JP2014026034A - Toner supply device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー搬送時に駆動エネルギーを抑えて振動を抑制する。
【解決手段】トナー供給装置Aには、トナーカートリッジ14が着脱可能であり、装着されたトナーカートリッジ14の供給口14aから補給されるトナーがトナー貯蔵部18に貯蔵される。駆動源21は、正逆回転を切り替えることで、トナー供給装置Aに装着されたトナーカートリッジ14のキャップ15の開閉による供給口14aの開閉動作と、供給口14aからのトナーの補給のための搬送動作とを切り替えて行える。駆動源制御装置33は、供給口14aの開閉動作のための駆動エネルギーよりも上記搬送動作のための駆動エネルギーの方が小さくなるように駆動源21をPWM制御する。
【選択図】図11Vibration is suppressed by suppressing drive energy during toner conveyance.
Toner supply device A has a toner cartridge 14 detachable, and toner replenished from a supply port 14a of the mounted toner cartridge 14 is stored in a toner storage unit 18. The drive source 21 switches between forward and reverse rotation, thereby opening and closing the supply port 14a by opening and closing the cap 15 of the toner cartridge 14 attached to the toner supply device A, and transport for supplying toner from the supply port 14a. You can switch between operations. The drive source control device 33 performs PWM control of the drive source 21 so that the drive energy for the transport operation is smaller than the drive energy for the opening / closing operation of the supply port 14a.
[Selection] Figure 11
Description
本発明は、トナーカートリッジからトナーを補給して現像装置に供給する技術に関する。 The present invention relates to a technique for supplying toner from a toner cartridge and supplying it to a developing device.
従来、画像形成装置において、トナーカートリッジからホッパへのトナー補給のための駆動と、ホッパから現像器へのトナー補給のための駆動とを、1つのモータを正逆回転させることで行うようにしたものが知られている(特許文献1、2)。 Conventionally, in an image forming apparatus, driving for supplying toner from the toner cartridge to the hopper and driving for supplying toner from the hopper to the developing device are performed by rotating one motor forward and backward. The thing is known (patent documents 1 and 2).
特許文献2の画像形成装置では特に、安価なDCモータを正逆回転させることで、現像剤補給と共にトナー(現像剤)を撹拌搬送し、効率的な用い方をしている。 In particular, in the image forming apparatus of Patent Document 2, an inexpensive DC motor is rotated forward and backward so that the toner (developer) is stirred and conveyed together with the replenishment of the developer for efficient use.
しかしながら、トナー供給装置に適用されるモータを正逆回転で用いる場合、正転動作と逆転動作とで、所望の動作をさせるのに必要なエネルギーが異なる場合は、必要なエネルギーが大きい動作に合わせてモータを選定する必要がある。ここでモータの回転数については、ギア比を合わせることで所望の回転数にて動作させることが可能となる。しかしモータ自身の回転エネルギーを抑えることができないため、余剰分の回転エネルギーが生じるような場合には、余剰分の回転エネルギーが振動エネルギーとなり、トナー供給装置から振動が発生することになる。 However, when the motor applied to the toner supply device is used in forward / reverse rotation, if the energy required to perform the desired operation differs between the forward rotation operation and the reverse rotation operation, it is adjusted to the operation that requires a large amount of energy. It is necessary to select a motor. Here, with respect to the rotational speed of the motor, it is possible to operate at a desired rotational speed by matching the gear ratio. However, since the rotational energy of the motor itself cannot be suppressed, when excessive rotational energy is generated, the excessive rotational energy becomes vibration energy, and vibration is generated from the toner supply device.
ここで、画像形成装置においては、像担持体にトナーを供給する現像器にトナーを補給する必要がある。特に、露光装置が像担持体の上方に配置される画像形成装置においては、トナー供給装置は、スキャナユニットと同様に像担持体の上方に配置されることから、露光装置の近くに配置される構成となることが多くなる。このような配置においては、トナー供給装置から発生した振動が露光装置に伝わりやすく、振動が大きいと画像不良を引き起こすおそれがある。 Here, in the image forming apparatus, it is necessary to supply toner to a developing device that supplies toner to the image carrier. In particular, in an image forming apparatus in which the exposure device is disposed above the image carrier, the toner supply device is disposed above the image carrier in the same manner as the scanner unit, and thus is disposed near the exposure device. Often becomes a configuration. In such an arrangement, the vibration generated from the toner supply device is easily transmitted to the exposure device, and if the vibration is large, there is a possibility of causing an image defect.
さらに、近年の低コスト化へ伴って、画像形成装置の枠体の強度も必要最低限となっており、従来に比べれば強度が下がっている。そのため、振動が一層伝わりやすくなっており、トナー供給装置の振動発生を抑制することが望まれる。 Furthermore, with the recent cost reduction, the strength of the frame of the image forming apparatus has become the minimum necessary, and the strength is lowered compared to the conventional one. Therefore, vibration is more easily transmitted and it is desired to suppress the occurrence of vibration in the toner supply device.
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、正逆回転を切り替えることで、装着されたトナーカートリッジの供給口の開口動作と、トナーカートリッジの供給口からのトナーの補給または補給されたトナーの現像装置への供給のいずれかのための搬送動作とを切り替えて行える装置において、それぞれの動作に応じた回転エネルギーで動作させることができるようにすることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and its object is to switch the forward / reverse rotation so that the operation of opening the supply port of the mounted toner cartridge and the supply port of the toner cartridge are changed. In a device that can be switched between the replenishment of toner and the transport operation for supplying the replenished toner to the developing device, the device can be operated with rotational energy corresponding to each operation. is there.
上記目的を達成するために本発明は、トナーを収容したトナーカートリッジの装着が可能であり、装着されたトナーカートリッジの供給口から補給されたトナーを画像形成装置の現像装置に供給するトナー供給装置であって、正逆回転を切り替えることで、装着された前記トナーカートリッジの前記供給口の開口動作と、前記トナーカートリッジの前記供給口からのトナーの補給または補給されたトナーの前記現像装置への供給のいずれかのための搬送動作とを切り替えて行える駆動手段と、前記搬送動作のための駆動エネルギーが前記供給口の開口動作のための駆動エネルギーよりも小さくなるように前記駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention can mount a toner cartridge containing toner, and supplies a toner supplied from a supply port of the mounted toner cartridge to a developing device of an image forming apparatus. By switching between forward and reverse rotation, the opening operation of the supply port of the mounted toner cartridge and the replenishment of toner from the supply port of the toner cartridge or the replenished toner to the developing device Driving means that can switch between transport operations for either supply and control the drive means so that the drive energy for the transport operation is smaller than the drive energy for the opening operation of the supply port And a control means.
本発明によれば、正逆回転を切り替えることで、装着されたトナーカートリッジの供給口の開口動作と、トナーカートリッジの供給口からのトナーの補給または補給されたトナーの現像装置への供給のいずれかのための搬送動作とを切り替えて行える装置において、それぞれの動作に応じた回転エネルギーで動作させることができる。 According to the present invention, by switching between forward and reverse rotation, either the opening operation of the supply port of the mounted toner cartridge, the supply of toner from the supply port of the toner cartridge, or the supply of the supplied toner to the developing device can be performed. In the apparatus which can be switched between the carrying operation for the car, it can be operated with the rotational energy corresponding to each operation.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係るトナー供給装置が適用される画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an image forming apparatus to which a toner supply device according to an embodiment of the present invention is applied.
本実施の形態における画像形成装置60は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。この画像形成装置60は、4色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、いわゆる中間転写タンデム方式の画像形成装置であり、厚紙対応力や生産性に優れる。
The
まず、シート材の搬送プロセスについて説明する。 First, a sheet material conveyance process will be described.
シート材Sには、シート材収納庫61内のリフトアップ装置62上に積載される形で収納されているものと、手差しトレイ等、装置本体の側面に積載されるものとがある。シート材Sは、シート給送部63により画像形成タイミングに合わせて給送される。ここで、シート給送部63には、分離ローラ等による摩擦分離を利用する方式が用いられている。
The sheet material S includes a sheet material stored on the lift-up
シート給送部63により送り出されたシート材Sは、搬送パス64aおよび64bを通過し、搬送ローラ20を介してレジストローラ65へと搬送される。レジストローラ65は、シート材Sと画像との相対位置を合わせるための装置であり、シート材Sはスキュー補正やタイミング補正が行われた後、二次転写部へと送られる。二次転写部は、対向する二次転写内ローラ608および二次転写外ローラ66により形成されるシート材Sへのトナー像転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることでシート材S上にトナー像を吸着させる。
The sheet material S sent out by the
次に、上述した二次転写部までのシート材Sの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。 Next, a process for forming an image sent to the secondary transfer unit at the same timing as the above-described conveyance process of the sheet material S to the secondary transfer unit will be described.
4色の画像形成部として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(Bk)の4組が存在する。各画像形成部にはそれぞれ、スキャナユニット609、回折部610、像担体である感光体611、帯電装置612、現像装置としての現像器613、一次転写装置618、感光体クリーナ614が備えられる。これらを個別に特定するときには、符号の後にY、M、C、Bkを付す。 As the four-color image forming unit, there are four sets of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk). Each image forming unit includes a scanner unit 609, a diffraction unit 610, a photoconductor 611 as an image carrier, a charging device 612, a developing device 613 as a developing device, a primary transfer device 618, and a photoconductor cleaner 614. When specifying these individually, Y, M, C, and Bk are added after the code.
感光体611は、予め帯電装置612により表面を一様に帯電され、回転する。画像情報の信号に基づいて駆動された露光装置であるスキャナユニット609から出射された光が回折部610を経由して感光体611に照射されることにより、感光体611上に静電潜像が形成される。感光体611上に形成された静電潜像は、現像器613によって現像され、トナー像になる。その後、一次転写装置618により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト605上にトナー像が一次転写される。その後、感光体611上に僅かに残った転写残トナーは感光体クリーナ614により回収される。
The surface of the photoconductor 611 is uniformly charged in advance by the charging device 612 and rotates. The light emitted from the scanner unit 609 which is an exposure apparatus driven based on the image information signal is irradiated to the photoconductor 611 via the diffraction unit 610, whereby an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 611. It is formed. The electrostatic latent image formed on the photoconductor 611 is developed by the developing device 613 to become a toner image. Thereafter, a predetermined pressure and an electrostatic load bias are applied by the primary transfer device 618, and the toner image is primarily transferred onto the
中間転写ベルト605は、駆動ローラ606、テンションローラ607および二次転写内ローラ608等のローラによって、張架され、図中の矢印Bの方向へと搬送駆動される。Y、M、C、Bkの各画像形成部の画像形成プロセスは、各画像形成部によって形成されるトナー像が中間転写ベルト605上に重ね合わせて転写されるように実行される。その結果、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト605上に形成され、二次転写部へと搬送される。
The
次に、二次転写以降のプロセスを説明する。 Next, processes after secondary transfer will be described.
二次転写部において、中間転写ベルト605上に形成されたフルカラーのトナー像が搬送されているシート材S上に転写される。その後、シート材Sは定着前搬送部67により定着装置68へと搬送される。定着装置68は、対向するローラもしくはベルト等によって所定の圧力を加えるとともに、ヒータ等の熱源による熱を加えることにより、シート材S上にトナー像を溶融固着させる。
In the secondary transfer portion, the full-color toner image formed on the
このようにして得られた定着画像を有するシート材Sに対しては、経路選択が行われる。まず、そのまま排紙トレイ600上に排出する場合は排紙搬送パス69が選択される。両面画像形成を要する場合には反転搬送装置100が有する反転誘導パス2に搬送されるよう選択される。両面画像形成を要する場合、シート材Sは反転誘導パス2からスイッチバックパス4へと引き込まれる。そして、反転ローラ6の回転方向が正逆転する(所謂スイッチバック動作を行う)ことでシート材Sの先後端が入れ替わり、両面搬送パス3を介して再度、画像形成部へとシート材Sが搬送される。
Path selection is performed for the sheet material S having a fixed image obtained in this way. First, when the sheet is discharged directly onto the
次に、トナー供給装置の構成を説明する。 Next, the configuration of the toner supply device will be described.
図1に示すように、画像形成装置60の本体の背部の上部に、トナー供給装置Aが取りつけられている。トナー供給装置Aは、現像器613に対応して設けられ、対応する現像器613へのトナーの供給と、トナーカートリッジ14(図4参照)からトナー供給装置A自身へのトナーの補給とを行う機能を有する。トナー供給装置Aは、現像器613へトナーを供給するために、現像器613の上方に配置されている。各トナー供給装置Aの構成は基本的に同様である。
As shown in FIG. 1, a toner supply device A is attached to the upper part of the back of the main body of the
図2、図3は、1つのトナー供給装置Aの斜視図である。図4は、トナーカートリッジ14が装着されたトナー供給装置Aの縦断面図である。図4の上側、右側が、それぞれ画像形成装置60の上側、背面側である。
2 and 3 are perspective views of one toner supply device A. FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the toner supply device A to which the
トナー供給装置Aには、トナーカートリッジ14が着脱可能である。トナー供給装置Aは、トナーカートリッジ14が画像形成装置60の前面側から装着・取り外し可能になっており、装着されたトナーカートリッジ14の供給口14aから補給されるトナーがトナー貯蔵部18に貯蔵される。トナー貯蔵部18に貯蔵されたトナーは、トナー供給装置A内のスクリュー(攪拌スクリュー11、第1のスクリュー12、第2のスクリュー13)によって現像器613へと搬送される構成となっている。
A
トナー供給装置Aは供給口開閉機構Bを備える。トナーカートリッジ14からトナーを補給する際は、供給口開閉機構Bの結合部材16がトナーカートリッジ14の先端に設けられたキャップ15と係合することによって、トナーカートリッジ14が回転可能となる。そして、キャップ15が開けられた状態でトナーカートリッジ14が回転させられることでトナーが補給される構成になっている。
The toner supply device A includes a supply port opening / closing mechanism B. When replenishing toner from the
図2、図3に示すように、トナー供給装置Aは、DCモータで構成される駆動手段としての駆動源21および駆動源22を備える。駆動源21は、正転によって供給口開閉機構Bを動作させてキャップ15を開閉(供給口14aを開閉)すると共に、逆転によってトナーカートリッジ14からトナー貯蔵部18にトナーを搬送補給する機能を果たす。これらの詳細な構成については以降、順次説明していく。
As shown in FIGS. 2 and 3, the toner supply device A includes a
図5は、トナー供給装置Aの上面図である。図6は、図5のA−A線に沿う断面図である。 FIG. 5 is a top view of the toner supply device A. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
トナー供給装置Aから現像器613へのトナーの搬送供給機能について説明する。まず図5に示すように、トナー貯蔵部18に貯蔵されたトナーは、2つの攪拌スクリュー11によって矢印F1の方向に搬送され、さらに1つの第1のスクリュー12によって矢印F2の方向に沿って中央部へ搬送される。このとき、攪拌スクリュー11は、トナーを撹拌しながらトナーが自然に流れるように搬送するため、搬送しすぎることによってトナーの詰まり等を起こさないような形状となっている。中央部に搬送されたトナーは中央部に空いた穴から落下し、第2のスクリュー13(図4、図6参照)に至る。
A function for conveying and supplying toner from the toner supply device A to the developing device 613 will be described. First, as shown in FIG. 5, the toner stored in the
図6に示すように、第1のスクリュー12から中央部に搬送されたトナーが第2のスクリュー13へと落下し、第2のスクリュー13によって最終的に現像器613へと搬送供給される。
As shown in FIG. 6, the toner conveyed from the
まず、画像形成装置60を制御する不図示の制御部が、現像器613内にある図示しないセンサの出力からトナーが不足した信号を受け取る。すると、現像器613へ最適な量のトナーが供給されるように、上記制御部からトナー供給装置Aにトナー供給要求信号が送られる。
First, a control unit (not shown) that controls the
トナー供給要求信号がトナー供給装置Aに送られると、駆動源22が駆動され、駆動源22の回転駆動力が、図3に矢印で示す順番でギア列に伝達される。これにより、トナー供給装置A内のスクリュー(攪拌スクリュー11、第1のスクリュー12、第2のスクリュー13)が回転して現像器613へとトナーが搬送供給される。
When the toner supply request signal is sent to the toner supply device A, the
図7(a)、(b)は、トナー供給装置Aの縦断面図である。 7A and 7B are longitudinal sectional views of the toner supply device A. FIG.
図7(a)に示す状態では、トナー供給装置A内のトナー貯蔵部18はトナーによって満たされている。トナー貯蔵部18にはトナーセンサ17が設けられており、トナーセンサ17の表面上にトナーが存在すると、トナーセンサ17はトナーの圧力を感知し、トナー貯蔵部18内にトナーが十分に存在する状態であると認識される。
In the state shown in FIG. 7A, the
一方、現像器613へのトナー供給を行い、トナー貯蔵部18のトナーが消費されてくると、やがて、図7(b)に示すようにトナーセンサ17の表面上のトナーが存在しなくなる。すると、トナーセンサ17はトナーの圧力を感知せずトナー貯蔵部18A内はトナー無状態であると認識される。トナーセンサ17によりトナー貯蔵部18内のトナー不足が検知されると、トナー貯蔵部18のトナーがトナーセンサ17により検知される状態までトナーカートリッジ14からトナーが補給される。
On the other hand, when the toner is supplied to the developing device 613 and the toner in the
トナーカートリッジ14からトナー供給装置Aへのトナーの搬送動作について詳細に説明する。
The toner transport operation from the
図8(a)は、トナーカートリッジ14の斜視図である。図8(b)は、トナーカートリッジ14の端部の拡大斜視図である。
FIG. 8A is a perspective view of the
図8(a)に示すように、トナーカートリッジ14はボトル形状をしており、それ自身には螺旋形状が形成され、この螺旋形状に沿って、内周面に螺旋突起が形成されている。トナーカートリッジ14は、コロ25を有したカートリッジトレイ26の上にコロ25を介して配置されており、カートリッジトレイ26に対して円滑に回転自在となっている。トナーカートリッジ14自身が回転することで、トナーカートリッジ14の内部に収容されているトナーがトナーカートリッジ14の供給口14aまで搬送され、さらに供給口14aから排出されることで、トナー貯蔵部18へとトナーが搬送・補給される。
As shown in FIG. 8A, the
図9(a)、(b)は、トナーカートリッジ14の供給口14aの側の端部の斜視図であり、それぞれ供給口14aの閉口状態、開口状態を示している。
FIGS. 9A and 9B are perspective views of the end portion of the
トナーカートリッジ14の供給口14aは、図9(a)に示すように通常閉じられており、ユーザが容易に開けることができない構成となっている。一方、図4に示すように、供給口開閉機構Bにおいては、カートリッジ駆動軸27の前端部に結合部材16が一体に連結されている。
The
まず、ユーザがトナーカートリッジ14を指示に従ってトナー供給装置Aに装着(セット)する。すると、トナーカートリッジ14とカートリッジ駆動軸27との軸線とが一致する。しかしトナーカートリッジ14が装着された時点では、図9(a)に示すように、トナーカートリッジ14の先端にあるキャップ15と、供給口開閉機構Bの結合部材16とは係合していない。そのため、供給口14aは開口されておらず、トナーカートリッジ14からトナーを補給することはできない。
First, the user attaches (sets) the
この状態で駆動源21が正回転すると、図2に示すように、駆動源21に連結された駆動列のギアにおいて、駆動力が矢印F3に示す順番でカムギア19に伝達され、供給口開閉機構Bが駆動される。
When the
図10は、供給口開閉機構Bの、トナーカートリッジ14を受け入れる側の部分の斜視図である。カムギア19の内部には不図示のカム溝が形成されている。駆動源21が正回転することで外周側にあるカムギア19が図10の矢印Eの方向に回転させられると、中央部にある円筒部材28が前進動作する。すると、トナーカートリッジ14のキャップ15に結合部材16が係合する。
FIG. 10 is a perspective view of a portion of the supply port opening / closing mechanism B on the side where the
カムギア19が矢印Eの方向にさらに回転すると、カム溝の作用によって円筒部材28が後進動作することで、キャップ15が引き抜かれる。キャップ15と結合部材16とが係合した状態でキャップ15が引き抜かれるため、供給口14aが図9(b)に示すような開口状態となる。
When the
なお、キャップ15の閉じ動作については、カムギア19が矢印Eの方向にさらに回転すると、カム溝の作用によって円筒部材28が再び前進動作することで供給口14aの閉口動作がなされるとする。
As for the closing operation of the
一方、駆動源21が逆回転すると、図2に示すように、矢印F4に沿って配列されるカートリッジ駆動ギア列Cによって駆動源21の駆動力が伝達され、カートリッジ駆動軸27が回転駆動される。すなわち、駆動源21からの駆動力がカートリッジ駆動ギア列Cのうちワンウェイギア23によって分岐し、矢印F3の方向には伝達されることなく、カートリッジ駆動軸27に伝達される。
On the other hand, when the
このとき、結合部材16とカートリッジ駆動軸27が一体となって結合しているため、カートリッジ駆動軸27の回転によって結合部材16が回転する。さらに結合部材16と係合しているキャップ15が回転する結果、トナーカートリッジ14自身が回転することになる(図9(b))。これによって、トナーがトナーカートリッジ14の供給口14aから搬出されてトナー供給装置A内に補給される。
At this time, since the
図11は、駆動源21を制御する制御機構のブロック図および制御の態様を示す図である。トナー供給装置Aは、CPU31、電源電圧装置32、および制御手段としての駆動源制御装置33を有する。
FIG. 11 is a block diagram of a control mechanism for controlling the
トナー供給装置Aにトナーカートリッジ14が確実にセットされたことが、不図示の装着検知センサにより検知されると、駆動源制御装置33は、供給口開閉機構Bを駆動して、トナーカートリッジ14のキャップ15を開く動作を行わせる。
When a mounting detection sensor (not shown) detects that the
上述のように供給口開閉機構Bの駆動には駆動源21を用いており、駆動方式として、本実施の形態においてはPWM(パルス幅変調)による駆動を採用している。PWM信号による駆動制御は次のようになされる。図11に示すように、電源電圧装置32により一定の電圧が印加されている状態において、駆動源制御装置33内のスイッチング素子により、2kHzの周期で、駆動源21に印加する電圧をONとOFFとに状態を切り替えるスイッチングを行う。
As described above, the driving
その際、PWM信号におけるONとOFFとの時間比率(デューティー比)を設定することで、駆動源21に入力される単位時間当たりの有効電圧値を変えることができる。例えば、PWM信号のデューティー比を50%とした場合、ONとOFFとが同じ割合となるため、駆動源21に入力される電圧は一定印加電圧の半分の電圧にほぼ等しくなる。
At this time, the effective voltage value per unit time input to the
不図示の装着検知センサの検知信号等やユーザからの開閉指示等を契機として、CPU31が駆動源制御装置33に開閉指令を送る。開閉動作の指令を与えられると、駆動源制御装置33においてその指令を検知し、駆動源制御装置33は、駆動源21を正回転駆動するよう制御する。供給口14aの開閉の際には、駆動源制御装置33は、デューティー比100%で駆動源21を正回転させる。
The
一方、トナーセンサ17によりトナー貯蔵部18内のトナー不足が検知されると、CPU31が駆動源制御装置33にトナーカートリッジ14の回転指令を送る。トナーカートリッジ14の回転指令を与えられると、駆動源制御装置33においてその指令を検知し、駆動源制御装置33は、駆動源21を逆回転駆動するよう制御する。トナーカートリッジ14の回転の際には、駆動源制御装置33は、デューティー比62%で駆動源21を逆回転させる。
On the other hand, when the
ここで、前述したトナーカートリッジ14の供給口14aの開閉動作と、トナー貯蔵部18へのトナー搬送のためのトナーカートリッジ14自体の回転動作とにおける駆動エネルギーについて比較する。図12は、供給口14aの開閉動作とトナーカートリッジ14の回転とにそれぞれ必要な駆動エネルギーを示す図である。
Here, the drive energy in the opening / closing operation of the
トナーカートリッジ14は、ユーザが容易にキャップ15を開閉できない構成となっており、また、ユーザが操作する際に汚れが発生しないように強固に封止されている。そのため、キャップ15の開閉には大きいトルクを要し、開閉に大きな駆動エネルギーを要する。
The
それに対し、トナーカートリッジ14の回転は、トナーカートリッジ14がコロ25で支持されスムーズに回転できる構成となっているため、キャップ15の開閉に比べて小さいトルクで回転させることが可能で、大きなエネルギーを要しない。
On the other hand, the rotation of the
ところが本実施の形態では、コストやスペースの観点から、同一の駆動源21の正逆回転を切り替えることで、キャップ15の開閉動作とトナーカートリッジ14の回転動作とを切り替える構成を採用している。そのため、駆動源21には、キャップ15の開閉動作に十分な駆動エネルギーを発生できるものを選定している。
However, in the present embodiment, from the viewpoint of cost and space, a configuration is adopted in which the
かかる構成において、仮に、従来と同様に、キャップ15の開閉動作時と同じ大きさの駆動エネルギーでトナーカートリッジ14を回転させるとする。すると、図12に示すように、回転に必要なエネルギー以上の余剰分のエネルギーが生じ、それが振動エネルギーとなってしまう。
In such a configuration, it is assumed that the
特に、感光体611に対し露光を行うスキャナユニット609が感光体611の上方に位置する配置構成においては、スキャナユニット609とトナー供給装置Aとが近接している。そのため、余剰エネルギーに起因する振動エネルギーがスキャナユニット609に伝達されやすく、それにより露光振れが生じ、画像不良を起こすおそれがある。 In particular, in the arrangement configuration in which the scanner unit 609 for exposing the photosensitive member 611 is positioned above the photosensitive member 611, the scanner unit 609 and the toner supply device A are close to each other. For this reason, vibration energy caused by surplus energy is easily transmitted to the scanner unit 609, which may cause exposure shake and cause image defects.
そこで本実施の形態では、駆動源制御装置33がPWM駆動を行い、供給口14aの開閉動作のための駆動エネルギーが、トナー補給時の搬送動作のためにトナーカートリッジ14を回転させる駆動エネルギーよりも大きくなるように駆動源21を制御する。
Therefore, in the present embodiment, the drive
すなわち、駆動源制御装置33は、トナー補給時の搬送動作のためのトナーカートリッジ14の回転に必要な最小エネルギーを供給するように、駆動源21に供給する有効電圧を制御する。上述したように、駆動源21の逆回転時にデューティー比を例えば62%にすることによって、余剰の振動エネルギーを減少させている。
That is, the drive
なお、余剰の振動エネルギーを減少させる観点からは、供給口14aの開閉動作のための駆動エネルギーは、トナー補給時のトナーカートリッジ14の回転駆動エネルギーよりも大きければよい。従って、駆動源21を正回転させる際のデューティー比は100%よりも小さくてもよい。
From the viewpoint of reducing surplus vibration energy, the drive energy for opening and closing the
ところで、画像形成装置60において、それぞれの構成部品には固有振動数があり、固有振動数に近い振動が構成部品に与えられると、与えられた振動を増幅させる現象が起こる。本実施の形態における画像形成装置60においては、スキャナユニット609内の部品、特にレンズ支持構成の固有振動数に近い振動をトナー供給装置Aが発生したとすると、露光振れを助長してしまう。
By the way, in the
しかし、駆動源制御装置33は、駆動源21の回転数をPWM駆動によって自在に制御可能である。そこで、PWM駆動において、トナーカートリッジ14を回転駆動させるカートリッジ駆動ギア列C(図2)から発生する振動の周波数を、スキャナユニット609内のレンズ支持構成(図示せず)の固有振動数に一致しないように設定する。これにより、振動エネルギーが増幅されることを回避している。
However, the drive
本実施の形態によれば、駆動源21は、正逆回転を切り替えることで、装着されたトナーカートリッジ14の供給口14aの開閉動作と、供給口14aからのトナーの補給のための搬送動作とを切り替えて行える。そして、駆動源制御装置33は、供給口14aの開閉動作のための駆動エネルギーよりも上記搬送動作のための駆動エネルギーの方が小さくなるように駆動源21を制御する。これにより、供給口14aの開閉動作と搬送動作のそれぞれの動作に応じた回転エネルギーで動作させることができ、トナー搬送時には駆動エネルギーを抑え、駆動エネルギーを余剰させないようにして、振動を抑制することができる。
According to the present embodiment, the
また、カートリッジ駆動ギア列Cが上記搬送動作の時に発生させる振動数が、スキャナユニット609の固有振動数とは異なっている。これにより、余剰エネルギーによって振動エネルギーが増幅されることを回避し、画像不良を引き起こさないようにすることができる。 Further, the frequency generated by the cartridge drive gear train C during the above-described transport operation is different from the natural frequency of the scanner unit 609. As a result, it is possible to avoid the vibration energy from being amplified by the surplus energy and prevent image defects.
なお、スキャナユニット609に限られず、トナー供給装置Aに近接配置される構成要素、例えば感光体611についても、振動数の一致を避けるのが望ましい。すなわち、駆動源制御装置33は、PWM駆動において、カートリッジ駆動ギア列Cが発生させる振動の周波数が感光体611の固有振動数に一致しないように制御する。
It should be noted that it is desirable not to be limited to the scanner unit 609, but also to avoid the coincidence of the frequencies of the components arranged close to the toner supply device A, for example, the photoconductor 611. That is, the drive
なお、本実施の形態においては、PWM駆動によって電圧を制御しているが、駆動源21に与える電圧値を計算や実験によって予め算出しておき、その電圧を一定電圧として駆動源21に入力するような制御を採用してもよい。
In the present embodiment, the voltage is controlled by PWM driving. However, a voltage value applied to the driving
なお、本実施の形態では、駆動源21は、キャップ15の開閉動作時に正転、トナーカートリッジ14からトナー供給装置Aへのトナー補給時に逆転として例示したが、正逆回転方向を例示とは反対としてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、トナーカートリッジ14のキャップ15の開閉動作と、トナーカートリッジ14からトナー供給装置Aへのトナー補給のための搬送動作とで駆動源21を正逆駆動する例を示した。しかしこれに限るものではない。例えば、駆動源21、22に相当する単一のモータで、キャップ15の開閉動作と、トナー供給装置Aから現像器613へのトナー搬送動作とを行える構成とする。そして、上記単一のモータの正逆回転を切り替えることで、上記開閉動作と上記トナー搬送動作とを切り替えて行う構成とした場合にも、本発明を適用可能である。
Further, in the present embodiment, an example in which the
すなわちこの構成の場合、現像器613へトナーを搬送供給するために必要な駆動エネルギーは、キャップ15の開閉動作に比べれば小さい。そこで、駆動源制御装置33は、供給口14aの開閉動作のための駆動エネルギーが現像器613へトナーを搬送するための駆動エネルギーよりも大きくなるように上記単一のモータを制御すればよい。
That is, in the case of this configuration, the driving energy required to convey and supply the toner to the developing device 613 is smaller than the opening / closing operation of the
従って、トナーカートリッジ14からトナー供給装置Aへのトナーの補給またはトナー供給装置Aから現像器613へのトナー供給のいずれかのためのトナー搬送動作と比較して、キャップ15の開閉動作時の駆動源の駆動エネルギーを大きくすればよい。ただし、駆動源の駆動エネルギーを大きくする対象となる動作は、キャップ15の開閉の双方でなくてもよく、開口動作だけであってもよい。
Therefore, the driving during the opening / closing operation of the
また、キャップ15の開閉のための構造、機構、動作は、例示したものに限定されず、回転や前進後進等の態様に制約されるものではない。
Further, the structure, mechanism, and operation for opening and closing the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。 Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included.
14 トナーカートリッジ
14a 供給口
21 駆動源
27 カートリッジ駆動軸
33 駆動源制御装置
60 画像形成装置
613 現像器
A トナー供給装置
C カートリッジ駆動ギア列
14
Claims (4)
正逆回転を切り替えることで、装着された前記トナーカートリッジの前記供給口の開口動作と、前記トナーカートリッジの前記供給口からのトナーの補給または補給されたトナーの前記現像装置への供給のいずれかのための搬送動作とを切り替えて行える駆動手段と、
前記搬送動作のための駆動エネルギーが前記供給口の開口動作のための駆動エネルギーよりも小さくなるように前記駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とするトナー供給装置。 A toner supply device capable of mounting a toner cartridge containing toner and supplying toner supplied from a supply port of the mounted toner cartridge to a developing device of an image forming apparatus,
By switching between forward and reverse rotation, either the opening operation of the supply port of the mounted toner cartridge, the supply of toner from the supply port of the toner cartridge, or the supply of supplied toner to the developing device Driving means capable of switching between the transfer operation for
And a control unit that controls the driving unit so that the driving energy for the conveying operation is smaller than the driving energy for the opening operation of the supply port.
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