JP6779750B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、トナーを収容する収容容器が装着される画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus to which a storage container for storing toner is mounted.
電子写真方式の画像形成装置は感光体、露光装置、現像器を備え、感光体に静電潜像を形成するために露光装置が感光体を露光し、現像器が静電潜像を現像して画像を形成する。画像形成装置は、画像を形成することによって現像器内の現像剤が消費されるので、例えば、現像剤が収容された収容容器から現像器へ現像剤を補給する補給機構を備える(特許文献1)。特許文献1に記載の画像形成装置は、補給機構が収容容器を回転させて補給動作を実行する。 The electrophotographic image forming apparatus includes a photoconductor, an exposure device, and a developing device. In order to form an electrostatic latent image on the photoconductor, the exposing device exposes the photoconductor, and the developing device develops the electrostatic latent image. To form an image. Since the developer in the developer is consumed by forming the image, the image forming apparatus includes, for example, a replenishment mechanism for supplying the developer from the container containing the developer to the developer (Patent Document 1). ). In the image forming apparatus described in Patent Document 1, the replenishment mechanism rotates the storage container to execute the replenishment operation.
ここで、現像器内の現像剤の量が目標量よりも少なかったり、或いは多すぎたりすると、画像形成装置により形成される画像の濃度が目標濃度とならないことが知られている。そのため、画像形成装置は収容容器の補給動作を高精度に制御する必要がある。例えば、画像形成装置は収容容器の回転を検知するセンサを備え、センサの出力信号に基づき補給動作の停止を制御するものが知られている。 Here, it is known that if the amount of the developer in the developer is less than or too much than the target amount, the density of the image formed by the image forming apparatus does not reach the target density. Therefore, the image forming apparatus needs to control the replenishment operation of the storage container with high accuracy. For example, an image forming apparatus is known to include a sensor for detecting the rotation of a storage container and control the stop of a replenishment operation based on an output signal of the sensor.
ところで、画像形成装置は補給動作を停止した状態においてもセンサの出力信号をモニタする可能性がある。これは、例えば、収容容器が何らかの影響で回転した場合に、収容容器から現像器へ現像剤が補給されたことを検知するためである。 By the way, the image forming apparatus may monitor the output signal of the sensor even when the replenishment operation is stopped. This is, for example, to detect that the developer has been replenished from the container to the developer when the container rotates for some reason.
しかしながら、収容容器が回転を停止している状態でユーザやサービスマンが画像形成装置の各部を操作した場合に、収容容器が回転していないにもかかわらず、センサの出力信号が短い期間において連続して変化する可能性がある。これは、装置内に衝撃が伝搬して、短い期間の間にセンサの検知結果が変化してしまうことが原因である。これによって、画像形成装置は、実際には収容容器が回転していないにもかかわらず、収容容器が回転したと誤検知してしまう可能性がある。 However, when a user or a serviceman operates each part of the image forming apparatus while the storage container is stopped rotating, the output signal of the sensor is continuous for a short period of time even though the storage container is not rotating. And may change. This is because the impact propagates in the device and the detection result of the sensor changes in a short period of time. As a result, the image forming apparatus may erroneously detect that the storage container has rotated even though the storage container has not actually rotated.
そこで、本発明の目的は収容容器の状態の誤検知を抑制することにある。 Therefore, an object of the present invention is to suppress erroneous detection of the state of the storage container.
上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、前記静電潜像を現像剤を用いて現像して画像を形成する現像手段と、現像剤を収容する収容容器が装着される装着部と、前記現像手段へ現像剤を補給するために前記装着された収容容器を回転するモータと、前記装着された収容容器の回転に基づき信号を出力するセンサを有し、第1の応答速度に基づいてセンサの出力信号から前記装着部に装着された収容容器の回転情報を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された前記回転情報に基づいて前記モータを制御する制御手段と、前記モータの回転駆動を禁止する禁止手段と、を有し、前記検知手段は、前記禁止手段により前記モータの回転駆動が禁止された場合、前記第1の応答速度より遅い第2の応答速度に基づいて前記センサの出力信号から前記回転情報を検知することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the image forming apparatus of the present invention comprises a photoconductor, an exposure means for exposing the photoconductor in order to form an electrostatic latent image on the photoconductor, and a developing agent for the electrostatic latent image. A developing means for developing an image using the above, a mounting portion on which a storage container for accommodating a developer is mounted, and a motor for rotating the mounted storage container for supplying the developing agent to the developing means. A detection that has a sensor that outputs a signal based on the rotation of the mounted storage container and detects rotation information of the storage container mounted on the mounting portion from the output signal of the sensor based on the first response speed. It has means, a control means for controlling the motor based on the rotation information detected by the detection means, and a prohibition means for prohibiting the rotation drive of the motor, and the detection means is provided by the prohibition means. When the rotational drive of the motor is prohibited, the rotational information is detected from the output signal of the sensor based on the second response speed slower than the first response speed.
本発明によれば、収容容器の状態の誤検知を抑制できる。 According to the present invention, false detection of the state of the storage container can be suppressed.
(画像形成装置の説明)
図1は画像形成装置200の概略断面図である。画像形成装置200は、各色成分のトナー像を形成する4つの画像形成部Pa、Pb、Pc、及びPdが中間転写ベルト7の搬送方向に並んで配置される。画像形成部Paはイエローのトナー像を形成し、画像形成部Pbはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成部Pcはシアンのトナー像を形成し、画像形成部Pdはブラックのトナー像を形成する。
(Explanation of image forming apparatus)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the
画像形成装置200には、画像形成装置200に着脱可能なトナーボトルTa、Tb、Tc、及びTdが装着される。トナーボトルTaはイエローのトナーが収容されており、トナーボトルTbはマゼンタのトナーが収容されており、トナーボトルTcはシアンのトナーが収容されており、トナーボトルTdはブラックのトナーが収容されている。トナーボトルTa、Tb、Tc、Tdは、現像剤としてのトナーを収容する収容容器に相当する。
Toner bottles Ta, Tb, Tc, and Td that can be attached to and detached from the
なお、画像形成部Pa、Pb、Pc、及びPdは同様の構成であるので、以下の説明においては画像形成部Pa、Pb、Pc、及びPdを画像形成部Pと称す。さらに、トナーボトルTa、Tb、Tc、及びTdはトナーボトルTと称す。 Since the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd have the same configuration, the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd are referred to as image forming units P in the following description. Further, the toner bottles Ta, Tb, Tc, and Td are referred to as toner bottles T.
画像形成部Pは、円柱状の金属ローラの表面に感光体を備えた感光ドラム1と、この感光ドラム1を帯電する帯電器2と、トナーを収容した現像器100を有する。矢印A方向は、感光ドラム1が回転する方向である。感光ドラム1が帯電器2によって帯電された後、レーザ露光装置3が画像データに基づき感光ドラム1を露光する。これにより、感光ドラム1上に静電潜像が形成される。そして、現像器100が感光ドラム1上の静電潜像を、トナーを用いて現像する。これにより、感光ドラム1上にトナー像が形成される。なお、現像器100は、現像器100内に蓄積されるトナーの量を検知する透磁率センサ610(図2)を備える。透磁率センサ610により現像器100内のトナーの量が減少したことが検知された場合、トナーボトルTから現像器100にトナーが供給される。
The image forming unit P includes a photosensitive drum 1 having a photoconductor on the surface of a cylindrical metal roller, a charger 2 for charging the photosensitive drum 1, and a developing
中間転写ベルト7は、二次転写対向ローラ8、従動ローラ17、第1テンションローラ18、及び第2テンションローラ19に掛け回されている。この中間転写ベルト7は、二次転写対向ローラ8の回転駆動によって矢印B方向に回転する。
The intermediate transfer belt 7 is hung around the secondary transfer opposed
画像形成部Pは、感光ドラム1上のトナー像を中間転写ベルト7に転写する一次転写ローラ4を備える。感光ドラム1と中間転写ベルト7とが一次転写ローラ4に押圧されている一次転写ニップ部T1を、感光ドラム1上に形成されたトナー像が通過している間、一次転写ローラ4には一次転写電圧が印加される。これによって、感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト7に転写される。各感光ドラム1a、1b、1c、及び1dに形成されたトナー像が中間転写ベルト7に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト7にはフルカラーのトナー像が担持される。なお、感光ドラム1に残留したトナーは、ドラムクリーナ6によって除去される。
The image forming unit P includes a primary transfer roller 4 that transfers the toner image on the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer belt 7. While the toner image formed on the photosensitive drum 1 is passing through the primary transfer nip portion T1 in which the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 7 are pressed by the primary transfer roller 4, the primary transfer roller 4 is subjected to the primary transfer. A transfer voltage is applied. As a result, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the intermediate transfer belt 7. By superimposing and transferring the toner images formed on the
このとき、給紙ローラ(不図示)がカセット部60に格納された記録材Sを給紙し、搬送ローラ対61がレジストレーションローラ対62に向けて記録材Sを搬送する。レジストレーションローラ63は、中間転写ベルト7上のトナー像が記録材S上の所望の位置に転写されるように、記録材Sを二次転写ニップ部T2に搬送するタイミングを調整する。
At this time, the paper feed roller (not shown) feeds the recording material S stored in the cassette unit 60, and the transport roller pair 61 conveys the recording material S toward the
中間転写ベルト7を基準にして二次転写対向ローラ8の反対側には二次転写ローラ9が配設されている。二次転写対向ローラ8に二次転写電圧が印加されることに応じて、二次転写対向ローラ8と中間転写ベルト7とが二次転写ローラ9に押圧されている二次転写ニップ部T2において、中間転写ベルト7上のトナー像が記録材Sに転写される。なお、二次転写ニップ部T2において記録材Sに転写されずに中間転写ベルト7に残留したトナーは、ベルトクリーナ11によって除去される。
A secondary transfer roller 9 is arranged on the opposite side of the secondary transfer opposed
二次転写ローラ9によりトナー像が記録材Sに転写された後、記録材Sは定着器13に搬送される。定着器13は、ヒータを有する定着ローラと加圧ローラとを備え、ヒータの熱と、定着ローラと加圧ローラの圧力とによって、記録材S上のトナー像を記録材Sに定着させる。定着器13によってトナー像が定着された記録材Sは排紙ローラ対64により画像形成装置200から排紙される。
After the toner image is transferred to the recording material S by the secondary transfer roller 9, the recording material S is transferred to the fixing device 13. The fixing device 13 includes a fixing roller having a heater and a pressure roller, and fixes the toner image on the recording material S to the recording material S by the heat of the heater and the pressure of the fixing roller and the pressure roller. The recording material S on which the toner image is fixed by the fixing device 13 is discharged from the
(制御部の構成)
図2は画像形成装置200の制御ブロック図である。制御基板600は、CPU601、ASIC602、モータ駆動回路603、EEPROM606、センサ出力検知回路607を備える。
(Structure of control unit)
FIG. 2 is a control block diagram of the
CPU601は、画像形成装置200の各デバイスを制御する制御回路である。ASIC602は、トナーボトルTから現像器100にトナーを供給するトナー補給動作を制御する専用ICである。モータ駆動回路603は、駆動モータ604を制御するために駆動モータ604に供給する電流を制御する。EEPROM606は、トナーボトルTが装着部310に装着されたことを記憶する不揮発性のメモリである。センサ出力検知回路607は、回転検知センサ203によりトナーボトルTの凸部220(所定部分)を検出した結果に応じて変動する信号を出力する。
The
ボトルセンサ221は画像形成装置200の装着部310に設けられ、発光部と受光部とを有する光学式のセンサである。ボトルセンサ221は、トナーボトルTが装着部310に装着されていれば、トナーボトルTのキャップ部222の突起222aが光学式センサの発光部から受光部に向けて照射される光を遮る構成となっている。これにより、CPU601は、発光部から発せられた光が受光部に受光されれば、トナーボトルTが装着部310に装着されていないと判定し、発光部から発せられた光が受光部に受光されなければ、トナーボトルTが装着部310に装着されていると判定する。即ち、CPU601とボトルセンサ221は、トナーボトルTが装着部310に装着されたことを検知する装着検知手段として機能する。
The
透磁率センサ610は、現像器100内のトナーの量に応じて変動する信号をCPU601に出力する。CPU601は、透磁率センサ610の出力値に基づいて現像器100内のトナーの量を検知する。現像器100内のトナーの量が所定量以下に低下した場合、CPU601はASICを制御してトナーボトルTから現像器100へトナーを補給する補給動作を実施させる。
The
駆動モータ604は、トナーボトルTから現像器100にトナーを補給するために、トナーボトルTを回転させる駆動源である。ASIC602が微小時間あたりに駆動モータ604に電流を供給すべき時間の割合(制御値)に基づいてPWM信号を設定する。モータ駆動回路603はASIC602によって設定されたPWM信号に基づいて駆動モータ604に供給する電流を制御する。
The
駆動モータ604はDCモータ(DCブラシモータ)である。そのため、駆動モータ604の回転速度、及び、駆動モータ604の回転駆動力は、微小時間あたりに駆動モータ604に電流が供給された時間の割合に応じて変化する。
The
モータ駆動回路603は、ASIC602がENB信号を出力している間、PWM信号に従って駆動モータ604に電流を供給する。これによりトナーボトルTが回転駆動される。一方、ASIC602がENB信号を停止することに応じて、モータ駆動回路603から駆動モータ604への電流の供給が停止される。これによりトナーボトルTが停止される。つまり、ASIC602は駆動モータ604の回転駆動を禁止する禁止手段として機能する。
The motor drive circuit 603 supplies a current to the
回転検知センサ203は発光部と受光部とを備えた光学センサであり、受光部の受光量に応じた信号を出力する。トナーボトルTの凸部220(所定部分)が検出位置を通過している間、回転検知センサ203の受光量は閾値未満に低下する。一方、トナーボトルTが回転する回転方向においてトナーボトルTの所定部分以外の領域が検出位置を通過している間、回転検知センサ203の受光量は閾値以上となる。なお、回転検知センサ203の具体的な構成は、図5、及び図6を用いて後述する。
The
センサ出力検知回路607は、回転検知センサ203の出力信号に基づき、回転検知センサ203の受光量が閾値以上であればハイレベルの信号を出力し、回転検知センサ203の受光量が閾値未満であればローレベルの信号を出力する。即ち、センサ出力検知回路607は、トナーボトルTの所定部分が検出位置を通過している間にローレベルの信号を出力し、トナーボトルTの所定部分以外の領域が検出位置を通過している間にハイレベルの信号を出力する。
Based on the output signal of the
ASIC602は、回転検知センサ203によりトナーボトルTの所定部分が検出された時間を測定する。つまり、ASIC602は、センサ出力検知回路607がローレベルの信号を出力している時間を測定する。センサ出力検知回路607により測定された時間は、ASIC602のRAM609に記憶される。
The
表示部10は、例えば液晶パネルであって、画像形成装置200の状態をユーザへ報知する。
The
(装着部の説明)
トナーボトルTは画像形成装置200に設けられた装着部310に装着される。図3を用いて装着部310の構成について説明する。図3(a)は装着部310を正面からトナーボトルTの装着方向について見た部分正面図、図3(b)は装着部310の内部を説明するための斜視図である。なお、トナーボトルTは、図3(b)に示すように、装着部310に対して矢印M方向に装着される。この矢印M方向は、画像形成装置200の感光ドラム1の回転軸線方向と平行である。また、トナーボトルTの装着部310からの取り出し方向は、このM方向とは反対方向となる。
(Explanation of mounting part)
The toner bottle T is mounted on the mounting
装着部310は、駆動モータ604の回転軸に連結された駆動ギア300、トナーボトルTの回転に応じてトナーボトルTのキャップ部222(図4)が回転することを規制する回転方向規制部311、底部321、回転軸線方向規制部312を備える。回転軸線方向規制部312は、トナーボトルTのキャップ部222(図4)を係止することでキャップ部222(図4)の回転軸線方向への移動を規制する。
The mounting
底部321には、トナーボトルTが装着された場合に、トナーボトルTの排出口(排出孔)211(図4)と連通し、トナーボトルTから排出されたトナーを受け入れる受け入れ口(受け入れ孔)313を有する。トナーボトルTの排出口211(図4)から排出されたトナーは受け入れ口313を通って現像器100へと供給される。なお、受け入れ口の直径は排出口211と同じであり、例えば、約2[mm]である。
When the toner bottle T is attached to the
駆動ギア300は、駆動モータ604(図4)の回転軸に固定されており、装着部310に装着されたトナーボトルTに対して駆動モータ604からの回転駆動力を伝達する。
The
(トナーボトルの説明)
図4(a)は、装着部310に装着されたトナーボトルTの外観図である。図4(b)、及び、図4(c)は、装着部310に装着されたトナーボトルTのキャップ部222内の構造を示した概略図である。
(Explanation of toner bottle)
FIG. 4A is an external view of the toner bottle T mounted on the mounting
トナーボトルTは、トナーを収容する収容部207、駆動モータ604から回転駆動力が伝達される駆動伝達部206、トナーを排出する排出口211を有する排出部212、排出部212内のトナーを排出口211から排出するためのポンプ部210を備える。さらにトナーボトルTは、ポンプ部210を伸縮させる往復動部材213を備える。駆動伝達部206は、凸部220(所定部分)と、カム溝214を有する。カム溝214は、トナーボトルTの駆動伝達部206が回転する回転方向において駆動伝達部206の一周に亘って形成されている。
The toner bottle T discharges the toner in the
駆動伝達部206に形成されたカム溝214、及び、凸部220は、駆動伝達部206と一体に回転する。駆動モータ604が駆動ギア300を介してトナーボトルTの駆動伝達部206に回転駆動力を伝達することによって、トナーボトルTの駆動伝達部206、及び、駆動伝達部206に連結された収容部207は回転する。収容部207の内部には、螺旋状に凸部205が形成されており、収容部207の回転に伴って収容部207内のトナーを排出口211に向けて搬送する。
The
一方、キャップ部222は、装着部310によって回転が規制されているので、駆動伝達部206が回転したとしても回転しない。トナー排出口211、ポンプ部210、往復動部材213もキャップ部222とともに回転しないように規制されており、駆動伝達部206が回転したとしても、トナー排出口211、ポンプ部210、往復動部材213は回転しない。
On the other hand, since the rotation of the
キャップ部222の内側には駆動伝達部206が回転することによって往復動部材213が回転することを規制する回転規制溝が形成されており、往復動部材213は回転規制溝に係合される(図5)。さらに、往復動部材213は、ポンプ部210に接続されると共に、不図示の爪部が駆動伝達部206のカム溝214に係合する。これにより、駆動伝達部206が回転することに応じて、往復動部材213が回転することを規制された状態で往復動部材213がカム溝214に沿って移動するので、往復動部材213が矢印X方向(トナーボトルTの長手方向)に往復動する。
A rotation restricting groove is formed inside the
往復動部材213は、ポンプ部210と連結されている。往復動部材213が往復動することによってポンプ部210は伸長と圧縮を交互に繰り返す。往復動部材213が矢印X方向に移動することによりポンプ部210が伸長する。そして、ポンプ部210が伸長することによりトナーボトルT内の内圧が低下し、排出口211から空気が吸い込まれ、排出部212内のトナーを解す。次に、往復動部材213が矢印X方向と逆方向に移動することによりポンプ部210が圧縮する。そして、ポンプ部210が圧縮することによりトナーボトルT内の内圧が上昇し、排出口211に堆積したトナーが排出口211からトナー搬送路(不図示)を通って現像器100に供給される。
The reciprocating
キャップ部222は、このトナーボトルTの装着方向(矢印M方向)の奥側に突起222aを有する。トナーボトルTが装着位置に装着された場合、ボトルセンサ221がキャップ部222の突起222aを検出することに応じてボトルセンサ221がトナーボトルTが装着されていることを示す信号をCPU601に出力する。
The
さらに、キャップ部222は、排出口211を封止するシール部材222bを備えている。このシール部材222により排出口211が封止されていれば、トナーボトルT内のトナーが排出口211から漏れ出すことを防止できる。なお、トナーボトルTが装着部310に装着される前にユーザがシール部材222を除去することによって、トナーボトルTの排出口211が開放される。
Further, the
ここで、図4(b)はトナーボトルTのポンプ部210が最大限伸張された状態、図4(c)はトナーボトルTのポンプ部210が最大限圧縮された状態を示すトナーボトルTの要部断面図である。なお、ポンプ部210は、このポンプ部210の伸縮動作に伴ってポンプ部210の容積が可変する樹脂製の蛇腹状のポンプである。即ち、ポンプ部210は、「山折り」部と「谷折り」部とがトナーボトルTの長手方向に沿って交互に繰り返し並んでいる。
Here, FIG. 4B shows a state in which the
トナーボトルTは、このトナーボトルTが1回転する間に補給動作を2回行う。1回のトナー補給動作は、ポンプ部210が最大圧縮している状態から開始し、ポンプ部210を伸長させ、その後に圧縮させ、ポンプ部210が最大圧縮した状態で終了する。この状態をトナーボトルTのホームポジションとする。
The toner bottle T performs a replenishment operation twice while the toner bottle T makes one rotation. One toner replenishment operation starts from the state in which the
カム溝214には、2つのピーク部と2つの谷領域が、谷→ピーク→谷→ピークの順番で形成されている。往復動部材213が係合しているカム溝214の位置がピークである場合、ポンプ部210が最大限伸長する。往復動部材213が係合しているカム溝214の位置が谷領域である場合、ポンプ部210が最大限圧縮する。
In the
(回転検知センサの構成)
次に、画像形成装置200に設けられた回転検知センサ203について図5、及び図6に基づいて説明する。回転検知センサ203は、発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部とを有する光学センサである。トナーボトルTが装着部310に装着された場合、トナーボトルTが装着される方向において凸部220が形成される領域と重なる位置に、フラグ204が自重によって接触する。さらに、フラグ204は回転軸204aを中心に揺動可能に支持されている。トナーボトルTの回転に伴ってフラグ204が凸部220に押し上げられた場合、フラグ204が回転軸204aを中心に揺動し、このフラグ204は回転検知センサ203の発光部から受光部に向けて照射される光の光路を遮る遮光位置に移動する。
(Configuration of rotation detection sensor)
Next, the
図5は、トナーボトルTが装着される方向において凸部220が形成されている領域と重なる位置、且つ、駆動伝達部206が回転する回転方向において凸部220と異なる領域(他の領域)にフラグ204が当接している様子を示している。フラグ204が遮光位置に位置していないので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができる。この場合、受光部の受光光量は閾値以上となる。
FIG. 5 shows a position overlapping the region where the
一方、図6は、フラグ204が凸部220に当接している様子を示している。フラグ204が遮光位置に位置しているので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができない。この場合、受光部の受光光量が閾値未満となる。
On the other hand, FIG. 6 shows how the
センサ出力検知回路607は、回転検知センサ203の受光光量を示す出力値と閾値とを比較した結果をASIC602に通知する。センサ出力検知回路607(図2)は、受光部の受光光量が閾値以上であればハイレベルの信号(論理‘H’)を出力し、受光部の受光光量が閾値未満であればローレベルの信号(論理‘L’)を出力する。つまり、センサ出力検知回路607の出力信号は、フラグ204が凸部220の第1の領域によって押し上げられることに応じて、ハイレベルからローレベルに変化する。そして、この出力信号は、トナーボトルTの回転方向において凸部220の第1の領域よりも下流の凸部220の第2の領域に沿ってフラグ204が移動することに応じて、ローレベルからハイレベルに変化する。
The sensor
そのため、図5に示すように、フラグ204が凸部220以外の領域に接触している間、センサ出力検知回路607(図2)はハイレベルの信号を出力する。一方、図6に示すように、フラグ204が凸部220に接触している間、センサ出力検知回路607(図2)はローレベルの信号を出力する。即ち、センサ出力検知回路607と回転検知センサ203は、駆動モータ604に回転されているトナーボトルTの凸部220を検出する。
Therefore, as shown in FIG. 5, the sensor output detection circuit 607 (FIG. 2) outputs a high-level signal while the
ここで、ポンプ部210が圧縮し始めてからポンプ部210が最大限圧縮するまで、凸部220がフラグ204を押し上げる構成となっており、回転検知センサ203が凸部220を検知している状態が、上に述べたトナーボトルTのホームポジションとなる。センサ出力検知回路607(図2)は、ポンプ部210が圧縮し始めてからポンプ部210が最大限圧縮するまでの間、ローレベルの信号(論理‘L’)を出力する。そして、センサ出力検知回路607(図2)は、ポンプ部210が最大限圧縮した状態でローレベルの信号(論理‘L’)がハイレベルの信号(論理‘H’)に切り替わる。さらに、センサ出力検知回路607(図2)は、ポンプ部210が最大限圧縮した状態から、ポンプ部210が伸長する動作を経て、ポンプ部210が最大限伸長した状態となるまでの間、ハイレベルの信号(論理‘H’)を出力する。
Here, the
ここで、センサ出力検知回路607のセンサ出力はトナーボトルTの回転速度に応じて変化する。トナーボトルTの回転速度が増加すればセンサ出力検知回路607がハイレベルのセンサ信号を出力する期間が短くなる。同様に、トナーボトルTの回転速度が増加すればセンサ出力検知回路607はローレベルのセンサ信号を出力する期間が短くなる。また、トナーボトルTの回転速度が低下すればセンサ出力検知回路607はハイレベルのセンサ信号を出力する期間が長くなる。同様に、トナーボトルTの回転速度が低下すればセンサ出力検知回路607はローレベルのセンサ信号を出力する期間が長くなる。
Here, the sensor output of the sensor
そこで、ASIC602は、1回のポンピング動作でのトナー排出量を安定させるため、トナーボトルTの回転速度が目標速度(所定の回転速度)となるように、センサ出力検知回路607のセンサ信号に基づいてPWM信号を設定する。つまり、ASIC602は、補給動作が実行されたときのハイレベルのセンサ信号、又は、ローレベルのセンサ信号が出力された期間を取得し、この期間が目標速度に対応する所定期間となるようにPWM信号を制御する。これによって、所定時間におけるトナーボトルTの内圧の変化が安定してトナー排出量が安定する。
Therefore, in order to stabilize the amount of toner discharged in one pumping operation, the
さらに、トナー補給動作を毎回、ホームポジションから開始することで、1回のポンピング動作でのトナー排出量を安定させることができる。しかし図3で説明したように、トナーボトルTを装着部310に取り付けたときに必ずしもホームポジションになるとは限らない。装着したときのトナーボトルTの回転部の位相によっては、回転検知センサ203に対して、遮光または透光の2値に定まらず、回転検知センサ203からの信号レベルが、センサ出力検知回路607の閾値近傍になる可能性もある。そのため画像形成装置200に用紙を補充するなどの操作によって、装置が微小振動し、ホームポジションを誤検知する可能性がある。
Further, by starting the toner replenishment operation from the home position each time, the toner discharge amount in one pumping operation can be stabilized. However, as described with reference to FIG. 3, when the toner bottle T is attached to the mounting
(ASICの検知モードの説明)
ASIC602は、センサ出力検知回路607から入力された信号に対する応答速度の異なる複数の検知モードを備える。第1検知モードは、センサ出力検知回路607の出力信号を2[msec]間隔でサンプリングし、同じ出力信号が2回連続してサンプリングされた場合に現在の出力信号を検知信号として取得する。一方、第2の検知モードは、センサ出力検知回路607の出力信号を10[msec]間隔でサンプリングし、同じ出力信号が5回連続してサンプリングされた場合に現在の出力信号を検知信号として取得する。つまり、第2検知モードに対応する検知信号を決定するために必要なセンサ信号の連続回数は、第1検知モードに対応する検知信号を決定するために必要なセンサ信号の連続回数より多い。
(Explanation of ASIC detection mode)
The
なお、ASIC602は、トナーボトルTの回転速度が目標速度(所定の回転速度)となるように、センサ出力検知回路607のセンサ信号を検知信号へ変換し、検知信号がハイレベルの期間が所定期間となるようにPWM信号を制御する。検知信号はトナーボトルTの回転情報に相当する。
The
図7は、ASIC602がセンサの出力信号に基づいて検知信号を決定する方法を説明するタイミングチャート図である。モータの状態とは、モータが回転駆動しているのか停止しているのかを表わしている。クロック信号は、ASIC602の内部において発生するクロック信号である。クロック信号は1[msec]毎にハイレベルの信号を出力する。センサ信号はセンサ出力検知回路607の出力信号である。検知信号はASIC602によってセンサ信号から決定される信号である。
FIG. 7 is a timing chart illustrating a method in which the
ASIC602は駆動モータ604が回転している状態において第1検知モードに制御される。ASIC602は1[msec]毎にセンサ信号を取得する。ASIC602は連続して2回以上ハイレベルのセンサ信号を取得した場合に検知信号をハイレベルに決定する。同様に、ASIC602は連続して2回以上ローレベルのセンサ信号を取得した場合に検知信号をローレベルに決定する。
The
一方、ASIC602は駆動モータ604が回転を停止している状態において第2検知モードに制御される。ASIC602は1[msec]毎にセンサ信号を取得する。ASIC602は連続して5回以上ハイレベルのセンサ信号を取得した場合に検知信号をハイレベルに決定する。同様にASIC602は連続して5回以上ローレベルのセンサ信号を取得した場合に検知信号をローレベルに決定する。
On the other hand, the
ここで、図7において領域Shは、画像形成装置200にショックが加わって、センサ信号が短い期間においてハイレベルとローレベルとに交互に切り替わった様子を示している。この場合、ASIC602が第2モードに制御されているので、検知信号はローレベルに維持される。このように、ASIC602はモータが停止している状態において検知信号を取得する場合、出力信号が5回以上連続して同じ信号値とならなければ前回の信号値を維持するので、ショックが加わった場合であっても検知信号が変化してしまうことを抑制できる。
Here, in FIG. 7, the region Sh shows a state in which the
また、第1検知モードは、回転検知センサ203の信号変化に対して、2〜4[msec]の遅延で応答が可能だが、ノイズなどの突発的な信号変化を検知してしまう可能性がある。一方、第2検知モードは、回転検知センサ203の信号変化に対して、40〜50[msec]の遅延が発生してしまうが、ノイズなどの突発的な信号変化を誤検知する可能性は低い。そのため、上に述べた装置構成を踏まえると、トナー補給時は第1検知モードに基づいてASIC602が制御され、トナー非補給時は第2検知モードに基づいてASIC602が制御される。
Further, in the first detection mode, it is possible to respond to the signal change of the
(現像器の説明)
図8は、現像器100の説明図である。図3(a)は、現像器100の内部の説明図である。図3(b)は、トナーボトルTから現像器100へのトナーの補給経路の説明図である。
(Explanation of developer)
FIG. 8 is an explanatory diagram of the developing
現像器100は、隔壁107により第1の収容室105及び第2の収容室106に仕切られる。第1の収容室105には、撹拌スクリュー103が設けられる。第2の収容室106には撹拌スクリュー102が設けられる。現像器100の感光ドラム1に対向する位置には、円筒形状の現像スリーブ101が設けられる。現像器100は、トナーボトルTから補給されるトナーを収容するトナー散らし部104を備える。トナーは、トナーボトルTから、画像形成装置200の本体に設けられる補給経路であるガイド108を介して、現像器100のトナー散らし部104に補給される。トナー散らし部104に収容されるトナーは、撹拌スクリュー103により撹拌されながら第1の収容室105に搬送される。第1の収容室105に搬送されたトナーは、撹拌スクリュー102により撹拌されながら第2の収容室106に搬送される。第2の収容室106に搬送されたトナーは現像スリーブ101に供給される。現像スリーブ101は、トナーを感光ドラム1に供給する。撹拌スクリュー102、103は、図示しない現像スクリュー駆動モータから駆動力を供給される。
The
1回のトナー補給動作によりトナーボトルTからトナー散らし部104に補給されるトナー量は、高濃度画像の画像形成時でも現像器100内のトナー濃度が十分に保たれる量に設定される。トナー散らし部104から第1の収容室105に搬送されるトナー量は、撹拌スクリュー102、103の形状や回転速度に応じて決まる。撹拌スクリュー102、103の高速回転はトナー劣化を早めるために、撹拌スクリュー102、103は所定の速度以上で回転させることができない。1回のトナー補給動作によりトナー散らし部104に補給されるトナー量は、トナー散らし部104から第1の収容室105に搬送されるトナー量よりも多く設定される。そのために連続してトナー補給動作を行う場合、トナー散らし部104からのトナー溢れや、トナー散らし部104内のトナー詰まりが発生する可能性がある。
The amount of toner replenished from the toner bottle T to the toner disperse
(補給動作に連動するフィルタ設定の変更処理)
次に、画像形成装置200の補給動作に連動するフィルタ設定の変更処理を図9のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明において画像形成装置200の補給動作は、画像データに基づく画像形成処理と並行して実行される。以下の説明において、ASIC602を第1検知モードに基づいて制御することをフィルタ設定をFastに設定すると称し、ASIC602を第2検知モードに基づいて制御することをフィルタ設定をSlowに設定すると称する。
(Process to change filter settings linked to replenishment operation)
Next, the process of changing the filter setting linked to the replenishment operation of the
まずCPU601は、ASIC602に対して、回転検知センサ203の信号変化に対するフィルタ設定をSlowに設定する(S101)。これによって、ASIC602が5回以上連続して同じセンサ信号値を取得しなければ、ASIC602は検知信号として前回の検知信号の値を維持する。
First, the
また、ASIC602がENB信号を停止しているにも拘らず検知信号がローレベルからハイレベルへ変化した場合、ASIC602はCPU601へエラー信号を通知する。CPU601はエラー信号を受信すると、トナーボトルTが何らかの影響で回転したと判定する。この場合、CPU601は、電源ユニット(不図示)からモータ駆動部603への電力供給を停止し、表示部10に駆動モータ604の異常を報知する。
Further, when the detection signal changes from the low level to the high level even though the
制御基板600は、画像形成の開始指示を取得して、現像器100内の撹拌スクリュー102、103を回転させる。CPU601は、前回のトナー補給時にカウントしたカウント値をEEPROM606から取得して、その続きのカウントを開始する(S102)。CPU601は、画像形成を開始する(S103)。ステップS103において、CPU601は画像形成装置200の各ユニットを制御して、画像データに基づき画像を形成する。
The
CPU601は、画像形成の実行中にトナー補給を行う(S104:N)。トナー補給動作を開始すると、CPU601は、透磁率センサ610からトナー濃度の検知結果を取得する(S105)。CPU601は、トナー濃度の検知結果に基づいて、現像器100のT/D比を算出する(S106)。CPU601は、算出したT/D比及びビデオカウント値に基づいて、現像器100に補給する必要があるトナーの必要補給量を算出する(S107)。CPU601は、必要補給量の算出結果に基づいて、現像器100にトナー補給が必要であるか否かを判断する(S108)。ステップS108において、CPU601は、必要補給量が、例えばトナーボトルTの1回の補給動作にて現像器100へ補給されるトナーの量よりも多ければ、トナー補給が必要であると判定する。
The
現像器100にトナー補給が必要である場合(S108:Y)、CPU601は、ASIC602に対して、回転検知センサ203の信号変化に対するフィルタ設定をFastに設定する(S109)。これは、トナー補給時にはトナーボトルTの回転速度が所定の回転速度となるようにCPU601は駆動モータ604のPWM信号をフィードバック制御するためである。ASIC602のフィルタ設定をFastに制御することによって、トナー補給時のトナーボトルTの回転速度を高精度に検知でき、回転速度を高精度に制御することが可能となる。フィルタ設定変更後、駆動モータ604によりトナーボトルTを駆動することで、該当する現像器100にトナーを補給する(S110)。トナー補給完了後、CPU601は、ASIC602に対して、回転検知センサ203の信号変化に対するフィルタ設定をSlowに戻す(S111)。
When the
CPU601は、トナー補給が終了すると必要補給量から実際に補給したトナー量を減算する(S112)。例えば必要補給量が2ブロックで実際に補給した量が1ブロックである場合、残りの必要補給量は1ブロックとなる。CPU601は、カウンタのカウント値をリセットして、カウントを再開する(S113)。以上のようにして、画像形成中にトナー補給が行われる。
When the toner replenishment is completed, the
CPU601は、トナー補給の終了後、或いはステップS107の処理でトナー補給が不要であると判定した場合(S108:N)、画像形成が実行中であるか否かを判定し、実行中であれば再度ステップS105以降の処理を行う。CPU601はステップS113の処理で算出された残りの必要補給量は、必要補給量を次回算出する際に加算される。
After the toner replenishment is completed, or when it is determined in the process of step S107 that the toner replenishment is unnecessary (S108: N), the
画像形成が終了した場合(S104:Y)、CPU601は、現像器100内の撹拌スクリュー102、103の回転を停止させ、且つカウントを停止する(S114)。CPU601は、カウントを停止した時点のカウント値をEEPROM606に保存して画像形成処理を終了する(S115)。
When the image formation is completed (S104: Y), the
以上のようにASIC602は、回転検知センサ203の信号変化に対する応答速度を切り替えることで、トナー補給時にトナーボトルの回転速度を高精度に検知しつつ、トナーボトルTが回転していないにもかかわらず、トナーボトルTが回転したと誤検知することを防止できる。なお、ここではASIC602の機能を用いた処理を説明したが、これに限定されるものではない。例えばCPU601の信号読取を多数決処理することや、フィルタ回路を二種類用意して、これらを回路的に切り替えることで上述の処理を行うようにしてもよい。
As described above, the
(モードに応じたフィルタ設定の変更処理)
次に、ASIC602が画像形成装置200のモードに応じてフィルタ設定を変更する処理を図10のフローチャートに基づいて説明する。画像形成装置200は画像データに基づいて画像を形成するプリントモードと、画像形成処理を実行するために駆動される負荷への電力供給を抑制したスタンバイモードとを備える。スタンバイモードにおいて画像形成装置200が所定時間あたりに消費する最大消費電力はプリントモードにおいて画像形成装置200が所定時間あたりに消費する最大消費電力より小さい。
(Process to change filter settings according to mode)
Next, a process in which the
まずCPU601は、ASIC602に対して、回転検知センサ203の信号変化に対するフィルタ設定をSlowに設定する(S201)。CPU601は、スタンバイからプリントに移行したら(S202:Y)、トナー補給動作に備え、回転検知センサ203の信号変化に対するフィルタ設定をFastに設定する(S203)。CPU601は、プリントからスタンバイに移行したら(S204:Y)、トナー補給は発生しないので、回転検知センサ203の信号変化に対するフィルタ設定をSlowの設定に戻す(S205)。
First, the
以上のようにASIC602は、装置がプリント状態か否かに合わせて、回転検知センサ203の信号変化に対する応答速度を切り替えている。これによって、トナー補給時にトナーボトルの回転速度を高精度に検知しつつ、トナーボトルTが回転していないにもかかわらず、トナーボトルTが回転したと誤検知することを防止できる。なお、ここではASIC602の機能を用いた処理を説明したが、これに限定されるものではない。例えばCPU601の信号読取を多数決処理することや、フィルタ回路を二種類用意して、これらを回路的に切り替えることで上述の処理を行うようにしてもよい。
As described above, the
Ta、Tb、Tc、Td トナーボトル
1a、1b、1c、1d 感光ドラム
3a、3b、3c、3d 露光装置
100a、100b、100c、100d 現像器
203 回転検知センサ
310 装着部
602 ASIC
604 駆動モータ
Ta, Tb, Tc,
604 drive motor
Claims (10)
前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、
前記静電潜像を現像剤を用いて現像して画像を形成する現像手段と、
現像剤を収容する収容容器が装着される装着部と、
前記現像手段へ現像剤を補給するために前記装着された収容容器を回転するモータと、
前記装着された収容容器の回転に基づき信号を出力するセンサを有し、第1の応答速度に基づいてセンサの出力信号から前記装着部に装着された収容容器の回転情報を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された前記回転情報に基づいて前記モータを制御する制御手段と、
前記モータの回転駆動を禁止する禁止手段と、を有し、
前記検知手段は、前記禁止手段により前記モータの回転駆動が禁止された場合、前記第1の応答速度より遅い第2の応答速度に基づいて前記センサの出力信号から前記回転情報を検知することを特徴とする画像形成装置。 Photoreceptor and
An exposure means for exposing the photoconductor in order to form an electrostatic latent image on the photoconductor,
A developing means for forming an image by developing the electrostatic latent image with a developing agent,
A mounting part on which a storage container for storing the developing agent is mounted, and
A motor that rotates the mounted container to supply the developing agent to the developing means, and
A detection means having a sensor that outputs a signal based on the rotation of the mounted storage container and detecting rotation information of the storage container mounted on the mounting portion from the output signal of the sensor based on the first response speed. ,
A control means that controls the motor based on the rotation information detected by the detection means, and
It has a prohibition means for prohibiting the rotational drive of the motor, and has
When the rotation drive of the motor is prohibited by the prohibition means, the detection means detects the rotation information from the output signal of the sensor based on the second response speed slower than the first response speed. An image forming apparatus as a feature.
前記禁止手段は、前記画像形成装置が前記第2モードに基づいて制御される場合、前記第2の応答速度に基づいて前記センサの出力信号から前記回転情報を検知することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus is controlled based on a first mode in which an image is formed based on image data and a second mode in which power consumption is lower than that of the first mode.
The prohibition means is characterized in that when the image forming apparatus is controlled based on the second mode, the rotation information is detected from the output signal of the sensor based on the second response speed. The image forming apparatus according to 1.
前記モータは、前記装着部に装着された収容容器を回転させ、前記装着された収容容器の回転駆動に伴い前記ポンプ部を伸縮させることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The accommodating container has an accommodating portion for accommodating the developing agent and a pump portion that expands and contracts to supply the developing agent from the accommodating portion to the developing means by changing the internal pressure of the accommodating portion.
The motor according to any one of claims 1 to 7, wherein the motor rotates the storage container mounted on the mounting portion, and expands and contracts the pump portion according to the rotational drive of the mounted storage container. The image forming apparatus described.
前記検知手段は、前記第2の応答速度において、前記センサの出力信号が前記第1の回数より多い第2の回数連続したことに応じて前記回転情報を決定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The detection means determines the rotation information according to the first number of consecutive output signals of the sensor at the first response speed.
1. The detection means is characterized in that, at the second response speed, the rotation information is determined according to a second number of consecutive output signals of the sensor, which is larger than the first number of times. 9. The image forming apparatus according to any one of 9.
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