JP2006047731A - Image forming apparatus and developing unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリやそれらの複合機など電子写真方式による画像形成装置に関する。本発明は特に、色相がほぼ同一で反射濃度の異なる複数種類のトナーを有する混合現像剤を用いた画像形成装置に関する。本発明はまた、画像形成装置に用いられる現像ユニットに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof. The present invention particularly relates to an image forming apparatus using a mixed developer having a plurality of types of toners having substantially the same hue and different reflection densities. The present invention also relates to a developing unit used in an image forming apparatus.
ハイライト部を含む画像の画質を高めつつ現像剤の消費量を抑制するために、色相が同一で反射濃度が異なる2種類のトナーからなる混合現像剤を利用した画像形成装置が例えば特許文献1に開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an image forming apparatus using a mixed developer composed of two types of toners having the same hue and different reflection densities in order to suppress the consumption of the developer while improving the image quality of the image including the highlight portion. Is disclosed.
この装置では、低反射濃度のトナーの帯電量を高反射濃度のトナーの帯電量よりも小さくし、これにより低反射濃度トナーを高反射濃度トナーに比べて現像ローラから感光体ドラムに供給し易くしてある。したがって、感光体ドラム上の(露光量が少なくしたがって電位減衰レベルの小さな)低濃度の潜像領域を現像する場合、低反射濃度トナーが主に用いられることになる。これにより、反射濃度の高いトナーのみを用いた場合に生じうる濃度ムラを抑制し、粒状性のないきめ細やかな画像を得ることができる。 In this apparatus, the charge amount of the low reflection density toner is made smaller than the charge amount of the high reflection density toner, so that the low reflection density toner can be supplied from the developing roller to the photosensitive drum more easily than the high reflection density toner. It is. Therefore, when developing a low density latent image area on the photosensitive drum (low exposure amount and therefore low potential attenuation level), low reflection density toner is mainly used. As a result, it is possible to suppress density unevenness that can occur when only toner having a high reflection density is used, and to obtain a fine image without graininess.
また、現像装置内の高反射濃度トナーの量を低反射濃度トナーよりも多く設定している。したがって、感光体ドラム上の(露光量が多くしたがって電位減衰レベルの大きな)高濃度の潜像領域を現像する場合、高反射濃度トナーが主に用いられることになる。これにより、反射濃度の低いトナーのみを用いて感光体ドラム上の高濃度の潜像領域を現像する場合に比べて現像剤の消費量を抑制できる。 Further, the amount of high reflection density toner in the developing device is set larger than that of low reflection density toner. Therefore, when developing a high density latent image region (a large amount of exposure and therefore a large potential attenuation level) on the photosensitive drum, a high reflection density toner is mainly used. As a result, the consumption of the developer can be suppressed as compared with the case where the high density latent image area on the photosensitive drum is developed using only the toner having a low reflection density.
なお、特許文献2には、テストパッチ画像を感光体ドラム上に形成して該画像の反射濃度を検出し、テストパッチ画像の検出反射濃度が減少すると低反射濃度トナーをトナーホッパから補給する画像形成装置が記載されている。
上記画像形成装置において、印字枚数が増えても安定して良好な画質を得るためには、現像剤の2種類のトナーの混合比を予め決められた範囲内に制御する必要がある。 In the image forming apparatus, in order to stably obtain a good image quality even when the number of printed sheets is increased, it is necessary to control the mixing ratio of the two types of toner in the developer within a predetermined range.
そこで、本発明は、色相がほぼ同一で反射濃度の異なる2つまたはそれ以上のトナーの混合比を所定の範囲に制御するのに適した構成を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus having a configuration suitable for controlling a mixing ratio of two or more toners having substantially the same hue and different reflection densities within a predetermined range. To do.
本発明はまた、上記画像形成装置に用いられる、現像装置および補給装置を備えた現像ユニットを提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a developing unit including a developing device and a replenishing device used in the image forming apparatus.
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
色相がほぼ同一で反射濃度が異なる複数種類のトナーを混合した混合現像剤を収容する混合現像剤収容器を有する現像装置と、上記複数種類のトナーのうち少なくとも1種類のトナーを収容する第1のトナー収容器および上記複数種類のトナーのうち少なくとも他の1種類のトナーを収容する第2のトナー収容器を備え、混合現像剤収容器に対し上記複数種類のトナーを補給する補給装置と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes:
A developing device having a mixed developer container that contains a mixed developer in which a plurality of types of toners having substantially the same hue and different reflection densities are mixed, and a first that stores at least one type of toner among the plurality of types of toner. A replenishing device that replenishes the mixed developer container with the plurality of types of toner, and a second toner container that stores at least one other type of toner among the plurality of types of toner. It is characterized by providing.
本発明に係る現像ユニットは、
色相がほぼ同一で反射濃度が異なる複数種類のトナーを混合した混合現像剤を収容する混合現像剤収容器を有する現像装置と、上記複数種類のトナーのうち少なくとも1種類のトナーを収容する第1のトナー収容器および上記複数種類のトナーのうち少なくとも他の1種類のトナーを収容する第2のトナー収容器を備え、混合現像剤収容器に対し上記複数種類のトナーを補給する補給装置と、を備えることを特徴とする。
The developing unit according to the present invention is
A developing device having a mixed developer container that contains a mixed developer in which a plurality of types of toners having substantially the same hue and different reflection densities are mixed, and a first that stores at least one type of toner among the plurality of types of toner. A replenishing device that replenishes the mixed developer container with the plurality of types of toner, and a second toner container that stores at least one other type of toner among the plurality of types of toner. It is characterized by providing.
本発明によれば、混合現像剤収容器に補給する複数種類のトナーのうち1種類のトナーまたはこれらのトナーのうち2種類以上のトナーを混合したトナー混合物を複数のトナー収容器に分けて収容してあるので、各トナー収容器から補給される量を制御することでトナー混合比を予め決められた範囲内に維持できる。 According to the present invention, one of a plurality of types of toner to be supplied to the mixed developer container, or a toner mixture obtained by mixing two or more of these toners is divided into a plurality of toner containers. Therefore, the toner mixing ratio can be maintained within a predetermined range by controlling the amount replenished from each toner container.
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る一実施形態であるカラープリンタを示す。プリンタ2は、像担持体として図面時計回り方向に回転駆動可能な感光体ドラム4を備える。感光体ドラム4の周囲には、該ドラムの回転方向に沿って帯電装置6、露光装置8、4つの現像装置10C,10M,10Y,10K、および一次転写装置12が順に配置されている。
FIG. 1 shows a color printer according to an embodiment of the present invention. The printer 2 includes a
帯電装置6は、感光体ドラム4の表面を一様に帯電する(表面電位V0)ためのものである。露光装置8は、画像データに応じてレーザ光8aを感光体ドラム4上に選択的に照射し、これにより感光体ドラム上に潜像を形成するためのものである。
The
各現像装置10C〜10Kは、感光体ドラム4に対応するトナーを供給して潜像を顕像化するためのものである。詳しくは、現像装置10C,10M,10Y,10Kはそれぞれ、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(Y)の現像剤をそれぞれ収容する現像剤収容器14C,14M,14Y,14Kと、図面反時計回り方向に回転可能に不図示のモータに駆動連結された現像ローラ16C,16M,16Y,16Kとを備える。各現像ローラ16C〜16Kが回転することで、現像ローラ表面に付着した現像剤が現像ローラと感光体ドラム4との対向領域に搬送され、そこで現像剤が感光体ドラムの潜像領域に供給されることになる。各現像ローラ16C〜16Kには、バイアス電圧VBが印加されている。
Each of the developing devices 10 </ b> C to 10 </ b> K supplies toner corresponding to the
現像剤収容器(混合現像剤収容器)14C内のシアン現像剤は、色相がほぼ同一で低反射濃度および高反射濃度の2種類のトナーからなる(キャリアを含まない意味で)「一成分」の混合現像剤である。同様に、現像剤収容器(混合現像剤収容器)14M内のマゼンタ現像剤は、色相がほぼ同一で低反射濃度および高反射濃度の2種類のトナーからなる一成分混合現像剤である。現像剤収容器14Y内のイエロー現像剤は、1種類のイエロートナーからなる。同様に、現像剤収容器14K内のブラック現像剤は、1種類のブラックトナーからなる。混合現像剤であるシアン現像剤およびマゼンタ現像剤については後でさらに詳しく述べる。
The cyan developer in the developer container (mixed developer container) 14C is composed of two types of toners having substantially the same hue and having a low reflection density and a high reflection density (in a sense that does not include a carrier). The mixed developer. Similarly, the magenta developer in the developer container (mixed developer container) 14M is a one-component mixed developer composed of two types of toner having substantially the same hue and low reflection density and high reflection density. The yellow developer in the
一次転写装置12は中間転写ベルト18を備える。中間転写ベルト18は、ポリカーボネートなどの樹脂シートからなり、中間転写ベルトの表面電気抵抗値が105〜1012Ω/cm2程度となるよう樹脂シートにはカーボンブラックが分散されている。中間転写ベルト18は、5つのローラ20,22,24,26,28の外周で支持されている。ローラ22は、中間転写ベルト18にテンションを与えるテンションローラである。ローラ20は不図示のモータに駆動連結されている。ローラ20が回転することで、ローラ22,24,26,28が回転し、中間転写ベルト18が図面反時計回り方向に回転することになる。ローラ26、28間の中間転写ベルト18部分は、感光体ドラム4の外周と接触して、感光体ドラム上のトナー画像(シアントナー画像、マゼンタトナー画像、イエロートナー画像、またはブラックトナー画像)が中間転写ベルトに転写される一次転写領域30を形成している。
The
中間転写ベルト18の回転方向に関してローラ24の直ぐ上流側のベルト部分34に対向して、図面時計回り方向に回転する二次転写ローラ32が設けてある。二次転写ローラ32は、シリコーンやウレタンなどの発泡ゴム材からなり、二次転写ローラの表面電気抵抗値が105〜1012Ω/cm2程度となるよう発泡ゴム材にはカーボンブラックが分散されている。ベルト部分34と二次転写ローラ32は、矢印方向に沿ってシート(記録媒体)Sが通過しこれにより中間転写ベルト18上の重ね合わせトナー画像(後述)がシート上に転写される二次転写領域36を形成している。
A
かかる構成を備えたプリンタ2において、コントローラ(後述)は帯電装置6を駆動して感光体ドラム4表面を一様に帯電させる。コントローラは、画像メモリ(図示せず)に記憶されたカラー画像データに基づいて制御信号を生成し、露光装置8に送出する。露光装置8は、感光体ドラム4上にレーザ光8aを選択的に照射する。その結果、レーザ光8aが照射された表面部分の電位は減衰し、感光体ドラム4上にシアン用の潜像が形成される。感光体ドラム4上のシアン用潜像は、該潜像に現像装置10Cにより混合シアン現像剤が供給されることにより顕像化されて、シアントナー画像が形成される。シアントナー画像は、感光体ドラム4の回転により一次転写領域30に搬送され、中間転写ベルト18上に転写される。
In the printer 2 having such a configuration, a controller (described later) drives the
次に、混合マゼンタ現像剤を用い同様にして感光体ドラム4上に形成されたマゼンタトナー画像は、シアントナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト18上に転写される。続いて、単一のイエロー現像剤を用い同様にして感光体ドラム4上に形成されたイエロートナー画像は、シアンおよびマゼンタトナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト18上に転写される。その後、単一のブラック現像剤を用い同様にして感光体ドラム4上に形成されたブラックトナー画像は、シアン、マゼンタ、およびイエロートナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト18上に転写される。
Next, the magenta toner image formed on the
重ね合わせ画像は、中間転写ベルト18の移動により二次転写領域36に搬送される。他方、シートSは、不図示のシート供給カセットから二次転写領域36に供給される。重ね合わせ画像は、二次転写ローラ32の作用により二次転写領域36を通過するシートSに転写される。
The superimposed image is conveyed to the
カラートナー画像が形成されたシートSは不図示の定着装置に供給され、カラートナー画像がシートSに定着される。 The sheet S on which the color toner image is formed is supplied to a fixing device (not shown), and the color toner image is fixed on the sheet S.
次に、感光体ドラム4に形成される潜像および混合現像剤について詳しく説明する。プリンタ2は、階調を表現するためにレーザビーム8aのパルス幅変調制御を行う。したがって、潜像は、電位減衰レベルの小さな「低濃度」領域と電位減衰レベルの大きな「高濃度」領域とを含む。レーザ照射時間が比較的短ければ、感光体ドラム表面の電位減衰は小さく(電位は飽和せず)、したがって低濃度領域が形成される。他方、レーザ照射時間が十分長ければ、感光体ドラム表面の電位減衰は大きく(電位は飽和)、したがって高濃度領域が形成される。本願において、低濃度の潜像領域および高濃度の潜像領域はそれぞれ現像剤が供給されてハイライト部およびシャドウ部が形成される領域を表す。
Next, the latent image formed on the
上述したように、シアン現像剤は、色相がほぼ同一で反射濃度の異なる2種類のトナーからなる混合現像剤である。現像剤収容器14C内の現像剤の混合比は、RL以上となるように調整される。本実施形態では、混合比を低反射濃度トナーの高反射濃度トナーに対する重量比と定義するが、別の定義を用いてもよい。上述の定義に従えば、RLは0より大きく1より小さな値である。すなわち、現像剤収容器14C内には、高反射濃度シアントナーが低反射濃度シアントナーよりも多く混合されている。
As described above, the cyan developer is a mixed developer composed of two kinds of toners having substantially the same hue and different reflection densities. The mixing ratio of the developer in the
図2(a),(b)は、低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの例を示す。図2(a)の例では、高反射濃度トナー40Hは、樹脂42に着色剤44Hおよび帯電制御剤46を分散してなる。外添処理剤48を添加してもよい。低反射濃度トナー40Lは、着色剤44Lが着色剤44Hより反射濃度が低い点を除いて高反射濃度トナー40Hとほぼ同一である。図2(b)の例では、着色剤44H,44Lの反射濃度を同一にし、樹脂42に対する着色剤44Hの重量比を着色剤44Lの場合よりも大きくしている。後者の例では、一例として、混合比の適正な範囲を0.45以上とし、上記重量比を低反射濃度シアントナーでは4%、高反射濃度シアントナーでは10%とする。
2A and 2B show examples of a low reflection density cyan toner and a high reflection density cyan toner. In the example of FIG. 2A, the high
現像装置10Cの現像ローラ16Cに対する低反射濃度シアントナーの付着力を高反射濃度トナーに比べて小さくし、これにより低反射濃度シアントナーが感光体ドラム4により容易に付着できるようにするために、低反射濃度シアントナーの帯電量を高反射濃度シアントナーに比べて小さくしている。これを実現するために、低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーとで平均粒径を異ならせてもよいし、各シアントナーに添加する電荷制御剤などの後処理剤の量を異ならせてもよい。
In order to make the adhesion of the low reflection density cyan toner to the developing
代わりに、低反射濃度シアントナーは、高反射濃度シアントナーに比べて球形度を大きくし、これにより現像ローラ16Cに対する低反射濃度シアントナーの付着力を高反射濃度トナーに比べて小さくしてもよい。
Instead, the low reflection density cyan toner has a larger sphericity than the high reflection density cyan toner, thereby reducing the adhesion of the low reflection density cyan toner to the developing
図3および4を参照して、低反射濃度および高反射濃度シアントナーからなる混合シアン現像剤の特性について説明する。図3は、バイアス電圧VBが印加された現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差の関数として、感光体ドラム上に付着する低反射濃度シアントナーおよび高反射濃度シアントナーの各量を示す。 With reference to FIGS. 3 and 4, the characteristics of the mixed cyan developer composed of low reflection density and high reflection density cyan toner will be described. FIG. 3 shows low reflection density cyan toner and high reflection density cyan toner adhering to the photosensitive drum as a function of the potential difference between the developing roller to which the bias voltage V B is applied and the latent image area on the photosensitive drum. Each amount is shown.
図3に示すように、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が比較的小さければ、低反射濃度シアントナーと現像ローラとの間の付着力は高反射濃度シアントナーの場合に比べて小さいので、低反射濃度シアントナーが主として潜像領域に供給される。現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差がある値ΔV1よりも小さい場合、電位差が大きいほど、感光体ドラムの潜像領域に供給される低反射濃度シアントナーの量は多い。電位差がΔV1よりも大きい場合、感光体ドラムに供給される低反射濃度シアントナーの量は実質的に一定である(すなわち低反射濃度トナーの供給量は飽和する。)。これは、電位差がある程度大きければ、潜像領域に対向する混合シアン現像剤中の大部分の低反射濃度シアントナーが潜像領域に供給されることを意味する。 As shown in FIG. 3, if the potential difference between the developing roller and the latent image area on the photosensitive drum is relatively small, the adhesion force between the low reflection density cyan toner and the development roller is the high reflection density cyan toner. As a result, the low reflection density cyan toner is mainly supplied to the latent image area. When the potential difference between the developing roller and the latent image area on the photosensitive drum is smaller than a certain value ΔV1, the amount of the low reflection density cyan toner supplied to the latent image area of the photosensitive drum increases as the potential difference increases. . When the potential difference is larger than ΔV1, the amount of low reflection density cyan toner supplied to the photosensitive drum is substantially constant (ie, the supply amount of low reflection density toner is saturated). This means that if the potential difference is large to some extent, most of the low reflection density cyan toner in the mixed cyan developer facing the latent image area is supplied to the latent image area.
他方、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が比較的小さければ、該潜像領域に供給される高反射濃度シアントナーの量は少ない。しかしながら、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が大きいほど、電位差がある値ΔV2よりも小さければ、感光体ドラムの潜像領域に供給される高反射濃度シアントナーの量は多い。電位差がΔV2よりも大きい場合、感光体ドラムに供給される高反射濃度シアントナーの量は実質的に一定である(すなわち高反射濃度トナーの供給量は飽和する。)。これは、電位差が十分大きければ、潜像領域に対向する混合シアン現像剤中の大部分の高反射濃度シアントナー(したがって潜像領域に対向する大部分の混合シアン現像剤)が潜像領域に供給されることを意味する。電位差がΔV2より大きい場合の感光体ドラムに供給される2種類のシアントナーの重量比は、現像剤収容器内の2種類のシアントナーの混合比とほぼ同一である。なお、図3において、電位差ΔV3は、感光体ドラムの潜像領域の電位が飽和する値を示す。 On the other hand, if the potential difference between the developing roller and the latent image area on the photosensitive drum is relatively small, the amount of high reflection density cyan toner supplied to the latent image area is small. However, the larger the potential difference between the developing roller and the latent image area on the photosensitive drum, the greater the amount of high reflection density cyan toner supplied to the latent image area of the photosensitive drum as long as the potential difference is smaller than a certain value ΔV2. There are many. When the potential difference is larger than ΔV2, the amount of high reflection density cyan toner supplied to the photosensitive drum is substantially constant (ie, the supply amount of high reflection density toner is saturated). This is because, if the potential difference is sufficiently large, most of the high reflection density cyan toner in the mixed cyan developer facing the latent image area (and thus the majority of the mixed cyan developer facing the latent image area) will enter the latent image area. It means that it is supplied. The weight ratio of the two types of cyan toner supplied to the photosensitive drum when the potential difference is larger than ΔV2 is substantially the same as the mixing ratio of the two types of cyan toner in the developer container. In FIG. 3, the potential difference ΔV3 indicates a value at which the potential of the latent image area of the photosensitive drum is saturated.
図4は、感光体ドラム上の潜像領域(2つ)と現像ローラとの間の電位差と、潜像領域に供給される2種類のシアントナー量の比と、の間の関係を模式的に示す。潜像領域50は、図3の電位差ΔV4に対応する低濃度領域(ハイライト部に対応)である。潜像領域52は、図3の電位差ΔV2に対応する高濃度領域(シャドウ部に対応)である。図に示すように、低濃度領域50には、高反射濃度シアントナー56に比べて多くの低反射濃度シアントナー54が供給される。他方、高濃度領域52には、低反射濃度シアントナー54に比べて多くの高反射濃度シアントナー56が供給される。
FIG. 4 schematically shows the relationship between the potential difference between the latent image areas (two) on the photosensitive drum and the developing roller and the ratio of the two types of cyan toner supplied to the latent image area. Shown in The
上記説明から明らかなように、高濃度の潜像領域(シャドウ部に対応)を現像する際においても低反射濃度シアントナーが供給されることは避けられない。したがって、高濃度の潜像領域を現像する場合に、1種類のシアントナーのみを利用する従来の画像形成装置と同一の付着量で同一の画像濃度を得るためには、本実施形態に係るプリンタ2に用いられる高反射濃度シアントナーは、従来の画像形成装置で用いられるシアントナーよりも反射濃度を大きくする必要がある。一例として、従来の単一のシアントナーの樹脂に対する着色剤の重量比が8%の場合、高反射濃度シアントナーの上記重量比を10%とする。 As is clear from the above description, it is inevitable that the low reflection density cyan toner is supplied even when developing a high density latent image area (corresponding to a shadow portion). Therefore, when developing a high-density latent image region, in order to obtain the same image density with the same adhesion amount as that of a conventional image forming apparatus that uses only one type of cyan toner, the printer according to this embodiment is used. The high reflection density cyan toner used in No. 2 needs to have a higher reflection density than the cyan toner used in the conventional image forming apparatus. As an example, when the weight ratio of the colorant to the resin of the conventional single cyan toner is 8%, the weight ratio of the high reflection density cyan toner is set to 10%.
以上のように、低濃度の潜像領域(ハイライト部に対応)を現像するのに低反射濃度シアントナー54が主として用いられる。このことはマゼンタ現像剤に関しても成り立つ。したがって、プリンタ2は、低濃度の潜像領域を主に低反射濃度トナーで現像することで粒状性のないきめ細やかな画像を可能にする。
As described above, the low reflection
シアンおよびマゼンタ現像剤に関し、写真画像など比較的多くのハイライト部を含む画像をプリンタ2を用いて連続印刷する場合、多量の低反射濃度トナーが消費される。その結果、現像剤中の単位体積当たりの低反射濃度トナー量は減少する。このため、現像ローラから低濃度潜像領域に供給される高反射濃度トナー量が増加し、画像の粒状性が増加する。低反射濃度トナー量が減少するほど現像剤の上記混合比は小さくなる。そこで、プリンタ2は、シアンおよびマゼンタ現像剤の各混合比を制御して予め決められた適正な値RL以上となるように構成してある。 When cyan and magenta developers are used to continuously print an image including a relatively large number of highlights such as a photographic image using the printer 2, a large amount of low reflection density toner is consumed. As a result, the amount of low reflection density toner per unit volume in the developer decreases. For this reason, the amount of high reflection density toner supplied from the developing roller to the low density latent image region increases, and the graininess of the image increases. As the amount of low reflection density toner decreases, the mixing ratio of the developer decreases. Therefore, the printer 2 is configured to control each mixing ratio of cyan and magenta developer so as to be equal to or more than a predetermined appropriate value RL .
一方、文字画像など多くのシャドウ部を含む画像を連続印刷する場合、高反射濃度トナーの消費量は多いが現像剤収容器内の混合比とほぼ同一の割合(重量比)で高反射濃度トナーと低反射濃度トナーが消費され続けることになるので混合比は上昇することはない。但し、後述するように現像装置に補給装置からあまりに多くの低反射濃度トナーを補給すると、その後多くのシャドウ部を含む画像を印刷する場合に多量の低反射濃度トナーが消費されることになる。低反射濃度トナーの消費量を抑制するため、混合比の上限RHを設定し、トナーを補給する際には混合比が上限を超えないように補給装置からのトナー補給量を制御する必要がある。 On the other hand, when images including many shadow parts such as character images are continuously printed, high reflection density toner is consumed at a ratio (weight ratio) almost the same as the mixing ratio in the developer container, although the consumption amount of the high reflection density toner is large. The low reflection density toner will continue to be consumed, so the mixing ratio will not increase. However, if too much low reflection density toner is supplied to the developing device from the replenishment device as will be described later, a large amount of low reflection density toner is consumed when an image including many shadow portions is printed thereafter. In order to suppress the consumption amount of the low reflection density toner, it is necessary to set the upper limit RH of the mixing ratio and to control the amount of toner supplied from the replenishing device so that the mixing ratio does not exceed the upper limit when the toner is supplied. is there.
トナー混合比を計測する目的のため、シアンおよびマゼンタ現像剤に関して、高反射濃度トナーのみに、鉄粉、フェライト、磁性微粒子等の磁性体を添加させる。すなわち、シアンおよびマゼンタの各現像剤は磁性トナーと非磁性トナーからなる。したがって、混合現像剤が消費されると、該現像剤の混合比が変化し、その結果、現像剤の透磁率(2種類のトナーの混合比に応じて変動する見かけ上の透磁率)が変化する。代わりに、磁性体を低反射濃度トナーのみに添加してもよい。 For the purpose of measuring the toner mixture ratio, with respect to cyan and magenta developers, a magnetic material such as iron powder, ferrite, and magnetic fine particles is added only to the high reflection density toner. That is, the cyan and magenta developers are composed of magnetic toner and non-magnetic toner. Therefore, when the mixed developer is consumed, the mixing ratio of the developer changes, and as a result, the magnetic permeability of the developer (the apparent magnetic permeability that varies depending on the mixing ratio of the two types of toners) changes. To do. Instead, the magnetic material may be added only to the low reflection density toner.
図1を参照して、現像装置10C,10Mはそれぞれ、現像剤収容器14C,14M内のシアンおよびマゼンタ現像剤の混合比を計測するのに利用する信号を発生するセンサ60C,60Mを収容器底壁部に備える。各センサ60C,60Mは、単位体積当たりの混合現像剤の透磁率を検出するインダクタンス検出型センサで、透磁率を表す電気信号(電圧信号)を送出するようになっている。図5に示すように、センサ60C,60Mは透磁率が低くなるほど(非磁性低反射濃度トナーの割合が大きくなるほど)検出電圧は大きくなるように設定されており、センサ60Cまたは60Mから出力されるvL以上vH以下の電圧が、混合比の下限RL以上RH以下に対応する。
Referring to FIG. 1, developing
現像装置10C,10M,10Y,10Kはそれぞれ、画質を保証するある程度の量の現像剤が収容器14C,14M,14Y,14Kに残っているか否か(言い換えれば、現像装置(の現像剤収容器)がニアエンプティであるか否か)を検出するエンプティセンサ62C,62M,62Y,62Kを収容器側壁部に備える。エンプティセンサは、例えば、発光素子および受光素子を備えた光学式センサである。発光素子から出射した光が現像剤により遮光されて受光素子に入射しない場合、エンプティセンサは信号を出力しない。この場合、収容器には十分な量の現像剤が残っている。発光素子から出射した光が受光素子に入射する場合、エンプティセンサは信号を出力する。この場合、収容器には現像剤が僅かしか残っておらず画質が保証できなくなる。
Each of the developing
現像装置10C,10M,10Y,10Kにはそれぞれ、現像装置に各現像剤を補給するための補給装置64C,64M,64Y,64Kが連結されている。現像装置と補給装置が現像ユニットを構成する。より詳しくは、図6に示すように、補給装置64Cは、低反射濃度シアントナーTLおよび高反射濃度シアントナーTHをそれぞれ収容する2つの収容器66L,66Hと搬送スクリュ68L,68Hとを備える。搬送スクリュ68L,68Hは、低反射濃度シアントナーTLおよび高反射濃度シアントナーTHを搬送路69L,69Hを介して補給口70L,70Hまで搬送して現像剤収容器14Cに落下させるためのものである。現像剤収容器14Cは、低反射濃度および高反射濃度シアントナーを撹拌して混合するためのアジテータ(図示せず)を備える。スクリュ68L,68Hは、駆動回路72に電気的に接続されたモータ71L,71Hにそれぞれ駆動連結されている。駆動回路72は、プリンタ2の印字動作を制御するコントローラ74からの信号に応じてモータ71L,71Hを駆動するようになっている。
Replenishing
補給装置64Mは、2つのトナー収容器にそれぞれ低反射濃度マゼンタトナーおよび高反射濃度マゼンタトナーが収容されることを除いて、補給装置64Cと同様の構成を備える。
The replenishing
補給装置64Y,64Kはそれぞれ、1つのトナー収容器に1種類のトナーが収容された従来のもので、本明細書では説明を省略する。
Each of the
センサ60C,62Cからの検出信号は、コントローラ74に出力されるようになっている。図には示していないが、その他のセンサ60M,62M,62Y,62Kの検出信号もコントローラ74に出力されるようになっている。以下に示すように、コントローラ74は、現像ユニットの一つに関する検出信号に応じて対応する補給装置を制御して、トナー収容器から現像剤収容器に制御された量のトナーを補給する。
Detection signals from the
次に、図6とともに図7に示すフローチャートを参照して、シアン現像剤の補給シーケンスを説明する。このシーケンスは、例えば、プリンタ2を起動した場合や現像装置10Cを予め決められた期間使用する毎に行われる。まず、ステップS1で、コントローラ74は、検出信号がエンプティセンサ62Cから出力されているか否かを判断する。検出信号が出力されていない場合、すなわち、十分な量のシアン現像剤が収容器14Cに残っている場合、ステップS2に進み、コントローラ74は、透磁率検出センサ60Cから送られる信号に基づいて、検出電圧がvL以上(混合比がRL以上)であるか否かを判断する(このように、コントローラ74は、透磁率検出センサ60Cにより検出された収容器14C内の混合現像剤の透磁率に基づいて2種類のトナーの混合比を計測する手段として機能する。)。検出電圧がvL以上である場合、補給は行わず、現像装置10Cはシアン現像剤を感光体ドラム4に供給できる状態となる(ステップS3)。その後、フローは終了する。
Next, the cyan developer replenishment sequence will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 7 together with FIG. This sequence is performed, for example, when the printer 2 is activated or whenever the developing device 10C is used for a predetermined period. First, in step S1, the
ステップS2で、検出電圧がvLより小さい場合(すなわち、現像剤収容器14C内の低反射濃度シアントナーの量が不足)、ステップS4に進み、検出電圧がvL以上vH以下(混合比がRL以上RH以下)となるようにトナー収容器66Lから現像剤収容器に低反射濃度シアントナーを補給する。その後、フローはステップS3に進む。
In step S2, if the detected voltage is v L smaller (i.e., lack of the amount of low reflection density cyan toner in the
ステップS1で、エンプティセンサ62Cから検出信号が出力されている場合、すなわち、十分な量のシアン現像剤が収容器14Cに残っていない場合、ステップS5に進み、コントローラ74は、透磁率検出センサ60Cから送られる信号に基づいて、検出電圧がvL以上であるか否かを判断する。検出電圧がvL以上の場合、ステップS6に進み、検出電圧がvL以上(混合比がRL以上)に維持されるとともに検出電圧がvH(混合比がRH)を超えないよう低反射濃度および高反射濃度シアントナーを適当な量だけトナー収容器66L,66Hから現像剤収容器14Cに補給する。その後、フローは終了する。
If a detection signal is output from the
ステップS5で、検出電圧がvLより小さい場合(すなわち、現像剤収容器14C内の低反射濃度シアントナーの割合が小さい)、ステップS7で検出電圧がvL以上vH以下(混合比がRL以上RH以下)となるようにトナー収容器66L,66Hから現像剤収容器14Cに低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの両方を補給する。このとき、低反射濃度シアントナーの補給量は高反射濃度シアントナーの補給量より多い。現像剤収容器14C内に少量の高反射濃度シアントナーしか残らなくなるが低反射濃度シアントナーのみ補給してもよい。その後、フローはステップS3に進む。
In step S5, when the detection voltage v L is smaller than (i.e., small ratio of the low reflection density cyan toner in the
以上のように、本実施形態では、低反射濃度および高反射濃度シアントナーを別々にトナー収容器66L,66Hに収容しているので、トナー補給制御(ステップS4,S6,S7)を容易に行うことが可能である。
As described above, in this embodiment, since the low reflection density and high reflection density cyan toners are separately stored in the
本補給処理シーケンスでは、プリンタ2を起動した場合や現像装置10Cを予め決められた期間使用する毎に行われるようにしたが、これに加えて、コントローラ74がエンプティセンサ62Cから現像装置10Cがニアエンプティであることを示す信号を受けた場合に自動的に開始されるようにしてもよい。この場合、ステップS5〜S7が行われる。
In this replenishment processing sequence, it is performed when the printer 2 is activated or every time the developing device 10C is used for a predetermined period. In addition, the
マゼンタ現像剤の補給動作はシアン現像剤の場合と同一である。 The magenta developer supply operation is the same as that for the cyan developer.
イエローおよびブラック現像剤の補給動作は従来と同じである。すなわち、コントローラ74は、エンプティセンサ62Yまたは62Kから検出信号を受けると、補給装置64Yまたは64Kを制御して、対応するトナーをトナー収容器から現像剤収容器14Yまたは14Mに補給する。
The replenishment operation of the yellow and black developers is the same as the conventional one. That is, when the
全ての現像装置10C〜10Kが感光体ドラム4に現像剤を供給可能な状態となれば、プリンタ2はプリント可能状態となる。
If all of the developing devices 10C to 10K can supply the developer to the
以上の説明は、本発明の一実施形態にかかるもので、本発明はこれに限らず種々改変可能である。例えば、上記実施形態では、色相がほぼ同一で反射濃度の異なる2種類のトナーを混合してなる混合現像剤を用いたが、混合現像剤として色相がほぼ同一で反射濃度の異なる3種類以上のトナーを混合したものを用いてもよい。この場合、各トナーを収容する収容器を複数備えた補給装置を用いればよい。また、上記実施形態ではキャリアを含まない一成分現像剤を用いたが、キャリアと反射濃度の異なる複数種類のトナーとからなる二成分現像剤を用いることも可能である。3種類以上のトナーの混合比は、例えば、ある1種類のトナーの重量に対する残りの種類のトナーの重量の比で表される。 The above description relates to an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this and can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, a mixed developer obtained by mixing two types of toners having substantially the same hue and different reflection densities is used. A mixture of toners may be used. In this case, a replenishing device provided with a plurality of containers for storing each toner may be used. In the above-described embodiment, a one-component developer not including a carrier is used. However, a two-component developer including a carrier and a plurality of types of toners having different reflection densities can be used. The mixing ratio of the three or more types of toners is expressed by, for example, the ratio of the weight of the remaining type of toner to the weight of one type of toner.
また、上記実施形態では、シアン、マゼンタ現像剤のみ反射濃度の異なるトナーを混合してなる混合現像剤としたが、イエロー現像剤やブラック現像剤も混合現像剤としてもよい。 In the above-described embodiment, only the cyan and magenta developers are mixed developers obtained by mixing toners having different reflection densities. However, yellow developers and black developers may be mixed developers.
さらに、上記実施形態では、2つのトナー収容器にそれぞれ1種類のトナーを収容したが、各トナー収容器に、2種類のトナーを混合比を異ならせて混合したトナー混合物を収容してもよい。例えば、一方のトナー収容器に、低反射濃度トナーの重量を高反射濃度トナーよりも多くして混合したトナー混合物を収容するとともに、他方のトナー収容器に、低反射濃度トナーの重量を高反射濃度トナーよりも少なくして混合したトナー混合物を収容する(言い換えれば、2つのトナー収容器間で混合比を異ならせる。)。このように予めトナーを混合した状態でトナー収容器に収容させることで、トナー補給時に発生し得る現像剤収容器内の混合むらを軽減できる。これは3つ以上のトナー収容器を用いる場合も同様である。 Furthermore, in the above-described embodiment, one type of toner is stored in each of the two toner containers. However, a toner mixture in which two types of toners are mixed at different mixing ratios may be stored in each toner container. . For example, one toner container contains a toner mixture in which the weight of a low reflection density toner is greater than that of a high reflection density toner, and the other toner container contains a low reflection density toner. The mixed toner mixture is stored in a smaller amount than the density toner (in other words, the mixing ratio is different between the two toner containers). By storing the toner in the toner container in a state where the toner is mixed in advance in this way, mixing unevenness in the developer container that may occur at the time of toner supply can be reduced. This is the same when three or more toner containers are used.
加えて、一方のトナー収容器に高反射濃度トナーを収容し、他方のトナー収容器に高反射濃度トナーと低反射濃度トナーを混合したトナー混合物を収容してもよい。同様に、一方のトナー収容器に低反射濃度トナーを収容し、他方のトナー収容器に高反射濃度トナーと低反射濃度トナーを混合したトナー混合物を収容してもよい(言い換えれば、一方のトナー収容器に1種類のトナーのみを収容し、他方のトナー収容器に該トナーを含む2種類のトナーを収容する。)。前者は、画像形成装置のユーザが文字や図面などの2値画像のみからなる画像を出力することが多く、したがって高反射濃度トナーの使用量が多い場合に適している。後者は、ユーザが写真のような中間調濃度を有する多値画像を出力することが多く、したがって低反射濃度トナーの使用量が多い場合に適している。いずれの形態を採用するかは、例えば、画像形成装置に出力された画像データ情報に応じて装置のメンテナンスを行うサービスマンなどが決定すればよい。 In addition, one toner container may contain a high reflection density toner, and the other toner container may contain a toner mixture obtained by mixing a high reflection density toner and a low reflection density toner. Similarly, one toner container may contain a low reflection density toner, and the other toner container may contain a toner mixture obtained by mixing a high reflection density toner and a low reflection density toner (in other words, one toner container). Only one type of toner is stored in the container, and two types of toner containing the toner are stored in the other toner container. The former is suitable for a case where the user of the image forming apparatus often outputs an image composed only of binary images such as characters and drawings, and therefore the amount of high reflection density toner used is large. The latter is suitable when the user often outputs a multi-valued image having a halftone density such as a photograph, and thus the amount of low reflection density toner used is large. Which form is adopted may be determined by, for example, a service person who performs maintenance of the apparatus according to the image data information output to the image forming apparatus.
トナー収容器を3つ以上用意し、トナー収容器に複数種類のトナーの一部または全てを混合したトナー混合物を収容したものと複数種類のトナーの一つを収容したものとを含む構成(言い換えれば、1種類のトナーのみを収容するトナー収容器と、該トナーを含むまたは含まない2種類以上のトナーを収容する収容器とを含む。)は、本発明の範囲内に含まれる。 Three or more toner containers are prepared, and the toner container includes a toner mixture in which some or all of a plurality of types of toner are mixed and a container in which one of a plurality of types of toner is stored (in other words, For example, a toner container that contains only one kind of toner and a container that contains two or more kinds of toners containing or not containing the toner are included within the scope of the present invention.
また、混合現像剤収容器内に補給装置から過度のトナーが供給されることを防止するためのセンサ(例えば光学式のセンサ)を設けてもよい。 Further, a sensor (for example, an optical sensor) for preventing excessive toner from being supplied from the replenishing device may be provided in the mixed developer container.
さらにまた、本発明は、カラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置(ブラックに限らない)にも適用できる。また、本発明はプリンタ以外の画像形成装置に適用できることも言うまでもない。 Furthermore, the present invention can be applied not only to a color image forming apparatus but also to a monochrome image forming apparatus (not limited to black). Needless to say, the present invention can be applied to an image forming apparatus other than a printer.
2 画像形成装置
10C,10M,10Y,10K 現像装置
14C,14M 混合現像剤収容器
14Y,14K 現像剤収容器
64C,64M,64Y,64K 補給装置
66L,66H トナー収容器(第1のトナー収容器、第2のトナー収容器)
TL 低反射濃度シアントナー
TH 高反射濃度シアントナー
2
TL Low reflection density cyan toner TH High reflection density cyan toner
Claims (5)
上記複数種類のトナーのうち少なくとも1種類のトナーを収容する第1のトナー収容器および上記複数種類のトナーのうち少なくとも他の1種類のトナーを収容する第2のトナー収容器を備え、混合現像剤収容器に対し上記複数種類のトナーを補給する補給装置と、
を備えた電子写真方式による画像形成装置。 A developing device having a mixed developer container that contains a mixed developer in which a plurality of types of toners having substantially the same hue and different reflection densities are mixed; and
A first toner container that stores at least one type of toner among the plurality of types of toner and a second toner container that stores at least one other type of toner among the plurality of types of toner, and mixed development A replenishing device for replenishing the plurality of types of toner to the agent container;
An image forming apparatus using an electrophotographic method.
上記複数種類のトナーのうち少なくとも1種類のトナーを収容する第1のトナー収容器および上記複数種類のトナーのうち少なくとも他の1種類のトナーを収容する第2のトナー収容器を備え、混合現像剤収容器に対し上記複数種類のトナーを補給する補給装置と、
を備えた現像ユニット。
A developing device having a mixed developer container that contains a mixed developer in which a plurality of types of toners having substantially the same hue and different reflection densities are mixed; and
A first toner container that stores at least one type of toner among the plurality of types of toner and a second toner container that stores at least one other type of toner among the plurality of types of toner, and mixed development A replenishing device for replenishing the plurality of types of toner to the agent container;
Development unit equipped with.
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