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JP6337609B2 - Flow velocity measuring apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description

本発明は、搬送経路内を搬送される粉体の流速を測定する流速測定装置に関し、特に粉体として画像形成装置の搬送経路内を搬送されるトナーの流速を測定するに好適な流速測定装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a flow velocity measuring device that measures the flow velocity of powder that is conveyed in a conveyance path, and more particularly, a flow velocity measurement device that is suitable for measuring the flow velocity of toner that is conveyed in a conveyance path of an image forming apparatus as powder. And an image forming apparatus including the same.

デジタル複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、画像形成にトナーを用いる。近年では省エネ化のため、より定着温度の低いトナーを用いる傾向にある。低温定着が可能なトナーは、トナーを構成するメインレジンのガラス転移温度を下げることで作製可能である。しかし、低温定着が可能なトナーは機械的強度が低下し、流動性の悪化やトナーの凝集が発生し易くなるため、トナー搬送経路内で詰まりを発生させる等の問題を引き起こし易くなる。
画像形成装置においては、画像形成時におけるトナー消費量に応じてトナー容器からトナーを搬送して現像装置に補給する。仮に、搬送経路内でトナーが詰まった場合には現像装置内のトナー濃度が低下する。現像装置内のトナー濃度の低下量が大きい場合には、記録媒体上の画像濃度が低下して、かすれたような画像となる場合がある。
In an electrophotographic image forming apparatus such as a digital copying machine or a laser printer, toner is used for image formation. In recent years, there is a tendency to use toner having a lower fixing temperature for energy saving. A toner that can be fixed at a low temperature can be produced by lowering the glass transition temperature of the main resin constituting the toner. However, a toner that can be fixed at a low temperature has a low mechanical strength and is liable to deteriorate in fluidity and agglomerate the toner, and thus easily causes problems such as clogging in the toner conveyance path.
In the image forming apparatus, toner is transported from the toner container and replenished to the developing device according to the amount of toner consumed during image formation. If the toner is clogged in the conveyance path, the toner density in the developing device decreases. If the amount of decrease in the toner density in the developing device is large, the image density on the recording medium may be reduced, resulting in a blurred image.

ここで、搬送経路内のトナーは、搬送スクリュや搬送経路内の圧力変化を利用して搬送されるため、トナーには機械的ストレスがかかりやすい。上述のように、低温定着が可能なトナーは機械的強度が低いため、トナーは機械的ストレスを受けて凝集し易くなる。搬送経路内にてトナーが詰まる場合、その前兆として搬送経路内のトナーの流量が低下する。搬送経路内におけるトナー流量の低下を正確に検知できれば、トナーの詰まりやこれに伴う画像品質の低下といった問題を回避できる。
搬送経路内におけるトナーの状態を検知する従来技術として特許文献1には、圧電振動子や超音波センサを用いてトナー搬送負荷の変動を検知する装置が記載されている。また、特許文献2には、透磁率センサをトナー貯蔵装置の外周面下部や外側面に圧接したトナー有無検知装置が記載されている。
Here, since the toner in the transport path is transported using a transport screw or a pressure change in the transport path, the toner is likely to be mechanically stressed. As described above, the toner that can be fixed at a low temperature has low mechanical strength, and therefore the toner is likely to aggregate due to mechanical stress. When toner is clogged in the transport path, the toner flow rate in the transport path decreases as a precursor. If a decrease in the toner flow rate in the conveyance path can be accurately detected, problems such as toner clogging and associated image quality deterioration can be avoided.
As a conventional technique for detecting the state of toner in the conveyance path, Patent Document 1 describes an apparatus that detects a change in toner conveyance load using a piezoelectric vibrator or an ultrasonic sensor. Patent Document 2 describes a toner presence / absence detection device in which a magnetic permeability sensor is pressed against a lower portion or an outer surface of an outer peripheral surface of a toner storage device.

上記技術はいずれも、ある領域にトナーが存在するか否かを検知するだけである。即ち従来技術では、搬送経路内でトナーが詰まっているか否かを検知できるが、トナーの流量の変動を検知することは困難である。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、搬送経路内を搬送される粉体の流量の変動を検知できる新規な装置を提供することを目的とする。
All of the above techniques only detect whether toner is present in a certain area. In other words, in the prior art, it is possible to detect whether or not the toner is clogged in the conveyance path, but it is difficult to detect a change in the toner flow rate.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel apparatus capable of detecting fluctuations in the flow rate of powder transported in a transport path.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、搬送経路内を所定方向に搬送される粉体の流速を測定する流速測定装置であって、一部を支持手段によって支持されると共に前記搬送経路内に配置された梁部、及び、搬送される粉体の接触による前記梁部の変形を電気的な抵抗値として出力するピエゾ抵抗体を備えたカンチレバーと、前記梁部を所定の周波数及び振幅にて振動させる振動手段と、前記ピエゾ抵抗体が出力する抵抗値の変化として検出される前記梁部の周波数又は振幅の変化に基づいて前記粉体の流速を導出する演算手段と、を備えたことを特徴とする。

In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a flow velocity measuring apparatus for measuring a flow velocity of powder conveyed in a predetermined direction in a conveyance path, and a part thereof is supported by a support means. And a cantilever provided with a piezoresistor that outputs a beam portion arranged in the conveyance path, and an electric resistance value of deformation of the beam portion caused by contact of the conveyed powder, and the beam portion. Vibrating means for vibrating at a predetermined frequency and amplitude, and calculating means for deriving the flow velocity of the powder based on a change in frequency or amplitude of the beam portion detected as a change in resistance value output from the piezoresistor And.

本発明によれば、ピエゾ抵抗体が出力する抵抗値に基づいて粉体の流速を導出できるので、搬送経路内を搬送される粉体の搬送流量の変動を検知可能となる。   According to the present invention, since the flow velocity of the powder can be derived based on the resistance value output from the piezoresistor, it is possible to detect fluctuations in the conveyance flow rate of the powder conveyed in the conveyance path.

本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. トナー補給装置にトナー容器が設置された状態を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a state where a toner container is installed in the toner supply device. 図2に示すトナー落下搬送経路の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of a toner dropping conveyance path illustrated in FIG. 2. 図3のA矢視図である。It is A arrow directional view of FIG. 自己検知型SPMプローブの一例を示した平面図である。It is the top view which showed an example of the self-detection type SPM probe. 第二の実施形態に係る流速測定装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow velocity measuring apparatus which concerns on 2nd embodiment. 図2に示す搬送ノズルとトナー落下搬送経路の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of a transport nozzle and a toner dropping transport path illustrated in FIG. 2. 図2に示す搬送ノズルとトナー落下搬送経路の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of a transport nozzle and a toner dropping transport path illustrated in FIG. 2.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .

〔画像形成装置〕
<構成>
図1は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
画像形成装置100は、トナー像が一次転写される中間転写体としての中間転写ベルト8を備え、タンデム現像方式を採用して電子写真方式によりフルカラー画像を形成可能なカラープリンタである。
画像形成装置100の上方には、トナー容器収容部31が配置されている。トナー容器収容部31には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した4つのトナー容器32Y、32M、32C、32Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。トナー容器収容部31の下方には一次転写ユニット15(一次転写部)が配設されている。その一次転写ユニット15の中間転写ベルト8(中間転写体又は一次転写体)に対向するように、各色に対応した4つの画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kが並設されている。なお、画像形成ユニットの色の並び順は図示するものに限らず、他の並び順であっても構わない。
[Image forming apparatus]
<Configuration>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
The image forming apparatus 100 is a color printer that includes an intermediate transfer belt 8 as an intermediate transfer body on which a toner image is primarily transferred, and that can form a full-color image by an electrophotographic method using a tandem developing method.
A toner container storage unit 31 is disposed above the image forming apparatus 100. Four toner containers 32Y, 32M, 32C, and 32K corresponding to the respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are detachable (replaceable) in the toner container housing 31. Is installed. A primary transfer unit 15 (primary transfer unit) is disposed below the toner container housing 31. Four image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K corresponding to the respective colors are arranged in parallel so as to face the intermediate transfer belt 8 (intermediate transfer member or primary transfer member) of the primary transfer unit 15. The arrangement order of the colors of the image forming units is not limited to that shown in the figure, and other arrangement orders may be used.

トナー容器32Y、32M、32C、32Kの下方には、それぞれ、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kが配設されている。そして、トナー容器32Y、32M、32C、32Kに収容されたトナーは、それぞれ、トナー補給装置60Y、60M、60C、60Kによって、画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの現像装置50Y、50M、50C、50K内に供給(補給)される。
画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム1Y、1C、1M、1K(像担持体)と、各感光体ドラムの周りに配置された帯電手段、現像装置50Y、50M、50C、50K、クリーニング手段等を備えている。各感光体ドラム1Y、1C、1M、1Kは、色の異なる単色のトナー像を夫々担持する。また、画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kは、感光体ドラム1Y、1C、1M、1Kの回転軸が平行になるように、且つ中間転写ベルト8の走行方向に沿って所定のピッチで配列されている。画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kが備える現像装置50Y、50M、50C、50Kは、使用するトナー色が異なる以外は何れも同様の構成である。
画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの下方には、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの表面にレーザー光Lを走査しながら照射する光書込ユニット7(露光装置)が配置されている。
Below the toner containers 32Y, 32M, 32C, and 32K, toner replenishing devices 60Y, 60M, 60C, and 60K are disposed, respectively. The toners stored in the toner containers 32Y, 32M, 32C, and 32K are respectively supplied to the developing devices 50Y, 50M, and 50C of the image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K by the toner replenishing devices 60Y, 60M, 60C, and 60K. , 50K is supplied (supplemented).
The image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K respectively include photosensitive drums 1Y, 1C, 1M, and 1K (image carriers) as image carriers, charging units and developing devices disposed around the photosensitive drums. 50Y, 50M, 50C, 50K, cleaning means and the like are provided. Each of the photosensitive drums 1Y, 1C, 1M, and 1K carries a single color toner image having a different color. The image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K are arranged at a predetermined pitch along the running direction of the intermediate transfer belt 8 so that the rotation axes of the photosensitive drums 1Y, 1C, 1M, and 1K are parallel to each other. Has been. The developing devices 50Y, 50M, 50C, and 50K included in the image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K have the same configuration except that different toner colors are used.
Below the image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K, a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like are provided, and lasers are applied to the surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K based on the image data. An optical writing unit 7 (exposure apparatus) that irradiates while scanning the light L is disposed.

画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの上方には、画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kにて形成された各色トナー像が重ね合わされて転写される中間転写ベルト8を備えた一次転写ユニット15が配置されている。
一次転写ユニット15は、中間転写ベルト8、4つの一次転写ローラ9Y、9C、9M、9K、及び中間転写クリーニング装置10等を含んで構成される。中間転写ベルト8は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材(二次転写バックアップローラ12)の回転駆動によって図1中、反時計回りに無端移動される。
中間転写クリーニング装置10は、ブラシローラとクリーニングブレードとから構成されている。中間転写クリーニング装置10は、中間転写ベルト8の外周面にブラシローラとクリーニングブレードが接触するように配置されている。中間転写クリーニング装置10により中間転写ベルト8に付着したトナー等の異物が除去される。
一次転写ユニット15の図中右側には、中間転写ベルト8が担持搬送するトナー像を記録媒体Pに転写する二次転写ユニット16(二次転写手段、二次転写部)が配置されている。二次転写ユニット16は、二次転写ローラ19と二次転写バックアップローラ12とを備え、二次転写ローラ19と二次転写バックアップローラ12との間に中間転写ベルト8を挟み込んで二次転写ニップを形成している。
Above the image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K, a primary transfer unit including an intermediate transfer belt 8 on which the toner images formed by the image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K are superimposed and transferred. 15 is arranged.
The primary transfer unit 15 includes an intermediate transfer belt 8, four primary transfer rollers 9Y, 9C, 9M, and 9K, an intermediate transfer cleaning device 10, and the like. The intermediate transfer belt 8 is stretched and supported by a plurality of roller members, and is endlessly moved counterclockwise in FIG. 1 by the rotational drive of one roller member (secondary transfer backup roller 12).
The intermediate transfer cleaning device 10 includes a brush roller and a cleaning blade. The intermediate transfer cleaning device 10 is disposed so that the brush roller and the cleaning blade are in contact with the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 8. Foreign matter such as toner adhering to the intermediate transfer belt 8 is removed by the intermediate transfer cleaning device 10.
On the right side of the primary transfer unit 15 in the figure, a secondary transfer unit 16 (secondary transfer means, secondary transfer portion) for transferring the toner image carried and conveyed by the intermediate transfer belt 8 to the recording medium P is disposed. The secondary transfer unit 16 includes a secondary transfer roller 19 and a secondary transfer backup roller 12, and an intermediate transfer belt 8 is sandwiched between the secondary transfer roller 19 and the secondary transfer backup roller 12, and a secondary transfer nip. Is forming.

二次転写ユニット16の上方には、定着ユニット20が配置されている。定着ユニット20は、定着ベルト及び加圧ローラを備え、記録媒体Pの表面に二次転写されたカラートナー像を熱と圧力とにより記録媒体P上に定着させる。
定着ユニット20の記録媒体Pの搬送方向下流には、画像が形成された記録媒体Pを装置外へ排出する排紙ローラ対29が備えられている。排紙ローラ対29のローラ間を経て装置外へ排出された記録媒体Pは、スタック部30上に順次スタックされる。
二次転写ユニット16及び定着ユニット20の図中右側には、両面ユニット18が備えられている。両面ユニット18は、一方の面に画像が転写されて定着ユニット20を通過した記録媒体Pを反転させつつ再び二次転写ユニット16へ搬送して、記録媒体Pの他方の面に画像を転写し、定着する場合に用いる。
画像形成装置100の最下部には、給紙カセット26aを備えている。給紙カセット26aには、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。給紙ローラ27aが図1中の反時計方向に回転駆動されると、最上部の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
A fixing unit 20 is disposed above the secondary transfer unit 16. The fixing unit 20 includes a fixing belt and a pressure roller, and fixes the color toner image secondarily transferred onto the surface of the recording medium P onto the recording medium P by heat and pressure.
A discharge roller pair 29 for discharging the recording medium P on which an image has been formed to the outside of the apparatus is provided downstream of the fixing unit 20 in the conveyance direction of the recording medium P. The recording medium P discharged outside the apparatus through the pair of paper discharge rollers 29 is sequentially stacked on the stack unit 30.
A duplex unit 18 is provided on the right side of the secondary transfer unit 16 and the fixing unit 20 in the drawing. The duplex unit 18 transfers the image onto the other side of the recording medium P by reversing the recording medium P on which the image has been transferred to one side and passing through the fixing unit 20 to the secondary transfer unit 16 while inverting it. Used for fixing.
At the bottom of the image forming apparatus 100, a paper feed cassette 26a is provided. In the paper feed cassette 26a, a plurality of recording media P such as transfer paper are stacked and stored. When the paper feed roller 27a is driven to rotate counterclockwise in FIG. 1, the uppermost recording medium P is fed toward the rollers of the registration roller pair 28.

また、両面ユニット18の図中右側には、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイ26bが備えられている。給紙ローラ27bが図1中の時計方向に回転駆動されると、最上部の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
なお、図示していないが、画像形成装置100はこの他にも、廃トナーボトルや、電源ユニットなどを備えている。
Further, on the right side of the duplex unit 18 in the figure, a manual feed tray 26b that manually feeds from the side of the image forming apparatus is provided. When the paper feed roller 27 b is driven to rotate in the clockwise direction in FIG. 1, the uppermost recording medium P is fed toward the rollers of the registration roller pair 28.
Although not shown, the image forming apparatus 100 further includes a waste toner bottle, a power supply unit, and the like.

<画像形成動作>
画像形成動作について説明する。
感光体ドラム1は、不図示の駆動モータによって図1中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電手段と対向する位置で、感光体ドラム1の表面が一様に帯電される。所定の電位に帯電した感光体ドラム1の表面には、光書込ユニット7により画像データに基づくレーザー光Lが走査され、該当色の静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラム1の表面が現像装置50との対向位置に到達すると、感光体ドラム1表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。
上記の動作が全ての画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kにおいて同様に所定のタイミングで行われ、各感光体ドラム1Y、1C、1M、1Kの表面には、夫々所定の色のトナー像が形成される。
画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの画像形成動作タイミングに合わせて、中間転写ベルト8が駆動され、各感光体ドラム1Y、1C、1M、1K上のトナー像が中間転写ベルト8に順次転写される。このトナー像の転写は、中間転写ベルト8を挟んで各感光体ドラム1Y、1C、1M、1Kと対向配置されている一次転写ローラ9Y、9C、9M、9Kに、図示しない電源より感光体ドラム1Y、1C、1M、1K上のトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。
<Image forming operation>
An image forming operation will be described.
The photosensitive drum 1 is rotationally driven in a clockwise direction in FIG. 1 by a drive motor (not shown). Then, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged at a position facing the charging unit. A laser beam L based on image data is scanned by the optical writing unit 7 on the surface of the photosensitive drum 1 charged to a predetermined potential, and an electrostatic latent image of the corresponding color is written. When the surface of the photosensitive drum 1 carrying the electrostatic latent image reaches a position facing the developing device 50, toner is supplied to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 to form a toner image.
The above operation is similarly performed at a predetermined timing in all the image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K, and toner images of a predetermined color are respectively formed on the surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1C, 1M, and 1K. It is formed.
The intermediate transfer belt 8 is driven in accordance with the image forming operation timing of the image forming units 6Y, 6M, 6C, and 6K, and the toner images on the photosensitive drums 1Y, 1C, 1M, and 1K are sequentially transferred to the intermediate transfer belt 8. Is done. The transfer of the toner image is performed by a primary transfer roller 9Y, 9C, 9M, and 9K disposed opposite to the photosensitive drums 1Y, 1C, 1M, and 1K across the intermediate transfer belt 8 from a power source (not shown). This is performed by applying a voltage having a polarity opposite to that of the toner on 1Y, 1C, 1M, and 1K.

記録媒体Pは、給紙カセット26a、又は手差しトレイ26bの何れかから搬送され、レジストローラ対28に到達したところで一端停止する。前述の画像形成動作タイミングに合せて、記録媒体Pはレジストローラ対28より二次転写ユニット16へ搬送される。
中間転写ベルト8上に重ね合わされた4色のトナー像は、二次転写ローラ19と中間転写ベルト8とのニップ部(二次転写ニップ部)で記録媒体Pに転写される。このトナー像の転写は、二次転写ローラ19に図示しない電源より中間転写ベルト8上のトナーと逆極性の電圧が印加されることで行われる。記録媒体Pは二次転写ニップにより定着ユニット20へ搬送される。
定着ユニット20では、記録媒体Pの上のトナー像は、定着ベルト及び加圧ローラとの間の定着ニップにて、熱と圧力により定着される。記録媒体Pは定着ニップにより搬送される。
一方の面に画像が形成された記録媒体Pは、片面印刷の場合、各搬送ローラによって搬送され、排紙ローラ対29のローラ間を経て装置外へ排出され、スタック部30上にスタックされる。両面印刷の場合、各搬送ローラによって両面ユニット18へ搬送される。
The recording medium P is transported from either the paper feed cassette 26 a or the manual feed tray 26 b and stops once when it reaches the registration roller pair 28. The recording medium P is conveyed from the registration roller pair 28 to the secondary transfer unit 16 in accordance with the image forming operation timing described above.
The four color toner images superimposed on the intermediate transfer belt 8 are transferred to the recording medium P at the nip portion (secondary transfer nip portion) between the secondary transfer roller 19 and the intermediate transfer belt 8. The transfer of the toner image is performed by applying a voltage having a polarity opposite to that of the toner on the intermediate transfer belt 8 from a power source (not shown) to the secondary transfer roller 19. The recording medium P is conveyed to the fixing unit 20 through the secondary transfer nip.
In the fixing unit 20, the toner image on the recording medium P is fixed by heat and pressure at a fixing nip between the fixing belt and the pressure roller. The recording medium P is conveyed by the fixing nip.
In the case of single-sided printing, the recording medium P on which an image is formed on one side is conveyed by each conveying roller, discharged between the rollers of the discharge roller pair 29 and discharged outside the apparatus, and stacked on the stack unit 30. . In the case of duplex printing, the sheet is conveyed to the duplex unit 18 by each conveyance roller.

<制御部>
画像形成装置の各部の動作を制御する制御手段としての制御部は、周知のコンピュータ装置であり、CPUやメモリ(ROM、RAM)等を有して構成されている。CPUがROM内に記憶された制御プログラムを読み出し、RAMに展開して実行することにより、画像形成装置の各部の動作が制御される。
<Control unit>
A control unit serving as a control unit that controls the operation of each unit of the image forming apparatus is a well-known computer device, and includes a CPU, a memory (ROM, RAM), and the like. The CPU reads the control program stored in the ROM, develops it in the RAM and executes it, thereby controlling the operation of each part of the image forming apparatus.

<トナー補給装置>
トナー補給装置60(Y、M、C、K)について説明する。図2は、トナー補給装置にトナー容器が設置された状態を示す模式図である。
図1に示した画像形成装置100のトナー容器収容部31に設置された各トナー容器32(Y、M、C、K)内のトナーは、各色の現像装置50(Y、M、C、K)内のトナー消費に応じて、適宜に各現像装置50(Y、M、C、K)内に補給される。このとき、各トナー容器32(Y、M、C、K)内のトナーは、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置60(Y、M、C、K)によって補給される。
なお、四つのトナー補給装置60(Y、M、C、K)やトナー容器32(Y、M、C、K)は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。このため、以下、イエローに対応したトナー補給装置60Yやトナー容器32Yのみの説明を行い、他の三つの色に対応したトナー補給装置60(M、C、K)やトナー容器32(M、C、K)の説明を適宜に省略する。
トナー補給装置60(Y、M、C、K)は、トナー容器収容部31(図1参照)、搬送ノズル61(Y、M、C、K)、搬送スクリュ62(Y、M、C、K)、トナー落下搬送経路64(Y、M、C、K)、回転駆動部91(Y、M、C、K)等で構成されている。
<Toner supply device>
The toner replenishing device 60 (Y, M, C, K) will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a state in which a toner container is installed in the toner supply device.
The toner in each toner container 32 (Y, M, C, K) installed in the toner container accommodating portion 31 of the image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is developed by each color developing device 50 (Y, M, C, K). ) Is appropriately replenished in each developing device 50 (Y, M, C, K) according to the toner consumption in the bracket. At this time, the toner in each toner container 32 (Y, M, C, K) is replenished by a toner replenishing device 60 (Y, M, C, K) provided for each toner color.
The four toner replenishing devices 60 (Y, M, C, K) and the toner containers 32 (Y, M, C, K) have substantially the same structure except that the colors of toner used in the image forming process are different. . Therefore, only the toner replenishing device 60Y and toner container 32Y corresponding to yellow will be described below, and the toner replenishing device 60 (M, C, K) and toner container 32 (M, C) corresponding to the other three colors will be described. , K) will be omitted as appropriate.
The toner replenishing device 60 (Y, M, C, K) includes a toner container housing 31 (see FIG. 1), a transport nozzle 61 (Y, M, C, K), and a transport screw 62 (Y, M, C, K). ), A toner drop conveyance path 64 (Y, M, C, K), a rotation drive unit 91 (Y, M, C, K), and the like.

<トナー補給動作>
トナー容器32Yが図中矢印Qの方向へ移動して画像形成装置100のトナー容器収容部31に装着されると、その装着動作に連動して、トナー容器32Yの容器先端側からトナー補給装置60Yの搬送ノズル61Yが挿入される。これにより、トナー容器32Y内と搬送ノズル61Y内とが連通する。
回転駆動部91Yから容器ギア35Yに回転駆動が入力されることで、容器本体33Y内に設けられた粉体搬送部材としてのアジテータ36Yが回転駆動される。アジテータ36Yが回転することで、容器本体33Yの内部に収容されたトナーが容器本体長手方向に沿って図中の左側から右側へ搬送されて、容器先端側カバー34Y側から搬送ノズル61Y内に供給される。
搬送ノズル61Y内には、搬送スクリュ62Yが配置されており、回転駆動部91Yから搬送スクリュギア63Yに回転駆動力が入力されることで、搬送スクリュ62Yが回転し、搬送ノズル61Y内に供給されたトナーを搬送する。搬送ノズル61Yの搬送方向下流端は、トナー落下搬送経路64Yに接続されており、搬送スクリュ62Yによって搬送されたトナーは、トナー落下搬送経路64Yを自重落下して現像装置50Y内に補給される。
<Toner supply operation>
When the toner container 32Y moves in the direction of the arrow Q in the drawing and is mounted in the toner container housing portion 31 of the image forming apparatus 100, the toner replenishing device 60Y from the container front end side of the toner container 32Y is interlocked with the mounting operation. The transfer nozzle 61Y is inserted. As a result, the inside of the toner container 32Y communicates with the inside of the transport nozzle 61Y.
When rotation drive is input from the rotation drive unit 91Y to the container gear 35Y, the agitator 36Y as a powder conveying member provided in the container main body 33Y is rotated. By rotating the agitator 36Y, the toner accommodated in the container main body 33Y is conveyed from the left side to the right side in the drawing along the longitudinal direction of the container main body, and is supplied from the container front end side cover 34Y side into the conveyance nozzle 61Y. Is done.
A transport screw 62Y is disposed in the transport nozzle 61Y, and the transport screw 62Y rotates and is supplied into the transport nozzle 61Y when a rotational driving force is input to the transport screw gear 63Y from the rotation driving unit 91Y. Transports toner. The downstream end of the transport nozzle 61Y in the transport direction is connected to the toner drop transport path 64Y, and the toner transported by the transport screw 62Y falls in the toner drop transport path 64Y by its own weight and is supplied into the developing device 50Y.

上述した光書込ユニット7(露光装置)で用いる画像情報に基づいて制御部90がトナー消費量を算出し、制御部90が現像装置50YへのトナーTの供給を要すると判断する場合がある。また、トナー濃度検知センサ56Yの検知結果に基づいて現像装置50Y内のトナー濃度が低下したことを制御部90にて検出する場合がある。これらの場合は、制御部90の制御によって回転駆動部91Yを駆動し、トナー容器32Yの容器本体33Y内のアジテータ36Yと搬送スクリュ62Yとを所定時間回転させて現像装置50Yへのトナー補給を行う。   The control unit 90 may calculate the toner consumption based on the image information used in the optical writing unit 7 (exposure device) described above, and the control unit 90 may determine that it is necessary to supply the toner T to the developing device 50Y. . Further, the controller 90 may detect that the toner concentration in the developing device 50Y has decreased based on the detection result of the toner concentration detection sensor 56Y. In these cases, the rotation drive unit 91Y is driven under the control of the control unit 90, and the agitator 36Y and the transport screw 62Y in the container main body 33Y of the toner container 32Y are rotated for a predetermined time to supply toner to the developing device 50Y. .

〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態に係る流速測定装置の概略構成について図2〜図4に基づいて説明する。図3は、図2に示すトナー落下搬送経路の部分拡大図である。図4は、図3のA矢視図である。流速測定装置はトナー搬送経路を搬送されるトナー等の粉体の流速を測定する手段である。ここで、粉体とは、粉や粒などが集まったものである。粉体の例示としては、セメント等の建築材料、小麦粉や砂糖等の食品材料、化粧品や医薬品等の材料などが挙げられる。
流速測定装置200は、梁部214にピエゾ抵抗体211が一体化されたピエゾ内蔵型カンチレバー(以下、単に「カンチレバー」という)213を備えたセンサ部210と、センサ部210からの信号(カンチレバーの抵抗変化を示す信号)を処理して、トナー落下搬送経路64内を搬送されるトナーの流速を導出する演算部220とを備えている。
センサ部210は、トナーを搬送する搬送経路内に設置される。本実施形態においてセンサ部210は、トナー落下搬送経路64内に配置される。略水平方向にトナーを搬送する搬送ノズル61内には搬送スクリュ62が配置されているため、搬送ノズル61内にセンサ部210を配置すると、トナーの搬送性能に影響を及ぼす可能性がある。本実施形態においては、搬送ノズル61よりも搬送方向下流側のトナー落下搬送経路64内にセンサ部を配置した。トナー落下搬送経路64内では、トナーは自由落下により下流側へと移動するため、トナー落下搬送経路64内には搬送スクリュ等の搬送手段を設置する必要が無い。即ち、トナー落下搬送経路64内にセンサ部210を配置することで、トナーの搬送性能に悪影響を及ぼさずに、またセンサ部210が搬送スクリュ等の搬送手段の影響を受けることなく、トナーの流速を測定することが可能である。
[First embodiment]
A schematic configuration of the flow velocity measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a partially enlarged view of the toner dropping conveyance path shown in FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. The flow velocity measuring device is a means for measuring the flow velocity of powder such as toner conveyed along the toner conveyance path. Here, the powder is a collection of powders and grains. Examples of powders include building materials such as cement, food materials such as flour and sugar, materials such as cosmetics and pharmaceuticals, and the like.
The flow velocity measuring apparatus 200 includes a sensor unit 210 including a piezo-incorporated cantilever (hereinafter simply referred to as “cantilever”) 213 in which a piezoresistor 211 is integrated with a beam portion 214, and a signal (cantilever of the cantilever). And a calculation unit 220 for deriving the flow velocity of the toner conveyed in the toner dropping conveyance path 64.
The sensor unit 210 is installed in a transport path for transporting toner. In the present embodiment, the sensor unit 210 is disposed in the toner dropping conveyance path 64. Since the transport screw 62 is disposed in the transport nozzle 61 that transports the toner in a substantially horizontal direction, if the sensor unit 210 is disposed in the transport nozzle 61, the toner transport performance may be affected. In the present embodiment, the sensor unit is disposed in the toner dropping conveyance path 64 on the downstream side in the conveyance direction from the conveyance nozzle 61. In the toner drop transport path 64, the toner moves downstream due to free fall. Therefore, it is not necessary to install transport means such as a transport screw in the toner drop transport path 64. That is, by arranging the sensor unit 210 in the toner dropping conveyance path 64, the toner flow rate is not adversely affected to the toner conveyance performance and the sensor unit 210 is not affected by the conveyance means such as the conveyance screw. Can be measured.

このようにセンサ部210は、搬送スクリュ等の搬送手段が配置されていない搬送経路部分に設置されることが望ましい。特に好ましい搬送経路は、略垂直、又は斜め上下方向に伸びてトナーを自重により落下させることが可能な経路である。   Thus, it is desirable that the sensor unit 210 be installed in a conveyance path portion where no conveyance means such as a conveyance screw is arranged. A particularly preferable conveyance path is a path that extends substantially vertically or obliquely up and down and allows the toner to fall by its own weight.

センサ部210はカンチレバー213の梁部214の長手方向一端部を支持する支持部材215(支持手段)を備えている。支持部材215の長手方向両端部は、トナー落下搬送経路64内の適所に固定されている。カンチレバー213は支持部材215に対して、長手方向が支持部材215の長手方向と交差するように取り付けられている。カンチレバー213は、その厚み方向(図中上下方向)がトナーの搬送方向に沿うように、言い換えれば、カンチレバー213の撓み方向がトナーの搬送方向に沿うようにトナー落下搬送経路64内に設置される。
トナーは、カンチレバー213の周辺を通過するときカンチレバー213に接触する。トナーが接触したカンチレバー213はその接触圧によって搬送方向に撓み、変形する。流速測定装置200は、カンチレバー213の撓み変形量に基づいてトナーの流速を測定する。カンチレバー213は、トナー落下搬送経路64内を搬送されるトナーの量に応じた量で撓み変形する。即ち、トナーの流速が早ければカンチレバー213の撓み量は大きくなり、トナーの流速が遅ければカンチレバー213の撓み量は小さくなる。
The sensor unit 210 includes a support member 215 (support means) that supports one end portion in the longitudinal direction of the beam portion 214 of the cantilever 213. Both ends in the longitudinal direction of the support member 215 are fixed at appropriate positions in the toner dropping conveyance path 64. The cantilever 213 is attached to the support member 215 such that the longitudinal direction intersects the longitudinal direction of the support member 215. The cantilever 213 is installed in the toner dropping conveyance path 64 so that its thickness direction (vertical direction in the drawing) is along the toner conveyance direction, in other words, the bending direction of the cantilever 213 is along the toner conveyance direction. .
The toner contacts the cantilever 213 when passing around the cantilever 213. The cantilever 213 in contact with the toner is bent and deformed in the conveying direction by the contact pressure. The flow velocity measuring device 200 measures the toner flow velocity based on the amount of deformation of the cantilever 213. The cantilever 213 is bent and deformed by an amount corresponding to the amount of toner conveyed in the toner dropping conveyance path 64. That is, the amount of bending of the cantilever 213 increases as the flow rate of toner increases, and the amount of bending of the cantilever 213 decreases as the flow rate of toner decreases.

なお、カンチレバー213はトナー落下搬送経路64内にトナーの接触により撓むように設置されていればよい。従ってカンチレバー213は、その上面がカンチレバーの長手方向(図3中左右方向)に傾斜した状態にて設置されてもよい。カンチレバー213の表面を傾斜させることでトナーが付着しにくくなり、経時において安定した測定感度を維持できる。
また、図示する直線形状の梁部214を有するカンチレバー213は一例である。接触したトナーの量に応じて変形可能な形状の梁部を有するカンチレバーであれば、その他の形状としてもよい。この場合、梁部の形状に応じて梁部の少なくとも一部(適所)が支持部材215によって支持される。
Note that the cantilever 213 only needs to be installed in the toner dropping conveyance path 64 so as to be bent by the contact of the toner. Therefore, the cantilever 213 may be installed with its upper surface inclined in the longitudinal direction of the cantilever (left-right direction in FIG. 3). By tilting the surface of the cantilever 213, it becomes difficult for toner to adhere, and stable measurement sensitivity can be maintained over time.
Further, the cantilever 213 having the linear beam portion 214 shown in the figure is an example. Any other shape may be used as long as the cantilever has a beam portion having a shape that can be deformed according to the amount of toner in contact. In this case, at least a part (appropriate place) of the beam portion is supported by the support member 215 according to the shape of the beam portion.

感度良くトナー流速を計測するためには、カンチレバー213が適切な量だけ撓むようにカンチレバー213の機械的剛性を設計する必要がある。例えばカンチレバー213がシリコン製の場合、幅50[μm]×長さ400[μm]×厚さ10[μm]にすると、1[m/s]の流速のトナーが接触した際に、約1[μstrain]撓むことになる。この程度の撓み量が確保できれば、カンチレバー213にてトナーの流速を計測可能となる。なお、カンチレバー213を実際に画像形成装置に搭載する際には、当該画像形成装置が有する各種の条件に適合した最適なたわみ量が確保されるように、カンチレバー213の機械的剛性(寸法)を設計する必要がある。
なお、トナー落下搬送経路64内を搬送されるトナーの流量は、流速測定装置200によって測定されたトナーの流速にトナー落下搬送経路64の断面積(設計段階で既知の値)を乗ずることで求めることができる。また、これを継続的に検知することにより、トナーの流量の変動を検知することができる。
In order to measure the toner flow rate with high sensitivity, it is necessary to design the mechanical rigidity of the cantilever 213 so that the cantilever 213 bends by an appropriate amount. For example, when the cantilever 213 is made of silicon, if the width is 50 [μm] × length is 400 [μm] × thickness is 10 [μm], when a toner having a flow rate of 1 [m / s] contacts, about 1 [ μstrain] will bend. If this amount of deflection can be secured, the cantilever 213 can measure the flow velocity of the toner. Note that when the cantilever 213 is actually mounted on the image forming apparatus, the mechanical rigidity (dimension) of the cantilever 213 is set so as to ensure an optimal amount of deflection suitable for various conditions of the image forming apparatus. Need to design.
The flow rate of the toner transported in the toner drop transport path 64 is obtained by multiplying the toner flow rate measured by the flow velocity measuring device 200 by the cross-sectional area of the toner drop transport path 64 (a known value at the design stage). be able to. Further, by continuously detecting this, it is possible to detect a change in the toner flow rate.

<ピエゾ内蔵型カンチレバー>
本実施形態のセンサ部210を構成するピエゾ内蔵型カンチレバーについては、例えばSPMプローブを用いることができる。SPMプローブの概略構成と作用について図5を参照して説明する。図5は、自己検知型SPMプローブ700の一例を示した平面図である。
自己検知型SPMプローブ700は、カンチレバー702と、カンチレバー702の表面に配置されたピエゾ抵抗体722、724とを備えている。カンチレバー702は、トナーの接触圧によって搬送方向に撓み変形し、ピエゾ抵抗体722、724の電気的な抵抗値を変動させる。自己検知型SPMプローブ700は、この抵抗値をカンチレバー702の変形量として検出するものである。
自己検知型SPMプローブ700は、カンチレバー702を支持部704によって支持した構成である。カンチレバー702の基端部には、支持部704に向かって略平行に延在する2つの連結部706、708を有し、カンチレバー702は連結部706、708において支持部704と連結されている。
<Piezo built-in cantilever>
For the piezo built-in cantilever constituting the sensor unit 210 of this embodiment, for example, an SPM probe can be used. The schematic configuration and operation of the SPM probe will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view showing an example of the self-detecting SPM probe 700.
The self-sensing SPM probe 700 includes a cantilever 702 and piezoresistors 722 and 724 disposed on the surface of the cantilever 702. The cantilever 702 is bent and deformed in the conveyance direction by the contact pressure of the toner, and the electric resistance values of the piezoresistors 722 and 724 are changed. The self-detecting SPM probe 700 detects this resistance value as the deformation amount of the cantilever 702.
The self-detecting SPM probe 700 has a configuration in which a cantilever 702 is supported by a support portion 704. The base end portion of the cantilever 702 has two connection portions 706 and 708 extending substantially in parallel to the support portion 704, and the cantilever 702 is connected to the support portion 704 at the connection portions 706 and 708.

カンチレバー702の基端部から連結部706、708を介して支持部704の一部に至る部位には、概略L字状にピエゾ抵抗体722、724が形成されている。なお、以下ではピエゾ抵抗体722、724が形成されている部分を含む特定部位を屈曲部と表現する。カンチレバー702及びピエゾ抵抗体722、724は、カンチレバー702の長手方向(図中上下方向)にカンチレバー702の幅方向中央部を通る線を中心軸として、両対称に形成される。
ピエゾ抵抗体722、724上および支持部704上には、絶縁層が形成されている。なお、図5においては、図を簡略化して理解を容易にするため、絶縁層を図示していない。
Piezoresistors 722 and 724 are formed in an approximately L shape at a portion from the base end portion of the cantilever 702 to a part of the support portion 704 via the connecting portions 706 and 708. Hereinafter, a specific portion including a portion where the piezoresistors 722 and 724 are formed is expressed as a bent portion. The cantilever 702 and the piezoresistors 722 and 724 are formed symmetrically about the line passing through the central portion in the width direction of the cantilever 702 in the longitudinal direction (vertical direction in the drawing) of the cantilever 702 as a central axis.
An insulating layer is formed on the piezoresistors 722 and 724 and the support portion 704. In FIG. 5, an insulating layer is not shown in order to simplify the drawing and facilitate understanding.

絶縁層上には、配線としての導電層726、728が形成されている。導電層726、728は、ピエゾ抵抗体722、724の抵抗値を読み出すための配線である。導電層726、728は、カンチレバー702の基端部から連結部706、708を通過して支持部704まで形成されている。導電層726、728の一端は、カンチレバー702の基端部に位置するピエゾ抵抗体722、724と重なる部位に夫々配置され、導電層726、728の他端は、ピエゾ抵抗体722、724とは重ならない支持部704上に夫々配置されている。
導電層726の一端には、下層に位置するピエゾ抵抗体722と導電層726とを電気的に接続するメタルコンタクト部742が形成されている。同様に、導電層728の一端には、下層に位置するピエゾ抵抗体724と導電層728とを電気的に接続するメタルコンタクト部744が形成されている。
更に絶縁層上には、配線としての導電層732、734が形成されている。導電層732、734は、ピエゾ抵抗体722、724の抵抗値を読み出すための配線である。導電層732、734の一端は、支持部704に位置するピエゾ抵抗体722、724と重なる部位に夫々配置され、導電層732、734の他端は、ピエゾ抵抗体722、724とは重ならない支持部704上に夫々配置されている。
導電層732の一端には、下層に位置するピエゾ抵抗体722と導電層732とを電気的に接続するメタルコンタクト部736が形成されている。同様に、導電層734の一端には、下層に位置するピエゾ抵抗体724と導電層734とを電気的に接続するメタルコンタクト部738が形成されている。
On the insulating layer, conductive layers 726 and 728 as wirings are formed. The conductive layers 726 and 728 are wirings for reading out the resistance values of the piezoresistors 722 and 724. The conductive layers 726 and 728 are formed from the base end portion of the cantilever 702 to the support portion 704 through the coupling portions 706 and 708. One end of each of the conductive layers 726 and 728 is disposed in a portion overlapping with the piezoresistors 722 and 724 located at the base end portion of the cantilever 702, and the other end of each of the conductive layers 726 and 728 is the piezoresistors 722 and 724. They are arranged on the support portions 704 that do not overlap each other.
At one end of the conductive layer 726, a metal contact portion 742 that electrically connects the piezoresistor 722 and the conductive layer 726 located in the lower layer is formed. Similarly, a metal contact portion 744 that electrically connects the piezoresistor 724 located in the lower layer and the conductive layer 728 is formed at one end of the conductive layer 728.
Further, conductive layers 732 and 734 as wirings are formed on the insulating layer. The conductive layers 732 and 734 are wirings for reading out the resistance values of the piezoresistors 722 and 724. One end of each of the conductive layers 732 and 734 is disposed at a portion overlapping with the piezoresistors 722 and 724 located in the support portion 704, and the other end of the conductive layers 732 and 734 is supported so as not to overlap with the piezoresistors 722 and 724. They are arranged on the portions 704, respectively.
At one end of the conductive layer 732, a metal contact portion 736 that electrically connects the piezoresistor 722 and the conductive layer 732 located in the lower layer is formed. Similarly, at one end of the conductive layer 734, a metal contact portion 738 that electrically connects the piezoresistor 724 located in the lower layer and the conductive layer 734 is formed.

従って、各導電層726、732の他端からは、ピエゾ抵抗体722の抵抗値の変化を読み出すことができ、各導電層728、734の他端からは、ピエゾ抵抗体724の抵抗値の変化を読み出すことができる。
この自己検知型SPMプローブ700では、カンチレバー702と支持部704とが2つの連結部706、708によって連結されている。ピエゾ抵抗体722、724は、カンチレバー702から支持部704にかけて連結部706、708を介して形成されている。連結部706、708においてピエゾ抵抗体722、724を細く形成することができるため、2つのピエゾ抵抗体間において、カンチレバー702の捩れにより生じる両屈曲部の変位差を示す抵抗値差が、顕著にかつ正確に現れる。
Therefore, the change in the resistance value of the piezoresistor 722 can be read from the other end of each conductive layer 726, 732, and the change in the resistance value of the piezoresistor 724 can be read from the other end of each conductive layer 728, 734. Can be read out.
In the self-sensing SPM probe 700, the cantilever 702 and the support portion 704 are connected by two connecting portions 706 and 708. The piezoresistors 722 and 724 are formed from the cantilever 702 to the support portion 704 via connecting portions 706 and 708. Since the piezoresistors 722 and 724 can be thinly formed in the connecting portions 706 and 708, a difference in resistance value indicating a displacement difference between both bent portions caused by torsion of the cantilever 702 between the two piezoresistors is remarkable. And appear exactly.

また、屈曲部におけるピエゾ抵抗体722、724の抵抗値変化を、支持部704上に導かれた配線としての導電層726、732、728、734から読み出すことができ、それら抵抗値の変化からカンチレバー702の捩れ量を検出することができる。   Further, changes in the resistance values of the piezoresistors 722 and 724 at the bent portions can be read out from the conductive layers 726, 732, 728, and 734 as wirings led on the support portion 704, and cantilevers can be obtained from the changes in the resistance values. The amount of twist 702 can be detected.

<流速測定装置の演算処理>
センサ部210からの信号(抵抗値を示す信号)を処理する演算部220について説明する。
<Calculation processing of flow velocity measuring device>
The calculation unit 220 that processes a signal (a signal indicating a resistance value) from the sensor unit 210 will be described.

演算部220は内部に、予め設定されたプログラムに従って制御動作を行うCPU(Central Processing Unit)と、各種プログラムや固定データを記憶するROM(Read Only Memory)と、CPUの作業エリアとなるRAM(Random Access Memory)とを有している。ROMには、カンチレバーに内蔵されたピエゾ抵抗体の抵抗値とトナーの流速との関係がテーブル等の形式により記憶されている。
例えば図5に示す自己検知型SPMプローブ700の導電層から読み出された抵抗値は、演算部220に入力される。演算部220は、ROMに記憶されたテーブルを参照して、導電層から読み出された抵抗値からトナーの流速を導出する。
The calculation unit 220 includes a CPU (Central Processing Unit) that performs control operations according to a preset program, a ROM (Read Only Memory) that stores various programs and fixed data, and a RAM (Random) that serves as a work area for the CPU. Access Memory). The ROM stores the relationship between the resistance value of the piezoresistor incorporated in the cantilever and the toner flow rate in the form of a table or the like.
For example, the resistance value read from the conductive layer of the self-sensing SPM probe 700 shown in FIG. The calculation unit 220 refers to the table stored in the ROM and derives the toner flow rate from the resistance value read from the conductive layer.

制御部は、演算部220の演算により求められたトナーの流速に基づいて画像形成装置100の各部の動作を制御する。例えば演算部220が算出したトナーの流速が低下して所定のしきい値未満となった場合に、制御部は画像形成装置100に設けられた液晶パネル(報知手段)にトナー容器32の交換や、その他の部品の交換等を促すメッセージを表示させるように制御する。この場合ROMには、流速の低下量に対してどの程度の出力枚数でトナー詰まりが発生し得るかを評価したテーブルを記憶させておき、制御部が流速の低下量に基づいてテーブルを参照することで、適切なタイミングにて各種のメッセージを液晶パネルに表示させることができる。なお、各種のメッセージやエラーが発生した旨を外部に報知する上記報知手段は、音による報知を行うスピーカや、光による報知を行うランプ等としてもよい。   The control unit controls the operation of each unit of the image forming apparatus 100 based on the toner flow velocity obtained by the calculation of the calculation unit 220. For example, when the flow rate of the toner calculated by the calculation unit 220 decreases and becomes less than a predetermined threshold, the control unit replaces the toner container 32 with a liquid crystal panel (notification unit) provided in the image forming apparatus 100. Control is performed to display a message for prompting replacement of other parts. In this case, the ROM stores a table that evaluates how many output sheets can cause the toner clogging with respect to the amount of decrease in the flow rate, and the control unit refers to the table based on the amount of decrease in the flow rate. Thus, various messages can be displayed on the liquid crystal panel at an appropriate timing. The notification means for notifying the outside that various messages and errors have occurred may be a speaker that performs sound notification, a lamp that performs light notification, or the like.

〔第二の実施形態〕
本発明の第二の実施形態に係る流速測定装置について図6に基づいて説明する。図6は、第二の実施形態に係る流速測定装置を示す模式図である。本実施形態に係る流速測定装置は、カンチレバーを振動させて、カンチレバーの振幅変化、又は周波数変化を検出することでトナーの流速を測定する。
流速測定装置200はカンチレバー213を所定の周波数及び振幅にて発振(振動)させる発振手段(振動手段)を備えている。発振手段は、カンチレバー213の固定側端部に配置された発振用ピエゾ抵抗体231と、発振用ピエゾ抵抗体231を駆動する発振回路233とを備える。
カンチレバー213の発振方法は一般的な原子間力顕微鏡の手法と同じである。カンチレバー213の固定側端部に設置した発振用ピエゾ抵抗体231に所定の電圧を印加して周期的に伸び縮みさせることで、カンチレバー213を発振させる。
[Second Embodiment]
A flow velocity measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing a flow velocity measuring device according to the second embodiment. The flow velocity measuring apparatus according to the present embodiment measures the toner flow velocity by vibrating the cantilever and detecting a change in amplitude or frequency of the cantilever.
The flow velocity measuring apparatus 200 includes an oscillating means (vibrating means) that oscillates (vibrates) the cantilever 213 at a predetermined frequency and amplitude. The oscillating means includes an oscillating piezoresistor 231 disposed at the fixed side end of the cantilever 213 and an oscillating circuit 233 that drives the oscillating piezoresistor 231.
The oscillation method of the cantilever 213 is the same as that of a general atomic force microscope. The cantilever 213 is oscillated by applying a predetermined voltage to the oscillating piezoresistor 231 installed at the fixed side end of the cantilever 213 to periodically expand and contract.

演算部220は、カンチレバー213の振幅の変化をピエゾ抵抗体211の抵抗値の変化として検出する。また、演算部220はカンチレバー213の単位時間あたりの振幅の変化回数、言い換えれば周波数の変化を測定するためのパルスカウンタ等の周波数測定回路を含んでもよい。このように演算部220は、トナーの接触によるカンチレバー213の振幅の変化又は周波数の変化に基づいてトナーの流速を演算する。
本実施形態においては、カンチレバー213を発振させるため発振手段を設けるため、コストアップが発生するが、静止したカンチレバー213に発生する反りを検知する方式(第一の実施形態)よりもトナー流速の計測感度を向上させられる。従って、トナー落下搬送経路64内におけるトナー詰まりの予測精度も向上できる。
The arithmetic unit 220 detects a change in the amplitude of the cantilever 213 as a change in the resistance value of the piezoresistor 211. The calculation unit 220 may include a frequency measurement circuit such as a pulse counter for measuring the number of changes in the amplitude of the cantilever 213 per unit time, in other words, a change in frequency. As described above, the calculation unit 220 calculates the toner flow velocity based on the change in the amplitude or the frequency of the cantilever 213 due to the contact of the toner.
In the present embodiment, since the oscillation means is provided to oscillate the cantilever 213, the cost increases. However, the toner flow rate is measured more than the method of detecting the warp generated in the stationary cantilever 213 (first embodiment). Sensitivity can be improved. Accordingly, it is possible to improve the accuracy of toner clogging prediction in the toner drop conveyance path 64.

〔第三の実施形態〕
本発明の第三の実施形態に係る流速測定装置について図4及び図7に基づいて説明する。図7は、図2に示す搬送ノズルとトナー落下搬送経路の部分拡大図である。
図4に示すように、センサ部210としてカンチレバー213を一次元アレイ状に配置したアレイ構造のものを用いることも有効である。図4では複数のカンチレバー213が粉体の搬送方向と交差する方向にアレイ状に配置されている。センサ部210をアレイ構造とすることで、一部のカンチレバー213の破損や性能劣化が発生した際にも、他の正常なカンチレバーを用いて継続的にトナーの流速を検出し続けることができる。
またセンサ部210をアレイ構造とすることで、搬送方向と直行する方向におけるトナー落下搬送経路64の断面内(搬送経路断面内)に、搬送されるトナー量の勾配がある場合であっても、その量の違いも含めて正確にトナーの流速を測定することが可能となる。
[Third embodiment]
A flow velocity measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a partially enlarged view of the transport nozzle and the toner dropping transport path shown in FIG.
As shown in FIG. 4, it is also effective to use a sensor unit 210 having an array structure in which cantilevers 213 are arranged in a one-dimensional array. In FIG. 4, a plurality of cantilevers 213 are arranged in an array in a direction that intersects the powder conveyance direction. With the sensor unit 210 having an array structure, even when some of the cantilevers 213 are damaged or performance is deteriorated, the flow rate of the toner can be continuously detected using other normal cantilevers.
Further, since the sensor unit 210 has an array structure, even if there is a gradient of the amount of toner to be transported in the cross section of the toner dropping transport path 64 in the direction perpendicular to the transport direction (in the transport path cross section), It is possible to accurately measure the flow rate of the toner including the difference in the amount.

具体的には、図7に示すようにトナー落下搬送経路64の断面内において、搬送ノズル61の開口側端部では搬送されるトナー量が比較的多量となるが、搬送ノズル61の開口端から離間した部位では搬送されるトナー量が比較的少量となる傾向がある。
このような場合、支持部材215の長手方向に沿って複数のカンチレバー213が並列に配置されたセンサ部210を用意し、支持部材215の長手方向が、トナー量の勾配のある方向(図7中左右方向)に沿うように配置する。このように補給経路内断面にトナー量の勾配がある場合でも、図4のようなアレイ構造のセンサ部を用いれば、トナーの流速を正確に計測できる。
Specifically, as shown in FIG. 7, in the cross section of the toner dropping conveyance path 64, the amount of toner conveyed is relatively large at the opening side end of the conveyance nozzle 61, but from the opening end of the conveyance nozzle 61. There is a tendency that the amount of toner transported is relatively small in the separated portions.
In such a case, a sensor unit 210 in which a plurality of cantilevers 213 are arranged in parallel along the longitudinal direction of the support member 215 is prepared, and the longitudinal direction of the support member 215 is a direction with a gradient of toner amount (in FIG. 7). (Arranged in the horizontal direction). As described above, even when there is a gradient of the toner amount in the cross section in the replenishment path, the flow rate of the toner can be accurately measured by using the sensor unit having the array structure as shown in FIG.

〔第四の実施形態〕
本発明の第四の実施形態に係る流速測定装置について説明する。本実施形態においては、カンチレバーの表面が撥水素材によりコーティングされている点に特徴がある。
上述の通り、流速測定装置200のセンサ部210はトナー落下搬送経路64内に配置される。このため、カンチレバー213は常にトナーと接触し続け、カンチレバー213の表面はトナーによって汚染されやすい状態にある。トナーによるカンチレバー213表面の汚染があまりに進行すると、カンチレバー213が撓みにくくなり、トナー流速の測定感度が低下するという問題がある。
そこで、本実施形態においては、カンチレバー213の表面をフッ素系材料等の撥水素材によりコーティングしてカンチレバー213表面へのトナー付着を防止し、経時で安定したトナー流速の計測感度を保持する。
[Fourth embodiment]
A flow velocity measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is characterized in that the surface of the cantilever is coated with a water repellent material.
As described above, the sensor unit 210 of the flow velocity measuring device 200 is disposed in the toner dropping conveyance path 64. For this reason, the cantilever 213 always keeps contact with the toner, and the surface of the cantilever 213 is in a state where it is easily contaminated by the toner. If the surface of the cantilever 213 is excessively contaminated with toner, the cantilever 213 is difficult to bend, and the measurement sensitivity of the toner flow rate is lowered.
Therefore, in the present embodiment, the surface of the cantilever 213 is coated with a water repellent material such as a fluorine-based material to prevent the toner from adhering to the surface of the cantilever 213, and the measurement sensitivity of the toner flow rate stable over time is maintained.

〔第五の実施形態〕
本発明の第五の実施形態に係る流速測定装置について説明する。図8は、図2に示す搬送ノズルとトナー落下搬送経路の部分拡大図である。本実施形態においては、複数のセンサ部をトナーの搬送方向に沿って配置した点に特徴がある。
流速測定装置200は、トナー落下搬送経路64内に配置された第一センサ部210aと、第一センサ部210aよりもトナー搬送方向下流側に配置された第二センサ部210bとを備えている。第一センサ部210aと第二センサ部210bは第一乃至第四の実施形態に示したセンサ部とすることができ、それぞれ単数又は複数のカンチレバー213を備えている。即ち、本実施形態に係る流速測定装置200においては、複数のカンチレバー213がトナー搬送方向の位置を異ならせて配置されている。
複数のカンチレバー213をトナー搬送方向の位置を異ならせて配置することで、一部のカンチレバー213の破損や性能劣化が発生した際にも、他の正常なカンチレバーを用いて継続的にトナーの流速を検出し続けることができる。
なお、トナー落下搬送経路64の断面内に搬送されるトナー量の勾配がある場合は、第三の実施形態のように搬送方向の同一位置に複数のカンチレバーを設置したとしても、搬送経路断面内のトナー量勾配を検知することになるので、複数のカンチレバーをトナー搬送方向に沿って配置することが必要である。
[Fifth embodiment]
A flow velocity measuring apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a partially enlarged view of the transport nozzle and the toner dropping transport path shown in FIG. The present embodiment is characterized in that a plurality of sensor units are arranged along the toner conveyance direction.
The flow velocity measuring device 200 includes a first sensor unit 210a disposed in the toner drop conveyance path 64 and a second sensor unit 210b disposed on the downstream side in the toner conveyance direction from the first sensor unit 210a. The first sensor unit 210a and the second sensor unit 210b can be the sensor units shown in the first to fourth embodiments, and each includes one or more cantilevers 213. That is, in the flow velocity measuring apparatus 200 according to the present embodiment, a plurality of cantilevers 213 are arranged with different positions in the toner conveyance direction.
By disposing a plurality of cantilevers 213 in different positions in the toner conveyance direction, even if some of the cantilevers 213 are damaged or performance is deteriorated, the flow rate of toner is continuously increased using other normal cantilevers. Can continue to be detected.
If there is a gradient in the amount of toner transported in the cross section of the toner dropping transport path 64, even if a plurality of cantilevers are installed at the same position in the transport direction as in the third embodiment, Therefore, it is necessary to arrange a plurality of cantilevers along the toner conveyance direction.

〔実施態様例とその効果〕
本発明は以下の態様にて実施することができる
<第一の実施態様>
本実施態様は、搬送経路内(トナー落下搬送経路64内)を所定方向に搬送される粉体(トナー)の流速を測定する流速測定装置200であって、一部を支持手段(支持部材215)によって支持されると共に搬送経路内に配置された梁部214、及び、搬送される粉体の接触による梁部の変形を電気的な抵抗値として出力するピエゾ抵抗体211を備えたカンチレバー213と、ピエゾ抵抗体が出力する抵抗値に基づいて粉体の流速を導出する演算手段(演算部220)と、を備えたことを特徴とする。
[Example Embodiments and Effects]
The present invention can be carried out in the following modes <First embodiment>
The present embodiment is a flow velocity measuring apparatus 200 that measures the flow velocity of powder (toner) conveyed in a predetermined direction in the conveyance path (in the toner dropping conveyance path 64), and a part thereof is a support means (support member 215). ) And a cantilever 213 provided with a piezoresistor 211 that outputs the deformation of the beam portion due to the contact of the conveyed powder as an electrical resistance value. And a calculation means (calculation unit 220) for deriving the flow velocity of the powder based on the resistance value output from the piezoresistor.

近年、トナーの定着温度が低下する傾向にあり、これに伴ってトナーの流動性が悪化し易くなっている。その結果、トナー容器から現像装置へトナーを搬送するトナー搬送経路内でトナー詰まりが起こり易くなっている。トナー搬送経路内でトナーが詰まった場合は専門のサービスマンによる部品交換が必要なため、復旧に時間を要するという問題がある。トナー搬送経路内でトナーが詰まる場合、その徴候としてトナー搬送経路内でのトナーの流量低下が認められるため、これを検知する手段が求められる。
トナー搬送経路内におけるトナーを検知する方法として、搬送経路の内壁に圧電振動子や超音波センサを設置する方法が挙げられる。この方法では、センサ近傍のトナーの有無を検知することはできるものの、単位時間当たりのトナー流入量を検知することはできなかった。
In recent years, the toner fixing temperature tends to decrease, and accordingly, the fluidity of the toner tends to deteriorate. As a result, toner clogging is likely to occur in the toner transport path for transporting toner from the toner container to the developing device. When toner is clogged in the toner conveyance path, there is a problem that it takes time to recover because replacement of parts by a specialized service person is necessary. When toner is clogged in the toner conveyance path, a decrease in the toner flow rate in the toner conveyance path is recognized as a sign of this, and a means for detecting this is required.
As a method for detecting toner in the toner conveyance path, there is a method in which a piezoelectric vibrator or an ultrasonic sensor is installed on the inner wall of the conveyance path. With this method, the presence or absence of toner near the sensor can be detected, but the amount of toner inflow per unit time cannot be detected.

本実施態様に係る流速測定装置においては、搬送経路内にピエゾ抵抗体を備えたカンチレバーを配置する。トナーを搬送するとカンチレバーが撓むので、その撓み量から、トナーの搬送量を測定できる。搬送経路内でのトナーの流量を測定できるため、トナー搬送経路内でトナーが詰まる虞の有無を事前に把握できる。搬送経路内でトナーが詰まる前に部品交換等の必要な措置を講ずることができるので、画像形成装置のダウンタイムを最小限にできる。
また、本実施態様のセンサ部を構成するカンチレバーは、MEMS技術によって作成可能なマイクロスケールの部品である。その他の配線・設置機構を含めてセンサ部のサイズを非常に小さくすることができるので、トナー搬送経路のように小さい搬送流路で、且つ搬送経路周辺にセンサを設置するスペースが殆どとれないような状況であっても、センサ部を設置できる。更に、カンチレバーをピエゾ内蔵型としたことで、カンチレバーの変位を検出するための光学系を必要としないので、トータルのシステムとしても、非常にコンパクトにすることが可能である。
In the flow velocity measuring apparatus according to this embodiment, a cantilever having a piezoresistor is disposed in the transport path. Since the cantilever bends when the toner is conveyed, the toner conveyance amount can be measured from the amount of the deflection. Since the flow rate of the toner in the conveyance path can be measured, it is possible to grasp in advance whether there is a possibility that the toner is clogged in the toner conveyance path. Since necessary measures such as replacement of parts can be taken before toner is clogged in the conveyance path, downtime of the image forming apparatus can be minimized.
Moreover, the cantilever which comprises the sensor part of this embodiment is a micro scale component which can be created by MEMS technology. The size of the sensor unit, including other wiring and installation mechanisms, can be made very small, so that there is almost no space for installing sensors around the transport path with a small transport path like the toner transport path. The sensor unit can be installed even in difficult situations. Furthermore, since the cantilever is of a built-in piezo type, an optical system for detecting the displacement of the cantilever is not required, so that the total system can be made very compact.

<第二の実施態様>
本実施態様に係る流速測定装置200は、梁部214を所定の周波数及び振幅にて振動させる振動手段(発振用ピエゾ抵抗体231、発振回路233)を備え、演算手段(演算部220)は搬送される粉体(トナー)の接触による梁部の周波数又は振幅の変化に基づいて粉体の流速を導出することを特徴とする。
静止しているカンチレバーの撓みを検知するよりも、振動しているカンチレバーの撓みによって変化する周波数又は振幅を検知する方が、測定感度が向上する。例えば、本実施態様に係る流速測定装置のセンサ部を画像形成装置のトナー搬送経路内に配置した場合には、トナー流速の計測感度を向上させることができ。従って、トナー搬送経路内におけるトナー詰まりの予測精度も向上する。
<Second embodiment>
The flow velocity measuring apparatus 200 according to the present embodiment includes vibration means (oscillation piezoresistor 231 and oscillation circuit 233) for vibrating the beam portion 214 at a predetermined frequency and amplitude, and the calculation means (calculation unit 220) is transported. The flow rate of the powder is derived on the basis of a change in the frequency or amplitude of the beam portion due to the contact of the powder (toner).
The measurement sensitivity is improved by detecting the frequency or amplitude that changes due to the bending of the vibrating cantilever rather than detecting the bending of the stationary cantilever. For example, when the sensor unit of the flow velocity measuring device according to this embodiment is disposed in the toner conveyance path of the image forming apparatus, the toner flow velocity measurement sensitivity can be improved. Therefore, the prediction accuracy of toner clogging in the toner conveyance path is also improved.

<第三の実施態様>
本実施態様に係る流速測定装置200は、複数のカンチレバー213を粉体(トナー)の搬送方向と交差する方向にアレイ状に配置したことを特徴とする。
<Third embodiment>
The flow velocity measuring apparatus 200 according to this embodiment is characterized in that a plurality of cantilevers 213 are arranged in an array in a direction intersecting with the powder (toner) conveyance direction.

流速測定装置200が複数のカンチレバーを備えることで、1つのカンチレバーが故障しても、他のカンチレバーが動作していれば、粉体の流速を計測できる。
ここで、搬送方向と直行する方向における搬送経路の断面内に粉体の搬送量の勾配がある場合、搬送経路内に単一のカンチレバーを設置したとしても、搬送経路内全体のトナーの搬送状態を把握することができない。本態様によれば、複数のカンチレバーが搬送方向と交差する方向にアレイ状に配置されているので、搬送経路断面内のトナーの流速分布を計測できる。従って、搬送経路の断面内に粉体の搬送量の勾配がある場合であっても、搬送経路内全体の粉体の搬送状態を把握することができる。
Since the flow velocity measuring device 200 includes a plurality of cantilevers, even if one cantilever fails, the flow velocity of the powder can be measured as long as other cantilevers are operating.
Here, if there is a gradient in the amount of powder transport in the cross section of the transport path in the direction perpendicular to the transport direction, even if a single cantilever is installed in the transport path, the entire toner transport state in the transport path I can't figure out. According to this aspect, since the plurality of cantilevers are arranged in an array in the direction intersecting the transport direction, the toner flow velocity distribution in the cross section of the transport path can be measured. Therefore, even when there is a gradient of the amount of powder transport in the cross section of the transport path, the transport state of the powder in the entire transport path can be grasped.

<第四の実施態様>
本実施態様に係る流速測定装置200は、カンチレバー213の表面が撥水素材によりコーティングされていることを特徴とする。
搬送経路内に配置されたカンチレバーは、粉体と接触し続けるため、表面が汚染されて流速の測定感度が低下する。本態様では、カンチレバーの表面を撥水コーティングしたので、カンチレバーに粉体が付着しにくくなり、経時で安定した測定性能を保つことができる。
<Fourth embodiment>
The flow velocity measuring apparatus 200 according to this embodiment is characterized in that the surface of the cantilever 213 is coated with a water repellent material.
Since the cantilever arranged in the conveyance path continues to come into contact with the powder, the surface is contaminated and the measurement sensitivity of the flow velocity is lowered. In this embodiment, since the surface of the cantilever is water-repellently coated, the powder hardly adheres to the cantilever, and stable measurement performance can be maintained over time.

<第五の実施態様>
本実施態様に係る流速測定装置200は、複数のカンチレバー213が粉体(トナー)の搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする。
流速測定装置200が複数のカンチレバーを備えることで、1つのカンチレバーが故障しても他のカンチレバーが動作していれば粉体の流速を測定できる。
なお、仮に搬送方向と直行する方向における搬送経路の断面内に粉体の搬送量の勾配がある場合は、同一断面内に複数のカンチレバーを配置しても、当該断面内におけるトナー量勾配を計測することになる。この場合、例えば2つのカンチレバーが同一のトナー搬送量を検出するためには、トナー搬送方向における位置が異なり、且つトナー搬送量が同一となる2箇所にカンチレバーを設置することが必要である。
<Fifth embodiment>
The flow velocity measuring apparatus 200 according to the present embodiment is characterized in that a plurality of cantilevers 213 are arranged along the conveying direction of the powder (toner).
Since the flow velocity measuring device 200 includes a plurality of cantilevers, even if one cantilever fails, the flow velocity of the powder can be measured if the other cantilevers are operating.
Note that if there is a gradient of the powder conveyance amount in the cross section of the conveyance path in the direction perpendicular to the conveyance direction, even if a plurality of cantilevers are arranged in the same cross section, the toner amount gradient in the cross section is measured. Will do. In this case, for example, in order for two cantilevers to detect the same toner conveyance amount, it is necessary to install cantilevers at two locations where the positions in the toner conveyance direction are different and the toner conveyance amounts are the same.

<第六、第七の実施態様>
第六の実施態様に係る画像形成装置100は、粉体としてのトナーを搬送する搬送経路(トナー落下搬送経路64)と、搬送経路内を搬送されるトナーの流速を測定する流速測定装置200と、を備え、電子写真方式により画像を形成することを特徴とする。
第七の実施態様に係る画像形成装置100は、演算手段(演算部220)が導出した粉体(トナー)の流速が所定のしきい値未満となった場合に所定のメッセージを外部に報知する報知手段(液晶パネル等)を備えたことを特徴とする。
流速測定装置200はトナーの流動性低下を精度良く検知できるため、トナーや各種部品の交換時期を適切なタイミングでユーザーやサービスマンに知らせることが可能となる。
<Sixth and seventh embodiments>
The image forming apparatus 100 according to the sixth embodiment includes a transport path (toner dropping transport path 64) for transporting toner as powder, and a flow rate measuring apparatus 200 for measuring the flow speed of toner transported in the transport path. And forming an image by an electrophotographic method.
The image forming apparatus 100 according to the seventh embodiment notifies a predetermined message to the outside when the flow rate of the powder (toner) derived by the calculation unit (calculation unit 220) is less than a predetermined threshold value. An informing means (liquid crystal panel or the like) is provided.
Since the flow velocity measuring device 200 can accurately detect a decrease in toner fluidity, it is possible to notify the user or service person of the replacement timing of the toner or various components at an appropriate timing.

100…画像形成装置、1…感光体ドラム、6…画像形成ユニット、7…光書込ユニット、8…中間転写ベルト、9…一次転写ローラ、10…中間転写クリーニング装置、12…二次転写バックアップローラ、15…一次転写ユニット、16…二次転写ユニット、18…両面ユニット、19…二次転写ローラ、20…定着ユニット、26a…給紙カセット、26b…手差しトレイ、27a…給紙ローラ、27b…給紙ローラ、28…レジストローラ対、29…排紙ローラ対、30…スタック部、31…トナー容器収容部、32…トナー容器、33…容器本体、34…容器先端側カバー、35…容器ギア、36…アジテータ、50…現像装置、56…トナー濃度検知センサ、60…トナー補給装置、61…搬送ノズル、62…搬送スクリュ、63…搬送スクリュギア、64…トナー落下搬送経路、90…制御部、91…回転駆動部、200…流速測定装置、210…センサ部、210a…第一センサ部、210b…第二センサ部、211…ピエゾ抵抗体、213…カンチレバー、214…梁部、215…支持部材、220…演算部、231…発振用ピエゾ抵抗体、233…発振回路、700…自己検知型SPMプローブ、702…カンチレバー、704…支持部、706…連結部、722、724…ピエゾ抵抗体、726、728、732、734…導電層、736、738、742、744…メタルコンタクト部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Image forming apparatus, 1 ... Photosensitive drum, 6 ... Image forming unit, 7 ... Optical writing unit, 8 ... Intermediate transfer belt, 9 ... Primary transfer roller, 10 ... Intermediate transfer cleaning apparatus, 12 ... Secondary transfer backup Roller, 15 ... primary transfer unit, 16 ... secondary transfer unit, 18 ... duplex unit, 19 ... secondary transfer roller, 20 ... fixing unit, 26a ... paper feed cassette, 26b ... manual feed tray, 27a ... paper feed roller, 27b ... Paper feeding roller, 28 ... Registration roller pair, 29 ... Discharge roller pair, 30 ... Stack part, 31 ... Toner container housing part, 32 ... Toner container, 33 ... Container body, 34 ... Container tip side cover, 35 ... Container Gears 36... Agitator 50. Developing device 56. Toner density detection sensor 60. Toner replenishing device 61 61 Conveying nozzle 62 62 Conveying screw 6 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Conveyance screw gear, 64 ... Toner fall conveyance path, 90 ... Control part, 91 ... Rotation drive part, 200 ... Flow velocity measuring device, 210 ... Sensor part, 210a ... First sensor part, 210b ... Second sensor part, 211 ... Piezo Resistor, 213... Cantilever, 214... Beam part, 215. Support member, 220. , 706 ... connecting part, 722, 724 ... piezoresistor, 726, 728, 732, 734 ... conductive layer, 736, 738, 742, 744 ... metal contact part

特許第2887256号公報Japanese Patent No. 2887256

電子写真学会編「電子写真技術の基礎と応用」、コロナ社、昭和63年6月15日発行、第296−297頁The Electrophotographic Society of Japan "Basics and Applications of Electrophotographic Technology", Corona, June 15, 1988, pp. 296-297

Claims (6)

搬送経路内を所定方向に搬送される粉体の流速を測定する流速測定装置であって、
一部を支持手段によって支持されると共に前記搬送経路内に配置された梁部、及び、搬送される粉体の接触による前記梁部の変形を電気的な抵抗値として出力するピエゾ抵抗体を備えたカンチレバーと、
前記梁部を所定の周波数及び振幅にて振動させる振動手段と、
前記ピエゾ抵抗体が出力する抵抗値の変化として検出される前記梁部の周波数又は振幅の変化に基づいて前記粉体の流速を導出する演算手段と、を備えたことを特徴とする流速測定装置。
A flow velocity measuring device for measuring a flow velocity of powder conveyed in a predetermined direction in a conveyance path,
A beam portion that is partially supported by a support means and disposed in the transfer path, and a piezoresistor that outputs deformation of the beam portion due to contact of the transferred powder as an electrical resistance value. Cantilevers,
Vibration means for vibrating the beam portion at a predetermined frequency and amplitude;
A flow velocity measuring device comprising: a calculating means for deriving a flow velocity of the powder based on a change in frequency or amplitude of the beam portion detected as a change in resistance value output from the piezoresistor. .
複数の前記カンチレバーを前記粉体の搬送方向と交差する方向にアレイ状に配置したことを特徴とする請求項に記載の流速測定装置。 The flow velocity measuring device according to claim 1 , wherein the plurality of cantilevers are arranged in an array in a direction intersecting with the conveying direction of the powder. 前記カンチレバーの表面が撥水素材によりコーティングされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の流速測定装置。 The flow velocity measuring device according to claim 1 or 2 , wherein a surface of the cantilever is coated with a water repellent material. 複数の前記カンチレバーが前記粉体の搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の流速測定装置。 The flow velocity measuring device according to any one of claims 1 to 3 , wherein a plurality of the cantilevers are arranged along a conveyance direction of the powder. 前記粉体としてのトナーを搬送する前記搬送経路と、前記搬送経路内を搬送されるトナーの流速を測定する請求項1乃至4の何れか一項に記載の流速測定装置と、を備え、電子写真方式により画像を形成することを特徴とする画像形成装置。 And the transport path for transporting the toner as the powder, and a flow rate measuring device according to any one of claims 1 to 4 for measuring the flow rate of the toner to be conveyed to the conveying path, the electronic An image forming apparatus for forming an image by a photographic method. 前記演算手段が導出した前記粉体の流速が所定のしきい値未満となった場合に所定のメッセージを外部に報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5 , further comprising a notifying unit that notifies a predetermined message to the outside when the flow velocity of the powder derived by the calculating unit is less than a predetermined threshold value. .
JP2014103702A 2014-05-19 2014-05-19 Flow velocity measuring apparatus and image forming apparatus Active JP6337609B2 (en)

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