JP4564882B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system.
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、電子写真感光体の表面に形成される静電潜像を、たとえばカラートナーであるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各トナーと、黒色(Bk)トナーとによって現像し、現像されたトナー画像を転写紙上に転写するという電子写真プロセスを繰返し、転写紙上に順次各色のトナーを重ね合せてフルカラー画像を形成する。 In an electrophotographic color image forming apparatus, an electrostatic latent image formed on the surface of an electrophotographic photosensitive member is, for example, a color toner such as yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) toners. Then, the electrophotographic process of developing with black (Bk) toner and transferring the developed toner image onto the transfer paper is repeated, and each color toner is sequentially superimposed on the transfer paper to form a full color image.
このようなカラー画像形成装置には、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色トナーをそれぞれ用いて現像する現像装置が搭載され、各現像装置に上記各色のトナーをそれぞれ収容し、現像装置にトナーを供給するトナーカートリッジが設けられる。一般的に、カラー画像形成装置は、カラー画像の形成に用いられるだけでなくモノクロ画像の形成にも使用されるので、必然的に黒色トナーの消費量が多くなる。したがって、カラー画像形成装置では、使用頻度が高く消費量が多い黒色トナーを、他のカラートナーよりも大量に蓄えたいとの要求がある。 Such a color image forming apparatus is equipped with a developing device that develops using yellow, magenta, cyan, and black toners, and each developing device stores the toner of each color, and supplies the toner to the developing device. A toner cartridge is provided. Generally, a color image forming apparatus is used not only for forming a color image but also for forming a monochrome image, so that the consumption amount of black toner inevitably increases. Therefore, there is a demand for a color image forming apparatus to store a larger amount of black toner that is frequently used and consumes more than other color toners.
このような要求に応じ、カラーのトナーカートリッジの容量に比べて、大きな容量の黒色トナーカートリッジが装着される画像形成装置がある。しかしながら、このような画像形成装置には、以下のような問題がある。 In response to such a demand, there is an image forming apparatus in which a black toner cartridge having a larger capacity than that of a color toner cartridge is mounted. However, such an image forming apparatus has the following problems.
図12は、カラートナーカートリッジの容量に比べて黒色トナーカートリッジの容量を大きくした場合のカートリッジ寸法の比較を示す図である。図12では、円筒形状を有する回転式の黒色トナーカートリッジ1の容量が、各カラー(C,M,Y)のトナーカートリッジ2,3,4の容量のほぼ2倍になるようにした場合における円筒部の直径の大きさを比較する図である。各トナーカートリッジの円筒の長さを同一に形成すると、カラートナーカートリッジ2,3,4の容量に比べて2倍の容量に形成される黒色トナーカートリッジ1の円筒部の直径Dは、カラートナーカートリッジ2,3,4の円筒部の直径dのほぼ1.5倍になる。したがって、このような黒色トナーカートリッジ1およびカラートナーカートリッジ2,3,4を画像形成装置に搭載すると、カートリッジの搭載スペースが、最大の黒色トナーカートリッジ1の寸法によって定められるので、装置が大型化するという問題がある。
FIG. 12 is a diagram showing a comparison of cartridge dimensions when the capacity of the black toner cartridge is made larger than that of the color toner cartridge. In FIG. 12, the cylinder in the case where the capacity of the rotating black toner cartridge 1 having a cylindrical shape is almost twice the capacity of the
このような問題は、トナーカートリッジを輸送するに際して梱包する場合にも発生する。図13は、梱包資材の中に収納されるトナーカートリッジの状態を示す斜視図である。黒色トナーカートリッジ1の寸法と、カラートナーカートリッジ2,3,4の寸法とが著しく異なるので、黒色トナーカートリッジ1とカラートナーカートリッジ2,3,4とを、それぞれ寸法が異なる別途の梱包資材、すなわち黒色用梱包パッケージ5とカラー用梱包パッケージ6とに収納すると、本来セットで使用されるべきトナーカートリッジが、分離されて取扱われることになるので、輸送業務が煩雑になる。また、黒色トナーカートリッジ1とカラートナーカートリッジ2,3,4とを、無理に同一の梱包資材中に納めようとすると、梱包資材の大きさを、最大の黒色トナーカートリッジ1の寸法に合わせざるを得ないので、カラートナーカートリッジ2,3,4の収納部分には不要の隙間が生じ、梱包資材内での動揺を防止するための詰め物を使用しなければならないという問題がある。
Such a problem also occurs when the toner cartridge is packaged during transportation. FIG. 13 is a perspective view showing a state of the toner cartridge housed in the packing material. Since the size of the black toner cartridge 1 and the size of the
また円筒形状以外の形状を有するトナー収納容器を形成し、カラートナーの収納容器よりも大きな黒色のトナー収納容器を備えるカラー画像形成装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1のカラー画像形成装置では、トナー収納容器を大略角筒状に形成し、該角筒の幅を黒色トナー収納容器とカラートナー収納容器とで同一にし、装置本体の受け部材に対する挿入方向である角筒の長さを、黒色トナー収納容器の方がカラートナー収納容器よりも長くなるようにして黒色トナー収納容器の増量を図り、この長い黒色トナー収納容器を、装置本体の奥行き方向に関する最も手前側に配置することによって、トナー収納容器の交換作業性の向上を実現している。 There has also been proposed a color image forming apparatus in which a toner storage container having a shape other than a cylindrical shape is formed and a black toner storage container larger than the color toner storage container is provided (see, for example, Patent Document 1). In the color image forming apparatus of Patent Document 1, the toner storage container is formed in a substantially rectangular tube shape, the width of the rectangular tube is the same in the black toner storage container and the color toner storage container, and the insertion direction of the apparatus main body with respect to the receiving member The length of the rectangular cylinder is increased so that the black toner storage container is longer than the color toner storage container to increase the amount of the black toner storage container. By disposing it on the most front side, the replacement workability of the toner container is improved.
しかしながら、特許文献1に開示されるカラー画像形成装置においても、黒色トナー収納容器が、カラートナー収納容器に比べて、装置本体の内方に著しく突出した形で収容されるので、黒色トナー収納容器に起因してトナーカートリッジの収容空間を多大に必要とし、装置を大型化するという問題に対しては充分に解決されたとは言うことができない。 However, even in the color image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, the black toner storage container is stored in a shape that protrudes significantly inward of the apparatus body as compared with the color toner storage container. Therefore, it cannot be said that the problem of requiring a large storage space for the toner cartridge and increasing the size of the apparatus has been sufficiently solved.
さらに、カラー画像形成装置では、使用頻度が高く消費量が多い黒色トナーを、他のカラートナーよりも大量に蓄えたいとの要求にとどまらず、黒色トナーの消費速度、すなわち形成される画像に応じ、また画像の形成速度に応じ、黒色トナーカートリッジからの供出量を適正量に調整したいとの要求があるにも関らず、このような要求に応える提案は未だなされていない。 Furthermore, in the color image forming apparatus, not only the demand for storing a large amount of black toner that is frequently used and consumed is larger than other color toners, but also according to the consumption speed of the black toner, that is, the image to be formed. In addition, although there is a demand for adjusting the delivery amount from the black toner cartridge to an appropriate amount according to the image formation speed, no proposal has been made to meet such a demand.
本発明の目的は、装置の省スペース化を実現し、トナーの必要消費速度に応じてトナーカートリッジからの供出量を調整することのできるトナーカートリッジを備える画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with a toner cartridge that realizes space saving of the apparatus and can adjust a supply amount from the toner cartridge in accordance with a required consumption speed of toner.
本発明は、円筒形状を有し回転動作をすることによって内部に収容されるトナーを現像に用いるために現像ケーシングに供出するトナーカートリッジを備える画像形成装置において、
複数色の各色トナーをそれぞれ収容するカラートナーカートリッジと、
カラートナーカートリッジと同じ大きさに形成され、1回転あたりに供出するトナー量がそれぞれ異なるように形成される複数の黒色トナーカートリッジと、
トナーカートリッジを回転動作させる回転駆動手段と、
形成される画像の印字比率を検出する印字比率検出手段と、
回転駆動手段の動作を制御し、複数の黒色トナーカートリッジのうちから選択される任意の数の黒色トナーカートリッジを同時に回転させるように動作制御する制御部であって、印字比率検出手段の検出出力に応じ、印字比率が大きいときには黒色トナーカートリッジの供出量を増加させ、印字比率が小さいときには黒色トナーカートリッジの供出量を減少させるように動作制御する制御部とを含み、
制御部による黒色トナーカートリッジの供出量を増減させる動作制御が、複数の黒色トナーカートリッジのうちから回転動作を行うように選択される黒色トナーカートリッジの個数を増減させる制御であることを特徴とする画像形成装置である。
The present invention relates to an image forming apparatus including a toner cartridge that is provided in a developing casing in order to use toner contained in a cylindrical shape by rotating and being used for development.
A color toner cartridge for accommodating each color toner, and
A plurality of black toner cartridges that are formed to have the same size as the color toner cartridge and are formed so that the amount of toner delivered per rotation is different;
Rotation driving means for rotating the toner cartridge;
A print ratio detecting means for detecting a print ratio of an image to be formed;
A control unit for controlling the operation of the rotation driving unit and controlling the operation so that an arbitrary number of black toner cartridges selected from a plurality of black toner cartridges are simultaneously rotated. A control unit for controlling the operation so as to increase the supply amount of the black toner cartridge when the print ratio is large and to decrease the supply amount of the black toner cartridge when the print ratio is small,
Image operation control to increase or decrease the dispensing amount of the black toner cartridge by the control unit, characterized in that a control to increase or decrease the number of black toner cartridges are selected to perform the rotational operation from among a plurality of black toner cartridges Forming device .
また本発明は、複数の黒色トナーカートリッジは、収容される黒色トナーの充填量がそれぞれ異なることを特徴とする。 In the present invention, the plurality of black toner cartridges are different in the amount of filled black toner.
また本発明は、複数の黒色トナーカートリッジは、回転速度がそれぞれ異なるように制御部によって動作制御されることを特徴とする。 The present invention is also characterized in that the operations of the plurality of black toner cartridges are controlled by the controller so that the rotational speeds thereof are different from each other.
また本発明は、複数の黒色トナーカートリッジは、さらに同一形状に形成され、複数の黒色トナーカートリッジのうち2個ずつで構成される黒色トナーカートリッジ対は、トナーを供出する供出部が対向するように設けられることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the plurality of black toner cartridges are further formed in the same shape, and the black toner cartridge pair constituted by two of the plurality of black toner cartridges is arranged so that the feeding portions for feeding toner face each other. It is provided.
また本発明は、トナーカートリッジ内に収容されるトナー残量検知手段を含み、
選択される黒色トナーカートリッジの個数が1個であるとき、制御部は、トナー残量検知手段によって検知されるトナー残量が最も少ない黒色トナーカートリッジを回転させるように制御し、トナー残量が最も少ない黒色トナーカートリッジのトナーが消尽したとき、他の黒色トナーカートリッジから現像ケーシングにトナーを供出するように制御することを特徴とする。
また本発明は、
トナーカートリッジは、その半径方向に窪んだ凹所が外周に形成され、軸線まわりに回転することによって内部に収容されるトナーをトナー排出口に向けて搬送する中央容器部と、
中央容器部を回転自在に支持し、中央容器部の外周を覆うようにして設けられ、トナー排出口に搬送されたトナーが通る導通孔が凹所に対応する位置に形成される支持部材と、
中央容器部の外周面に対して弾発的に当接し摺動可能に設けられる案内部材とを含むことを特徴とする。
The present invention also includes a toner remaining amount detecting means accommodated in the toner cartridge,
When the number of the black toner cartridge to be selected is one, the control unit controls the so that rotating the smallest black toner cartridge remaining amount of toner detected by the toner remaining amount detecting means, the toner remaining amount when the toner of the lowest black toner cartridge is exhausted, and controlling the so that issuing subjected toner to the developing casing from other black toner cartridge.
The present invention also provides
The toner cartridge has a concave portion that is recessed in the radial direction formed on the outer periphery thereof, and a central container portion that conveys the toner accommodated therein by rotating around the axis toward the toner discharge port;
A support member which rotatably supports the central container part and is provided so as to cover the outer periphery of the central container part, and a conduction hole through which the toner conveyed to the toner discharge port passes is formed at a position corresponding to the recess;
And a guide member slidably provided in contact with the outer peripheral surface of the central container portion.
本発明によれば、画像形成装置にはカラートナーカートリッジと同じ大きさに形成される複数の黒色トナーカートリッジが備えられ、複数の黒色トナーカートリッジのうちから選択される任意の数の黒色トナーカートリッジを同時に回転させることができるように構成される。このことによって、装置を大型化させることなく、黒色トナーの消費量に応じ、該消費量に見合う供出量になるように、必要数の黒色トナーカートリッジを回転動作させることができる。
また、複数の黒色トナーカートリッジは、1回転あたりに供出するトナー量がそれぞれ異なるように形成されるので、黒色トナーの消費量に応じた供出量の黒色トナーカートリッジを選択して回転動作させ、必要量の黒色トナーを供出することができる。
また、画像形成装置は、形成される画像の印字比率を検出する印字比率検出手段を含み、印字比率検出手段の検出出力に応じ、制御部が、印字比率が大きいときには黒色トナーカートリッジの供出量を増加させ、印字比率が小さいときには黒色トナーカートリッジの供出量を減少させるように動作制御する。この動作制御は、複数の黒色トナーカートリッジのうちから回転動作を行うように選択される黒色トナーカートリッジの個数を増減させる制御によって実現される。このことによって、形成される画像の黒色トナー使用量、すなわち黒色トナーの消費量に応じて、黒色トナーカートリッジからの供出量を調整することが可能になる。
According to the present invention, the image forming apparatus includes a plurality of black toner cartridges formed in the same size as the color toner cartridge, and an arbitrary number of black toner cartridges selected from the plurality of black toner cartridges are provided. It is configured to be able to rotate simultaneously. As a result, the required number of black toner cartridges can be rotated in accordance with the amount of black toner consumed so that the amount of the toner dispensed corresponds to the amount consumed without increasing the size of the apparatus.
In addition, since a plurality of black toner cartridges are formed so that the amount of toner delivered per rotation is different, a black toner cartridge with a delivery amount corresponding to the consumption amount of black toner is selected and rotated to be necessary. An amount of black toner can be dispensed.
Further, the image forming apparatus includes a print ratio detection unit that detects a print ratio of an image to be formed, and according to a detection output of the print ratio detection unit, the control unit determines a supply amount of the black toner cartridge when the print ratio is large. When the print ratio is small, the operation is controlled so as to reduce the amount of black toner cartridge delivered. The operation control is realized by a control to increase or decrease the number of black toner cartridges are selected to perform the rotational operation from among multiple black toner cartridge. This makes it possible to adjust the supply amount from the black toner cartridge in accordance with the amount of black toner used in the formed image, that is, the amount of black toner consumed.
また本発明によれば、複数の黒色トナーカートリッジは、収容される黒色トナーの充填量がそれぞれ異なるので、たとえば黒色トナーの消費量が多い画像を連続して形成するような場合、充填量が少ない黒色トナーカートリッジから順番に選択して回転動作させることによって、充填量が少ない黒色トナーカートリッジの黒色トナーを消尽したとき、より充填量が多い黒色トナーカートリッジを回転動作させつつ、黒色トナーを消尽したカートリッジを交換することができる。このことによって、画像形成途中で黒色トナー切れで装置が停止することを防止できる。 Further, according to the present invention, the plurality of black toner cartridges are different in the amount of black toner to be accommodated, so that the amount of filling is small, for example, when images with a large amount of black toner consumed are continuously formed. When the black toner in a black toner cartridge with a small filling amount is exhausted by selecting and rotating in order from the black toner cartridge, the black toner cartridge is exhausted while rotating the black toner cartridge with a larger filling amount. Can be exchanged. This can prevent the apparatus from being stopped due to black toner running out during image formation.
また本発明によれば、複数の黒色トナーカートリッジは、回転速度がそれぞれ異なるように制御部によって動作制御されるので、黒色トナーの消費量に応じた回転速度で回転動作する黒色トナーカートリッジを黒色トナー供出カートリッジとして選択し、必要量の黒色トナーを供出することができる。 According to the present invention, the operation of the plurality of black toner cartridges is controlled by the control unit so that the rotation speeds thereof are different from each other. Therefore, the black toner cartridge that rotates at the rotation speed corresponding to the consumption amount of the black toner is changed to the black toner cartridge. It can be selected as a delivery cartridge to deliver the required amount of black toner.
また本発明によれば、複数の黒色トナーカートリッジは、さらに同一形状に形成され、複数の黒色トナーカートリッジのうち2個ずつで構成される黒色トナーカートリッジ対はトナーを供出する供出部が対向するように設けられるので、少なくとも1つの黒色トナーカートリッジ対から同時に黒色トナーを供出することが可能になる。 Further, according to the present invention, the plurality of black toner cartridges are further formed in the same shape, and the black toner cartridge pair constituted by two of the plurality of black toner cartridges is arranged so that the feeding portions for feeding toner face each other. Therefore, it is possible to supply black toner simultaneously from at least one black toner cartridge pair.
また本発明によれば、特に複数の黒色トナーカートリッジのうちから回転動作を行うように選択される黒色トナーカートリッジの個数を増減させる制御を行う場合であって、選択される黒色トナーカートリッジの個数が1個である場合、制御部は、トナー残量検知手段によって検知されるトナー残量が最も少ない黒色トナーカートリッジを回転させるように制御し、トナー残量が最も少ない黒色トナーカートリッジのトナーが消尽したとき、他の黒色トナーカートリッジから現像ケーシングにトナーを供出する。このように、トナー残量が最も少ない黒色トナーカートリッジのトナーを消尽したとき、他の黒色トナーカートリッジからの供出に切換えることによって、黒色トナー切れで装置が停止することを防止できる。
また本発明によれば、トナーカートリッジは、その半径方向に窪んだ凹所が外周に形成され、軸線まわりに回転することによって内部に収容されるトナーをトナー排出口に向けて搬送する中央容器部と、中央容器部を回転自在に支持し、中央容器部の外周を覆うようにして設けられ、トナー排出口に搬送されたトナーが通る導通孔が凹所に対応する位置に形成される支持部材と、中央容器部の外周面に対して弾発的に当接し摺動可能に設けられる案内部材とを含む。
Further, according to the present invention, particularly when the control is performed to increase / decrease the number of black toner cartridges selected to perform the rotation operation from among the plurality of black toner cartridges, the number of black toner cartridges selected When the number is one, the control unit controls to rotate the black toner cartridge having the smallest toner remaining amount detected by the toner remaining amount detecting means, and the toner of the black toner cartridge having the smallest toner remaining amount is exhausted. At this time, the toner is supplied from the other black toner cartridge to the developing casing . As described above, when the toner of the black toner cartridge having the smallest remaining amount of toner is exhausted, the apparatus can be prevented from being stopped due to black toner running out by switching to the supply from another black toner cartridge.
Further, according to the present invention, the toner cartridge has a concave portion that is recessed in the radial direction formed on the outer periphery thereof, and a central container portion that conveys toner contained therein by rotating around the axis toward the toner discharge port. And a support member that rotatably supports the central container part and covers the outer periphery of the central container part, and a conduction hole through which the toner conveyed to the toner discharge port passes is formed at a position corresponding to the recess. And a guide member that is slidably provided in contact with the outer peripheral surface of the central container portion.
図1は本発明の実施の一形態である画像形成装置10の構成を簡略化して示す図であり、図2は図1に示す画像形成装置10に備わる黒色画像の現像部24まわりの構成を示す拡大図である。画像形成装置10は、電子写真方式を用いるフルカラー画像形成装置であり、たとえば複写機、プリンタ等の機能を備える複合機である。
FIG. 1 is a diagram showing a simplified configuration of an
ここでは、まず画像形成装置10の全体構成の概要を説明し、次いで本発明の特徴部分であるトナーカートリッジ34を有する現像部24について説明する。
Here, the outline of the overall configuration of the
画像形成装置10は、大略、原稿の画像情報を読取る不図示の画像情報読取部、画像情報読取部で読取った画像情報または外部装置であるたとえばパーソナルコンピュータから入力される画像情報を画像処理する画像処理部11、画像処理部11から出力される画像情報に基づいて画像形成する画像形成部12、画像形成部12に対して記録媒体である記録紙13を供給する用紙供給部14、画像形成部12において画像形成されて記録紙13に転写された画像を定着させる定着部15、画像が定着された記録紙13が排出される排紙部16と、画像形成装置10全体の動作を制御する制御部17等を含んで構成される。
The
画像形成部12は、その表面に静電潜像が形成される感光体21と、感光体21のまわりに設けられ、感光体21を一様に帯電させる帯電器22と、帯電された感光体21の表面を画像処理部11から出力される画像情報に応じた光で露光して静電潜像を形成する露光部23と、感光体21表面の静電潜像を現像しトナー像を形成して可視化する現像部24と、現像された画像を記録紙13に転写する転写部25とを含む。
The
なお、画像形成部12は、露光部23が一体的に形成されることを除いて、黒色画像形成用、シアン画像形成用、マゼンタ画像形成用およびイエロー画像形成用に各部が備えられるので、図1中では、各部に上記参照符号の末尾に各色を表すアルファベットBk(黒色)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)を付して表記する。
The
現像部24については、図2を参照し、黒色画像の現像部24Bkを代表例として説明する。他の色の現像部24については、設けられるトナーカートリッジが1個であることを除いて、黒色画像の現像部24Bkと同一に構成されるので説明を省略する。 The developing unit 24 will be described with a black image developing unit 24Bk as a representative example with reference to FIG. The other color developing units 24 are the same as the black image developing unit 24Bk except that only one toner cartridge is provided.
現像部24Bkは、感光体21Bkに対向して設けられ感光体表面の静電潜像に対してトナーを供給する現像ローラ31Bkと、現像ローラ31Bkまで現像剤を撹拌搬送する撹拌ローラ32Bkと、現像ローラ31Bkおよび撹拌ローラ32Bkを収容し両ローラ31Bk,32Bkが回転自在に装着される現像ケーシング33Bkと、現像ケーシング33Bkに現像剤のトナーを補給するトナーカートリッジ34Bk1,34Bk2とを含む。このトナーカートリッジ34Bk1,34Bk2は、円筒形状を有し、後述するトナーカートリッジ34の回転軸線まわりに回転動作をすることによって内部に収容されるトナーを現像に用いるために現像ケーシング33Bkに対して供出する。
The developing unit 24Bk is provided facing the photoconductor 21Bk, and supplies a developing roller 31Bk that supplies toner to the electrostatic latent image on the surface of the photoconductor, a stirring roller 32Bk that stirs and conveys the developer to the developing roller 31Bk, and a developing unit. A developing casing 33Bk that accommodates the roller 31Bk and the stirring roller 32Bk and in which both rollers 31Bk and 32Bk are rotatably mounted, and toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2 that replenish developer toner to the developing casing 33Bk. The toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2 have a cylindrical shape, and are rotated around a rotation axis of the
本実施形態の画像形成装置10では、トナーカートリッジ34は、黒色トナーカートリッジが2個(便宜上、第1黒色トナーカートリッジ34Bk1、第2黒色トナーカートリッジ34Bk2と呼ぶ)、シアンカートリッジ34C、マゼンタカートリッジ34M、イエローカートリッジ34Yが各1個ずつ備えられる。また黒色、シアン、マゼンタ、イエローの各カートリッジは、すべて同一の形状および寸法に形成される。
In the
なお、本実施の形態の画像形成装置10は、画像形成能力が中速機(1分間の画像形成能力がたとえば30枚)を例示するものであり、黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2の数が2個であるけれども、画像形成装置の画像形成能力が増大するのに伴って、黒色トナーカートリッジの数が3個以上から成るように構成されても良い。
The
転写部25は、駆動ローラ61と、従動ローラ62と、駆動ローラ61と従動ローラ62とに張架される無端状の中間転写ベルト63と、中間転写ベルト63を介し4つの感光体21にそれぞれに対向して設けられる4つの中間転写ローラ64と、従動ローラ62に対向して設けられる転写ローラ65とを含んで構成される。
The
中間転写ローラ64には、トナーに対して逆極性の転写バイアスが印加され、感光体21の表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト63の表面に転写させる。イエロー、マゼンタ、シアン、黒色の各トナーによって形成されるトナー像が、順次重ね合せて中間転写ベルト63上に転写されてフルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト63上で形成されたトナー像は、従動ローラ62と転写ローラ65との間をタイミング調整して搬送される記録紙13上に、前述の中間転写ローラ64と同様に作用する転写ローラ65によって転写される。
A transfer bias having a reverse polarity to the toner is applied to the intermediate transfer roller 64, and the toner image formed on the surface of the photoreceptor 21 is transferred to the surface of the
トナー像が転写された記録紙13は、定着部15へ搬送される。定着部15は、予め定める温度まで加熱昇温される加熱ローラ15aと、加熱ローラ15aに圧接されるように設けられる加圧ローラ15bとを含み、トナー像が転写された記録紙13は、加熱ローラ15aと加圧ローラ15bとが圧接されて形成されるニップ部を通過する際、加熱加圧されてトナー像が定着される。定着処理された記録紙13は、一対の排紙ローラ66によって排紙部16へ排紙される。
The
以下画像形成装置10の画像形成に係る全体動作について簡単に説明する。たとえば画像読取部で読取られた原稿の画像情報は、画像処理部11へ送られて画像処理される。画像処理された画像情報は、露光部23に与えられ、露光部23が、帯電器22で一様な電位に帯電された感光体21の表面を露光して静電潜像を形成する。感光体21の表面に形成された静電潜像が、現像部24によって現像されてトナー像が形成される。
The overall operation of the
各色の感光体21上に形成されるトナー像は、転写部25において、中間転写ベルト63上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、黒色トナー像の順に積層転写されてフルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト63上に形成されたフルカラートナー像は、従動ローラ62と転写ローラ65との間を搬送される記録紙13上に転写ローラ65によって転写される。
The toner images formed on the photoconductors 21 of the respective colors are laminated and transferred in the order of a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image on the
トナー像が転写された記録紙13は、定着部15の加熱ローラ15aと加圧ローラ15bとの当接部を通過することによって、トナー像が定着される。定着処理された画像形成済みの記録紙13は、排紙部16に排紙されて一連の画像形成動作が終了する。
The
本発明は、一連の画像形成動作の中において動作する現像部24、特に黒色の現像部24Bkに特徴を有し、以下本発明の特徴部分であるトナーカートリッジ34の構成およびその回転動作について説明する。図3は現像部24に備わるトナーカートリッジ34の構成を簡略化して示す図であり、図4は図3に示すトナーカートリッジ34に備わる中央容器部41を示す斜視図である。
The present invention is characterized by the developing unit 24 operating in a series of image forming operations, particularly the black developing unit 24Bk, and the configuration of the
まず、トナーカートリッジ34の構成について説明する。トナーカートリッジ34は、大略有底円筒状の形状を有し、たとえば硬質の合成樹脂などからなる。トナーカートリッジの外形寸法を例示すると、たとえば直径D:78mm、長さL:450mmであり、そのトナーの収容容積が約2000cm3である。
First, the configuration of the
なお、複数設けられる黒色トナーカートリッジ34Bkでは、カートリッジの成形時に、外形および外寸法を同一にして内部容積のみを変化させることによって、また形状および寸法・容積をすべて同一にして初期充填量を変化させることによって、黒色トナーの充填量がそれぞれ異なるような構成としても良い。 In the case of a plurality of black toner cartridges 34Bk, when the cartridge is molded, only the internal volume is changed with the same outer shape and outer dimensions, and the initial filling amount is changed with all the shapes, dimensions and volumes being the same. Depending on the case, the black toner may be filled in different amounts.
トナーカートリッジ34は、大略、長さ方向の略中央部に設けられる中央容器部41と、中央容器部41を挟んで長さ方向の両側にそれぞれ延びるように装着される第1および第2容器部42,43と、中央容器部41の外周を覆うようにして設けられる支持部材44と、トナーカートリッジ34内に収容されるトナーの残量を検知するトナー残量検知手段45と、中央容器部41に装着される不揮発メモリ46とを含んで構成される。このトナーカートリッジ34は、不図示の回転駆動手段によって、回転軸線35まわりに矢符36方向に回転駆動される。
The
トナーカートリッジ34の第1および第2容器部42,43は、いずれも一方に開口部を有する有底円筒状の容器であり、開口部が中央容器部41の内部空間に連通するようにして中央容器部41にそれぞれ装着される。中央容器部41は、ほぼ円筒状であり、長さ方向の略中央部に外周の約1/4程度の長さにわたって傾斜を有する凹所47が形成される。
Each of the first and
凹所47は、中央容器部41の半径方向に窪んで形成される段差部48と、トナーカートリッジ34の回転方向36の下流側から上流側に向って窪みの深さが浅くなるように形成される傾斜部49とで構成される。段差部48の半径方向内方への立下り部48aには、中央容器部41の内部空間に通じる開口部50が形成される。トナーカートリッジ34の矢符36方向への回転動作に伴って、この開口部50からトナーカートリッジ34の内部に収容されるトナーが排出されるので、開口部50をトナー排出口50と呼ぶ。
The
中央容器部41を覆うように設けられる支持部材44は、トナーカートリッジ34の中央容器部41、第1および第2容器部42,43を回転自在に支持する部材である。支持部材44には、長さ方向において、中央容器部41に形成される凹所47に対応する位置に、中央容器部41の外周面まで通じる導通孔51が形成され、またこの導通孔51を随時開閉するためのシャッタ部材52が設けられる。シャッタ部材52は、トナーカートリッジ34の長さ方向に延びて設けられる案内部材52aと、案内部材52aに案内されてトナーカートリッジ34の長さ方向に摺動自在であり、導通孔51を開閉する蓋部材52bと、蓋部材52bを摺動させる不図示の駆動手段とを含んで構成される。
The
支持部材44の導通孔51は、現像部24の現像ケーシング33に導通部材37を介して連なるように構成される。したがって、トナーカートリッジ34の容器部分が、矢符36方向に回転するとき、トナーカートリッジ34の内部に収容されるトナーが、トナー排出口50から所定量排出され、排出されたトナーが傾斜部49によって中央容器部41の外周面まで搬送され、搬送されたトナーが開状態にある導通孔51および導通部材37を通じて現像ケーシング33へと供給される。このようにして、トナーカートリッジ34の容器部分が1回転するごとに、所定量のトナーが支持部材44の導通孔51を通じて現像ケーシング33内へ供給される。
The
図5A、図5Bは、トナーカートリッジ34の現像部24に対するトナー供給動作の概要を示す断面図である。以下、図5A、図5Bを参照し、所定量のトナーが、トナーカートリッジ34から現像ケーシング33内へ供給される際のトナーカートリッジの動作についてさらに説明する。
5A and 5B are cross-sectional views illustrating an outline of a toner supply operation to the developing unit 24 of the
図5A(a)では、トナーカートリッジ34の回転位置は、中央容器部41に形成される凹所47とトナー排出口50とが、中央容器部41内に収容される現像剤80の上面80a(以後、現像剤層面80aと呼ぶ)よりも上方にある。トナーカートリッジ34の中央容器部41が、回転軸線35まわりに矢符36方向に回転移動し、図5A(b)に示すように、トナー排出口50が、現像剤層面80aよりも下方に位置する状態になると、中央容器部41内の現像剤80が、矢符82で示すように、トナー排出口50を通って凹所47へ流入する。
In FIG. 5A (a), the rotational position of the
トナーカートリッジ34が矢符36方向へさらに回転移動すると、図5B(c)に示すように、トナー排出口50が現像剤層面80aよりも上方に位置するようになり、トナー排出口50を介する現像剤80の凹所47への流入が停止し、予め定める量の現像剤80bが、中央容器部41の凹所47と支持部材44の内壁とで形成される空間81に保持される。このようにして凹所47と支持部材44の内壁とで形成される空間81に保持される現像剤80bの量は、たとえば6グラムである。
When the
図5B(c)に示す状態から、トナーカートリッジ34が矢符36方向へさらに回転移動すると、図5B(d)に示すように、凹所47と支持部材44の内壁とで形成される空間81に保持される現像剤80bは、中央容器部41の外周面に対して弾発的に当接し摺動可能に設けられる案内部材83に案内されて、トナー排出口50へと導かれる。このとき、案内部材83は、中央容器部41の外周面に当接して摺動するので、凹所47保持されている現像剤81を可及的に全てトナー排出口50に導くことができる。トナー排出口50へ導かれた現像剤80bは、導通部材37を通って現像部24へ供給される。このようにして、トナーカートリッジ34内に収容される現像剤80の予め定める量が、トナーカートリッジ34の回転動作1回転毎に現像部24へ供給される。
When the
また、中央容器部41には、前記凹所47に対して回転軸線35に関してほぼ点対称の位置にもう一つの凹所84が形成される。したがって、もう一つの凹所84と支持部材44の内壁との間にもう一つの空間85が形成される。このもう一つの空間85は、空間81に保持されている現像剤81bが、空間81の矢符36で示す回転方向上流側から漏れ出た場合、このように漏れ出た現像剤を保持するために形成される。もう一つの空間85に保持される現像剤は、空間81に保持される現像剤80bと同様に、中央容器部41の矢符36方向への回転に伴い、中央容器部41の外周面に当接して摺動する案内部材83によってトナー排出口50へ導かれる。このように空間81から現像剤80bが漏れ出たとしても、漏れ出た現像剤80bはもう一つの空間85によって保持され、さらに案内部材83に案内されてトナー排出口50へ導かれるので、前述の予め定める量の現像剤を、確実に現像部24へ供給することができる。
Further, another
トナー残量検知手段45は、トナーカートリッジ34の一方の端部、すなわち第2容器部43の底部に装着され、本実施形態ではトナーカートリッジ34の容器部分が回転した回数を計数する回転回数検出手段である。回転回数検出手段45としては、1回転するごとに信号出力するタイプの公知の回転計に、信号出力を不揮発メモリ46に対して送信する送信部を備えるものが用いられる。以後、この回転回数検出手段45を単に回転計45と略称する。
The toner remaining
不揮発メモリ46は、中央容器部41の傾斜部49に設けられ、ベースフィルム53と、ベースフィルム53上に装着されるアンテナ部54と、集積回路(IC)チップ部55とを含む。この不揮発メモリ46を以後ICタグ46と呼ぶ。
The
ベースフィルム53は、たとえばポリエステルなどからなるフィルムである。ベースフィルム53は、中央容器部41の傾斜部49に装着されるに際し、一方の端部が傾斜部49から中央容器部41の外周上へわずかに突出するようにして装着される。傾斜部49から突出するベースフィルム突出部53aは、トナー排出口50から排出されて傾斜部49で搬送されて中央容器部41の外周面付近まで移動したトナーを、導通孔51へ円滑に送込むスクレーパとして機能する。
The
アンテナ部54は、画像形成装置10の装置本体に設けられる本体通信装置56および前述の回転計45と情報の授受を行うための通信部である。
The
ICチップ部55は、不揮発メモリ46の主要部をなす記憶部である。このICチップ部55には、トナーカートリッジ34の種類を識別するための識別情報と、回転計45によるトナー残量の検知情報とがストア可能である。ここで、トナーカートリッジ34の種類を識別するための識別情報とは、トナーカートリッジ34に収容されるトナーが、黒色トナーであるか、シアントナーであるか、マゼンタトナーであるか、イエロートナーであるかを意味する。この識別情報は、トナーカートリッジを作製し、各色のトナーを充填するとき、専用の入力装置によって、ICチップ部55に入力される。
The
トナー残量の検知情報は、回転計45によって検出される回転回数の累積値としてストアされる。前述のように、トナーカートリッジ34の容器部分が1回転するごとに所定量のトナーが排出されるので、回転回数の累積値によって排出されたトナーの合計量の情報を得ることができる。回転計45による回転回数の検知情報は、画像形成装置10の稼動に従い、リアルタイムでICタグ46のアンテナ部54を介してICチップ部55に書換え入力される。なおICタグ46には、上記の情報に加えて、画像形成済み記録紙の枚数、プロセス条件、現像条件などの情報をストアしても良い。
The toner remaining amount detection information is stored as a cumulative value of the number of rotations detected by the
図6は、ICタグ46にストアされる情報に基づく制御部17の動作に係る電気的構成を示すブロック図である。回転計45の回転回数の検知出力は、回転計45の通信部からICタグ46のアンテナ部54を介してICチップ部55に与えられ回転回数の累積値としてストアされる。この回転回数の累積値の情報は、画像形成装置10に備わる制御部17の動作指令に従い、装置本体に備わる本体通信装置56とICタグ46のアンテナ部54との信号授受によって読出される。
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration relating to the operation of the
制御部17に備えられる不図示の記憶部には、トナーカートリッジの製造時に収容されるトナー量の初期値と、トナーカートリッジ34の1回転あたりのトナー排出量とが予めストアされているので、制御部17が以下の式(1)に示す演算を実行してトナー残量を得ることができる。
トナー残量=(トナー量初期値−1回転あたりのトナー排出量×回転回数累積値)
…(1)
The storage unit (not shown) provided in the
Toner remaining amount = (initial value of toner amount−toner discharge amount per rotation × cumulative number of rotations)
... (1)
式(1)によって得られるトナー残量が、予め定められて記憶部にストアされている下限量以下(使用可能な量の下限を切った場合であり、いわゆる空)であるとき、当該色のトナーカートリッジが交換時期であることを、制御部17が画像形成装置10のたとえば表示部57に表示する。画像形成装置10の操作者は、この表示内容に従ってトナーカートリッジの交換作業を実行することができる。
When the remaining amount of toner obtained by the equation (1) is equal to or less than a lower limit amount that is determined in advance and stored in the storage unit (when the lower limit of the usable amount is cut, so-called empty), The
以下、黒色トナーカートリッジ34Bkの回転動作について説明する。図7は、現像部24Bkに設けられる第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2の詳細配置を示す図である。本実施の形態では、第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2は、2個で1つの黒色トナーカートリッジ対を成し、トナーを供出する供出部である導通孔51が対向するようにして設けられ、それぞれの導通孔51が対向して導通部材37Bkに接続される。 Hereinafter, the rotation operation of the black toner cartridge 34Bk will be described. FIG. 7 is a diagram showing a detailed arrangement of the first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2 provided in the developing unit 24Bk. In the present embodiment, the first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2 form a pair of black toner cartridges, and are provided so that the conduction holes 51 serving as the supply portions for supplying toner face each other. The respective conduction holes 51 face each other and are connected to the conduction member 37Bk.
第1黒色トナーカートリッジ34Bk1には、たとえば電動機で構成される第1黒色トナーカートリッジ駆動手段71が連結され、第1黒色トナーカートリッジ駆動手段71によって第1黒色トナーカートリッジ34Bk1が矢符36方向に回転駆動され、導通孔51から導通部材37Bkへ黒色トナーを供出する。第2黒色トナーカートリッジ34Bk2には、たとえば電動機で構成される第2黒色トナーカートリッジ駆動手段72が連結され、第2黒色トナーカートリッジ駆動手段72によって第2黒色トナーカートリッジ34Bk2が矢符38方向(第1黒色トナーカートリッジ34Bk1の回転方向とは逆方向)に回転駆動され、導通孔51から導通部材37Bkへ黒色トナーを供出する。
The first black toner cartridge 34Bk1 is connected to a first black toner cartridge driving means 71 composed of, for example, an electric motor. The first black toner cartridge 34Bk1 is driven to rotate in the direction of the
このように、第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2を対向するように設けることによって、1対の黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2から同時に黒色トナーを供出することが可能になる。 Thus, by providing the first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2 so as to face each other, it becomes possible to simultaneously supply black toner from the pair of black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2.
本実施の形態では、第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2は、同一形状・寸法に形成されるけれども、前述のように内容積が異なるように形成され、その黒色トナー充填量が異なるように構成されても良い。また第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2は、凹所47に形成されるトナー排出口50の大きさがそれぞれ異なるように形成され、1回転する間に供出されるトナー量が異なるように構成されても良い。
In the present embodiment, the first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2 are formed in the same shape and size, but are formed so as to have different internal volumes as described above, and the black toner filling amount is different. It may be configured. The first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2 are formed so that the sizes of the
図8は、第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2の回転動作を制御するための電気的構成を示すブロック図である。 FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration for controlling the rotation operation of the first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2.
画像形成装置10には、形成される画像の印字比率を検出する印字比率検出手段73が含まれる。画像形成装置10では、画像情報が外部機器であるたとえばパーソナルコンピュータから与えられるとき、画像の印字比率が画像情報に含まれるので、画像情報を受け取る制御部17が、画像情報の印字比率を検出することができる。また複写の際には、画像情報が画像原稿から画像読取部で読取られ、該読取情報は制御部17に与えられるので、画像のコントラスト情報などから制御部17が印字比率を検出することができる。したがって、本実施形態の画像形成装置10においては、印字比率検出手段73は、制御部17に含まれるように構成される。
The
制御部17の入力側には、印字比率検出手段73と、トナー残量検知手段45およびトナー残量の検知結果を取得するICタグ46とが、接続される。制御部17は、印字比率検出手段73による形成画像の印字比率の検出結果と、トナー残量検知手段45およびICタグ46から得られる第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2のトナー残量検知結果とに応じて、第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2を回転駆動させる第1および第2黒色トナーカートリッジ駆動手段71,72の回転動作を制御する。
On the input side of the
なお、制御部17には記憶手段であるメモリ74が備わる。メモリ74は、たとえばリードオンリィメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)などを含んで構成され、画像形成装置10の全体動作を制御するためのプログラムとともに、トナーカートリッジ34の回転動作を制御するためのプログラム、トナーカートリッジ1回転当たりのトナー供出量、トナーの使用限界量(いわゆる空の判定基準量)などのトナーカートリッジ34を回転動作させるための諸条件が予め格納される。
The
制御部17は、印字比率検出手段73の検出出力に応じ、印字比率の大きい画像が連続して形成されるときには黒色トナーカートリッジ34Bkからの供出量を増加させ、印字比率の小さい画像が連続して形成されるときには黒色トナーカートリッジ34Bkからの供出量を減少させるように動作制御する。
In response to the detection output of the print ratio detection means 73, the
このような黒色トナーカートリッジ34Bkの供出量を増減させる動作は、次のようにして実行される。黒色トナーカートリッジ34Bkは、1回転当たりの供出量が定まっているので、制御部17は、黒色トナーカートリッジ34Bkの回転速度を増減させることによって、その供出量を増減させる。すなわち、印字比率検出手段73の検出出力が、印字比率の大きい画像が連続して形成されることを示すとき、制御部17は該検出出力に応じて、黒色トナーカートリッジ34Bkの回転速度を速くし、逆に印字比率の小さい画像が連続して形成されることを示すとき、制御部17は該検出出力に応じて、黒色トナーカートリッジ34Bkの回転速度を遅くする。
Such an operation of increasing / decreasing the supply amount of the black toner cartridge 34Bk is executed as follows. Since the black toner cartridge 34Bk has a fixed delivery amount per rotation, the
また制御部17は、第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2のうちから回転動作を行うように選択される黒色トナーカートリッジの個数を、1個または2個とすることによって、その供出量を増減させる。すなわち、印字比率検出手段73の検出出力が、印字比率の大きい画像が連続して形成されることを示すとき、制御部17は該検出出力に応じて、回転動作させる黒色トナーカートリッジ34Bkを2個選択し、逆に印字比率の小さい画像が連続して形成されることを示すとき、制御部17は該検出出力に応じて、黒色トナーカートリッジ34Bkを1個選択して回転動作させる。
In addition, the
このような、回転動作させるために選択する黒色トナーカートリッジ34Bkの数と、回転速度と、前述したような1回転当たりに供出するトナー量が異なる黒色トナーカートリッジ34Bkとの組合せを変化させることによって、種々の印字比率の画像形成、すなわち種々のトナー消費量の画像形成に応じて、好適な黒色トナー供給量に調整することが可能になる。 By changing the combination of the number of black toner cartridges 34Bk selected for rotating operation, the rotation speed, and the black toner cartridge 34Bk having different toner amount to be delivered per one rotation as described above, It is possible to adjust to a suitable black toner supply amount in accordance with image formation with various printing ratios, that is, image formation with various toner consumption amounts.
また、回転動作を行うように選択される黒色トナーカートリッジ34Bkの個数を変化させることによって黒色トナーの供出量を調整する制御を行う場合であって、回転動作させるべく選択される黒色トナーカートリッジ34Bkの数が1個である場合、制御部17は、トナー残量検知手段45によって検知されるトナー残量が最も少ない黒色トナーカートリッジ34Bkを回転させるように動作制御する。
Further, in the case of performing control for adjusting the black toner supply amount by changing the number of black toner cartridges 34Bk selected to perform the rotation operation, the black toner cartridge 34Bk selected to perform the rotation operation is controlled. When the number is one, the
すなわち、トナー残量検知手段45が第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2のトナー残量をそれぞれ検知してICタグ46へ出力し、ICタグ46から制御部17へ検知結果が与えられると、制御部17は、第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2のうちいずれかトナー残量が少ない方、たとえば第1黒色トナーカートリッジ34Bk1を選択し、第1黒色トナーカートリッジ駆動手段71に動作指令を出力して回転動作させる。
That is, when the toner remaining
このことによって、トナー残量が最も少ないたとえば第1黒色トナーカートリッジ34Bk1のトナーを消尽したとき、よりトナー残量が多いたとえば第2黒色トナーカートリッジ34Bk2からの供出に切換えることができるので、黒色トナー切れで装置が停止することを防止できる。 As a result, when the toner in the first black toner cartridge 34Bk1 with the least remaining amount of toner is exhausted, for example, it can be switched to the supply from the second black toner cartridge 34Bk2 with a larger amount of toner remaining. Can prevent the apparatus from stopping.
以上に述べたように、本実施の形態では、トナー残量検知手段が、回転計45であるけれども、これに限定されることなく、トナーカートリッジ中のトナー量を以下のようにして検出するトナー残量センサであっても良い。
As described above, in the present embodiment, the toner remaining amount detecting means is the
図9は、導通部材37にトナー残量センサを設けることによってトナー残量有無を検出する構成を示す図である。図9では、黒色トナーの場合を代表例として示す。トナーカートリッジ34Bkからの現像ケーシング33Bkへ供給すべきトナーがなくなった場合、トナー残量センサ91でその状態が検出される。つまり、トナー供給装置において選択されたトナーカートリッジたとえば黒色トナーカートリッジ34Bkが回転されているにも拘らず、黒色トナーカートリッジ34Bkからトナーの排出がないことをトナー残量センサ91によって検出すると、その検出情報が制御部17に出力され、制御部17では選択された黒色トナーカートリッジ34Bkにトナーがないことを表示部に表示する。このことによって、操作者はトナーカートリッジにおけるトナーの有無を識別することができる。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration for detecting the presence or absence of the remaining amount of toner by providing a remaining toner sensor on the conducting member 37. In FIG. 9, the case of black toner is shown as a representative example. When there is no toner to be supplied from the toner cartridge 34Bk to the developing casing 33Bk, the remaining toner sensor 91 detects the state. That is, when the toner remaining amount sensor 91 detects that the toner is not discharged from the black toner cartridge 34Bk even though the toner cartridge selected in the toner supply device, for example, the black toner cartridge 34Bk is rotated, the detection information Is output to the
図10は、位置センサによってトナー残量有無を検出する構成を示す図である。図10でも黒色トナーの場合を代表例として示す。第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2の下にばね部材92Bk1,92Bk2を配置し、その上に第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2をそれぞれ設置する。トナーがトナーカートリッジ内に充填されているとき、充填されているトナーの重みで、トナーカートリッジは、ばね部材を圧縮変形させて沈んだ状態になっているが、トナーが消費されていくにつれて、トナーカートリッジ全体の重量が軽くなるので、ばね部材の反発力すなわち伸長変形によって、トナーカートリッジの位置が上方へ変位する。空になるとばね部材の反発力で、トナーカートリッジは、トナー供給装置のケーシングの天井壁93に接触するまでに上昇する。位置センサ94Bk1,94Bk2を天井壁93に予め取付けておき、第1または第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2が、位置センサ94Bk1,94Bk2に当接したことの検知によって、トナーカートリッジ内のトナーの有無を識別することができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration in which the presence / absence of toner is detected by a position sensor. FIG. 10 also shows the case of black toner as a representative example. The spring members 92Bk1 and 92Bk2 are disposed under the first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2, and the first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2 are disposed thereon, respectively. When the toner is filled in the toner cartridge, the toner cartridge is sunk by compressing and deforming the spring member with the weight of the filled toner. However, as the toner is consumed, the toner is Since the weight of the entire cartridge is reduced, the position of the toner cartridge is displaced upward by the repulsive force of the spring member, that is, the extension deformation. When empty, the toner cartridge rises by the repulsive force of the spring member until it contacts the
図11は、トナー重量センサによってトナー残量有無を検出する構成を示す図である。図11でも黒色トナーの場合を代表例として示す。第1および第2黒色トナーカートリッジ34Bk1,34Bk2の下に、トナー重量センサ95Bk1,95Bk2をそれぞれ設置し、トナーカートリッジの重量を検知することによって、トナーカートリッジ内のトナーの有無を識別することができる。 FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration in which the presence / absence of remaining toner is detected by a toner weight sensor. FIG. 11 also shows the case of black toner as a representative example. By installing toner weight sensors 95Bk1 and 95Bk2 under the first and second black toner cartridges 34Bk1 and 34Bk2, respectively, and detecting the weight of the toner cartridge, the presence or absence of toner in the toner cartridge can be identified.
10 画像形成装置
11 画像処理部
12 画像形成部
13 記録紙
14 用紙供給部
15 定着部
16 排紙部
17 制御部
21 感光体
22 帯電器
23 露光部
24 現像部
25 転写部
31 現像ローラ
33 現像ケーシング
34 トナーカートリッジ
41 中央容器部
42 第1容器部
43 第2容器部
44 支持部材
45 回転計
46 ICタグ
71,72 黒色トナーカートリッジ駆動手段
73 印字比率検出手段
DESCRIPTION OF
73 Print ratio detection means
Claims (6)
複数色の各色トナーをそれぞれ収容するカラートナーカートリッジと、
カラートナーカートリッジと同じ大きさに形成され、1回転あたりに供出するトナー量がそれぞれ異なるように形成される複数の黒色トナーカートリッジと、
トナーカートリッジを回転動作させる回転駆動手段と、
形成される画像の印字比率を検出する印字比率検出手段と、
回転駆動手段の動作を制御し、複数の黒色トナーカートリッジのうちから選択される任意の数の黒色トナーカートリッジを同時に回転させるように動作制御する制御部であって、印字比率検出手段の検出出力に応じ、印字比率が大きいときには黒色トナーカートリッジの供出量を増加させ、印字比率が小さいときには黒色トナーカートリッジの供出量を減少させるように動作制御する制御部とを含み、
制御部による黒色トナーカートリッジの供出量を増減させる動作制御が、複数の黒色トナーカートリッジのうちから回転動作を行うように選択される黒色トナーカートリッジの個数を増減させる制御であることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus including a toner cartridge having a cylindrical shape and rotating into a developing casing in order to use toner contained therein for development.
A color toner cartridge for accommodating each color toner, and
A plurality of black toner cartridges that are formed to have the same size as the color toner cartridge and are formed so that the amount of toner delivered per rotation is different;
Rotation driving means for rotating the toner cartridge;
A print ratio detecting means for detecting a print ratio of an image to be formed;
A control unit for controlling the operation of the rotation driving unit and controlling the operation so that an arbitrary number of black toner cartridges selected from a plurality of black toner cartridges are simultaneously rotated. A control unit for controlling the operation so as to increase the supply amount of the black toner cartridge when the print ratio is large and to decrease the supply amount of the black toner cartridge when the print ratio is small,
The operation control for increasing / decreasing the supply amount of the black toner cartridge by the control unit is control for increasing / decreasing the number of black toner cartridges selected to perform the rotation operation from among the plurality of black toner cartridges. Forming equipment.
複数の黒色トナーカートリッジのうち2個ずつで構成される黒色トナーカートリッジ対は、トナーを供出する供出部が対向するように設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像形成装置。 The plurality of black toner cartridges are further formed in the same shape,
Described black toner cartridge pair consists of two each of the plurality of black toner cartridges, any one of claims 1 to 3 in which dispensing unit for dispensing the toner is characterized in that it is provided to face Image forming apparatus.
選択される黒色トナーカートリッジの個数が1個であるとき、制御部は、トナー残量検知手段によって検知されるトナー残量が最も少ない黒色トナーカートリッジを回転させるように制御し、トナー残量が最も少ない黒色トナーカートリッジのトナーが消尽したとき、他の黒色トナーカートリッジから現像ケーシングにトナーを供出するように制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Including toner remaining amount detecting means accommodated in the toner cartridge,
When the number of black toner cartridges to be selected is one, the control unit controls to rotate the black toner cartridge with the smallest toner remaining amount detected by the toner remaining amount detecting means, and the toner remaining amount is the smallest. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the toner of a small number of black toner cartridges is exhausted, control is performed so that the toner is supplied from another black toner cartridge to the developing casing.
その半径方向に窪んだ凹所が外周に形成され、軸線まわりに回転することによって内部に収容されるトナーをトナー排出口に向けて搬送する中央容器部と、
中央容器部を回転自在に支持し、中央容器部の外周を覆うようにして設けられ、トナー排出口に搬送されたトナーが通る導通孔が凹所に対応する位置に形成される支持部材と、
中央容器部の外周面に対して弾発的に当接し摺動可能に設けられる案内部材とを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の画像形成装置。 Toner cartridge
A central container portion that has a recess recessed in the radial direction formed on the outer periphery and conveys the toner contained therein by rotating around the axis toward the toner discharge port;
A support member which rotatably supports the central container part and is provided so as to cover the outer periphery of the central container part, and a conduction hole through which the toner conveyed to the toner discharge port passes is formed at a position corresponding to the recess;
The image forming apparatus according to any one of claims 1-5, characterized in that it comprises a resiliently guide member abuts is provided slidably with respect to the outer peripheral surface of the central container portion.
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