JP2011197229A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像担持体および現像装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus including an image carrier and a developing device.
電子写真方式の画像形成装置は、原稿画像を読み取ったりコンピュータ等の外部機器から伝送等された画像情報に基づく光を像担持体(感光体ドラム)の周面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置からトナー(現像剤)を供給してトナー像を形成(現像)させた後、当該トナー像を用紙に転写する。転写処理後の用紙は、トナー像の定着処理が施されたのち外部へ排出される。また、現像によって少なくなった分だけ、トナーがトナーコンテナから、トナー搬送部材を回転させることによって現像装置へ補給される。 An electrophotographic image forming apparatus reads an original image or irradiates light on the peripheral surface of an image carrier (photosensitive drum) with light based on image information transmitted from an external device such as a computer to form an electrostatic latent image. A toner (developer) is supplied to the electrostatic latent image from a developing device to form (develop) the toner image, and then the toner image is transferred to a sheet. The paper after the transfer process is subjected to a toner image fixing process and then discharged to the outside. Further, the toner is replenished to the developing device by rotating the toner conveying member from the toner container by the amount reduced by the development.
このような画像形成装置においては、トナー搬送部材の回転精度を高めることによって、トナーコンテナから現像装置へのトナーの過少補給や過多補給を防止し、トナー補給量を安定させて画像品質を向上させることができる。そこで、トナー搬送部材の回転数や回転時間を制御して、トナー補給量を調整する技術が提案されている。 In such an image forming apparatus, by increasing the rotation accuracy of the toner conveying member, the toner container is prevented from being oversupplied or oversupplied to the developing device, and the toner replenishment amount is stabilized to improve the image quality. be able to. Therefore, a technique for adjusting the toner replenishment amount by controlling the rotation speed and rotation time of the toner conveying member has been proposed.
例えば、特許文献1には、現像器内のトナー消費量からトナー搬送スクリューの回転数や回転時間を制御することが開示されている。また、特許文献2には、印字画素数に基づいてトナー搬送部材の回転時間や回転数を制御することが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that the number of rotations and the rotation time of a toner conveying screw are controlled from the amount of toner consumed in the developing device. Patent Document 2 discloses that the rotation time and the rotation speed of the toner conveying member are controlled based on the number of print pixels.
また、特許文献3には、攪拌部材の回転軸に設けられた回転駆動伝達ギアにおける回転軸を囲むフランジ部に、光学センサで検出可能な機種識別部を形成し、光学センサからの検出信号に基づいて、攪拌部材の回転数をカウントしてトナー補給量を定量的に積算することが開示されている。また、特許文献4には、スリットを設けた円形停止部材を搬送部材と一体に形成し、円形停止部材の回転をフォトセンサで検知することが開示されている。 Further, in Patent Document 3, a model identification unit that can be detected by an optical sensor is formed on a flange portion surrounding a rotation shaft in a rotation drive transmission gear provided on the rotation shaft of a stirring member, and a detection signal from the optical sensor is used as a detection signal. On the basis of this, it is disclosed that the number of rotations of the stirring member is counted and the toner replenishment amount is quantitatively integrated. Patent Document 4 discloses that a circular stop member provided with a slit is formed integrally with a conveying member, and the rotation of the circular stop member is detected by a photo sensor.
しかし、特許文献1及び2では、光学センサを用いて回転軸の回転量を検知することは開示も示唆もされていない。また、特許文献2では、画素数信号に応じたパルスをパルスモータに入力して、パルスモータの回転数を調整しているが、パルスモータは高価である。 However, Patent Documents 1 and 2 do not disclose or suggest that the rotation amount of the rotation shaft is detected using an optical sensor. In Patent Document 2, a pulse corresponding to the pixel number signal is input to the pulse motor to adjust the rotation speed of the pulse motor. However, the pulse motor is expensive.
加えて、例えば安価なブラシモータを用いた場合、モータ作動時における回転数の立ち上がり性能の変動、ブレーキ性能の変動、トルク変動といったモータ自体の性能に起因して、回転数の変動が発生するおそれがある。かかる回転数の変動を、単に回転時間等で調整すると、トナー補給量が変動し、カブリ等の画像不具合が発生するおそれがある。 In addition, for example, when an inexpensive brush motor is used, fluctuations in the number of revolutions may occur due to the performance of the motor itself such as fluctuations in the starting performance of the revolutions during operation of the motor, fluctuations in brake performance, and torque fluctuations. There is. If the fluctuation of the rotational speed is simply adjusted by the rotation time or the like, the toner replenishment amount may fluctuate and image defects such as fog may occur.
一方、特許文献3では、光学センサからの光を回転駆動伝達ギアのフランジ部に対して射出しているが、当該ギアの軸変動や、フランジ部と光学センサとの位置ずれ等が生じると、攪拌部材の回転数を十分に検知できないおそれがある。 On the other hand, in Patent Document 3, the light from the optical sensor is emitted to the flange portion of the rotational drive transmission gear. However, when the shaft variation of the gear, the positional deviation between the flange portion and the optical sensor, or the like occurs, There is a possibility that the number of rotations of the stirring member cannot be sufficiently detected.
また、特許文献4では、円形停止部材と、搬送部材における駆動モータからの回転駆動の伝達部と、が一体化されていないため、搬送部材の回転軸の配置ずれや、回転軸と円形停止部材との位置ずれ等の影響を受けて、搬送部材の回転量を安定して検知できないおそれがある。また、かかる特許文献4では、円形停止部材のスリットをフォトセンサで検知したとき、搬送部材の回転を停止しているが、上記の通り、例えばブラシモータを用いた場合、モータ性能の変動により、搬送部材の回転量を適切に検知できないおそれがある。 Moreover, in patent document 4, since the circular stop member and the transmission part of the rotational drive from the drive motor in a conveyance member are not integrated, the arrangement | positioning shift | offset | difference of the rotating shaft of a conveyance member, a rotation shaft, and a circular stop member There is a possibility that the amount of rotation of the conveying member cannot be stably detected due to the influence of the positional deviation. Further, in Patent Document 4, when the slit of the circular stop member is detected by the photosensor, the rotation of the conveying member is stopped. However, as described above, for example, when a brush motor is used, due to fluctuations in motor performance, There is a possibility that the rotation amount of the conveying member cannot be detected appropriately.
本発明は、上記問題点に鑑み、現像装置への現像剤補給量を安定させることが可能な現像剤補給装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a developer supply device capable of stabilizing the amount of developer supplied to the developing device and an image forming apparatus including the developer supply device.
上記課題を解決するために本発明は、現像装置に補給するための現像剤が収容された収容容器と、該収容容器内の現像剤を回転しながら前記現像装置に供給する搬送部材と、を有する現像剤補給装置であって、前記搬送部材の回転軸の軸方向一端部に配置され、駆動手段からの回転駆動が伝達される駆動伝達ギア部と、該駆動伝達ギア部と一体に形成され、前記軸方向とは垂直方向に沿って突出すると共に前記回転軸を中心とした略円形状に形成され、且つ、前記回転軸を中心として同心円状に配置されたスリットを有するフランジ部と、を有する駆動伝達部材と、前記フランジ部の周縁部を挟んで配置される、前記スリットに光を射出可能な発光部と、該発光部から射出された光を受光可能な受光部と、を有し、前記スリットによるパルス波形を読み取って前記搬送部材の回転量を検知する検知手段と、が設けられたことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a container in which a developer for replenishing the developing device is accommodated, and a conveying member that supplies the developer in the container while rotating the developer. A developer replenishing device having a drive transmission gear portion disposed at one axial end portion of the rotation shaft of the conveying member and transmitting the rotational drive from the driving means; and integrally formed with the drive transmission gear portion. A flange portion that protrudes along a vertical direction with respect to the axial direction and has a substantially circular shape centered on the rotation axis, and has a slit arranged concentrically around the rotation axis. A drive transmission member having a light emitting portion that is disposed across a peripheral edge portion of the flange portion and capable of emitting light to the slit; and a light receiving portion capable of receiving light emitted from the light emitting portion. , Pulse by the slit Detection means for detecting a rotation amount of the conveying member to read the form, it is characterized in that is provided.
また本発明は、上記構成の現像剤補給装置において、前記収容容器に着脱可能であり前記収容容器の外壁の一部を構成する支持部が設けられ、前記検知手段は、前記支持部に取り付けられることを特徴としている。 According to the present invention, in the developer replenishing device having the above-described configuration, a support portion that is detachable from the storage container and forms a part of an outer wall of the storage container is provided, and the detection unit is attached to the support portion. It is characterized by that.
また本発明は、上記構成の現像剤補給装置において、前記スリットは、前記フランジ部の周縁部から略垂直に突出する突出部の間隙から形成されることを特徴としている。 According to the present invention, in the developer replenishing device configured as described above, the slit is formed by a gap between protruding portions that protrude substantially perpendicularly from a peripheral edge portion of the flange portion.
また本発明は、上記構成の現像剤補給装置において、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記搬送部材の回転により発生したパルス数を計数し、計数されたパルス数に応じて前記搬送部材の次の回転時の回転量を調整することを特徴としている。 According to the present invention, in the developer replenishing device having the above-described configuration, the number of pulses generated by the rotation of the conveying member is counted based on the detection result of the detecting unit, and the conveying member is counted according to the counted number of pulses. It is characterized by adjusting the amount of rotation at the next rotation.
また本発明は、上記構成の現像剤補給装置において、前記搬送部材が狙いのパルス数よりもオーバーランしたことが検知されたとき、前記狙いのパルス数よりも増加したパルス数を減らすことによって前記搬送部材の次の回転時の回転量を調整することを特徴としている。 According to the present invention, in the developer replenishing device having the above-described configuration, when it is detected that the transport member has overrun the target pulse number, the number of pulses increased from the target pulse number is reduced. It is characterized in that the amount of rotation at the next rotation of the conveying member is adjusted.
また本発明は、上記構成の現像剤補給装置を備えた画像形成装置である。 Further, the present invention is an image forming apparatus provided with the developer supply device having the above-described configuration.
本発明の第1の構成によれば、搬送部材の回転軸の軸方向一端部に、駆動手段からの回転駆動が伝達される駆動伝達ギア部と、該駆動伝達ギア部と一体に形成され、軸方向とは垂直方向に沿って突出すると共に回転軸を中心とした略円形状に形成され、且つ、回転軸を中心として同心円状に配置されたスリットを有するフランジ部と、を有する駆動伝達部材を設け、フランジ部の周縁部を挟んで配置される、スリットに光を射出可能な発光部と、該発光部から射出された光を受光可能な受光部と、を有し、スリットによるパルス波形を読み取って搬送部材の回転量を検知する検知手段を設けることによって、駆動伝達部材の回転量を、回転軸等を介して検知する必要がない。 According to the first configuration of the present invention, the drive transmission gear portion to which the rotational drive from the driving means is transmitted to the one axial end portion of the rotation shaft of the transport member, and the drive transmission gear portion are formed integrally. A drive transmission member having a flange portion that protrudes along the vertical direction and is formed in a substantially circular shape centering on the rotation axis and having a slit concentrically arranged around the rotation axis And having a light emitting part capable of emitting light to the slit and a light receiving part capable of receiving the light emitted from the light emitting part, and having a pulse waveform by the slit By providing a detecting means for detecting the rotation amount of the conveying member by reading the above, it is not necessary to detect the rotation amount of the drive transmission member via a rotating shaft or the like.
これにより、回転軸の配置ずれや回転軸とフランジ部との位置ずれ等の影響を受けることなく搬送部材の回転量を検知できるため、搬送部材の回転量を安定して検知することができる。従って、現像装置への現像剤補給量を安定させることができる。 Thereby, since the rotation amount of the conveying member can be detected without being affected by the displacement of the rotation shaft or the positional deviation between the rotation shaft and the flange portion, the rotation amount of the conveying member can be detected stably. Therefore, the developer replenishment amount to the developing device can be stabilized.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の現像剤補給装置において、収容容器に着脱可能であり収容容器の外壁の一部を構成する支持部を設け、検知手段を、支持部に取り付けることによって、支持部を収容容器に取り付けるだけで、フランジ部と検知手段との位置決めが行われるため、組立時等におけるフランジ部と検知手段との位置ずれを防止することができる。これにより、搬送部材の回転量をより安定して検知できる。また、位置ずれ等が生じた場合であっても、支持部を収容容器から脱離することにより、両者の位置関係を容易に修正できるため、効果的である。 Further, according to the second configuration of the present invention, in the developer supply device of the first configuration, the support unit that is detachable from the storage container and forms a part of the outer wall of the storage container is provided, and the detection unit is provided. By attaching the support part to the receiving container, the flange part and the detection means are positioned by simply attaching the support part to the storage container. Therefore, it is possible to prevent the flange part and the detection means from being displaced during assembly. . Thereby, the rotation amount of the conveying member can be detected more stably. Further, even when a positional deviation or the like occurs, it is effective because the positional relationship between the two can be easily corrected by detaching the support portion from the storage container.
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1または第2の構成の現像剤補給装置において、スリットを、フランジ部の周縁部から略垂直に突出する突出部の間隙から形成することによって、検知手段による検知が容易となる。また、検知手段を支持部に着脱可能に取り付けた場合には、発光部と受光部とを支持部から軸方向に沿って突出させるだけでスリットの検知が可能となる。これにより、検知手段を無理なく取り付けることができ、検知手段の検知を安定させることができる。 According to the third configuration of the present invention, in the developer replenishing device having the first or second configuration, the slit is formed from a gap between the protruding portions that protrude substantially perpendicularly from the peripheral edge portion of the flange portion. This facilitates detection by the detecting means. In addition, when the detection means is detachably attached to the support portion, the slit can be detected only by projecting the light emitting portion and the light receiving portion along the axial direction from the support portion. Thereby, a detection means can be attached without difficulty and the detection of a detection means can be stabilized.
また、本発明の第4の構成によれば、上記第1〜第3のいずれかの構成の現像剤補給装置において、検知手段の検知結果に基づいて、搬送部材の回転により発生したパルス数を計数し、計数されたパルス数に応じて搬送部材の次の回転時の回転量を調整することによって、ブラシモータ等、回転数にバラツキが生じ易い駆動手段を用いた場合であっても、回転量を適切に調整できるため、現像装置への現像剤補給量を安定させることができる。 According to the fourth configuration of the present invention, in the developer supply device having any one of the first to third configurations, the number of pulses generated by the rotation of the conveying member is calculated based on the detection result of the detection unit. Counting and adjusting the amount of rotation at the next rotation of the conveying member according to the counted number of pulses, even when using a drive means such as a brush motor that tends to vary in the number of rotations. Since the amount can be adjusted appropriately, the amount of developer replenishment to the developing device can be stabilized.
また、本発明の第5の構成によれば、上記第4の構成の現像剤補給装置において、搬送部材が狙いのパルス数よりもオーバーランしたことが検知されたとき、狙いのパルス数よりも増加したパルス数を減らすことによって搬送部材の次の回転時の回転量を調整することによって、駆動手段の立ち上がり性能やブレーキ性能に変動が生じても、現像剤補給量を適切な量に調整できるため、効果的である。 According to the fifth configuration of the present invention, in the developer supply device of the fourth configuration, when it is detected that the conveying member has overrun the target pulse number, the target pulse number is exceeded. By adjusting the amount of rotation at the next rotation of the conveying member by reducing the increased number of pulses, the developer replenishment amount can be adjusted to an appropriate amount even if fluctuations occur in the start-up performance and braking performance of the driving means. Therefore, it is effective.
また、本発明の第6の構成によれば、上記第1〜5のいずれかの構成の現像剤補給装置を備えた画像形成装置とすることによって、現像装置への現像剤補給量を安定させて画像品質を向上させることができる。 According to the sixth configuration of the present invention, the developer replenishment amount to the developing device is stabilized by using the image forming apparatus including the developer replenishing device having any one of the first to fifth configurations. Image quality can be improved.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラープリンタ100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、搬送方向上流側(図1では右側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus equipped with the developing device of the present invention. Here, a tandem color image forming apparatus is shown. In the main body of the
この画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a、1b、1c及び1dが配設されており、さらに駆動手段(図示せず)により図1において時計回りに回転する中間転写ベルト8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a〜1dに当接しながら移動する中間転写ベルト8上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラ9の作用によって記録媒体の一例としての転写紙P上に二次転写され、さらに、定着部13において転写紙P上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム1a〜1dを図1において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。
The image forming portions Pa to Pd are provided with
トナー像が転写される転写紙Pは、装置下部の用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラ12a及びレジストローラ対12bを介して二次転写ローラ9と後述する中間転写ベルト8の駆動ローラ11とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラ9の下流側には中間転写ベルト8表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナ19が配置されている。
The transfer paper P onto which the toner image is transferred is accommodated in a
次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム1a〜1dの周囲及び下方には、感光体ドラム1a〜1dを帯電させる帯電器2a、2b、2c及び2dと、各感光体ドラム1a〜1dに画像情報を露光する露光装置5と、感光体ドラム1a〜1d上にトナー像を形成する現像ユニット3a、3b、3c及び3dと、感光体ドラム1a〜1d上に残留した現像剤(トナー)等を除去するクリーニング部7a、7b、7c及び7dが設けられている。
Next, the image forming units Pa to Pd will be described. There are
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置5によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置3a〜3d内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ(現像剤補給装置)4a〜4dから各現像装置3a〜3dに現像剤(トナー及びキャリア)が補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置5からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
When image data is input from a host device such as a personal computer, first, the surfaces of the
そして、一次転写ローラ6a〜6dに所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム1a〜1d上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナー等がクリーニング部7a〜7dにより除去される。
Then, by applying a predetermined transfer voltage to the primary transfer rollers 6 a to 6 d, yellow, cyan, magenta, and black toner images on the
中間転写ベルト8は、上流側の搬送ローラ10と、下流側の駆動ローラ11とに掛け渡されており、駆動モータ(図示せず)による駆動ローラ11の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回りに回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラ12bから所定のタイミングで駆動ローラ11とこれに隣接して設けられた二次転写ローラ9とのニップ部(二次転写ニップ部)へ搬送され、中間転写ベルト8上のフルカラー画像が転写紙P上に転写される。トナー像が転写された転写紙Pは定着部13へと搬送される。
The intermediate transfer belt 8 is stretched between an
定着部13に搬送された転写紙Pは、定着ローラ対13aにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Pの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ15によって排出トレイ17に排出される。
The transfer paper P conveyed to the fixing
一方、転写紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着部13を通過した転写紙Pは一旦排出ローラ15方向に搬送され、転写紙Pの後端が分岐部14を通過した後に排出ローラ15を逆回転させるとともに分岐部14の搬送方向を切り換えることで、転写紙Pの後端から用紙搬送路18に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト8上に形成された次の画像が二次転写ローラ9により転写紙Pの画像が形成されていない面に転写され、定着部13に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ17に排出される。
On the other hand, when forming images on both sides of the transfer paper P, the transfer paper P that has passed through the fixing
図2は、本実施形態の現像剤補給装置から現像剤が補給される現像装置の構成を示す概略側面断面図である。なお、図2は図1の背面側から見た状態を示しており、現像装置内の各部材の配置は図1と左右が逆になっている。また、ここでは図1の画像形成部Paに配置される現像装置3aについて説明するが、画像形成部Pb〜Pdに配置される現像装置3b〜3dの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
FIG. 2 is a schematic side cross-sectional view showing the configuration of the developing device in which the developer is replenished from the developer replenishing device of the present embodiment. 2 shows a state viewed from the back side of FIG. 1, and the arrangement of each member in the developing device is opposite to that in FIG. Further, the developing
図2に示すように、現像装置3aは、二成分現像剤(以下、単に現像剤と呼ぶ)が収納される現像容器(ケーシング)20を備えており、現像容器20は仕切壁20a、20bによって攪拌搬送室21、供給搬送室22、及び回収搬送室23に区画されている。攪拌搬送室21及び供給搬送室22には、トナーコンテナ4a(図1参照)から供給されるトナー(正帯電トナー)をキャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー25a及び供給搬送スクリュー25bがそれぞれ回転可能に配設されている。また、供給搬送室22と攪拌搬送室21の境界付近の上方に設けられた回収搬送室23には、磁気ローラ30(後述)から引き剥がされた現像剤を搬送するための回収搬送スクリュー25cが回転可能に配設されている。
As shown in FIG. 2, the developing
そして、攪拌搬送スクリュー25a及び供給搬送スクリュー25bによって現像剤が攪拌されつつ軸方向(図2の紙面とは垂直方向)に搬送され、仕切壁20aの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室21、供給搬送室22間を循環する。また、磁気ローラ30(後述)から引き剥がされた現像剤は回収搬送スクリュー25cによって軸方向に搬送され、仕切壁20bの一端に形成された不図示の連通部から供給攪拌室22内の現像剤に合流する。即ち、攪拌搬送室21、供給搬送室22、回収搬送室23、現像剤通過路及び連通部によって現像容器20内に現像剤の循環経路が形成されている。
Then, the developer is agitated by the agitating and conveying
現像容器20は図2の右斜め上方に延在しており、現像容器20内において供給搬送スクリュー25bの上方には磁気ローラ30が配置され、磁気ローラ30の右斜め上方には現像ローラ31が対向配置されている。そして、現像ローラ31は現像容器20の開口側(図2の右側)において感光体ドラム1a(図1参照)に対向しており、それぞれの回転軸周りに関して磁気ローラ30は図中反時計方向に、現像ローラ31は図中反時計方向に回転する。
The developing
攪拌搬送室21には攪拌搬送スクリュー25aと対面して不図示のトナー濃度センサが配置されており、トナー濃度センサの検知結果に基づいてトナーコンテナ4aから不図示のトナー補給口を介して攪拌搬送室21にトナーが補給されるようになっている。トナー濃度センサとしては、例えば、現像容器20内におけるトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサが用いられる。
A toner concentration sensor (not shown) is disposed in the agitating / conveying
磁気ローラ30は、図2において反時計方向に回転する非磁性の回転スリーブと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体で構成されている。
The
現像ローラ31は、図2において反時計方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された現像ローラ側磁極で構成されており、磁気ローラ30と現像ローラ31とはその対面位置(対向位置)において所定のギャップをもって対向している。現像ローラ側磁極は、固定マグネット体の対向する磁極(主極)と異極性である。
The developing
また、現像容器20には穂切りブレード35が磁気ローラ30の長手方向(図2の紙面とは垂直方向)に沿って取り付けられており、穂切りブレード35は、磁気ローラ30の回転方向(図中反時計回り)において、現像ローラ31と磁気ローラ30との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード35の先端部と磁気ローラ30表面との間には僅かな隙間(ギャップ)が形成されている。
Further, a
現像ローラ31には、直流電圧(以下、Vslv(DC)という)及び交流電圧(以下、Vslv(AC)という)が印加され、磁気ローラ30には、直流電圧(以下、Vmag(DC)という)及び交流電圧(以下、Vmag(AC)という)が印加されている。これらの直流電圧及び交流電圧は、現像バイアス電源からバイアス制御回路(いずれも図示せず)を経由して現像ローラ31及び磁気ローラ30に印加される。
A DC voltage (hereinafter referred to as Vslv (DC)) and an AC voltage (hereinafter referred to as Vslv (AC)) are applied to the developing
前述のように、攪拌搬送スクリュー25a及び供給搬送スクリュー25bによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器20内の攪拌搬送室21及び供給搬送室22を循環してトナーを帯電させ、供給搬送スクリュー25bによって現像剤が磁気ローラ30に搬送される。そして、磁気ローラ30上に磁気ブラシ(図示せず)を形成し、磁気ローラ30上の磁気ブラシは穂切りブレード35によって層厚規制された後、磁気ローラ30と現像ローラ31との対向部分に搬送され、磁気ローラ30に印加されるVmag(DC)と現像ローラ31に印加されるVslv(DC)との電位差ΔV、及び磁界によって現像ローラ31上にトナー薄層を形成する。
As described above, the developer is agitated by the agitating / conveying
現像ローラ31上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ30と現像ローラ31との回転速度差等によっても変化するが、ΔVによって制御することができる。ΔVを大きくすると現像ローラ31上のトナー層は厚くなり、ΔVを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔVの範囲は一般的に100V〜350V程度が適切である。
The toner layer thickness on the developing
磁気ブラシによって現像ローラ31上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ31の回転によって感光体ドラム1aと現像ローラ31との対向部分(対向領域)に搬送される。現像ローラ31にはVslv(DC)及びVslv(AC)が印加されているため、感光体ドラム1aとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム1a上の静電潜像が現像される。
The toner thin layer formed on the developing
現像に用いられずに残ったトナーは、再度現像ローラ31と磁気ローラ30との対向部分に搬送され、磁気ローラ30上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネット体の同極部分で磁気ローラ30から引き剥がされた後、回収搬送室23内に落下する。回収搬送室23内の現像剤は回収搬送スクリュー25cによって軸方向に搬送され、連通部(不図示)から供給搬送室22内の現像剤と合流する。
The remaining toner that is not used for development is conveyed again to the opposite portion between the developing
その後、トナー濃度センサ(不図示)の検知結果に基づいてトナー補給口20cから所定量のトナーが補給され、供給搬送室22及び攪拌搬送室21を循環する間に再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤となる。この現像剤が再び供給攪拌スクリュー25bにより磁気ローラ30上に供給されて磁気ブラシを形成し、穂切りブレード35へ搬送される。
Thereafter, a predetermined amount of toner is replenished from the
図3は、本実施形態の現像剤補給装置における搬送部材周辺の構成を示す概略側面断面図であり、図4は、駆動伝達部材及び光学センサの周辺の構成を示す概略斜視図であり、図5は、駆動伝達部材を示す概略斜視図である。なお、図4では、ケーシング45の上壁を省略して示す。また、図1及び図2と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。現像装置3aの上方に配置されたトナーコンテナ4aは、トナー収容部41、トナー搬送部44、及びトナー補給部55を有しており、トナー収容容器42、ケーシング45及びトナー補給部55は、全体として一つの収容容器を形成している。
FIG. 3 is a schematic side cross-sectional view showing the configuration around the conveying member in the developer supply device of the present embodiment, and FIG. 4 is a schematic perspective view showing the configuration around the drive transmission member and the optical sensor. 5 is a schematic perspective view showing a drive transmission member. In FIG. 4, the upper wall of the
トナー収容部41には、トナー搬送部44との接続部42aを有しトナーが収容されるトナー収容容器42と、接続部42aに配置されたトナー供給スクリュー43と、が設けられている。トナー収容容器42内において不図示の攪拌パドルによって攪拌されたトナーは、トナー供給スクリュー43によってトナー搬送部44に供給される。
The
トナー収容部41の下方にはトナー搬送部44が配置されており、トナー搬送部44には、ケーシング45と、ケーシング45内に配置されたトナー搬送スクリュー(搬送部材)46と、が設けられている。トナー搬送スクリュー46は、トナー収容部41から供給されたトナーを下流側(図3の右側)に搬送する。また、ケーシング45のトナー搬送方向下流側(図3の右側)端部45aにおける底面は、トナー補給部55と接続され、これと連通している。
A
トナー補給部55は、図の上下方向に沿って配置された筒状部材から成り、トナー補給部55の上端は上記の通りトナー搬送部44と接続され、下端は現像容器20のトナー補給口20cに接続され、これと連通している。そして、トナー搬送スクリュー46によって搬送されたトナーは、トナー補給部55を通り、トナー補給口20cを介して現像容器20に補給される。
The
ケーシング45におけるトナー搬送方向上流側(図3の左側)端部には、ケーシング45に対し着脱可能であり、ケーシング45に装着されることによりケーシング45の一部を構成する支持部47が設けられている。トナー搬送スクリュー46の回転軸46aにおけるトナー搬送方向上流側端部46aaは、支持部47に形成されたボス部47aに回転自在に支持され、下流側端部46abは、ケーシング45の下流側端部45aに形成されたボス部45aaに回転自在に支持される。
An upstream end (left side in FIG. 3) of the
また、上流側端部46aaには、駆動伝達ギア部49aと、該駆動伝達ギア部49aと一体に形成されたフランジ部49bと、を有する駆動伝達部材49が設けられている。かかる駆動伝達部材49は、上流側端部46aaに嵌合され、該上流側端部46aaと不図示のピン等によって係合されることによって、回転軸46aに対する周方向における駆動伝達部材49の移動が規制されている。これにより、駆動伝達部材49は、回転軸46aと共に回転する。
Further, a
図4に示すように、駆動伝達ギア部49aは、2つのアイドルギア51、52を介して、駆動モータ53から突出するウォームギア53aと噛み合っている。ここでは、駆動モータ53としてブラシモータを用い、ウォームギア53aは、駆動モータ53の回転と共に回転する。これにより、駆動モータ53の回転駆動力が駆動伝達ギア部49に伝達され、トナー搬送スクリュー46を回転させることができる。
As shown in FIG. 4, the drive
また、図4及び図5に示すように、フランジ部49bは、駆動伝達ギア部49aから軸方向とは垂直方向(図4及び図5の上下方向)に且つ駆動伝達ギア部49aと同一中心の円盤状(円形状)に形成されている。また、図5に示すように、フランジ部49bの周縁部には、周方向に均一間隔で複数の突出部49baが形成されており、隣接する突出部49baの隙間により、複数のスリット50が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図3に示すように、支持部47におけるフランジ部49bの下端と対向する位置に、貫通孔47bが形成されており、かかる貫通孔47bには、光学センサ(検知手段)51が嵌め込まれている。光学センサ51は、発光部51aと受光部51bとを有しており、両者は軸方向(図の左右方向)に沿ってフランジ部49b側(図の右側)に突出している。また、発光部51a及び受光部51bは、軸方向とは垂直方向(図の上下方向)において互いに一定の間隔を隔てて配置され、両者の間には、フランジ部49bにおいて下方に位置する突出部49baが非接触に挟まれるようになっている。
As shown in FIG. 3, a through
これにより、駆動伝達部材49が回転し、突出部49ba及びスリット50が回動すると、順次、発光部51aと受光部51bとの間を通過する。両者の間を突出部49baが通過するときには発光部51aから射出された光が遮られるため、受光部51bでの受光量が低下し、スリット50が通過するときには発光部51aから射出された光が遮られないため、受光部51bでの受光量が低下しない。
As a result, when the
これにより、受光部51bでの受光量がパルス波形となり、かかるパルス波形におけるパルス数を計数することによって、駆動伝達部材49の回転量、すなわちトナー搬送スクリュー46の回転量を検知することができる。このとき、駆動伝達ギア部49aとフランジ部49bとが一体に形成されているため、駆動伝達部材49の回転量を、回転軸46a等を介して検知する必要がない。
As a result, the amount of light received by the
また、図3及び図4に示すように、光学センサ51の下端部には、下方に向かって開放する略U字状の係合部51cが、フランジ部49bとは反対側(外側、図3の左側)端部には、外側に突出する係止片51dが形成されている。そして、光学センサ51を支持部47の貫通孔47bに外側から挿入し、係合部51cを、支持部47の下端部から上方に突設された係合突起47cと嵌合させ、係止片51dを、支持部47の貫通孔47bの周縁部と係合させることによって、光学センサ51を、支持部47に固定することができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, a substantially U-shaped engaging
そして、回転軸46aの下流側端部46abをケーシング45の下流側端部45aに支持し、上流側端部46aaに駆動伝達部材49を嵌合させ、光学センサ51が取り付けられた支持部47をケーシング45に装着することによって、駆動伝達部材49が支持部47のボス部47aの突出端に押圧されて、軸方向に位置決めされる。また、光学センサ51の発光部51aと受光部51bとが、フランジ部49bにおいて下方に配置された突出部49baを非接触に挟んだ位置に、配置される。
The downstream end 46ab of the
次に、光学センサ51を用いたトナー搬送スクリュー46の回転量の調整について説明する。図6は、スリットがオーバーランした状態を模式的に示す図である。なお、図6において一点鎖線矢印は、スリット50の進行方向(回動方向)を示す。
Next, adjustment of the rotation amount of the
トナー搬送スクリュー46の回転速度は予め設定されている。また、トナー補給量は、不図示のトナー濃度検知センサの検知結果に基づいて不図示の制御部によって算出され、算出されたトナー補給量に基づいて、トナー搬送スクリュー46の回転量が算出される。かかる回転量に基づいてトナー搬送スクリュー46が作動及び作動停止を繰り返すこと(間欠作動)により、トナーコンテナ4aから現像装置3aにトナーが補給される。
The rotation speed of the
そして、トナー搬送スクリュー46による回転時(トナー補給時)、フランジ部49bに形成されたスリット50を光学センサ51によって検知することによって、トナー搬送スクリュー46の回転量が検知される。
When the
ここで、駆動モータ53の立ち上がり性能に変動が生じる場合や、微量のトナーを補給する際のブレーキ性能に変動が生じる場合等、駆動モータ53の回転性能に変動が生じると、図6に示すように、トナー搬送スクリュー46にオーバーランが発生する場合がある。
Here, when the rotational performance of the
オーバーランが発生すると、光学センサ51の発光部51aと受光部51bとの間(狙いの位置)で停止するはずのスリット50(図6にAとして示す)が、狙いの位置よりも進むことになる。その結果、光学センサ51で検知されるパルス数(すなわちスリット数)が増加し、現像容器20(図3参照)にトナーが、必要以上に多く補給されることになる。
When the overrun occurs, the slit 50 (shown as A in FIG. 6) that should stop between the
従って、かかるパルスの増加分nを算出し、トナー搬送スクリュー46の次の回転時のパルス数を、不図示のトナー濃度センサの検知結果から算出されたパルス数よりも、増加分nだけ減らすこととした。これにより、前回の回転時に多く補給された分だけトナー補給量を減らすことができるため、トナーコンテナ4aから現像容器20へのトナー補給量を適切に調整することができる。
Therefore, the increment n of the pulse is calculated, and the number of pulses at the next rotation of the
上記の通り、本実施形態では、トナー搬送スクリュー46の回転軸46aの上流側端部46aa(軸方向一端部)に、駆動モータ53からの回転駆動が伝達される駆動伝達ギア部49aと、該駆動伝達ギア部49aと一体に形成され、軸方向とは垂直方向に沿って突出すると共に回転軸を中心とした略円形状に形成され、且つ、回転軸46aを中心として同心円状に配置されたスリット50を有するフランジ部49bと、を有する駆動伝達部材49を設け、フランジ部49bの周縁部を挟んで配置され、スリット50に光を射出可能な発光部51aと、該発光部51aから射出された光を受光可能な受光部51bと、を有し、スリット50によるパルス波形を読み取ってトナー搬送スクリュー46の回転量を検知する光学センサ51を設けたため、駆動伝達部材49の回転量を、回転軸46a等を介して検知する必要がない。
As described above, in the present embodiment, the drive
これにより、回転軸46aの配置ずれ、回転軸46aと駆動伝達ギア部49aとの位置ずれ、回転軸46aとフランジ部49bとの位置ずれ等の影響を受けることなくトナー搬送スクリュー46の回転量を検知できる。従って、トナー搬送スクリュー46の回転量を安定して検知することができる。さらに、現像装置3aへのトナー補給量を安定させることができる。また、装置本体の小型化も可能となる。
Accordingly, the rotation amount of the
また、本実施形態では、ケーシング45に着脱可能でありケーシング45の外壁の一部を構成する支持部47を設け、光学センサ51を、支持部47に取り付けたため、支持部47をケーシング45に取り付けるだけで、フランジ部49bと光学センサ51との位置決めを行うことができる。
Further, in this embodiment, the
これにより、組立時等におけるフランジ部49bと光学センサ51との位置ずれを防止することができる。従って、トナー搬送スクリュー46の回転量をより安定して検知できる。また、位置ずれ等が生じた場合であっても、支持部47をケーシング45から脱離することにより、両者の位置関係を容易に再調整できるため、効果的である。さらに、一層の小型化を図ることができ、組立も容易となる。しかし、その他、支持部47をケーシング45と一体に形成することもできる。
Thereby, the position shift with the
また、本実施形態では、スリット50を、フランジ部49bの周縁部から略垂直に突出する複数の突出部49baの間隙から形成することによって、光学センサ51による検知が容易となる。また、光学センサ51を上記の様に支持部47に着脱可能に取り付けた場合には、発光部51aと受光部51bとを支持部47から軸方向に沿って突出させるだけでスリット50の検知が可能となる。
In the present embodiment, the
これにより、光学センサ51を無理なく取り付けることができ、光学センサ51の検知を安定させることができる。しかし、フランジ部49bの形状等は、本実施形態に特に限定されるものではなく、装置構成等に応じて適宜設定することができる。
Thereby, the
図7(a)は、駆動伝達部材の一変形例を光学センサと共に示す正面図であり、図7(b)は、図7(a)を右から見た図である。例えば、図7(a)及び図7(b)に示すように、フランジ部49bを、平坦な円形状に形成し、その周縁部にスリット50を形成することもできる。かかる場合には、光学センサ51の発光部51a及び受光部51bを、フランジ部49bに沿って配置すればよい。
FIG. 7A is a front view showing a modified example of the drive transmission member together with the optical sensor, and FIG. 7B is a view of FIG. 7A viewed from the right. For example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
また、本実施形態では、光学センサ51の検知結果に基づいて、トナー搬送スクリュー46の回転により発生したパルス数を計数し、計数されたパルス数に応じてトナー搬送スクリュー46の次の回転時の回転量を調整することとしたため、ブラシモータ等、回転数にバラツキが生じ易い駆動モータ53を用いた場合であっても、回転量を適切に調整できる。これにより、現像装置3aへのトナー補給量を安定させることができる。
In the present embodiment, the number of pulses generated by the rotation of the
また、本実施形態では、トナー搬送スクリュー46が狙いのパルス数よりもオーバーランしたとき、増加したパルス数(増加分n)だけ減らすことによってトナー搬送スクリュー46の次の回転時(トナー補給時)の回転量を調整することとしたため、特に駆動モータ53の立ち上がり性能やブレーキ性能に変動が生じた場合であっても、トナー補給量を適切な量に調整できるため、効果的である。なお、その他、トナー搬送スクリュー46の回転が狙いのパルス数よりも少ないときには、減少したパルス数だけ増やすことによってトナー搬送スクリュー46の次の回転時の回転量を調整することもできる。
Further, in this embodiment, when the
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態に示したスリット50の数量や形状等は一例に過ぎず、回転量の検知精度や、光学センサ51の構成や、その他の装置構成等に応じて適宜設定することができる。また、上記実施形態では、ブラシモータから形成される駆動モータ53を用いたが、駆動伝達ギア部49aに回転駆動を伝達可能であれば、その他のモータを用いることもできる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the number, shape, and the like of the
また、上記実施形態では、本発明を、二成分現像剤を用い、磁気ローラ30上に磁気ブラシを形成し、磁気ローラ30から現像ローラ31にトナーのみを移動させ、現像ローラ31から感光体ドラム1a〜1dにトナーを供給する現像装置3a〜3dに適用したが、その他、一成分現像剤を用いる現像装置や、磁気ローラ30を設けず現像ローラ31のみを設けた現像装置にも適用することができる。また、上記実施形態では、タンデム型カラー画像形成装置100を用いたが、本発明は、その他、例えば複写機、複合機やファクシミリにも適用でき、モノクロの複合機、プリンタやファックス等にも適用できることはいうまでもない。
In the above-described embodiment, the present invention uses a two-component developer, forms a magnetic brush on the
本発明は、搬送部材の回転軸の軸方向一端部に配置され、駆動手段からの回転駆動が伝達される駆動伝達ギア部と、該駆動伝達ギア部と一体に形成され、軸方向とは垂直方向に沿って突出すると共に回転軸を中心とした略円形状に形成され、且つ、回転軸を中心として同心円状に配置されたスリットを有するフランジ部と、を有する駆動伝達部材と、フランジ部の周縁部を挟んで配置される、スリットに光を射出可能な発光部と、該発光部から射出された光を受光可能な受光部と、を有し、スリットによるパルス波形を読み取って搬送部材の回転量を検知する検知手段と、が設けられた現像剤補給装置である。 The present invention is arranged at one end in the axial direction of the rotation shaft of the conveying member, and is formed integrally with the drive transmission gear portion to which the rotational drive from the driving means is transmitted, and is perpendicular to the axial direction. A drive transmission member having a flange portion that protrudes along the direction and has a slit portion that is formed in a substantially circular shape around the rotation axis and that is concentrically arranged around the rotation axis; and A light emitting unit that is arranged with a peripheral portion interposed therebetween and capable of emitting light to the slit, and a light receiving unit capable of receiving light emitted from the light emitting unit, and reading a pulse waveform by the slit to And a developer replenishing device provided with a detecting means for detecting a rotation amount.
これにより、現像装置への現像剤補給量を安定させることができる。また、上記現像剤補給手段を備えた画像形成装置とすることによって、現像装置への現像剤補給量を安定させて画像品質を向上させることができる。 Thereby, the developer replenishment amount to the developing device can be stabilized. Further, by using the image forming apparatus provided with the developer replenishing means, it is possible to stabilize the amount of developer replenished to the developing apparatus and improve the image quality.
Pa〜Pd 画像形成部
1a〜1d 感光体ドラム
3a〜3d 現像装置
4a〜4d トナーコンテナ(現像剤補給装置)
20 現像容器
20a、20b 仕切壁
20c トナー補給口
30 磁気ローラ
31 現像ローラ
35 穂切りブレード
41 トナー収容部
42 トナー収容容器(収容容器)
44 トナー搬送部
45 ケーシング(収容容器)
46 トナー搬送スクリュー(搬送部材)
46a 回転軸
46aa 上流側端部(軸方向一端部)
46ab 下流側端部
47 支持部
47a ボス部
47b 貫通孔
47c 係合突起
49 駆動伝達部材
49a 駆動伝達ギア部
49b フランジ部
49ba 突出部
50 スリット
51 光学センサ(検知手段)
51a 発光部
51b 受光部
51c 係合孔
51d 突起部
55 トナー補給部(収容容器)
100 カラープリンタ(画像形成装置)
Pa to Pd
DESCRIPTION OF
44
46 Toner conveying screw (conveying member)
46a Rotating shaft 46aa Upstream end (one axial end)
46ab
51a
100 color printer (image forming device)
Claims (6)
前記搬送部材の回転軸の軸方向一端部に配置され、駆動手段からの回転駆動が伝達される駆動伝達ギア部と、該駆動伝達ギア部と一体に形成され、前記軸方向とは垂直方向に沿って突出すると共に前記回転軸を中心とした略円形状に形成され、且つ、前記回転軸を中心として同心円状に配置されたスリットを有するフランジ部と、を有する駆動伝達部材と、
前記フランジ部の周縁部を挟んで配置される、前記スリットに光を射出可能な発光部と、該発光部から射出された光を受光可能な受光部と、を有し、前記スリットによるパルス波形を読み取って前記搬送部材の回転量を検知する検知手段と、が設けられたことを特徴とする現像剤補給装置。 A developer replenishing device comprising: a housing container that contains a developer for replenishing the developing device; and a transport member that supplies the developing device while rotating the developer in the housing container,
A drive transmission gear portion, which is disposed at one axial end portion of the rotation shaft of the transport member and transmits the rotational drive from the drive means, is formed integrally with the drive transmission gear portion, and is perpendicular to the axial direction. A drive transmission member having a flange portion that protrudes along and is formed in a substantially circular shape centered on the rotation axis, and has a slit arranged concentrically around the rotation axis;
A pulse waveform generated by the slit, having a light emitting part that is disposed across a peripheral edge of the flange part and capable of emitting light to the slit, and a light receiving part capable of receiving light emitted from the light emitting part. And a detecting means for detecting the amount of rotation of the conveying member.
前記検知手段は、前記支持部に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の現像剤補給装置。 A support portion is provided which is detachable from the storage container and constitutes a part of the outer wall of the storage container.
The developer supply device according to claim 1, wherein the detection unit is attached to the support portion.
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