JP2006065078A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電子写真方式或は静電記録方式を用いて像担持体上に形成した静電潜像を現像装置を用いて可視化して顕画像を形成し、その後この顕画像を記録材上に転写及び定着して永久画像を得る画像形成装置に関する。 In the present invention, for example, an electrostatic latent image formed on an image carrier using an electrophotographic system or an electrostatic recording system is visualized by using a developing device to form a visible image. The present invention relates to an image forming apparatus that obtains a permanent image by being transferred and fixed thereon.
ここで、電子写真方式の画像形成装置としては、例えば複写機、プリンタ(例えば、LEDプリンタ、レーザビームプリンタ等)、ファクシミリ装置、及び、ワードプロセッサ等が含まれる。 Here, the electrophotographic image forming apparatus includes, for example, a copying machine, a printer (for example, an LED printer, a laser beam printer, etc.), a facsimile apparatus, and a word processor.
又、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像剤担持体又はクリーニング手段と電子写真感光体(像担持体)とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。あるいは、帯電手段、現像剤担持体、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。あるいは、少なくとも現像剤担持体と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。 The process cartridge is a cartridge in which a charging means, a developer carrier or a cleaning means and an electrophotographic photosensitive member (image carrier) are integrally formed, and the cartridge can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. It is. Alternatively, at least one of the charging unit, the developer carrying member, and the cleaning unit and the electrophotographic photosensitive member are integrally formed into a cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. Alternatively, it means that at least the developer carrying member and the electrophotographic photosensitive member are integrated into a cartridge so as to be detachable from the image forming apparatus main body.
従来、電子写真方式を用いる画像形成装置には、一般的に乾式現像が採用されている。乾式現像の中には、キャリア(鉄粉、フェライト等の磁性粉)を含有したトナーを使用する二成分現像方式及びキャリアを含有しないトナーを使用する一成分現像方式があり、最近では小型プリンタや小型複写機を中心に一成分現像方法が主流となりつつある。 Conventionally, dry development is generally employed in an image forming apparatus using an electrophotographic system. There are two types of dry development: a two-component development method using a toner containing a carrier (magnetic powder such as iron powder and ferrite) and a one-component development method using a toner not containing a carrier. One-component development methods are becoming mainstream mainly in small copying machines.
一成分現像方式の現像装置では、二成分現像方式と比較して簡単な構成で良く、低価格化、小型化に有利である。また、ランニングコストの低減や、環境負荷の軽減のために、感光体や、帯電部材、現像剤担持体、クリーニング部材などのプロセス部品を長寿命化し、現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジを別途設けた、所謂トナー補給タイプの構成が主流となっている。 A single-component development type developing device may have a simpler configuration than the two-component development type, and is advantageous for cost reduction and size reduction. In addition, to reduce running costs and reduce environmental impact, a separate toner cartridge is provided to extend the life of process parts such as photoconductors, charging members, developer carriers, and cleaning members, and to supply toner to the developing device. The so-called toner replenishment type configuration provided is the mainstream.
図10は、上記一成分現像方式によるトナー補給タイプの画像形成装置の一例を示す断面図である。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a toner replenishment type image forming apparatus using the one-component development method.
図10に示すように、従来の画像形成装置の概略中心部には、像担持体としての例えばドラム状とされる電子写真感光体(以下、「感光ドラム」と称す)、即ち、感光ドラム101が矢印方向に回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 10, an electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) as an image carrier, for example, a
画像形成動作が開始すると、帯電手段102は、感光ドラム101の表面を一様に帯電する。その後、露光手段としての例えばレーザ照射手段103は、画像情報に応じたレーザ光Lにより帯電された感光ドラム101の表面を露光し、表面に静電潜像を形成する。現像カートリッジ104は、形成された静電潜像を感光ドラム101に供給される現像剤により可視化し、所謂、トナー像を形成する。
When the image forming operation is started, the
このトナー像は、転写手段としての例えば転写ローラ105によって感光ドラム101と転写ローラ105との間に形成される転写電界により静電的に記録材上に転写される。その後、記録材上の未定着トナー像は定着装置106において熱及び圧力によって記録材上に定着される。
This toner image is electrostatically transferred onto the recording material by a transfer electric field formed between the
又、トナー像の転写を終了した感光ドラム101の表面に残留する転写残トナーなどは
、例えば、ブレード状のクリーニング部材107を備えるクリーニング装置108により除去され、感光ドラム101は引き続き画像形成を行える状態となる。
In addition, transfer residual toner remaining on the surface of the
次に、上記従来の画像形成装置にて用いられる現像カートリッジ104について説明する。
Next, the developing
現像カートリッジ104は、画像形成装置に着脱可能にカートリッジ化した現像装置であり、現像剤としての非磁性一成分現像剤(以下、トナー111と呼ぶ)が、現像容器113に収容されている。
The developing
また、現像容器113は、感光ドラム101と対向する側の一部が開口しており、この開口部から一部露出するようにして、現像剤担持体としての現像ローラ114が回転可能に支持されている。
Further, the developing
現像剤供給及び回収手段としての供給ローラ116は、弾性体としての例えばスポンジローラにて形成され、現像ローラ114に当接して回転するように設けられている。
The
現像ローラ114と供給ローラ116との摺擦に伴い、トナー111には摩擦により電荷が付与される。現像ローラ114と供給ローラ116との摺擦領域にて電荷を付与されたトナー111は、この帯電電荷により鏡映力を受けて現像ローラ114上へと供給される。更に、現像容器113には、現像剤層厚規制部材としてのブレード117が現像ローラ114に押圧するよう設けられている。
As the developing
また、現像ローラ114上のトナー111は、現像ローラ114の回転に伴ってブレード117との当接域を通り抜けることで層厚を規制されて現像ローラ114上に薄層状に塗布される。
Further, the
また、トナー111は、現像ローラ114及びブレード117との摩擦の際に現像に十分な電荷を付与される。その後、トナー111は、現像ローラ114の回転に伴って、感光ドラム101と現像ローラ114とが当接する現像領域(現像ニップ)へと搬送される。
Further, the
一方、感光ドラム101と現像ローラ114との間には、電源(図示せず)から現像ローラ114へ電圧が印加され、感光ドラム101との間に現像電界が形成される。従って、現像ローラ114上のトナーは、この現像電界の作用によって感光ドラム101上の静電潜像に転移し、感光ドラム101上には、トナー像が形成される。
On the other hand, a voltage is applied to the developing
このとき、現像ローラ114上に塗布されて現像ニップへと担持搬送されたトナーの内、現像に寄与せずに現像ローラ114上に残留したトナーは、供給ローラ(現像剤供給及び剥ぎ取り手段)116による摺擦で現像ローラ114上から剥ぎ取られ、その一部は新たに供給ローラ116に供給されたトナー111と共に、再び供給ローラ116によって現像ローラ114上へと供給され、残りは現像容器113内へと戻される。
At this time, of the toner applied on the developing
次に現像カートリッジ104へのトナー補給動作について説明する。
Next, a toner replenishing operation to the developing
現像カートリッジ104においては、現像容器113の内面に、特許文献1で述べられているような圧力センサを用いたトナーレベルセンサ118が設けられている。
In the developing
トナーレベルセンサ118は、現像容器113内のトナー111の剤面のレベルを検知するセンサであり、現像容器113内のトナー剤面が所定のレベル以下となった場合、現
像剤収納容器としてのトナーカートリッジ112は、補給ローラ119の回転駆動によりトナーの補給を行うよう制御される。
The
そして、トナーレベルセンサ118により、検知されるトナー111の剤面レベルが、所定のレベルに到達したと判断された時点で、補給ローラ119の回転駆動を停止するような制御が行われる。
Then, when the
トナー撹拌部材120は、現像カートリッジ104内に残存するトナー111と新たに補給されたトナー111を均一に分布させるための撹拌部材であり、またトナー剤面のレベルを均す目的も兼ねている。このように現像カートリッジ104内のトナー量に応じて、逐次トナー補給制御を行うため、現像カートリッジ104内のトナー111は、常に安定した剤面を維持でき、その結果、現像カートリッジ104内のトナー不足による画像の白抜け現象や、残存トナーが現像ローラ114と供給ローラ116との間で、摺擦される頻度が増えることによるトナー劣化を回避することが可能である。
The
また、現像容器113内のトナー量が過剰になることで供給ローラ116への荷重が増大し、トナー詰まりや、回転トルクの上昇が起こる等の問題を回避することも可能である。
Further, since the amount of toner in the developing
しかしながら、上記画像形成装置では、以下のような問題が生じる場合がある。 However, the image forming apparatus may have the following problems.
即ち、上記現像カートリッジ104は、逐次トナー補給を行う構成であるため、一定範囲のトナー剤面レベルに相当するだけのトナー111を予め収容している。
That is, since the
図11に上記従来例における現像カートリッジ104の未使用時の状態の概略構成図を示す。未使用である新品の現像カートリッジ104は、輸送時等において、現像カートリッジ104からトナー111が漏れないようにするために、現像ローラ114と供給ローラ116に、トナーが流入しないようなトナーシール部材121を設けている。
FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of the developing
トナーシール部材121は、現像カートリッジ104の使用前に取り除くことにより、現像ローラ114及び供給ローラ116側へ、トナー111が流入し、使用可能な状態になる。しかし、トナーシール部材121を設けたことにより、現像容器113の容積は、必然的に大型化してしまう。その結果、画像形成装置本体109自体も大型化してしまう。特に、複数の画像形成部を有するカラー画像形成装置において、その影響は大きい。
By removing the
また、現像カートリッジ104に予め一定量のトナー111を収容するため、重量の増加、高コスト化を招くことになり、ユーザにとっては好ましくない。
Further, since a predetermined amount of
更に、製造工程においてトナー充填のための手間がかかってしまうという問題もある。このような問題を回避するために、未使用の現像カートリッジ内にトナーを収容せずに、画像形成装置本体へ装着後、画像形成に先立ってトナー剤面が所定レベルに到達するまでトナー補給を行い、その後画像形成を開始する方法が考えられる。しかし、この場合、画像形成が可能になるまでに時間がかかるためユーザにとって好ましくない。 Furthermore, there is a problem that it takes time to fill the toner in the manufacturing process. In order to avoid such a problem, toner is not replenished in the unused developing cartridge, but is supplied to the image forming apparatus main body until the toner surface reaches a predetermined level prior to image formation. A method of performing image formation and then starting image formation is conceivable. However, this case is not preferable for the user because it takes time until image formation becomes possible.
それに対して、トナーカートリッジに収容されるトナーを一括して現像カートリッジ内に補給するタイプのものがある。この構成においては、現像カートリッジの画像形成装置本体装着後、直ちに画像形成に必要なトナーが補給されるため、未使用の現像カートリッジにおいて、予めトナーを収容しておく必要はない。その結果、現像カートリッジが必要以上に大型化しない。 On the other hand, there is a type that replenishes the toner stored in the toner cartridge into the developing cartridge all at once. In this configuration, since the toner necessary for image formation is replenished immediately after the developing cartridge is mounted on the main body of the image forming apparatus, it is not necessary to previously store the toner in the unused developing cartridge. As a result, the developing cartridge does not become larger than necessary.
しかし、このような構成においては、画像形成が繰り返される中で、新たなトナーが補給されないため、上記従来例で述べたような、現像カートリッジ内のトナー減少によるトナー劣化が起こる可能性がある。
本発明は、上記従来技術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、画像形成装置本体に現像装置やプロセスカートリッジを装着した直後から画像形成が可能な小型の画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above prior art, and an object of the present invention is to provide a small-sized image forming apparatus capable of forming an image immediately after a developing device or a process cartridge is mounted on the image forming apparatus main body. It is in.
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置にあっては、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像剤補給手段の駆動を制御する現像剤補給制御手段と、
を備える画像形成装置において、
前記現像装置は、
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器の開口部に設けられる現像剤担持体であって、前記現像剤を担持搬送し、かつ、前記像担持体に接触又は近接させて前記像担持体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像容器内に収容される現像剤面を検知する現像剤面検知手段と、を有し、
前記現像剤補給制御手段は、前記現像剤面検知手段による検知結果に応じて、現像剤面を所定のレベルに維持するように、前記現像剤補給手段の駆動を制御し、
前記現像装置の現像容器内に収容される未使用時の初期現像剤量が、前記所定レベルの現像剤面に相当する現像剤量よりも少ないことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the image forming apparatus according to the present invention,
An image carrier on which an electrostatic latent image is formed;
A developing device for developing the electrostatic latent image;
Developer supplying means for supplying developer to the developing device;
Developer supply control means for controlling the drive of the developer supply means;
In an image forming apparatus comprising:
The developing device includes:
A developer container containing a developer;
A developer carrying member provided in an opening of the developing container, carrying and transporting the developer, and developing an electrostatic latent image on the image carrying member in contact with or close to the image carrying member. A developer carrier;
Developer surface detecting means for detecting the developer surface stored in the developer container,
The developer replenishment control means controls the driving of the developer replenishment means so as to maintain the developer surface at a predetermined level according to the detection result by the developer surface detection means.
The initial developer amount stored in the developing container of the developing device when not in use is smaller than the developer amount corresponding to the developer surface at the predetermined level.
本発明によれば、画像形成装置本体に現像装置やプロセスカートリッジを装着した直後から画像形成が可能な小型の画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a small-sized image forming apparatus capable of forming an image immediately after the developing device and the process cartridge are mounted on the main body of the image forming apparatus.
以下に図面及び実施例を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings and embodiments. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. . Further, the materials, shapes, etc. of the members once described in the following description are the same as those in the first description unless otherwise described.
図1は、本実施例に係る画像形成装置の一実施例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a laser beam printer which is an embodiment of an image forming apparatus according to the present embodiment.
本実施例に係る画像形成装置本体9は、静電潜像が形成されるドラム状の電子写真感光体である像担持体(以下、「感光ドラム」と称す)1と、静電潜像を現像する現像カートリッジ4と、現像カートリッジ4に現像剤を補給する現像剤補給手段19と、現像剤補給手段19の駆動を制御する現像剤補給制御手段と、を備える。ここで、現像剤補給制御手段としては、例えば、CPUや専用の電気回路を用いることができる。以下では、現像剤補給制御手段としてCPU22を用いた場合について説明する(図6参照)。
The image forming apparatus
画像形成装置本体9は、そのほぼ中心部に、感光ドラム1を、矢印方向に回転可能に支持している。画像形成動作が開始すると、帯電ローラ2は、感光ドラム1の表面を一様に帯電する。その後、露光手段としてのレーザ照射手段3は、画像情報に応じたレーザ光Lにより、帯電された感光ドラム1の表面を露光し、表面に静電潜像を形成する。
The image forming apparatus
本実施例では、感光ドラム1の帯電電荷は負極性である。そして、レーザ光Lの露光によってこの負極性の帯電電荷が減衰した部分が画像部を形成する。 In this embodiment, the charged charge of the photosensitive drum 1 is negative. The portion where the negative charged charge is attenuated by the exposure of the laser beam L forms an image portion.
静電潜像はその後、感光ドラム1の回転に伴って、現像カートリッジ4が供給するトナー11により可視化されて、感光ドラム1上に所謂トナー像が形成される。
Thereafter, the electrostatic latent image is visualized by the
本実施例では現像は反転現像にて行い、帯電電荷と同極性(負極性)のトナーが、感光ドラム1上の負極性帯電が減衰した画像部に付着する。 In this embodiment, the development is performed by reversal development, and toner having the same polarity (negative polarity) as the charged charge adheres to the image portion on the photosensitive drum 1 where the negative charge is attenuated.
一方、給紙ローラにより画像形成装置内に送り込まれた記録材は、感光ドラム1と転写手段としての転写ローラ5とが当接する転写領域へと、感光ドラム1上のトナー像が転写領域に至るのに同期して搬送される。
On the other hand, the recording material fed into the image forming apparatus by the paper feed roller reaches the transfer area where the photosensitive drum 1 and the
そして、感光ドラム1上のトナー像と記録材とが転写領域に至ると、転写ローラ5によって転写領域に形成される転写電界により、トナー像が記録材上に転写される。その後、記録材に担持された未定着トナー像は、定着装置6の備える定着手段(ヒートローラ)6aによる加熱、及び加圧手段6bによる加圧を受けて、記録材上に永久画像として定着される。
When the toner image on the photosensitive drum 1 and the recording material reach the transfer area, the toner image is transferred onto the recording material by the transfer electric field formed in the transfer area by the
また、トナー像の転写を終了した感光ドラム1は、ブレード状のクリーニング手段7を備えるクリーニング装置8によって感光ドラム1表面に残留する転写残トナーが除去され、続く画像形成動作に備える。
Further, after the transfer of the toner image is completed, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the
次に現像装置(現像カートリッジ)について図2を参照して説明する。図2は、画像形成装置本体に着脱可能な現像カートリッジ及びトナーカートリッジの要部断面図である。 Next, the developing device (developing cartridge) will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the developing cartridge and the toner cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.
本実施例に係る画像形成装置本体9において、現像装置である現像カートリッジ4は、画像形成装置本体9に対して交換可能なように着脱自在に構成されている。以下、この現像装置を現像カートリッジ4と呼ぶ。
In the image forming apparatus
現像カートリッジ4は、トナーを収容する現像容器13と、現像容器13の開口部に設けられる現像ローラ14であって、トナーを担持搬送し、かつ、感光ドラム1に接触又は近接させて感光ドラム1上の静電潜像を現像する現像剤担持体としての現像ローラ14と、現像ローラ14へトナーを供給する現像剤供給手段としての供給ローラ16と、供給ローラ16により供給されたトナーを規制して現像ローラ14上にトナーの層を形成する現像剤規制手段としてのブレード17と、現像容器13内に収容されるトナー面を検知する現像剤面検知手段としてのトナーレベルセンサ18と、現像容器13内のトナーの均一分散及びトナー面を均すための現像剤撹拌手段としてのトナー撹拌部材20と、を有する。
The developing
また、本実施例に係る画像形成装置本体9においては、補給部10を介して現像カートリッジ4内へトナー11の補給を行う、画像形成装置本体9に対して着脱自在に構成されたトナーカートリッジ12が設けられている。
Further, in the image forming apparatus
本実施例に係る現像カートリッジ4は、現像容器13内に、現像剤としての負帯電性の非磁性一成分現像剤(以下、トナー11と称す)が収容されている。現像カートリッジ4
において、現像容器13は、感光ドラム1と対向する側の一部が開口しており、この開口部から一部露出するように現像ローラ14が回転可能に現像容器13に支持されている。
In the developing
The developing
現像ローラ14は弾性体を含み、所定の当接圧にて感光ドラム1に当接している。また、現像容器13の開口部には、現像ローラ14の下部からのトナー11の飛散を防止するために、吹き出し防止シート15が設けられている。
The developing
現像ローラ14へのトナーの供給及び回収手段としての供給ローラ16は、弾性体としてのスポンジローラであり、現像ローラ14に当接して配置される。供給ローラ16は、回転可能に現像容器13に支持されており、現像ローラ14との摺擦に伴う摩擦帯電により、トナーに電荷が付与される。
A
このようにして、電荷を付与されたトナー11は、帯電電荷によって現像ローラ14からの鏡映力を受けて現像ローラ14上へと供給される。また、現像容器13には、現像ローラ14に加圧するようにブレード17が設けられており、現像ローラ14上に供給されたトナー11は、このブレード17によって層厚を規制され、且つ、塗布されて現像ローラ14上にトナーの薄層が形成される。更に、このときの現像ローラ14及びブレード17それぞれの表面との摩擦によって、トナーには現像に供するのに十分な電荷が付与される。
In this way, the charged
その後、現像ローラ14上のトナーの薄層は、現像ローラ14の回転に伴って、感光ドラム1と現像ローラ14とが当接する現像領域(現像ニップ)へと搬送され、トナー11は感光ドラム1に接触した状態で現像に供される。
Thereafter, the toner thin layer on the developing
即ち、感光ドラム1と現像ローラ14との間に現像電界が形成されるように、電源(不図示)が接続されており、この現像電界の作用により現像ローラ14上のトナーは感光ドラム1上の静電潜像に転移し、感光ドラム1上には、所謂、トナー像が形成され静電潜像が可視化される。
That is, a power source (not shown) is connected so that a developing electric field is formed between the photosensitive drum 1 and the developing
また、現像ローラ14上に塗布され、現像ニップへと担持搬送されたが、現像には寄与せず、現像ローラ14上に更に担持されたままのトナーは、供給ローラ16による摺擦で現像ローラ14上から剥ぎ取られ、現像容器13内へと戻される。
Further, the toner applied on the developing
次に、トナーの補給動作について説明する。 Next, the toner supply operation will be described.
現像容器13内には、トナーレベルセンサ18が設けられており、トナー11の剤面のレベルを検出している。本実施例では、トナーレベルセンサ18により検知したトナー11の剤面レベルの検知結果に応じて、トナー11の剤面を所定のレベルに維持するように、CPU22により、現像剤補給手段19の駆動を制御し、現像カートリッジ4へのトナー補給の制御を行う構成となっている。ここで、トナーレベルセンサ18には、圧電素子を用いており、その表面へのトナー圧の変化により、トナー11の剤面レベルを検出している。
A
なお、トナーレベルセンサ18は圧電素子に限定されるものではなく、現像容器13内に収容されるトナー11の剤面レベルが検知できるものであれば、例えば光透過式検知、加圧導電性シート、コンデンサーなどを用いた任意のセンサなどで代替することが可能である。
The
トナーレベルセンサ18による現像容器13内におけるトナー11の剤面レベルの検出は、画像形成に伴う一連の装置動作中に行われる。トナーレベルセンサ18により検出さ
れたトナー11の剤面レベルが、所定レベル(下限値)より低いと検知されると、CPU22により、現像剤補給手段19の駆動制御が開始され、トナーカートリッジ12内に収容されるトナー11が、現像カートリッジ4の現像容器13内に補給される。
The
その後、別途設定された所定レベル(上限値)にトナー11の剤面レベルが到達した時点で、現像剤補給手段19の駆動を停止する制御がなされ、トナー補給を停止する。このように、現像容器13内におけるトナー11の剤面レベルを検知し、トナー補給の制御を行うことにより、常にトナー11の剤面レベルを安定させることが可能となる。
Thereafter, when the surface level of the
即ち、後述するトナー劣化や、供給ローラ16のトナー詰まり、回転トルクの上昇といった問題が発生しないトナー11の剤面レベルを維持することが可能である。また、トナー11の剤面レベルを正確に検知するために、トナーの剤面を均すためのトナー撹拌部材20が設けられている。
That is, it is possible to maintain the surface level of the
トナー撹拌部材20は、現像容器13内に収容されるトナー11と、現像剤補給手段19により新たに補給されたトナーとを撹拌混合する役割も果たす。
The
本実施例では、現像容器13内のトナー量が180gに相当するトナー剤面レベルが検知されると補給動作を開始し、200gに相当するトナーの剤面レベルに到達した時点で、補給動作を停止するような補給制御がなされている。
In this embodiment, the replenishment operation is started when the toner surface level corresponding to 180 g of toner in the developing
トナーの剤面レベルの上下限値は、以下に説明する理由により、設定されている。 The upper and lower limit values of the toner surface level are set for the reasons described below.
トナーの剤面レベルの下限値の設定は、画像形成動作の繰り返しにより、長期間に亘って使用されずに現像容器13内に滞留するトナー11が、例えば現像ローラ14と供給ローラ16の間で、何度も摺擦されることによるトナー劣化を防止する目的で決定される。即ち、摺擦頻度を下げるために可能な限り多くのトナーが収容されていることが好ましい。本実施例では180gのトナー量を確保することにより、長期使用においてもトナー劣化しないことがわかっている。
The lower limit value of the toner surface level of the toner is set such that the
一方、トナー剤面レベルの上限値の設定は、供給ローラ16への荷重限界を基準に決定される。本実施例では、現像容器13内のトナー量を200g以下に設定することにより、スポンジ部材からなる供給ローラ16へのトナー詰まりや回転トルクの上昇が起こらない。
On the other hand, the setting of the upper limit value of the toner agent surface level is determined based on the load limit to the
以上説明した基準により、トナー剤面レベルの上下限値が決定されるわけであるが、もちろん、本発明はこれら基準に限定されるわけではなく、トナー不足による白抜け画像が発生しない、現像容器13からのトナー溢れを防止するなどの理由により、トナー剤面レベルの上下限値を設けても良い。 The upper and lower limits of the toner agent surface level are determined based on the above-described standards. Of course, the present invention is not limited to these standards, and a developing container that does not generate a blank image due to lack of toner. For reasons such as preventing toner overflow from 13, the upper and lower limits of the toner agent level may be provided.
以上述べた一連の動作により、本実施例の画像形成動作が行われる。 The image forming operation of this embodiment is performed by the series of operations described above.
次に本実施例の特徴である未使用時の現像カートリッジについて図3を用いて説明する。図3に示す現像カートリッジ4は、図1、図2で述べた現像カートリッジ4の使用前(即ち新品)の概略構成図である。未使用時においては、現像ローラ14及び供給ローラ16側へのトナー流出を防止するために、現像容器13内の一部にシール部材21が設けられている。
Next, the developing cartridge when not in use, which is a feature of this embodiment, will be described with reference to FIG. The developing
シール部材21は、例えばメーカーから販売店及び販売店からユーザへの輸送時等の振動、衝撃により、トナー11が、現像ローラ14と、ブレード17又は吹き出し防止シー
ト15との間から現像カートリッジ4の外部に流出することを防止することができる。
The
ここで、本実施例においては、現像カートリッジ4の現像容器13内に収容される未使用時の初期トナー量が、先に説明した、通常の画像形成動作中における現像容器13の前記所定レベルのトナー剤面に相当する現像剤量よりも少ないことを特徴とする。
Here, in this embodiment, the unused initial toner amount stored in the developing
即ち、図3に示す新品の現像カートリッジ4には、初期トナー量として150gしかトナー11が収容されていない。よって、本実施例に係る現像カートリッジ4は、画像形成動作中に安定維持される現像容器13内のトナー量である200gのトナー11を予め収容した場合と比較して、必要以上に現像容器13内の容積が大きくならないため小型化が可能な構成となる。
In other words, the new developing
次に、この新品現像カートリッジ4の使用時における画像形成装置本体9への装着時の初期補給動作についてフローチャート及びブロック図を参照して説明する。図5は、本実施例に係る画像形成装置における初期補給動作のフローチャートである。図6は、本実施例に係る初期補給動作に関するブロック図である。
Next, an initial replenishment operation when the new developing
新品の現像カートリッジ4は、使用時にユーザがシール部材21を取り除くことによって、現像容器13内のトナー11が現像ローラ14及び供給ローラ16側に落下し、図4に示すような使用可能な状態となる。
In the
その後、画像形成装置本体9に装着すると、トナーレベルセンサ18によるトナー剤面レベルVの検知が行われる(ステップS1)。CPU22は、トナーレベルセンサ18による検知結果に応じて、トナー剤面が所定のレベルに達するように、現像剤補給手段19の駆動を開始し、現像カートリッジ4にトナーが補給される(ステップS2、S3)。トナーレベルセンサ18は、逐次トナー剤面レベルVを検知し(ステップS4)、所定の上限値と比較する(ステップS5)。検知したトナー剤面レベルVが上限値200gに相当するトナー剤面レベルより小さい場合(No)、トナー剤面が上限値200gに相当するトナー剤面レベルに到達するまで現像カートリッジ4へのトナー補給は続けられる。一方、検知したトナー剤面レベルVが上限値200gに相当するトナー剤面レベル以上の場合、CPU22は、現像剤補給手段19の駆動を停止し、初期補給動作時の現像カートリッジ4へのトナー補給動作が停止される(ステップS6)。
Thereafter, when the image forming
その後は、通常の補給動作が開始され、上限値である200gに相当するトナー剤面レベルと、下限値である180gに相当するトナー剤面レベルの間にトナー剤面が収まるように補給動作が繰り返して行われる。 Thereafter, a normal replenishment operation is started, and the replenishment operation is performed so that the toner agent surface falls between the toner agent surface level corresponding to the upper limit value of 200 g and the toner agent surface level corresponding to the lower limit value of 180 g. It is done repeatedly.
以上説明した初期補給動作の制御は、新品現像カートリッジ4の画像形成装置本体9への装着後に、通常使用時と同様に画像形成動作中に行うとよい。このようにすれば、ユーザは、初期補給動作が行われてから画像形成が可能となる場合と比較して、所定のトナー剤面レベルに到達されるまで印字出力を待つ必要がなく、画像形成装置を直ぐに使用することが可能となる。
The control of the initial replenishment operation described above may be performed during the image forming operation as in normal use after the new developing
また、本実施例においては、新品現像カートリッジ4に収容される初期トナー量が通常の補給制御時の下限値である180gよりも少ない構成としているが、初期においては、現像カートリッジ4内に収容されるトナー11自体も新しいため、長期使用時の現像容器13内のトナー11と比較して、トナー劣化は生じ難い。従って、本実施例における初期トナー量は、少なくともトナー不足による画像白抜け等の問題が発生しない量を設定すればよい。
Further, in this embodiment, the initial toner amount stored in the
以上述べたように、本発明によれば、未使用の新品現像カートリッジ内に含まれる初期トナー量を通常の画像形成時において維持される所定のトナー剤面レベルより少ない構成としたことで、現像カートリッジの小型化が可能となる。その結果、画像形成装置本体も小型化できる。同時に現像カートリッジの軽量化、低コスト化、製造時におけるトナー充填量が少ないことによる、生産性の向上が可能となる。 As described above, according to the present invention, the initial toner amount contained in an unused new developing cartridge is configured to be smaller than the predetermined toner agent level maintained during normal image formation. The cartridge can be downsized. As a result, the image forming apparatus main body can also be reduced in size. At the same time, it is possible to improve the productivity by reducing the weight and cost of the developing cartridge and reducing the amount of toner filling during manufacture.
また、本実施例によれば、新品現像カートリッジを画像形成装置本体装着後においても、画像形成動作中にトナー補給を行う構成としたことにより、ユーザは、所定のトナー剤面レベルまでのトナー補給動作を待つ必要がなく、直ぐに印字出力が可能となる。 In addition, according to the present embodiment, the user can replenish toner up to a predetermined toner surface level by adopting a configuration in which toner is replenished during the image forming operation even after the new developing cartridge is mounted on the main body of the image forming apparatus. There is no need to wait for the operation, and printing can be performed immediately.
また、本実施例は、現像カートリッジを用いて説明を行ったが、少なくとも上記説明した、静電潜像が形成される像担持体と、現像装置と、が一体的に組み立てられ、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジでも同様の効果が得られることはいうまでもない。 Further, although the present embodiment has been described using the developing cartridge, at least the above-described image carrier on which the electrostatic latent image is formed and the developing device are integrally assembled to form the image forming apparatus. It goes without saying that the same effect can be obtained even with a process cartridge configured to be detachable from the main body.
また、複数の現像カートリッジ、もしくは、プロセスカートリッジを有するようなカラー画像形成装置において、本実施例の現像装置を採用すれば小型化の効果は大きい。 Further, in a color image forming apparatus having a plurality of developing cartridges or process cartridges, if the developing device of this embodiment is adopted, the effect of miniaturization is great.
図7は、実施例2に係る画像形成装置本体に着脱可能な現像カートリッジの使用前(即ち新品)の概略構成を示す要部断面図である。本実施例では、実施例1で述べた現像カートリッジよりも、更に初期トナー量を少なくし、かつ画像形成動作時の現像剤補給手段によるトナー補給量を可変可能としたことを特徴とする。 FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part showing a schematic configuration before use (that is, new) of a developing cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body according to the second embodiment. The present embodiment is characterized in that the initial toner amount is further reduced as compared with the developing cartridge described in the first embodiment, and the toner replenishment amount by the developer replenishing means during the image forming operation can be varied.
図7に示す現像カートリッジ34の各プロセス部における名称及びその動作は、実施例1で述べたものと同様であるため、その詳細な説明は省略する。実施例2に係る新品現像カートリッジ34は、実施例1で述べた新品現像カートリッジより、更に初期トナー量を少なくした構成となっている。具体的には、初期トナー量が100gしか収容されていない構成である。
The names and operations in the respective process units of the developing
また、図8は、本実施例における現像カートリッジ34を装着した状態の画像形成装置の概略構成図を、図9は新品現像カートリッジ装着直後の現像カートリッジ34とトナーカートリッジ42のみの概略構成を示す要部断面図である。図8、図9の画像形成装置及び現像装置による通常の画像形成動作は、実施例1に述べた通りであるため、その説明を省略する。
8 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus with the developing
図9に示す現像カートリッジ34は、図7で示した新品現像カートリッジ34のシール部材51を取り除き、画像形成装置本体39に装着した直後の状態を示したものであり、初期状態における現像容器43内には、トナー不足による画像白抜けが発生しない程度のトナー41しか含まれていない構成となっている。
The developing
そのため、通常の補給動作では、例えば記録材に対する印字部が多い高印字率画像を連続的に出力するユーザに対して、画像白抜けが発生してしまう可能性がある。そこで、本実施例では画像白抜けの発生を回避するために、通常の画像形成動作時より、現像カートリッジ34の画像形成装置本体39へ装着直後の画像形成動作時におけるトナー補給量を多くすることを特徴としている。
For this reason, in a normal replenishment operation, for example, a white spot may occur for a user who continuously outputs a high printing rate image with many printing portions for a recording material. Therefore, in this embodiment, in order to avoid the occurrence of white spots in the image, the amount of toner replenishment during the image forming operation immediately after the developing
本実施例の現像剤補給手段49においては、単位時間当たりのトナー補給量を2段階に可変可能な構成となっている。即ち、通常補給モードと急速補給モードを備えており、急速補給モードは、通常補給モードよりも単位時間当たりのトナー補給量が多い。この補給
モードの調整は、不図示のCPUにより、現像剤補給手段49である補給ローラの回転速度を変えることにより制御される。
In the developer replenishing means 49 of this embodiment, the toner replenishing amount per unit time can be varied in two stages. That is, a normal supply mode and a quick supply mode are provided, and the quick supply mode has a larger amount of toner supply per unit time than the normal supply mode. The adjustment of the replenishment mode is controlled by changing the rotation speed of a replenishment roller as developer replenishing means 49 by a CPU (not shown).
また、この補給モードの選択には、現像剤面検知手段であるトナーレベルセンサ48の検知結果を基に決定される。具体的には、トナー41の剤面レベルが、トナーレベルセンサ48の下限値より低い場合、急速補給モードが選択され、通常補給モードよりも多いトナー補給が行われる。ここで、急速補給モードによる単位時間当たりのトナー補給量は、記録材に全面黒印字を行った場合に単位時間あたりに消費されるトナー量以上であることが望ましい。
The replenishment mode is selected based on the detection result of the
その後、トナーレベルセンサ48により、トナー41の剤面レベルが下限値に到達したことが検知されると、CPUにより、通常補給モードへの切り替えが行われ、単位時間当たりのトナー補給量が少なくなる。そうすることにより、現像カートリッジ34の画像形成装置本体39への装着直後のトナー不足による画像白抜け現象を防止することができると共に、その後は、トナー補給量を少なくすることによるトナー剤面レベルの微調整が可能となるため、トナー剤面レベルを安定維持することが可能となる。
Thereafter, when the
すなわち、本実施例に係るCPUは、検知したトナー剤面のレベルが所定のレベルより低い場合のトナー補給量が、前記所定のレベルより高い場合のトナー補給量より多くなるように現像剤補給手段49を制御することを特徴としている。 In other words, the CPU according to the present embodiment uses the developer replenishing means so that the toner replenishment amount when the detected level of the toner agent surface is lower than the predetermined level is larger than the toner replenishment amount when the detected level is higher than the predetermined level. 49 is controlled.
以上述べたように、本実施例によれば、未使用の新品現像カートリッジ34内に含まれる初期トナー量を通常の画像形成時において、維持される所定のトナー剤面レベルより少ない構成とし、かつ現像剤補給手段49による単位時間当たりのトナー補給量を数段階に可変可能としたことで、更なる現像カートリッジ34および画像形成装置本体39の小型化が可能となる。同時に現像カートリッジ34の更なる軽量化、低コスト化、製造時におけるトナー充填量が少ないことによる、生産性の向上が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the initial toner amount contained in the unused new developing
また、本実施例によれば、実施例1と同様に、新品現像カートリッジ34を画像形成装置本体39への装着後においても、画像形成動作中にトナー補給を行う構成とし、かつ装着直後の画像形成動作における単位時間当たりのトナー補給量を、通常画像形成時の補給時よりも多くしたことにより、高印字率の出力を行うユーザにおいても、トナー不足による白抜け画像が発生せずに、かつ所定のトナー剤面レベルまでのトナー補給動作を待つ必要がなく、直ぐに印字出力が可能となる。
Further, according to the present embodiment, similarly to the first embodiment, even after the new developing
また、本実施例は、現像カートリッジを用いて説明を行ったが、少なくとも上記説明した、静電潜像が形成される像担持体と、現像装置と、が一体的に組み立てられ、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジでも同様の効果が得られることはいうまでもない。 Further, although the present embodiment has been described using the developing cartridge, at least the above-described image carrier on which the electrostatic latent image is formed and the developing device are integrally assembled to form the image forming apparatus. It goes without saying that the same effect can be obtained even with a process cartridge configured to be detachable from the main body.
更に複数の現像カートリッジ、もしくは、プロセスカートリッジを有するようなカラー画像形成装置において、本実施例の現像装置を採用すれば小型化の効果は大きい。 Further, in a color image forming apparatus having a plurality of developing cartridges or process cartridges, if the developing device of this embodiment is adopted, the effect of miniaturization is great.
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 レーザ照射手段
4 現像カートリッジ
9 画像形成装置本体
11 トナー
12 トナーカートリッジ
13 現像容器
14 現像ローラ
16 供給ローラ
17 ブレード
18 トナーレベルセンサ
19 現像剤補給手段
20 トナー撹拌部材
22 CPU(現像剤補給制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging roller 3 Laser irradiation means 4
Claims (8)
前記静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像剤補給手段の駆動を制御する現像剤補給制御手段と、
を備える画像形成装置において、
前記現像装置は、
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器の開口部に設けられる現像剤担持体であって、前記現像剤を担持搬送し、かつ、前記像担持体に接触又は近接させて前記像担持体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像容器内に収容される現像剤面を検知する現像剤面検知手段と、を有し、
前記現像剤補給制御手段は、前記現像剤面検知手段による検知結果に応じて、現像剤面を所定のレベルに維持するように、前記現像剤補給手段の駆動を制御し、
前記現像装置の現像容器内に収容される未使用時の初期現像剤量が、前記所定レベルの現像剤面に相当する現像剤量よりも少ないことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which an electrostatic latent image is formed;
A developing device for developing the electrostatic latent image;
Developer supplying means for supplying developer to the developing device;
Developer supply control means for controlling the drive of the developer supply means;
In an image forming apparatus comprising:
The developing device includes:
A developer container containing a developer;
A developer carrying member provided in an opening of the developing container, carrying and transporting the developer, and developing an electrostatic latent image on the image carrying member in contact with or close to the image carrying member. A developer carrier;
Developer surface detecting means for detecting the developer surface stored in the developer container,
The developer replenishment control means controls the driving of the developer replenishment means so as to maintain the developer surface at a predetermined level according to the detection result by the developer surface detection means.
An image forming apparatus, wherein an unused initial developer amount stored in a developer container of the developing device is smaller than a developer amount corresponding to the predetermined level developer surface.
前記現像剤補給制御手段は、検知した現像剤面のレベルが所定のレベルより低い場合の現像剤補給量が、前記所定のレベルより高い場合の現像剤補給量より多くなるように前記現像剤補給手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The developer replenishing means is configured such that the developer replenishment amount per unit time can be changed in a plurality of stages.
The developer replenishment control means is configured to supply the developer so that a developer replenishment amount when the detected developer surface level is lower than a predetermined level is larger than a developer replenishment amount when the level of the developer surface is higher than the predetermined level. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is controlled.
前記現像剤担持体へ前記現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤供給手段により供給された現像剤を規制して前記現像剤担持体上に現像剤の層を形成する現像剤規制手段と、
前記現像剤補給手段から補給された現像剤と前記現像容器内の現像剤を混合するために可動する現像剤撹拌手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。 The developing device further includes:
Developer supplying means for supplying the developer to the developer carrying member;
Developer regulating means for regulating the developer supplied by the developer supplying means to form a developer layer on the developer carrier;
A developer agitating means movable to mix the developer replenished from the developer replenishing means and the developer in the developer container;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
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