder in the powder storage unit to which powder has been supplied in the powder supply operation is detected from the powder storage unit to the powder supply target that consumes the powder and needs to be replenished. This can be performed during the powder supply operation. Further, from the information regarding the amount of powder in the powder storage unit obtained by the rotational drive of the powder agitating and conveying member in the powder replenishment operation, the powder in the powder storage unit to which the powder has been supplied in the powder supply operation is obtained. It becomes possible to detect the body weight. Therefore, while suppressing unnecessary powder replenishment to the powder replenishment target, the amount of powder in the powder storage unit is detected by the powder amount detection means, and the desired amount of powder in the powder storage unit is obtained. Thus, the powder supply operation from the powder container to the powder reservoir can be performed.
(Aspect B)
In (Aspect A), it has a notifying means for notifying a user of predetermined information, and the notifying means is configured to determine the amount of powder in the powder storing unit based on the detection result of the powder amount detecting means. Is notified to urge the replacement of the powder container, and the powder supply means performs the powder supply operation in response to the powder replenishment operation after the notification. carry out. According to this, as described in the above embodiment, the recovery filling operation of the powder reservoir can be performed without sending excessive powder to the powder replenishment target.
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the operation time per operation of the powder replenishment operation is a time equal to or longer than one rotation cycle of the powder agitating and conveying member. According to this, as described in the above embodiment, the powder amount can be detected by the powder amount detection means whenever the powder stirring and conveying member is operated.
(Aspect D)
In any one of (Aspect A) to (Aspect C), the driving time per one time of the powder supply means is fixed. According to this, as described in the above embodiment, it is possible to suppress the occurrence of powder clogging due to an excessive amount of powder transport from the powder container to the powder reservoir.
(Aspect E)
In any one of (Aspect A) to (Aspect D), it has powder storage container replacement detection means for detecting that the powder storage container has been replaced, and the powder storage container replacement detection means After detecting that the powder container has been replaced, if the powder supply operation from the powder container to the powder reservoir is not performed for a certain period of time, it is determined that the powder container is empty. The notification means does not notify. According to this, as described in the above embodiment, it is possible to suppress notification that the powder container is empty, even though the powder container has been replaced. Further, when the powder container is replaced with a powder container that hardly contains powder, the slightly remaining powder can be sent to the powder reservoir.
(Aspect F)
In any one of (Aspect A) to (Aspect E), the condition for determining that a predetermined amount or more of powder has been filled from the powder container into the powder reservoir is that the powder replenishing operation is not The detection result of the powder amount detection means when it is performed more than once is based on the result that all the detected detection results are present in the powder storage unit with the predetermined amount or more of powder. According to this, as described in the above-described embodiment, even if the powder amount detection means temporarily detects erroneously, it is possible to suppress reporting erroneous information to the user.
(Aspect G)
In any one of (Aspect A) to (Aspect F), the powder amount detection means includes a vibration member provided in the powder storage section so as to vibrate, a vibration applying means for vibrating the vibration member, Vibration detecting means for detecting the vibration state of the vibration member, and detecting the amount of powder stored in the powder storage section based on the detection result of the vibration detecting means, and applying the vibration The means is the powder agitating / conveying member, and is provided so as to be rotatable about a rotation shaft. By vibrating the vibrating member, the vibrating member is repeatedly elastically deformed and restored to vibrate the vibrating member. Is. According to this, as described in the above embodiment, the detection accuracy of the powder amount can be improved.
(Aspect H)
In (Aspect G), the vibration detection unit includes an oscillation unit that outputs a signal having a frequency corresponding to a state of magnetic flux passing through the facing space, and the vibration member constitutes the powder storage unit. It is formed of a material that opposes the oscillating unit via a casing and vibrates in a direction facing the oscillating unit and affects magnetic flux. The powder amount detection unit is configured to detect an oscillation signal of the oscillating unit. Based on the detection result of the vibration state of the vibration member detected based on the change of the frequency related information that is acquired according to the vibration of the vibration member, the frequency related information on the frequency is acquired at a predetermined cycle. The amount of powder in the body reservoir is detected. According to this, as described in the above embodiment, the detection accuracy can be improved as compared with the case where the amount of powder is detected by a pressure sensor or the like.
(Aspect I)
An image carrier, a developing unit that develops a latent image on the image carrier using a developer, a developer container that contains a developer used in the developing unit, and development in the developer container In the image forming apparatus provided with the developer supply means for supplying the developer to the developing means, the powder supply device according to any one of (Aspect A) to (Aspect H) is used as the developer supply means. . According to this, as described in the above embodiment, it is possible to suppress the image density from becoming too high.
1 プロセスユニット
2 感光体ユニット
3 感光体
4 ドラムクリーニング装置
5 帯電装置
6 帯電ローラ
7 現像装置
8 第一現像剤搬送スクリュウ
9 第一剤収容室
10 トナー濃度センサ
11 第二現像剤搬送スクリュウ
12 現像ロール
13 ドクターブレード
14 第二剤収容室
15 現像スリーブ
16 マグネットローラ
17 トナー補給口
18 連通口
19 連通口
20 光書込ユニット
21 ポリゴンミラー
22 第一給紙カセット
22a 第一給紙ローラ
23 第二給紙カセット
23a 第二給紙ローラ
24 給紙路
25 搬送ローラ対
26 レジストローラ対
32 トナー収容器
33 トナーボトル
34 容器先端カバー
34b 色非互換リブ
35 通信タグ
40 転写ユニット
41 中間転写ベルト
45 一次転写ローラ
46 二次転写バックアップローラ
47 駆動ローラ
49 テンションローラ
50 二次転写ローラ
60 トナー補給装置
64 トナー落下搬送路
65 揺動部材
70 収容器搭載部
71 挿入口形成部
72 容器受部
73 先端受部
80 定着装置
81 加圧加熱ローラ
82 定着ベルトユニット
83 加熱ローラ
84 定着ベルト
85 テンションローラ
86 駆動ローラ
87 排紙ローラ対
88 スタック部
90 制御部
100 画像形成装置
112 現像器
117 トナーボトル
119 サブホッパ供給路
120 トナーボトル供給路
180 駆動機構
181a 収容器側駆動機構部
181b サブホッパ側駆動機構部
182a 第一駆動モータ
182b 第二駆動モータ
200 サブホッパ
200a 筐体
201 振動板
201a 固定部
202 重り
203 嵌め込み部
204 回転軸
205 撹拌搬送部材
205b 丸型部
210 磁束センサ
211 平面パターンコイル
212 パターン抵抗
213 第一コンデンサ
214 第二コンデンサ
215 フィードバック抵抗
216 アンバッファIC
217 アンバッファIC
218 出力端子
220 コントローラ
221 CPU
222 ASIC
223 タイマー
224 水晶発振回路
230 入出力制御ASIC
231 透磁率カウンタ
232 リード信号取得部
233 カウント値出力部
301 容器回転ギヤ
302 螺旋状突起
303 把手部
304 汲み上げ部
305 先端開口形成部
330 ノズル受入部材
331 ノズル受入口
332 容器シャッタ部材
333 容器シール部材
335b シャッタ支持開口部
336 容器シャッタバネ
339 ロック用開口
601 容器駆動出力ギヤ
602 フレーム
603 駆動モータ
603a ウォームギヤ
604 駆動伝達ギヤ
605 搬送スクリュウギヤ
607 ノズルホルダ
608 セットカバー
609 容器ロック部材
610 ノズル開口部
611 搬送ノズル
611a ノズル先端部
612 ノズルシャッタ部材
612a ノズルシャッタ鍔部
612b ノズルシャッタ筒状部
613 ノズルシャッタバネ
614 搬送スクリュウ
615 容器セット部
700 IDチップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Process unit 2 Photoconductor unit 3 Photoconductor 4 Drum cleaning apparatus 5 Charging apparatus 6 Charging roller 7 Developing apparatus 8 First developer conveyance screw 9 First agent storage chamber 10 Toner density sensor 11 Second developer conveyance screw 12 Developing roll 13 Doctor blade 14 Second agent storage chamber 15 Developing sleeve 16 Magnet roller 17 Toner supply port 18 Communication port 19 Communication port 20 Optical writing unit 21 Polygon mirror 22 First paper feed cassette 22a First paper feed roller 23 Second paper feed Cassette 23a Second paper feed roller 24 Paper feed path 25 Transport roller pair 26 Registration roller pair 32 Toner container 33 Toner bottle 34 Container tip cover 34b Color incompatible rib 35 Communication tag 40 Transfer unit 41 Intermediate transfer belt 45 Primary transfer roller 46 Secondary transfer bag Cup roller 47 Drive roller 49 Tension roller 50 Secondary transfer roller 60 Toner replenishing device 64 Toner drop conveying path 65 Oscillating member 70 Container mounting portion 71 Insert port forming portion 72 Container receiving portion 73 Tip receiving portion 80 Fixing device 81 Pressurization Heating roller 82 Fixing belt unit 83 Heating roller 84 Fixing belt 85 Tension roller 86 Driving roller 87 Paper discharge roller pair 88 Stacking unit 90 Control unit 100 Image forming apparatus 112 Developer 117 Toner bottle 119 Sub hopper supply path 120 Toner bottle supply path 180 Drive Mechanism 181a Container side drive mechanism 181b Sub hopper side drive mechanism 182a First drive motor 182b Second drive motor 200 Sub hopper 200a Housing 201 Diaphragm 201a Fixing part 202 Weight 203 Inserting part 20 4 Rotating shaft 205 Agitating and conveying member 205b Round portion 210 Magnetic flux sensor 211 Planar pattern coil 212 Pattern resistor 213 First capacitor 214 Second capacitor 215 Feedback resistor 216 Unbuffered IC
217 Unbuffer IC
218
222 ASIC
223
231
Claims (9)
前記粉体収容容器から供給された粉体を一時的に貯留する粉体貯留部と、
前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給するための粉体供給手段と、
粉体貯留部内に回転可能に設けられ該粉体貯留部内の粉体を撹拌搬送する粉体撹拌搬送部材と、
前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させる粉体撹拌搬送部材駆動手段と、
前記粉体貯留部内の粉体量を検知する粉体量検知手段と、を備え、
前記粉体撹拌搬送部材を回転駆動させて、前記粉体貯留部から粉体補給対象に粉体を補給する粉体補給動作を実施する粉体補給装置において、
前記粉体量検知手段は、前記粉体撹拌搬送部材の回転に伴って得られる前記粉体貯留部内の粉体量に関する情報を用いて、該粉体貯留部内の粉体量を検知するものであり、
前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に粉体を供給する粉体供給動作を実施するように前記粉体供給手段を制御する制御手段を有することを特徴とする粉体補給装置。 A powder container for containing powder; and
A powder reservoir for temporarily storing the powder supplied from the powder container;
Powder supply means for supplying powder from the powder container to the powder reservoir;
A powder agitating and conveying member that is rotatably provided in the powder reservoir and agitates and conveys the powder in the powder reservoir;
Powder agitating and conveying member driving means for rotationally driving the powder agitating and conveying member;
Powder amount detection means for detecting the amount of powder in the powder storage unit,
In the powder replenishing apparatus that rotates the powder agitating and conveying member and performs a powder replenishing operation for replenishing powder from the powder reservoir to a powder replenishment target,
The powder amount detection means detects the amount of powder in the powder storage unit using information on the amount of powder in the powder storage unit obtained along with the rotation of the powder stirring and conveying member. Yes,
Having a control means for controlling the powder supply means so as to carry out a powder supply operation for supplying powder from the powder container to the powder storage section in response to the powder supply operation; A powder replenishing device.
所定の情報を使用者に報知する報知手段を有しており、
前記報知手段は、前記粉体量検知手段の検知結果に基づいて、前記粉体貯留部の粉体量が所定量よりも少なくなったときに、前記粉体収容容器の交換を促す報知を行ない、その報知後における前記粉体補給動作を契機にして、前記粉体供給手段が前記粉体供給動作を実施することを特徴とする粉体補給装置。 The powder supply device according to claim 1,
Having notification means for notifying the user of predetermined information;
The notifying means issues a notification for urging replacement of the powder container when the amount of powder in the powder storage unit is less than a predetermined amount based on the detection result of the powder amount detecting means. The powder replenishing apparatus is characterized in that the powder supplying means performs the powder supplying operation in response to the powder replenishing operation after the notification.
前記粉体補給動作の一動作当たりの動作時間は、前記粉体撹拌搬送部材の一回転周期以上の時間であることを特徴とする粉体補給装置。 The powder supply device according to claim 1 or 2,
An operation time per operation of the powder replenishing operation is a time equal to or longer than one rotation period of the powder agitating / conveying member.
前記粉体供給手段の一回当たりの駆動時間が固定されていることを特徴とする粉体補給装置。 In the powder supply device according to any one of claims 1 to 3,
A powder replenishing device, wherein a driving time per one time of the powder supplying means is fixed.
前記粉体収容容器が交換されたのを検知する粉体収容容器交換検知手段を有しており、
前記粉体収容容器交換検知手段により前記粉体収容容器が交換されたのを検知した後、前記粉体収容容器から前記粉体貯留部への粉体供給動作を一定時間行わないと、前記粉体収容容器が空であることを前記報知手段が報知しないことを特徴とする粉体補給装置。 In the powder supply device according to any one of claims 1 to 4,
It has a powder container replacement detection means for detecting that the powder container has been replaced,
After detecting that the powder container has been replaced by the powder container replacement detection means, if the powder supply operation from the powder container to the powder reservoir is not performed for a certain time, the powder The powder replenishing device, wherein the notification means does not notify that the body container is empty.
前記粉体収容容器から前記粉体貯留部に所定量以上の粉体が充填されたことを確定する条件が、前記粉体補給動作が二回以上行われたときにおける前記粉体量検知手段の検知結果を参照し、その参照した検知結果が全て前記所定量以上の粉体が前記粉体貯留部に有るという結果に基づくことを特徴とする粉体補給装置。 The powder supply device according to any one of claims 1 to 5,
The condition for determining that a predetermined amount or more of powder has been filled from the powder container into the powder reservoir is that the powder amount detection means when the powder replenishment operation is performed twice or more. A powder replenishing apparatus characterized by referring to a detection result, and all the detection results referred to are based on a result that powder equal to or larger than the predetermined amount is present in the powder storage unit.
前記粉体量検知手段は、前記粉体貯留部に振動可能に設けられた振動部材と、
前記振動部材を振動させる振動付与手段と、前記振動部材の振動状態を検知する振動検知手段と、を有し、前記振動検知手段の検知結果に基づいて前記粉体貯留部に貯留された粉体の量を検知するものであり、
前記振動付与手段は、前記粉体撹拌搬送部材であって、回転軸を中心に回転可能に設けられ、前記振動部材を弾くことで該振動部材に弾性変形と復元とを繰り返させて該振動部材を振動させるものであることを特徴とする粉体補給装置。 The powder supply device according to any one of claims 1 to 6,
The powder amount detection means includes a vibration member provided in the powder storage section so as to be vibrated,
Powder having vibration imparting means for vibrating the vibration member and vibration detection means for detecting a vibration state of the vibration member, and stored in the powder reservoir based on a detection result of the vibration detection means Is to detect the amount of
The vibration applying means is the powder agitating / conveying member, and is provided so as to be rotatable around a rotation shaft. By repelling the vibration member, the vibration member is repeatedly elastically deformed and restored. A powder replenishing device characterized by being made to vibrate.
前記振動検知手段は、対向する空間を通る磁束の状態に応じた周波数の信号を出力する発振部を有しており、
前記振動部材は、前記粉体貯留部を構成する筐体を介して前記発振部と対向すると共に、前記発振部と対向する方向に振動し、磁束に影響する素材によって形成されており、
前記粉体量検知手段は、前記発振部の発振信号の周波数に関する周波数関連情報を所定の周期で取得し、前記振動部材の振動に応じて変化する前記周波数関連情報の変化に基づいて検知された前記振動部材の振動状態の検知結果に基づいて、前記粉体貯留部内の粉体量を検知することを特徴とする粉体補給装置。 The powder replenishing device according to claim 7,
The vibration detecting means has an oscillating unit that outputs a signal having a frequency corresponding to a state of magnetic flux passing through an opposing space;
The vibrating member is formed of a material that opposes the oscillating unit via a casing constituting the powder storage unit, vibrates in a direction facing the oscillating unit, and affects magnetic flux,
The powder amount detection means acquires frequency-related information related to the frequency of the oscillation signal of the oscillating unit at a predetermined period, and is detected based on a change in the frequency-related information that changes according to vibration of the vibration member. A powder replenishing device that detects the amount of powder in the powder reservoir based on the detection result of the vibration state of the vibration member.
現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段で使用される現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器内の現像剤を前記現像手段に補給する現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像剤補給手段として、請求項1乃至8のいずれか一記載の粉体補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Developing means for developing the latent image on the image carrier using a developer;
A developer container for containing a developer used in the developing means;
An image forming apparatus comprising: a developer replenishing unit that replenishes the developing unit with the developer in the developer container;
An image forming apparatus using the powder replenishing device according to claim 1 as the developer replenishing unit.
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