JP2003280341A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2003280341A
JP2003280341A JP2002080273A JP2002080273A JP2003280341A JP 2003280341 A JP2003280341 A JP 2003280341A JP 2002080273 A JP2002080273 A JP 2002080273A JP 2002080273 A JP2002080273 A JP 2002080273A JP 2003280341 A JP2003280341 A JP 2003280341A
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roller
forming apparatus
image forming
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Akinori Nishida
昭憲 西田
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Murata Machinery Ltd
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Murata Machinery Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーカートリッジの交換後期での画質劣化
を防止する画像形成装置を提供する。 【解決手段】 プリンタコントローラ12は、トナー残
量検出手段62によってトナーカートリッジ50内のト
ナーが検出されているとき(トナー残量が多いとき)
は、現像バイアス印加回路20を通じて供給ローラ1
7、現像ローラ18及びブレード19の各印加電圧を低
め(−500V,−300V,−400V)に設定し、
トナーが検出されないとき(トナー残量が少ないとき)
は、それら各部の印加電圧をトナー残量が多いときより
も高め(−400V,−200V,−300V)に設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、交換型のトナー
カートリッジ内のトナー残量に応じて現像ローラ、供給
ローラ及びブレードの各印加電圧を設定するように構成
した画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】非磁性1成分現像方式でトナーカートリ
ッジ交換型の画像形成装置がある。この画像形成装置で
は、トナーはカートリッジに収容されており、トナーが
無くなると、カートリッジを新しいのと交換する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この非磁性1成分現像
方式で用いられるトナーは、カートリッジ交換後から次
の交換時までカートリッジ内で攪拌され続けることによ
って、カートリッジの交換初期と後期とでは性質が異な
る。これは、微視的にはトナーは大小の微粒子が混在し
た状態にあり、交換初期には小さい微粒子から消費さ
れ、後期には大きい微粒子が多く残る、いわゆる選択現
像現象が生じるからである。特に、攪拌によるストレス
によって、トナーが凝集して粒径が大きくなってしま
う。
【0004】このようにカートリッジの交換後期では大
粒径のトナーを使用して画像形成を行うので、カートリ
ッジの交換初期に比較して、後期ではライン画像のつぶ
れやハーフトーンの黒ズミなどの画質劣化が起こる。
【0005】この発明は、そのような問題点に着目して
なされたものであって、トナーカートリッジの交換後期
での画質劣化を防止する画像形成装置を提供することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の画像形成装置は、非磁性1成分現像方式
の画像形成装置であって、交換可能なトナーカートリッ
ジ内のトナーの残量を検出するトナー残量検出手段と、
感光体に接触してトナーを感光体に供給する現像ローラ
と、トナーカートリッジ内のトナーを現像ローラに供給
する供給ローラと、現像ローラ表面のトナー層厚を均一
に規制するブレードと、現像ローラ、供給ローラ及びブ
レードの印加電圧を制御する制御手段とを備え、前記制
御手段は、トナー残量検出手段によって検出されたトナ
ーカートリッジ内のトナー残量が多いときは、現像ロー
ラ、供給ローラ及びブレードの各電位と感光体の露光後
の電位との差が大きくなるように、前記各部の印加電圧
を設定し、トナー残量が少ないときは、前記各電位差が
トナー残量が多いときよりも小さくなるように、前記各
部の印加電圧を設定することを特徴とする。
【0007】この装置では、トナーカートリッジ内のト
ナー残量が少ないときは、現像ローラ、供給ローラ及び
ブレードの各印加電圧をトナー残量が多いときよりも高
めに設定するので、つまり現像後期には、現像ローラ、
供給ローラ及びブレードに印加される各電圧がそれぞれ
現像初期よりもプラス側にシフトされるので、感光体ま
で運ばれる大粒径トナーの量が少なくなる。従って、現
像後期での画像つぶれやハーフトーンの黒ズミなどを防
止できる。
【0008】なお、トナー残量検出手段によって検出さ
れるトナー残量だけを印加電圧を変更する条件にしても
よいが、トナーカートリッジ交換後からの印字枚数も加
味して、現像ローラ、供給ローラ及びブレードの各印加
電圧を設定すれば、より精度の高い印加電圧制御が可能
となり、画質劣化をより効果的に防止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明を更に詳細に説明する。
【0010】その実施形態に係る画像形成装置の全体の
概略構成ブロック図を図1(一部分)、図2(残部分)
及び図3(残部分)に示す。この画像形成装置は、ファ
クシミリ機能とコピー機能とを備えたいわゆる複合機と
して構成したもので、MPU1、NCU(網制御回路:
Network Control Unit)2、MODEM3、ROM4、
RAM5、画像メモリ(DRAM)6、CODEC(符
号化・復号器:Coderand Decoder )7、操作部8、ス
キャナ9、パーソナルコンピュータ11が接続されたプ
リンタI/F(インタフェイス)10を備える。
【0011】MPU1は、この装置を構成する各部を制
御する。NCU2は、MPU1により制御されて、回線
Lとこの装置との接続を制御すると共に、通信相手の電
話番号に応じたダイヤルパルスを送出する機能及び着信
を検出する機能を有する。なお、回線Lは一般公衆電話
回線網(PSTN)に接続されている。MODEM3
は、ITU(国際電気通信連合)−T勧告T.30に従
ったファクシミリ伝送制御手順に基づいて、V.17、
V.27ter、V.29等に従った送信データの変調
及び受信データの復調を行う。或いは、これらに加えて
V.34に従った送信データの変調及び受信データの復
調を行う。
【0012】ROM4は、この装置を制御するためのプ
ログラムを記憶する。RAM5は、データ等を一時的に
記憶する。画像メモリ6は、受信画像データやスキャナ
9で読み取った画像データを一時的に記憶する。COD
EC7は、読み取った画像データを送信するためにM
H、MR、MMR方式等により符号化(エンコード)
し、受信画像データを復号(デコード)する。操作部8
は、ユーザがFAX送信・受信、プリント等の指示をす
るためのものである。スキャナ9は、FAX送信すると
きに原稿の画像データを読み取る。
【0013】この装置におけるプリンタは、プリンタ各
部を制御するプリンタコントローラ(制御手段)12を
備える。プリンタコントローラ12は、後記トナー残量
検出手段62によって検出されたトナーカートリッジ5
0内のトナー残量が多いときは、供給ローラ17、現像
ローラ18及びブレード19の各印加電圧を低めに設定
し、トナー残量が少ないときは、それら各部の印加電圧
をトナー残量が多いときよりも高めに設定する機能を有
する。
【0014】プリンタ内部には、像担持体として外周面
に光導電膜を有する感光ドラム(感光体)13が配置さ
れ、感光ドラム13はメインモータ41により回転され
る。この感光ドラム13の周囲には、ブラシローラ式の
帯電器として帯電ブラシ14が配置され、この帯電ブラ
シ14には帯電バイアス印加回路15により所定のバイ
アス電圧が印加される。バイアス電圧が印加された帯電
ブラシ14は、回転しながら感光ドラム13の外周面を
一様に帯電させる。
【0015】感光ドラム13の周囲に配置された露光部
としてのLEDプリントヘッド16は、多数のLEDを
並設してなり、入力された画像情報に基づき感光ドラム
13の外周面に光を照射し、外周面に画像情報に対応す
る静電潜像を形成する。
【0016】更に、感光ドラム13の周囲に配置された
現像器は、供給ローラ17、現像ローラ18、ブレード
19及び現像バイアス印加回路20等により構成され
る。供給ローラ17は、トナーを入れたトナーカートリ
ッジ50からトナーを帯電させつつ現像ローラ18に供
給するもので、この供給ローラ17には現像バイアス印
加回路20により所定のバイアス電圧が印加される。こ
の供給ローラ17と感光ドラム13に接触して配置され
た現像ローラ18には、現像バイアス印加回路20によ
り所定のバイアス電圧が印加される。
【0017】ブレード19は、現像ローラ18の外周面
に弾性的に接触し、現像ローラ18の外周面に付着した
トナーの層厚を均一に規制するもので、このブレード1
9にも現像バイアス印加回路20により所定のバイアス
電圧が印加される。
【0018】更に感光ドラム13の周囲に配置された転
写ローラ21は、用紙搬送路Pを挟んで感光ドラム13
の外周面と接触するように配置され、メインモータ41
により回転される。この転写ローラ21には転写バイア
ス印加回路22により所定のバイアス電圧が印加され
る。転写ローラ21の電流は電流検出部35により検出
され、検出された電流値はプリンタコントローラ12に
保持される。プリンタコントローラ12は、プリント時
に電流値に対応する転写電圧を決定し、転写バイアス印
加回路22はそのバイアス電圧を転写ローラ21に印加
する。
【0019】用紙搬送路Pの用紙送り出し側に配置され
た定着器は、ハロゲンランプ等のヒータを有する加熱ロ
ーラ23、ヒータ駆動回路24及びプレスローラ25等
で構成される。加熱ローラ23の表面温度は温度センサ
32で検出され、加熱ローラ23の外周面が所定の温度
となるよう、加熱ローラ23のヒータはヒータ駆動回路
24により加熱される。加熱ローラ23とプレスローラ
25は、転写ローラ21による転写後の用紙を加熱圧接
することにより、用紙上のトナー画像を定着させる。
【0020】この装置では、感光ドラム13の周囲にメ
モリ除去ブラシ26が配置されている。このメモリ除去
ブラシ26は、転写後にも感光ドラム13の外周面に画
像の輪郭に沿って残るトナー画像(メモリ画像)を除去
するためのもので、メモリ除去ブラシ26にはメモリ除
去ブラシ電圧印加回路27により所定のバイアス電圧が
印加される。
【0021】更にこの装置には、用紙搬送路Pにおい
て、感光ドラム13及び転写ローラ21の上流側に、用
紙が給紙カセット(図示せず)から送られてきたかどう
かを検出するセンサとしてPSS(Paper Supply Senso
r )30が配置され、PSS30は、用紙が給紙カセッ
トから送られてくるとONになる。
【0022】給紙側においては、給紙ローラ40とメイ
ンモータ41がクラッチ42を介して連結され、給紙カ
セットから用紙を取り出すときは、クラッチ42により
給紙ローラ40がメインモータ41に接続され、給紙ロ
ーラ40が回転することで、給紙カセットの用紙が1枚
ずつ取り出される。
【0023】一方、トナーカートリッジ50は、非磁性
1成分現像方式で用いられるトナーを収容する交換可能
なものであり、トナーカートリッジ50内のトナーは、
内部に設けられた攪拌器51により攪拌されるようにな
っている。このトナーカートリッジ50の底部には、ト
ナー欠検出手段(例えば光電センサ)61が配置され、
トナー欠検出手段61によりトナーカートリッジ50内
のトナーの有無が検出される。
【0024】また、トナーカートリッジ50の側部に
は、トナー残量検出手段(例えば光電センサ)62が配
置され、トナー残量検出手段62により当該検出手段6
2が設けられたレベルまでトナー残量が有るか無いかが
検出され、この残量レベルが供給ローラ17、現像ロー
ラ18及びブレード19の各印加電圧を変更する基準と
なる。但し、図2では、トナー残量検出手段62はトナ
ーカートリッジ50の側部における鉛直方向のほぼ中間
に位置決めされているが、その位置は適宜設定すればよ
い。
【0025】上記のように構成された画像形成装置にお
いて、プリント動作は周知であるが、概説すると、帯電
ブラシ14により感光ドラム13が一様に帯電され、そ
の感光ドラム13にLEDプリントヘッド16により画
像情報に対応する静電潜像が形成され、現像ローラ18
により感光ドラム13上の静電潜像にトナーが吸着され
て、感光ドラム13上にトナー画像が形成される。そし
て、転写ローラ21により感光ドラム13上のトナー画
像が用紙に転写される。転写後は、加熱ローラ23とプ
レスローラ25により用紙が加熱・加圧され、トナー画
像が用紙に定着される。
【0026】この装置では、前記したようにプリンタコ
ントローラ12は、トナー残量検出手段62によってト
ナーカートリッジ50内のトナーが検出されているとき
(トナー残量が多いとき)は、供給ローラ17、現像ロ
ーラ18及びブレード19の各印加電圧を低め(よりマ
イナス側)に設定し、トナーが検出されないとき(トナ
ー残量が少ないとき)は、それら各部の印加電圧をトナ
ー残量が多いときよりも高め(よりプラス側)に設定す
ることが特徴である。
【0027】この特徴的動作について、図4のフロー図
を参照して説明する。
【0028】装置に新しいトナーカートリッジを装着す
ると、ステップST1において、装着初期はトナー残量
検出手段62がONであるので、すなわちトナーカート
リッジ内のトナー残量が多いので、現像バイアス印加回
路20を通じて現像ローラ18の印加電圧(現像バイア
ス電位)を−300Vに設定する。また、ステップST
2において、ブレード19の印加電圧を−400Vに設
定し、ステップST3において、供給ローラ17の印加
電圧を−500Vに設定する。
【0029】そして、ステップST4において、トナー
残量検出手段62がONであるか否か、つまりトナー残
量が所定量以上あるかどうか判定する。この判定がYE
Sのときは、上記印加電圧で印字を続行する。トナー残
量検出手段62がOFFになり、トナー残量が所定量よ
りも少なくなると、ステップST5において、現像ロー
ラ18の印加電圧(現像バイアス電位)を−200Vに
設定する。また、ステップST6において、ブレード1
9の印加電圧を−300Vに設定し、ステップST7に
おいて、供給ローラ17の印加電圧を−400Vに設定
する。
【0030】続いて、ステップST8において、トナー
欠検出手段61がOFFになったかどうか、すなわちト
ナーカートリッジ50内のトナーが無くなったかどうか
判定する。トナーカートリッジ50内にまだトナーが有
るときは、上記印加電圧で印字を継続する。しかし、ト
ナーが無くなると、ステップST9において、印字動作
を禁止し、更にステップST10において、トナーカー
トリッジの交換を発音や表示等により報知する。
【0031】この動作によれば、トナー残量が所定量よ
り少なくなると、供給ローラ17、現像ローラ18及び
ブレード19の各印加電圧は、トナー残量が多いときよ
りもプラス側に設定されるので、トナーカートリッジ装
着後の後期であっても、感光ドラム13まで運ばれる大
粒径のトナー量が少なくなり、トナー残量が少ないとき
に起こりがちなライン画像のつぶれやハーフトーンの黒
ズミなどを防止できる。
【0032】なお、上記実施形態では、供給ローラ1
7、現像ローラ18及びブレード19の各印加電圧を2
段階で設定しているが、トナー残量検出手段を複数個設
けて3段階以上で設定してもよく、或いは連続的に設定
変更しても構わない。また、トナー残量だけを印加電圧
を変更する条件にしてもよいが、トナーカートリッジ交
換後からの印字枚数も加味して、より精度の高い印加電
圧制御を行ってもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像形
成装置によれば、トナーカートリッジ内のトナー残量が
少ないときは、現像ローラ、供給ローラ及びブレードの
各印加電圧をトナー残量が多いときよりも高めに設定す
るので、つまり現像後期には、現像ローラ、供給ローラ
及びブレードに印加される電圧が現像初期よりもプラス
側にシフトされるので、感光体まで運ばれる大粒径トナ
ーの量が少なくなる。従って、現像後期での画像のつぶ
れやハーフトーンの黒ズミなどの画質劣化を防止でき
る。
【0034】また、請求項2の構成によれば、より精度
の高い印加電圧制御を行うことができ、画質劣化をより
効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る画像形成装置の全体の概略構成
ブロック図(一部分)である。
【図2】同画像形成装置の全体の概略構成ブロック図
(残部分)である。
【図3】同画像形成装置の全体の概略構成ブロック図
(残部分)である。
【図4】同画像形成装置におけるトナーカートリッジ内
のトナー残量による印加電圧制御動作を示すフロー図で
ある。
【符号の説明】
1 MPU 12 プリンタコントローラ(制御手段) 13 感光ドラム(感光体) 17 供給ローラ 18 現像ローラ 19 ブレード 20 現像バイアス印加回路 50 トナーカートリッジ 51 攪拌器 61 トナー欠検出手段 62 トナー残量検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H027 DA02 DA04 DA45 DD02 DE07 DE10 EA05 EA18 EC06 EC10 ED01 ED09 ED10 2H073 AA01 BA02 BA12 BA13 BA36 BA45 CA02 2H077 AA01 AA33 AC04 AD06 AD13 AD35 DA15 DA22 DA32 DB01 DB08 DB10 EA14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性1成分現像方式の画像形成装置であ
    って、交換可能なトナーカートリッジ内のトナーの残量
    を検出するトナー残量検出手段と、感光体に接触してト
    ナーを感光体に供給する現像ローラと、トナーカートリ
    ッジ内のトナーを現像ローラに供給する供給ローラと、
    現像ローラ表面のトナー層厚を均一に規制するブレード
    と、現像ローラ、供給ローラ及びブレードの印加電圧を
    制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、トナー残
    量検出手段によって検出されたトナーカートリッジ内の
    トナー残量が多いときは、現像ローラ、供給ローラ及び
    ブレードの各電位と感光体の露光後の電位との差が大き
    くなるように、前記各部の印加電圧を設定し、トナー残
    量が少ないときは、前記各電位差がトナー残量が多いと
    きよりも小さくなるように、前記各部の印加電圧を設定
    することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】前記制御手段は、トナー残量検出手段によ
    って検出されるトナー残量の他にトナーカートリッジ交
    換後からの印字枚数も加味して、現像ローラ、供給ロー
    ラ及びブレードの各印加電圧を設定することを特徴とす
    る請求項1記載の画像形成装置。
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