JP2006267809A - Developing device, image forming apparatus, and measuring method of mixing ratio - 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およびこの画像形成装置に用いる現像装置に関する。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および現像装置に関する。また、混合現像剤の混合比の計測方法に関する。
BACKGROUND OF THE
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。
An image forming apparatus using a mixed developer composed of two kinds of toners having the same hue and different reflection densities in order to suppress the consumption of the developer while enhancing the image quality of the image including the highlight portion is disclosed in, for example,
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.
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.
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。
しかしながら、現像剤の混合比(トナーの混合比)をテストパッチ画像に基づいて高精度に求めることは困難である。また、テストパッチ画像を形成しその反射濃度を検出する一連の工程によりデッドタイム(待ち時間)が増加する。 However, it is difficult to obtain the developer mixing ratio (toner mixing ratio) with high accuracy based on the test patch image. In addition, a dead time (waiting time) is increased by a series of steps of forming a test patch image and detecting its reflection density.
そこで、本発明は、高精度で容易に行える混合現像剤の混合比計測方法と、該混合比計測方法を用いて混合現像剤の混合比を計測することができる現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a mixed developer mixing ratio measuring method that can be easily performed with high accuracy, and a developing device and an image forming apparatus that can measure the mixed developer mixing ratio using the mixed ratio measuring method. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置の一態様は、
色相がほぼ同一で反射濃度および可視光領域外の分光特性が異なる少なくとも2種類のトナーを混合してなる現像剤を収容する混合現像剤収容器と、
混合現像剤に光を照射する照射手段と、
混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出する検出手段と、
検出手段により検出された反射光量または透過光量に基づいて混合現像剤収容器内の少なくとも2種類のトナーの混合比を計測する混合比計測手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of an image forming apparatus according to the present invention is:
A mixed developer container containing a developer formed by mixing at least two types of toners having substantially the same hue, reflection density and spectral characteristics outside the visible light region; and
An irradiation means for irradiating the mixed developer with light;
Detection means for detecting the reflected light amount or transmitted light amount from the mixed developer;
And a mixing ratio measuring unit that measures a mixing ratio of at least two types of toner in the mixed developer container based on the reflected light amount or the transmitted light amount detected by the detecting unit.
別の態様の画像形成装置は、
混合現像剤は色相がほぼ同一で反射濃度が異なる2種類のトナーからなり、
いずれか一方のトナーに赤外光吸収剤が含有されていることを特徴とする。
Another aspect of the image forming apparatus is:
The mixed developer is composed of two types of toners having substantially the same hue and different reflection densities,
One of the toners contains an infrared light absorber.
また別の態様の画像形成装置は、
混合現像剤は色相がほぼ同一で反射濃度が異なる少なくとも2種類のトナーからなり、
各トナーに吸収波長が異なる赤外光線吸収剤が含有されていることを特徴とする。
Another aspect of the image forming apparatus is:
The mixed developer is composed of at least two kinds of toners having substantially the same hue and different reflection densities,
Each toner contains an infrared ray absorbent having a different absorption wavelength.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、
色相がほぼ同一で反射濃度および可視光領域外の分光特性が異なる少なくとも2種類のトナーを混合してなる現像剤を収容する混合現像剤収容器と、
混合現像剤に光を照射する照射手段と、
混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出する検出手段と、
検出手段により検出された反射光量または透過光量に基づいて混合現像剤収容器内の少なくとも2種類のトナーの混合比を計測する混合比計測手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a developing device according to the present invention includes:
A mixed developer container containing a developer formed by mixing at least two types of toners having substantially the same hue, reflection density and spectral characteristics outside the visible light region; and
An irradiation means for irradiating the mixed developer with light;
Detection means for detecting the reflected light amount or transmitted light amount from the mixed developer;
And a mixing ratio measuring unit that measures a mixing ratio of at least two types of toner in the mixed developer container based on the reflected light amount or the transmitted light amount detected by the detecting unit.
さらに、上記目的を達成するために、本発明に係る混合現像剤の混合比計測方法は、
色相がほぼ同一で反射濃度および可視光領域外の分光特性が異なる少なくとも2種類のトナーを混合してなる現像剤の混合比を計測する混合比計測方法であって、
混合現像剤に光を照射する工程と、
混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出する工程と、
検出された反射光量または透過光量に基づいて少なくとも2種類のトナーの混合比を計測する工程とを有することを特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, the mixing developer measuring method of the mixed developer according to the present invention includes:
A mixing ratio measurement method for measuring a mixing ratio of a developer obtained by mixing at least two kinds of toners having substantially the same hue, reflection density and spectral characteristics outside the visible light region,
Irradiating the mixed developer with light;
Detecting the amount of reflected light or transmitted light from the mixed developer;
And a step of measuring a mixing ratio of at least two kinds of toners based on the detected reflected light amount or transmitted light amount.
本発明に係る画像形成装置によれば、色相がほぼ同一で反射濃度が異なる少なくとも2種類のトナーは可視光領域外の分光特性が異なるようにしてあるため、混合現像剤収容器内の少なくとも2種類のトナーを混合した混合現像剤に光を照射して混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出するだけで該収容器内のトナーの混合比を高精度に計測できる。 According to the image forming apparatus of the present invention, since at least two kinds of toners having substantially the same hue and different reflection densities have different spectral characteristics outside the visible light region, at least two toners in the mixed developer container are used. The toner mixing ratio in the container can be measured with high accuracy simply by irradiating the mixed developer mixed with different types of toners with light and detecting the amount of light reflected or transmitted from the mixed developer.
また、本発明に係る現像装置によれば、色相がほぼ同一で反射濃度が異なる少なくとも2種類のトナーは可視光領域外の分光特性が異なるようにしてあるため、混合現像剤収容器内の少なくとも2種類のトナーを混合した混合現像剤に光を照射して該混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出するだけで該収容器内のトナーの混合比を高精度に計測できる。 Further, according to the developing device of the present invention, since at least two types of toners having substantially the same hue and different reflection densities have different spectral characteristics outside the visible light region, at least in the mixed developer container. The toner mixing ratio in the container can be measured with high accuracy simply by irradiating light to the mixed developer in which two kinds of toners are mixed and detecting the amount of light reflected or transmitted from the mixed developer.
さらに、本発明の混合現像剤の混合比計測方法によれば、色相がほぼ同一で反射濃度が異なる少なくとも2種類のトナーは可視光領域外の分光特性が異なるようにしてあるため、少なくとも2種類のトナーを混合した混合現像剤に光を照射して該混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出することによりトナーの混合比の計測を高精度に且つ容易に行うことができる。 Furthermore, according to the mixed developer mixing ratio measuring method of the present invention, at least two types of toners having substantially the same hue and different reflection densities have different spectral characteristics outside the visible light region. By irradiating the mixed developer mixed with the toner with light and detecting the reflected light amount or transmitted light amount from the mixed developer, the toner mixing ratio can be measured with high accuracy and easily.
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
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 charging device 6 is for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 4 (surface potential V 0 ). 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
現像剤収容器(混合現像剤収容器)14C内のシアン現像剤は、色相がほぼ同一な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、色相がほぼ同一な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 a low reflection density and a high reflection density having substantially the same hue (in the sense of not including 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 toners having a low reflection density and a high reflection density having substantially the same hue. 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 secondary transfer roller 32 that rotates in the clockwise direction of the drawing is provided facing the
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
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。
FIGS. 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
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 replenished from the replenishing device to the developing 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.
この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おける高反射濃度トナーと低反射濃度トナーは、可視光領域外(不可視光領域)の分光反射率(特性)が異なるようにしてある。そのため、混合現像剤の可視光領域外の分光反射率は混合比によって異なることになる。したがって、混合現像剤の可視光領域外における反射光量を検出して得た検出値から混合比を算出することができる。 For the purpose of measuring the toner mixture ratio, the high reflection density toner and the low reflection density toner in cyan and magenta developers are different in spectral reflectance (characteristic) outside the visible light region (invisible light region). . Therefore, the spectral reflectance outside the visible light region of the mixed developer varies depending on the mixing ratio. Therefore, the mixing ratio can be calculated from the detection value obtained by detecting the amount of reflected light outside the visible light region of the mixed developer.
シアンおよびマゼンタ現像剤において、例えば赤外光領域における分光反射率を、数1の関係を満たすように、すなわち低反射濃度トナーの方が高反射濃度トナーより大きくなるようにしてある。
これを実現するために、一方のトナーに赤外光吸収剤を含有させる、または各トナーに吸収波長が異なる赤外光吸収剤を含有させる。また、検出精度を高めるために、低反射濃度トナーと高反射濃度トナーの赤外光領域における分光反射率の差を大きくするのが好ましい。 In order to realize this, one toner contains an infrared light absorber, or each toner contains an infrared light absorber having a different absorption wavelength. In order to increase detection accuracy, it is preferable to increase the difference in spectral reflectance between the low reflection density toner and the high reflection density toner in the infrared light region.
赤外光吸収剤としては、例えば波長750〜1100nmに最大吸収波長を有する、シアニン化合物、ジイモニウム化合物、アミニウム化合物、ニッケル錯体化合物、フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、ナフタロシアニン化合物などがある。 Examples of the infrared light absorber include a cyanine compound, a diimonium compound, an aminium compound, a nickel complex compound, a phthalocyanine compound, an anthraquinone compound, and a naphthalocyanine compound having a maximum absorption wavelength at a wavelength of 750 to 1100 nm.
混合比算出のために可視光領域外の分光反射率を利用する理由は、低反射濃度トナーと高反射濃度トナーの可視光領域の分光反射率を異ならせると、画質やトナー付着量などに影響があるためである。したがって、影響が少ない可視光領域外の分光反射率を低反射濃度トナーと高反射濃度トナーにおいて異ならせるのが好ましい。 The reason for using the spectral reflectance outside the visible light region for the calculation of the mixing ratio is that the spectral reflectance of the low light density toner and the high reflectance toner in the visible light region are different, which affects the image quality and toner adhesion amount. Because there is. Therefore, it is preferable that the spectral reflectance outside the visible light region having a small influence is different between the low reflection density toner and the high reflection density toner.
また、トナーが重合トナーである場合、使用される赤外光吸収剤は、重合性単量体に対して0.01〜5重量%の割合にするのが好ましい。添加される赤外光吸収剤の量が5重量%越えると、トナーの色調に影響することがあるためである。 When the toner is a polymerized toner, the infrared light absorber used is preferably in a proportion of 0.01 to 5% by weight with respect to the polymerizable monomer. This is because if the amount of the added infrared light absorber exceeds 5% by weight, the color tone of the toner may be affected.
なお、低反射濃度トナーと高反射濃度トナーにおいて異ならせる分光反射率は可視光領域外であれば赤外光領域でなくてもよく、例えば紫外光領域であってもよい。この場合、紫外光吸収剤を使用する。また、代わりとして、分光反射率は高反射濃度トナーの方が低反射濃度トナーより大きくなるようにしてもよい。 Note that the spectral reflectance to be differentiated between the low reflection density toner and the high reflection density toner is not limited to the infrared light region as long as it is outside the visible light region, and may be, for example, the ultraviolet light region. In this case, an ultraviolet light absorber is used. Alternatively, the spectral reflectance may be higher for the high reflection density toner than for the low reflection density toner.
図1に戻って、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算出するために、これらからの反射光量を検出する反射光量検出ユニット60C,60Mを収容器底壁部に備える。両反射光量検出ユニットの構造は同じであるため、反射光量検出ユニット60Cのみを図5を参照しながら説明する。
Returning to FIG. 1, the developing
反射光量検出ユニット60Cは、現像装置10Cの現像剤収容器14Cの底壁部に設けられた透明窓62Cと、赤外光を照射する赤外LED64C(照射手段)と、シアン現像剤からの反射光を検出するフォトトランジスタ66C(検出手段)とを有し、現像装置10Cの一部として構成されている。赤外LED64Cは、透明窓62を介して現像剤収容器14C内のシアン現像剤に赤外光を照射する。フォトトランジスタ66Cは、透明窓62Cを介するシアン現像剤からの反射光を受光し、受光量に応じた電圧信号を後述するコントローラに出力する。なお、フォトトランジスタ66Cは、シアン現像剤からの反射光には乱反射成分が多いため、拡散光を検出することができるものが好ましい。
The reflected light
フォトトランジスタ66Cの出力電圧とシアン現像剤の混合比との関係を説明する。ここでは、低反射濃度シアントナーの方が高反射濃度シアントナーより赤外光領域の反射効率が大きい現像剤の混合比の計測について説明する。
The relationship between the output voltage of the
図6は、フォトトランジスタ66Cの出力電圧とシアン現像剤の混合比との関係を示すものである。図に示すように、混合比が増加するほど、すなわちシアン現像剤において分光反射率が大きい低反射濃度シアントナーの量が増えるほど、フォトトランジスタ66Cが受光する反射光量は増加し、その結果、出力される電圧が高くなる。図において出力電圧VLは上述の混合比RLに対応し、VHはRHに対応している。この出力電圧−混合比の関係は予め調べられており、プリンタ2は、この関係とフォトトランジスタ66Cからの出力電圧に基づいて、シアン現像剤の混合比を調整するようにしてある。
FIG. 6 shows the relationship between the output voltage of the
なお、反射光の検出のタイミングは現像剤が後述する攪拌手段のアジテータにより十分に攪拌された直後が望ましい。また、複数回反射光を検出して出力された電圧の平均に基づいて、現像剤の混合比を調整してもよい。さらに、感光体ドラム4または中間転写ベルト18と対向する位置に上述の反射光量ユニットを設け、感光体ドラム4または中間転写ベルト18上に形成された現像剤によるベタ画像のテストパッチからの反射光量を検出して混合比を算出してもよい。さらにまた、反射光の光量でなく透過光の光量から混合比を算出してもよい。この場合、照射手段と検出手段を現像剤を挟んで対向位置すればよい。
The detection timing of the reflected light is preferably immediately after the developer is sufficiently stirred by the agitator of the stirring means described later. Further, the mixing ratio of the developer may be adjusted based on the average of the voltages output by detecting the reflected light a plurality of times. Further, the above-described reflected light amount unit is provided at a position facing the
図1に戻って、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68C,68M,68Y,68K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。
Returning to FIG. 1, 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70C,70M,70Y,70Kが連結されている。より詳しくは、図7に示すように、補給装置70C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72L,72Hと搬送スクリュ74L,74Hとを備える。搬送スクリュ74L,74H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76L,76Hを介して補給口78L,78H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74L,74Hは、駆動回路80に電気的に接続されたモータ82L,82Hにそれぞれ駆動連結されている。駆動回路80は、プリンタ2の印字動作を制御するコントローラ84からの信号に応じてモータ82L,82Hを駆動するようになっている。
The developing
補給装置70Cはまた、各トナー収容器72L、72Hに低反射濃度および高反射濃度シアントナーTL 、TH が実質的に存在するか否か、言い換えれば、各トナー収容器72L、72Hがフルエンプティ(トナー収容器内に実質的(現像剤収容器14Cに補給できる程度)にトナーが存在しない状態)であるか否かを検出するエンプティセンサ86L、86Hを備える。
The
補給装置70M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70Cと同様の構成を備える。
The replenishing
補給装置70Y,70K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るとともに、トナー収容器内にトナーが実質的に存在するか否かを検出するエンプティセンサを備えた従来のもので、本明細書では説明を省略する。
Each of the
反射光量検出ユニット60C(フォトトランジスタ66C)、エンプティセンサ68C、86L、86Hからの信号は、コントローラ84に出力されるようになっている。図には示していないが、その他の色のセンサ、例えばセンサ60M、68M,68Y,68Kの検出信号もコントローラ84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84は、現像装置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。
Signals from the reflected light
プリンタ2は、印字モードとして、文字や図面などの2値画像のみからなる画像(本願では文字画像ともいう。)を出力する第1のモード(本願では文字モードともいう。)と、写真のような中間調濃度を有する多値画像(本願では写真画像ともいう。)を出力する第2のモード(本願では写真モードともいう。)を有する。本実施形態では、以下に示すように、コントローラ84は、混合現像剤の補給装置70Cまたは70Mにおいて2つのトナー収容器の一方がフルエンプティとなっても、印字モードによっては印字動作を禁止しないようになっている。なお、印字モードは、ユーザ自身が選択してもよいし(すなわち、プリンタ2に出力されるプリント指令に選択した印字モードが含まれる。)、プリンタ2に出力される画像データに応じて自動的に設定されるようにしてもよい。
As a printing mode, the
次に、図7とともに図8〜11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84は、検出信号がエンプティセンサ68C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84は、反射光量検出ユニット60C(フォトトランジスタ66C)から送られる信号に基づいて、出力電圧が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84は、反射光量検出ユニット60Cにより検出された収容器14C内の混合現像剤の反射率に基づいて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。)。出力電圧がVL以上である場合、補給は行わず、現像装置10Cは、仮にプリンタ2が印字指令とともに(画像メモリに記憶すべき)画像データを受け付けると、文字モードであっても写真モードであっても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)。実際に印字を行うか否かは、他の現像装置10M,10Y,10Kの状態に依存する。例えば、全ての現像装置10C〜10Kが、文字モードでも写真モードでも対応する現像剤を供給できる状態であれば、プリンタ2により印字動作が行われることになる。
Next, the cyan developer replenishment sequence will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. This sequence is performed, for example, when the
ステップS2で、出力電圧が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、コントローラ84は、検出信号がエンプティセンサ86L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る場合、すなわち、収容器72L内に低反射濃度シアントナーTLが実質的に残っていない場合、低反射濃度シアントナーの補給を行うことができない。現像剤収容器14C内には高反射濃度シアントナーが規定の比より多く含まれているため、階調性のある写真画像は再現できないが、文字画像は出力可能である。したがって、ステップS5で、現像装置10Cは、仮にプリンタ2が印字指令および画像データを受け付けると、写真モードの場合はシアン現像剤を感光体ドラム4に供給せず、文字モードの場合供給できる状態となる。実際に印字を行うか否かは、他の現像装置10M,10Y,10Kの状態に依存し、例えば、他の現像装置10M,10Y,10Kも少なくとも文字モードに対応して現像剤を供給できる状態であれば、プリンタ2により文字モードで印字動作が行われることになる(このように、コントローラ84は、各トナー収容器72L,72Hがトナーフルエンプティであるか非トナーフルエンプティであるかを検出する検出手段の検出結果に応じて、印字モードに応じて印字動作を許可または禁止する手段としても機能することになる。)。このように、低反射濃度トナーの収容器72Lがフルエンプティであっても文字モードの印字動作が許可されるのでデッドタイムを低減できる。
If the output voltage is smaller than VL in step S2 (that is, the amount of low reflection density cyan toner in the
ステップS4で、検出信号が出力されていない場合、すなわち、収容器72内に低反射濃度シアントナーTLが実質的に残っている場合、ステップS6に進み、トナー収容器72Lから現像剤収容器14Cに、該トナー収容器がフルエンプティとならない限り出力電圧がVL以上(混合比がRL以上)となるように低反射濃度シアントナーTLを補給する(ステップS2,S4)。
If the detection signal is not output in step S4, that is, if the low reflection density cyan toner TL is substantially left in the container 72, the process proceeds to step S6, and the developer container from the
ステップS1で、エンプティセンサ68Cから検出信号が出力されている場合、すなわち、十分な量の混合シアン現像剤が収容器14Cに残っていない場合、ステップS7に進み、コントローラ84は、反射光量検出ユニット60Cから送られる信号に基づいて、出力電圧がVL以上(混合比がRL以上)であるか否かを判断する。出力電圧がVL以上の場合、ステップS8に進み、検出信号がエンプティセンサ86L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る場合(トナー収容器72L内に低反射濃度シアントナーTLが実質的に残っていない場合)、ステップS9に進み、検出信号がエンプティセンサ86H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る場合(トナー収容器72H内に高反射濃度シアントナーTHが実質的に残っていない場合)、現像装置10Cはシアン現像剤を感光体ドラム4に供給できる状態ではない(ステップS10)。したがって、仮にプリンタ2が印字指令および画像データを受け付けても、印字モードの種類によらず印字動作は行われない。この場合、ユーザは両方のトナー収容器72L,72Hの交換を行う必要がある。
If a detection signal is output from the
ステップS9で検出信号が出力されていない場合(トナー収容器72H内に高反射濃度シアントナーTHが実質的に残っている場合)、ステップS11に進み、トナー収容器72Hから所定量の高反射濃度シアントナーTHを現像剤収容器14C内に補給する。代わりに、(所定量に達しない場合でも)トナー収容器72Hがフルエンプティとなるまで高反射濃度シアントナーTHを補給してもよい。現像剤収容器14C内の混合シアン現像剤の混合比は規定から外れる(下限RLより小さくなる)可能性があるが、階調性のある写真画像は再現できないものの文字画像は出力可能である。したがって、ステップS12で、現像装置10Cは、仮にプリンタ2が印字指令および画像データを受け付けると、写真モードの場合はシアン現像剤を感光体ドラム4に供給せず文字モードの場合供給できる状態となる。このように、低反射濃度トナーの収容器72Lがフルエンプティであっても該収容器を交換せずに文字モードの印字動作を行うことができるのでデッドタイムを低減できる。
Step When the detection signal is not outputted in S9 (when the high reflection density cyan toner T H in the
ステップS8で検出信号が出力されていない場合(トナー収容器72L内に低反射濃度シアントナーTLが実質的に残っている場合)、ステップS13に進み、検出信号がエンプティセンサ86H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る場合(トナー収容器72H内に高反射濃度シアントナーTHが実質的に残っていない場合)、ステップS14に進み、トナー収容器72Lから所定量の低反射濃度シアントナーTLを現像剤収容器14C内に補給する(このとき、混合比はRL以上に維持される。)。代わりに、所定量に達しない場合でもトナー収容器72Lがフルエンプティとなるまで低反射濃度シアントナーTLを補給してもよい。現像剤収容器14C内には高反射濃度シアントナーTHの量が少ないが、低反射濃度シアントナーTLを用いれば写真画像および文字画像の両方が再現可能である。したがって、ステップS15で、現像装置10Cは、仮にプリンタ2が印字指令および画像データを受け付けると、文字モードであっても写真モードであっても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。
When the detection signal is not output in step S8 (when the low reflection density cyan toner TL is substantially left in the
ステップS13で、検出信号が出力されていない場合(トナー収容器72H内に高反射濃度シアントナーTHが実質的に残っている場合)、ステップS16に進み、混合比がRL以上維持されるようトナー収容器72L,72Hから所定量の低反射濃度および高反射濃度シアントナーTL,THを現像剤収容器14C内に補給する。その後、フローはステップS15に進む。
In step S13, if the detection signal is not outputted (when the high reflection density cyan toner T H in the
ステップS7で出力電圧が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S17に進み、検出信号がエンプティセンサ86L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る場合(トナー収容器72L内に低反射濃度シアントナーTLが実質的に残っていない場合)、フローはステップS18に進む。ステップS18〜S21は、ステップS9〜S12と同一である。すなわち、トナー収容器72H内に高反射濃度シアントナーTHが実質的に残っていない場合(ステップS18でYES)、現像装置10Cはシアン現像剤を感光体ドラム4に供給できる状態ではない(ステップS19)。したがって、仮にプリンタ2が印字指令および画像データを受け付けても、印字モードの種類によらず印字動作は行われない。収容器72H内に高反射濃度シアントナーTHが実質的に残っている場合(ステップS18でNO)、トナー収容器72Hから所定量またはトナー収容器72Hがフルエンプティとなるまで高反射濃度シアントナーTHを現像剤収容器14C内に補給する(ステップS20)。このとき、現像装置10Cは、仮にプリンタ2が印字指令および画像データを受け付けると、写真モードの場合シアン現像剤を感光体ドラム4に供給せず文字モードの場合供給できる状態となる(ステップS21)。このように、低反射濃度トナーの収容器72Lがフルエンプティであっても該収容器を交換せずに文字モードの印字動作を行うことができるのでデッドタイムを低減できる。
If the output voltage is smaller than VL in step S7 (that is, the ratio of the low reflection density cyan toner in the
ステップS17で検出信号が出力されていない場合(トナー収容器72L内に低反射濃度シアントナーTLが実質的に残っている場合)、ステップS22に進み、検出信号がエンプティセンサ86H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る場合(トナー収容器72H内に高反射濃度シアントナーTHが実質的に残っていない場合)、フローはステップS23に進む。ステップS23〜S27は、ステップS2〜S6と類似している。すなわち、トナー収容器72L内に低反射濃度シアントナーTLが残っていれば、トナー収容器72Lから現像剤収容器14Cに、該収容器がフルエンプティとならない限り混合比がRL以上となるように低反射濃度シアントナーTLを補給する(ステップS23,S24,S26)。混合比がRL以上となれば(ステップS24のYES)、現像装置10Cは、ある程度の低反射濃度シアントナーを現像剤収容器14C内に有しているため、文字モードであっても写真モードであっても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S25)。しかしながら、混合比がRLに達する前にトナー収容器72Lがフルエンプティになれば(ステップS26のYES)、ステップS27に進み、(ステップS5と異なり)現像剤収容器14C内に十分な量の高反射濃度シアントナーがなく、しかも混合比が下限を下回っているので、現像装置10Cはシアン現像剤を感光体ドラム4に供給できる状態ではない。この場合、ユーザは両方のトナー収容器72L,72Hの交換を行う必要がある。
When the detection signal is not output in step S17 (when the low reflection density cyan toner TL is substantially left in the
ステップS22で検出信号が出力されていない場合(トナー収容器72H内に高反射濃度シアントナーTHが実質的に残っている場合)、フローはステップS28に進む。ステップS28で、混合比RL以上を目標としてトナー収容器72L,72Hから低反射濃度および高反射濃度シアントナーTL,THを現像剤収容器14C内に補給する。ステップS29で混合比がRL以上となれば、ステップS30に進み、現像装置10Cは、ある程度の混合シアン現像剤を収容器14C内に有しているため、文字モードであっても写真モードであっても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S29で混合比がRLより小さい場合、ステップS31に進み、トナー収容器72L,72Hのいずれともフルエンプティでなければ、ステップS28に戻りトナー補給を継続する。ステップS31で、トナー収容器72L,72Hのいずれかがフルエンプティとなれば、フローはステップS32に進む。現像剤収容器14C内に十分な量の高反射濃度シアントナーがなく、しかも混合比が下限を下回っているので、現像装置10Cはシアン現像剤を感光体ドラム4に供給できる状態ではない。この場合、ユーザはエンプティとなったトナー収容器の交換を行う必要がある。
When the detection signal in step S22 is not output (when a high reflection density cyan toner T H 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84がエンプティセンサ68C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S7〜S32が行われる。
In this replenishment processing sequence, it is performed when 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84は、エンプティセンサ68Yまたは68Kから検出信号を受けると、補給装置70Yまたは70K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14Kに補給する。また、補給装置70Yまたは70Kのトナー収容器がフルエンプティになれば該収容器の交換を行う必要がある。
The replenishment operation of the yellow and black developers is the same as the conventional one. That is, when receiving a detection signal from 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。 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.
3種類以上のトナーの混合比は、例えば、高反射濃度トナー、中反射濃度トナー、低反射濃度トナーの3種類の場合、赤外光領域における分光反射率を数2の関係を満たすように設定し(中反射濃度トナーと低反射濃度トナーを同一とし、高反射濃度トナーをこれらより小さくする)、また、紫外光領域における分光反射率を数3の関係を満たすように(高反射濃度トナーと中反射濃度トナーを同一とし、低反射濃度トナーをこれらより大きくする)設定する。
このように各トナーの分光反射率を設定すれば、赤外光領域および紫外光領域の反射光量を検出することにより、3種類のトナーの混合比を算出することができる。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。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。 If the spectral reflectance of each toner is set in this way, the mixing ratio of the three types of toner can be calculated by detecting the amount of reflected light in the infrared light region and the ultraviolet light region. 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. 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.
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、混合現像剤の混合比は、低反射濃度トナーの残量/高反射濃度トナーの残量としていたが、上述したように混合比として別の定義を用いてもよい。例えば、高反射濃度トナーの残量/低反射濃度トナーの残量と定義すれば、上記実施形態では混合比は下限ではなく上限を考慮することになる。 Further, in the above-described embodiment, the mixing ratio of the mixed developer is the remaining amount of low reflection density toner / the remaining amount of high reflection density toner, but another definition may be used as the mixing ratio as described above. For example, if it is defined as the remaining amount of high reflection density toner / remaining amount of low reflection density toner, in the above embodiment, the mixing ratio takes into consideration the upper limit instead of the lower limit.
加えて、上記実施形態では、現像剤収容器が混合現像剤ニアエンプティであるか否かを検出したが、フルエンプティ(現像剤収容器内に実質的(感光体ドラムに現像剤を供給できる程度)に混合現像剤が存在しない状態)であるか否かを検出してもよい。この場合、(現像剤収容器内がフルエンプティになると現像剤収容器内のトナーの混合比を計測できないが)各トナー収容器内にトナーが実質的に存在すれば該トナーが適当な量だけ混合現像剤収容器に補給されることになる。但し、画質を保証するために現像剤収容器がニアエンプティか否かを検出する上記実施形態の構成が好ましい。 In addition, in the above-described embodiment, it is detected whether or not the developer container is a mixed developer near empty. However, it is detected that the developer container is fully empty (substantially capable of supplying developer to the photosensitive drum. ), It may be detected whether or not the mixed developer is present. In this case (when the inside of the developer container becomes fully empty, the mixing ratio of the toner in the developer container cannot be measured), but if the toner is substantially present in each toner container, the appropriate amount of the toner is present. The mixed developer container is supplied. However, the configuration of the above-described embodiment in which it is detected whether or not the developer container is near empty in order to guarantee image quality is preferable.
さらにまた、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、一方に高反射濃度トナーを収容し、他方に高反射濃度トナーと低反射濃度トナーを混合して収容してもよい。この場合、現像剤収容器が混合現像剤ニアエンプティ(またはフルエンプティ)であり、並びに、2種類のトナーを混合して収容したトナー収容器がトナーフルエンプティで且つ高反射濃度トナーを収容したトナー収容器が非トナーフルエンプティであることが検出されると、コントローラは、補給装置を制御して混合現像剤収容器に高反射濃度トナーを補給するとともに文字モードの印字動作を許可するが写真モードの印字動作を禁止する。一方、現像剤収容器が混合現像剤ニアエンプティ(またはフルエンプティ)であり、並びに、高反射濃度トナーを収容したトナー収容器がトナーフルエンプティで且つ2種類のトナーを混合して収容したトナー収容器が非トナーフルエンプティであることが検出されると、コントローラは、補給装置を制御して混合現像剤収容器に混合した低反射濃度および高反射濃度トナーを補給し、文字モードであっても写真モードであっても印字動作を許可する。 Furthermore, in the above-described embodiment, one type of toner is stored in each of the two toner containers. However, a high reflection density toner is stored in one, and a high reflection density toner and a low reflection density toner are mixed and stored in the other. May be. In this case, the developer container is a mixed developer near empty (or full empty), and the toner container in which two types of toner are mixed and stored is a toner full empty and a toner having a high reflection density toner. When it is detected that the container is non-toner full empty, the controller controls the replenishing device to replenish the mixed developer container with the high reflection density toner and allow the character mode printing operation, but the photographic mode. The printing operation of is prohibited. On the other hand, the developer container is a mixed developer near-empty (or full-empty), and the toner container in which the high reflection density toner is stored is a toner full-empty toner container in which two types of toner are mixed and stored. When the controller is detected to be non-toner full empty, the controller controls the replenishing device to replenish the low and high reflection density toner mixed in the mixed developer container, Printing operation is permitted even in the photo mode.
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、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.
加えて、一般に印字枚数が増えると、例えば、感光体ドラムの劣化(表面の削れ)による膜厚の不均一化や帯電装置の汚れなどに伴う帯電不均一化、あるいは、中間転写ベルトの傷などに伴う転写性の不均一化、などにより画像が劣化する。これに対処するために、上記実施形態において、例えば図12に示すように、印字枚数が増えるにしたがって連続的[図(a)]あるいは段階的[図(b)]に混合比の下限を大きくなるように設定する。その結果、印字枚数が増えるにしたがって混合現像剤中の低反射濃度トナーの割合を増加するようにトナーの補給が行われるため、画像劣化を低減できる。例えば、印字枚数をカウントするカウンタや感光体ドラムの表面電位を検出するセンサとともに、図12に対応するデータを記憶する記憶部をプリンタ2に設け、コントローラ84が上記カウンタ値や検出値とデータとに基づいて補給装置を制御するようにすればよい。上記実施形態では、混合比は、混合現像剤収容器内の混合現像剤中の低反射濃度トナーの割合が大きくなるに伴って大きくなるように定義されているが、代わりに、混合現像剤収容器内の混合現像剤中の低反射濃度トナーの割合が大きくなるに伴って小さくなるように定義すれば、印字枚数が増えるにしたがって上限を小さくするように設定すればよい。
In addition, when the number of printed sheets generally increases, for example, non-uniform film thickness due to deterioration of the photosensitive drum (surface scraping), non-uniform charging due to contamination of the charging device, or scratches on the intermediate transfer belt The image deteriorates due to the non-uniform transferability associated with the above. In order to cope with this, in the above embodiment, for example, as shown in FIG. 12, the lower limit of the mixture ratio is increased continuously [Figure (a)] or stepwise [Figure (b)] as the number of printed sheets increases. Set as follows. As a result, the toner is replenished so as to increase the ratio of the low reflection density toner in the mixed developer as the number of printed sheets increases, so that image deterioration can be reduced. For example, in addition to a counter for counting the number of printed sheets and a sensor for detecting the surface potential of the photosensitive drum, a storage unit for storing data corresponding to FIG. 12 is provided in the
2 画像形成装置
14C 現像剤収容器
60C 反射光量検出ユニット
64C 赤外LED(照射手段)
66C フォトトランジスタ(検出手段)
84 コントローラ(混合比計測手段)
2
66C phototransistor (detection means)
84 Controller (Mixing ratio measuring means)
Claims (5)
混合現像剤に光を照射する照射手段と、
混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出する検出手段と、
検出手段により検出された反射光量または透過光量に基づいて混合現像剤収容器内の少なくとも2種類のトナーの混合比を計測する混合比計測手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。 A mixed developer container containing a developer formed by mixing at least two types of toners having substantially the same hue, reflection density and spectral characteristics outside the visible light region; and
An irradiation means for irradiating the mixed developer with light;
Detection means for detecting the reflected light amount or transmitted light amount from the mixed developer;
An image forming apparatus comprising: a mixing ratio measuring unit that measures a mixing ratio of at least two types of toner in the mixed developer container based on a reflected light amount or a transmitted light amount detected by the detecting unit.
いずれか一方のトナーに赤外光吸収剤が含有されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The mixed developer is composed of two types of toners having substantially the same hue and different reflection densities,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an infrared light absorber is contained in any one of the toners.
各トナーに吸収波長が異なる赤外光吸収剤が含有されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The mixed developer is composed of at least two kinds of toners having substantially the same hue and different reflection densities,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein each toner contains an infrared light absorber having a different absorption wavelength.
混合現像剤に光を照射する照射手段と、
混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出する検出手段と、
検出手段により検出された反射光量または透過光量に基づいて混合現像剤収容器内の少なくとも2種類のトナーの混合比を計測する混合比計測手段とを備えることを特徴とする現像装置。 A mixed developer container containing a developer formed by mixing at least two types of toners having substantially the same hue, reflection density and spectral characteristics outside the visible light region; and
An irradiation means for irradiating the mixed developer with light;
Detection means for detecting the reflected light amount or transmitted light amount from the mixed developer;
A developing apparatus comprising: a mixing ratio measuring unit that measures a mixing ratio of at least two kinds of toner in the mixed developer container based on the reflected light amount or the transmitted light amount detected by the detecting unit.
混合現像剤に光を照射する工程と、
混合現像剤からの反射光量または透過光量を検出する工程と、
検出された反射光量または透過光量に基づいて少なくとも2種類のトナーの混合比を計測する工程とを有することを特徴とする現像剤の混合比計測方法。
A mixing ratio measurement method for measuring a mixing ratio of a developer obtained by mixing at least two kinds of toners having substantially the same hue, reflection density and spectral characteristics outside the visible light region,
Irradiating the mixed developer with light;
Detecting the amount of reflected light or transmitted light from the mixed developer;
And a step of measuring a mixing ratio of at least two kinds of toners based on the detected reflected light amount or transmitted light amount.
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JP2005088058A JP2006267809A (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Developing device, image forming apparatus, and measuring method of mixing ratio |
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JP2018084745A (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus and image forming method |
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- 2005-03-25 JP JP2005088058A patent/JP2006267809A/en active Pending
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