JP2007240607A - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents

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Tetsuya Kobayashi
哲也 小林
Kohei Matsuda
考平 松田
Masahito Koyanagi
雅人 小柳
Shinichi Agata
伸一 縣
Shinya Yamamoto
慎也 山本
Kentaro Kawada
健太郎 河田
Hiroshi Watanabe
拓 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus equipped with a life decision sequence capable of surely deciding the life of a developing device 400, achieving the maintenance of image quality and the prevention of the trouble of a component or a device caused by the in-machine scattering of toner and reducing possibility of smearing user's hands when performing jamming disposal and the replacement of the developing device. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has the developing device 400 in which developer is stored, an image carrier 100 and a density detection means 301 which detects the density of a developer image on an image carrier, and forms an image on a recording medium 900. The image forming apparatus has a judging sequence for the life of a developing device to detect the density of the developer image at a part where a latent image is not formed by the density detection means 301, and judge the life of the developing device according to a detected value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、現像剤を内包した現像装置の寿命を判断する機能を有する画像形成装置に関するものであある。   The present invention relates to an image forming apparatus having a function of determining the life of a developing device including a developer.

更には、現像カートリッツジ、または現像装置を内包するプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置、及びプロセスカートリッジに関するものである。   Further, the present invention relates to a developing cartridge, an image forming apparatus in which a process cartridge containing the developing device is detachably mounted, and a process cartridge.

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えば、レーザービームプリンタ、LED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 forms an image on a recording medium using an electrophotographic image forming system. Examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, a laser beam printer, an LED printer, etc.), a facsimile apparatus, a word processor, and the like.

現像カートリッツジとは、現像装置を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。また、プロセスカートリッジとは、少なくとも潜像担持体(像担持体)と現像装置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 developing cartridge means that the developing device is made into a cartridge and can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. The process cartridge refers to a cartridge in which at least the latent image carrier (image carrier) and the developing device are integrally formed into a cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.

従来、電子写真画像形成装置では、レーザー、LED或いはランプなどの画像情報に対応した光を潜像担持体(像担持体)としてのドラム状の電子写真感光体(以下、ドラムと記す)に照射する。これによって、ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像剤(以下、トナーと記す)を内包した現像装置により現像する。さらに、ドラムに形成された現像像を記録媒体へ転写する。これによって、記録媒体に画像を形成している。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, light corresponding to image information such as a laser, LED, or lamp is irradiated to a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a drum) as a latent image carrier (image carrier). To do. As a result, an electrostatic latent image is formed on the drum. The electrostatic latent image is developed by a developing device containing a developer (hereinafter referred to as toner). Further, the developed image formed on the drum is transferred to a recording medium. Thereby, an image is formed on the recording medium.

そして、ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像剤担持体(現像部材)及びトナーを収容するトナー収容部をカートリッジ枠体にて一体にまとめてカートリッジ化する。このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とする現像カートリッジ方式が採用されている。あるいは、少なくともドラム及びドラムに作用する現像装置(プロセス手段)を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。   Then, a developer carrying member (developing member) for developing the electrostatic latent image formed on the drum and a toner containing portion for containing the toner are integrated into a cartridge by the cartridge frame. A developing cartridge system that allows the cartridge to be attached to and detached from the image forming apparatus main body is employed. Alternatively, a process cartridge system is adopted in which at least the drum and the developing device (process means) acting on the drum are integrally formed into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the main body of the electrophotographic image forming apparatus.

このような現像カートリッジ方式あるいはプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンに頼らず使用者自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。   According to such a developing cartridge system or process cartridge system, the maintenance of the apparatus can be performed by the user himself / herself without depending on the serviceman, so that the operability can be remarkably improved.

そこで、現像カートリッジ方式あるいはプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。   Therefore, the developing cartridge system or the process cartridge system is widely used in electrophotographic image forming apparatuses.

このような現像カートリッジあるいはプロセスカートリッジは、現像材を用いて記録媒体に画像を形成するために、電子写真画像形成装置に用いられるものである。そこで、画像を形成するに従って現像剤を消費する。そして、現像カートリッジあるいはプロセスカートリッジを購入した使用者にとって満足できる品質の画像を形成することができなくなる程度まで現像剤が消費された際に、現像カートリッジあるいはプロセスカートリッジとしての商品価値を喪失する。すなわち、現像カートリッジあるいはプロセスカートリッジは寿命をむかえたものとなる。   Such a developing cartridge or a process cartridge is used in an electrophotographic image forming apparatus in order to form an image on a recording medium using a developer. Therefore, the developer is consumed as the image is formed. When the developer is consumed to such an extent that an image having satisfactory quality cannot be formed for the user who purchased the developing cartridge or the process cartridge, the commercial value as the developing cartridge or the process cartridge is lost. That is, the developing cartridge or the process cartridge has a life span.

そこで、トナー容器内に収納されているトナーの残量を測定するためのトナー残量検出装置が設けられている。トナー残量検出装置には、さまざまな方式があるが、より安価で簡単な構成のものとして、特許文献1に記載のような、光透過式トナー残量検知がある。   Therefore, a toner remaining amount detection device is provided for measuring the remaining amount of toner stored in the toner container. There are various types of toner remaining amount detection devices, but there is a light transmission type toner remaining amount detection as disclosed in Patent Document 1 as a cheaper and simpler configuration.

光透過式トナー残量検知とは、トナー容器内に検知光を通過させ、その検知光の通過時間によってトナー容器内に収納されているトナーの残量を検出する方式である。すなわちトナーが大量にあるときにはトナーによって検知光は遮られ、トナーが消費された状態の場合は、検知光が通過し始めその検知時間は長くなる現象を利用し、検知時間に応じてトナー容器内に収納されているトナーの残量を検出するものである。   The light transmission type toner remaining amount detection is a method in which detection light is allowed to pass through a toner container and the remaining amount of toner stored in the toner container is detected based on the passing time of the detection light. That is, the detection light is blocked by the toner when there is a large amount of toner, and when the toner is consumed, the detection light begins to pass and the detection time becomes longer. The amount of toner remaining in the toner is detected.

そして、トナー容器内を通過する検知光の通過時間と、トナー容器内のトナー残量を対応させたトナー残量検知シーケンスを作る。これにより、検知光のトナー容器内の通過時間に対応してトナー容器内のトナー残量をリアルタイムで使用者に告知するトナー残量の逐次検知が可能となる。   Then, a toner remaining amount detection sequence in which the passage time of the detection light passing through the toner container is associated with the remaining amount of toner in the toner container is created. Accordingly, it is possible to sequentially detect the remaining amount of toner that notifies the user of the remaining amount of toner in the toner container in real time corresponding to the passage time of the detection light in the toner container.

また、特許文献2には、現像装置の寿命予告もしくは寿命到達を報知する報知手段を有する画像形成装置が記載されている。これは、現像剤残量検知手段により検出される現像剤残量が所定値以下となってから、計数手段により現像剤担持体の動作時間がカウントされた動作時間が所定の閾値を超えたときに、現像装置の寿命予告もしくは寿命到達を報知するものである。または、プロセスカートリッジによって、カートリッジ内の現像剤残量が少なくなった状態におけるトラブルを防止することが可能となる。
特開2003−241500号公報 特開2003−114571号公報
Patent Document 2 describes an image forming apparatus having a notifying unit for notifying the end of life of a developing device or notifying the end of life. This is because when the remaining amount of developer detected by the developer remaining amount detecting means becomes equal to or less than a predetermined value, the operation time counted by the counting means for the operation time of the developer carrier exceeds a predetermined threshold. In addition, a notice of the life of the developing device or the arrival of the life is notified. Alternatively, the process cartridge can prevent trouble in a state where the developer remaining amount in the cartridge is low.
JP 2003-241500 A JP 2003-114571 A

現像装置内のトナー残量が少ない状態である現像装置寿命終了直前における現象として、トナーが非画像部に付着する所謂「かぶり」が発生する。   A so-called “fogging” in which toner adheres to a non-image portion occurs as a phenomenon immediately before the end of the developing device life in which the remaining amount of toner in the developing device is low.

現像装置内のトナー残量を検知して寿命予告もしくは寿命到達を報知する方式の場合、トナー残量の検出精度が各種の原因で不安定な状態下では、その効果を十分に発揮し得ない可能性がある。すなわち、上記の方式にて現像装置の寿命予告もしくは寿命到達が報知される前に「かぶり」が発生する可能性がある。かぶりが発生することは、現像装置は使用者にとって満足できる品質の画像を形成することができなくなっていて、既に寿命を迎えている状態にあることである。   In the case of the system that detects the remaining amount of toner in the developing device and notifies the end of life or the end of the life, the effect cannot be fully exerted when the detection accuracy of the remaining amount of toner is unstable due to various causes. there is a possibility. That is, there is a possibility that “fogging” may occur before the notice of the life of the developing device or the arrival of the life is notified by the above method. The occurrence of fogging means that the developing device cannot form an image with satisfactory quality for the user and is already in a state of reaching the end of its life.

「かぶり」はトナー消費量の少ない、印字比率の低い画像を主にプリントする使用者が使用する画像形成装置において顕著に発生している。特に、ビジネスユースのカラープリンタでは、強調したい部分にのみ色を付けたり、グラフ上の幾つかのデータを識別するために色を付ける等の使われ方が大半を占めている。すなわち、ブラック(K)トナーに対してイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の印字比率が極端に低くなる様な使われ方をしている場合が多い。   “Fog” is noticeably generated in an image forming apparatus used by a user who mainly prints an image with a small toner consumption and a low printing ratio. In particular, color printers for business use are mostly used for coloring only the part to be emphasized or for coloring some data on a graph. That is, it is often used such that the printing ratio of each color of yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) is extremely low with respect to black (K) toner.

このように低印字比率の画像がプリントされ続けた場合に、カートリッジの使用終了直前に問題が起こり易い原因は、トナー残量が少ない状態においてトナーの劣化が促進され易いためである。即ち、現像装置内のトナーが少なく、且つ現像剤担持体にコートされているトナーが殆ど消費されない状態では、入れ替わるトナーの絶対量が少ないことと相俟って、結果的には同じトナーが現像剤担持体上に長期間存在することになる。そのため、現像剤担持体上にコートされているトナーは、規制部材などとの摺擦を繰り返し受けることになり、劣化が促進されることになる。特に、1成分非磁性トナーを用いた接触現像方式の場合には、トナー供給ローラや感光体との摺擦も加わることになり、トナー劣化が急激に促進される。   In this way, when an image with a low printing ratio is continuously printed, the cause of a problem immediately before the end of use of the cartridge is that toner deterioration is easily promoted in a state where the remaining amount of toner is low. That is, when the amount of toner in the developing device is small and the toner coated on the developer carrying member is hardly consumed, coupled with the fact that the absolute amount of the toner to be replaced is small, the same toner is developed as a result. It will exist on the agent carrier for a long time. For this reason, the toner coated on the developer carrier is repeatedly rubbed against the regulating member and the like, and the deterioration is promoted. In particular, in the case of a contact development method using a one-component non-magnetic toner, sliding with a toner supply roller and a photosensitive member is also applied, and toner deterioration is rapidly accelerated.

これにより、規制部材や現像剤担持体にトナーが融着し、現像ローラ上のコートが不均一となることでカブリの原因となる。特に、非磁性トナーを用いた系の場合には、トナーの被帯電付与能も低下することで現像剤担持体に保持させることが困難となり、いっそうかぶりが悪化する。   As a result, the toner is fused to the regulating member and the developer carrying member, and the coat on the developing roller becomes non-uniform, which causes fogging. In particular, in the case of a system using a non-magnetic toner, it is difficult to hold the toner on the developer carrying member because the charge imparting ability of the toner is lowered, and the fog is further deteriorated.

代表的な例として、図22に、低印字比率の画像がプリントされ続けた場合の画像形成枚数と記録媒体である転写材上のかぶり濃度の推移を示す。トナー残量が少ない状態で、繰り返し現像剤担持体が使用され続けると急激にかぶりが増加することが読み取れる。   As a typical example, FIG. 22 shows the transition of the number of images formed and the fog density on a transfer material as a recording medium when an image with a low printing ratio is continuously printed. It can be seen that the fog increases rapidly when the developer carrier is repeatedly used in a state where the remaining amount of toner is small.

従って「かぶり」は単純に画像品位を損なう現象に留まらず、出力されたプリントサンプルの裏汚れとして現れたりする。また、トナーが機内に飛散し部品にトナーが付着することにより装置の故障を誘発する原因となったりする。また、ジャム処理やカートリッジの交換の際に使用者の手を汚してしまうことにもなる。   Therefore, the “fogging” is not limited to the phenomenon that the image quality is simply impaired, and may appear as the back stain of the output print sample. In addition, the toner is scattered in the apparatus and the toner adheres to the parts, which may cause a failure of the apparatus. In addition, the user's hand is soiled during jam processing or cartridge replacement.

そこで、本発明は、上記不具合を発生させることなく、確実に現像装置の寿命を検出することを可能にした画像形成装置およびプロセスカートリッジ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 and a process cartridge that can reliably detect the life of a developing device without causing the above-described problems.

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、現像剤を収納する現像装置と、像担持体と、像担持体上の現像剤像濃度を検出する濃度検出手段を有し、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記濃度検出手段にて潜像が形成されていない部分の現像剤像濃度を検出し、検出値に応じて現像装置寿命を判断する現像装置寿命判断シーケンスを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a typical configuration of an image forming apparatus according to the present invention includes a developing device that stores a developer, an image carrier, and a density detection that detects a developer image density on the image carrier. An image forming apparatus for forming an image on a recording medium, wherein the density detecting means detects a developer image density of a portion where a latent image is not formed, and determines a developing device life according to the detected value And a developing device life determination sequence.

また、上記の目的を達成するための本発明に係るプロセスカートリッジの代表的な構成は、像担持体上の現像剤像濃度を検出する濃度検出手段を有し、記録媒体に画像を形成する画像形成装置に対して着脱可能であり、少なくとも現像剤を収納する現像装置と潜像像し担持体を備えたプロセスカートリッジにおいて、前記濃度検出手段にて潜像が形成されていない部分の像担持体上現像剤像濃度を検出し、検出値に応じて前記画像形成装置が備える寿命判断シーケンスによってプロセスカートリッジ寿命が判断されることを特徴とする。   Further, a typical configuration of the process cartridge according to the present invention for achieving the above-described object has an image forming unit for forming an image on a recording medium, having density detecting means for detecting the developer image density on the image carrier. In a process cartridge that is detachable from the forming apparatus and includes at least a developing device that stores developer and a latent image and carrier, an image carrier in a portion where a latent image is not formed by the density detection unit The upper developer image density is detected, and the process cartridge life is determined by a life determination sequence provided in the image forming apparatus according to the detected value.

潜像が形成されていない部分に付着した現像剤像、いわゆる「かぶり」を検出し、その検出値に応じて現像装置寿命を判断することにより確実に現像装置の寿命を確実に判定することができる。そして、画像品位の維持と現像剤の機内飛散による部品や装置の故障を防止、更にはジャム処理や現像装置の交換の際に使用者の手を汚す恐れが軽減される。   It is possible to reliably determine the life of the developing device by detecting a developer image adhering to a portion where no latent image is formed, so-called “fogging”, and judging the life of the developing device according to the detected value. it can. Further, the maintenance of image quality and the failure of parts and devices due to the scattering of the developer in the machine are prevented, and further, the possibility of smearing the user's hand when jamming or replacing the developing device is reduced.

以下、本発明の実施例を図面に則して詳しく説明する。実施例に記載されている構成部品の、寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the examples should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions, and the scope of the present invention. It is not intended to limit.

(1)画像形成部
図1は本実施例1における画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は電子写真レーザープリンタである。100は像担持体(静電潜像担持体)として電子写真感光体である。本実施例1において、該感光体100は、直径Φ30の回転ドラム型(以下、ドラムと記す)であり、矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。ドラム100は帯電装置200により表面が一様に負極性に帯電される。その帯電面に対して露光装置300によりレーザー露光がなされる。これによりドラム面に画像情報に対応する静電潜像が形成される。その静電潜像に現像装置400により負極性に帯電したトナーが適用される。これにより、静電潜像が反転現像されてトナー像として可視像化される。そのトナー像が給紙カセット700から給紙された記録メディア(記録媒体・記録材:以下、転写材と記す)900に対して転写装置500により転写される。トナー像の転写を受けた転写材900がドラム面から分離されて定着装置800へ導入され、トナー像が転写材の面に永久固着像として定着される。転写材分離後のドラム面はクリーニング装置600により転写残トナーなどの残留付着物が除去されて清掃され、繰り返して画像形成に供される。
(1) Image Forming Unit FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the first embodiment. This image forming apparatus is an electrophotographic laser printer. Reference numeral 100 denotes an electrophotographic photosensitive member as an image carrier (electrostatic latent image carrier). In the first embodiment, the photoconductor 100 is a rotary drum type (hereinafter referred to as a drum) having a diameter of Φ30, and is driven to rotate in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined speed. The surface of the drum 100 is uniformly charged to a negative polarity by the charging device 200. Laser exposure is performed on the charged surface by the exposure apparatus 300. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the drum surface. To the electrostatic latent image, toner charged to negative polarity by the developing device 400 is applied. As a result, the electrostatic latent image is reversely developed and visualized as a toner image. The toner image is transferred by a transfer device 500 to a recording medium (recording medium / recording material: hereinafter referred to as a transfer material) 900 fed from a paper feed cassette 700. The transfer material 900 that has received the transfer of the toner image is separated from the drum surface and introduced into the fixing device 800, and the toner image is fixed on the surface of the transfer material as a permanently fixed image. The drum surface after separation of the transfer material is cleaned by removing residual deposits such as transfer residual toner by the cleaning device 600, and repeatedly used for image formation.

帯電装置200は、Φ6の芯金と、その上に形成した、厚さ約3mmのウレタンゴムからなる導電性弾性層と、更にその上に形成した、厚さ数μmのウレタンゴムにカーボンブラックを分散させた高抵抗層などから構成される帯電ローラ201を有する。また、その帯電ローラ201を両端部にて回転自在に支持する導電性の支持部材(不図示)と、その支持部材を加圧して帯電ローラ201をドラム面に対して押し付けるばね部材(不図示)が有る。また、そのばね部材及び支持部材を介して帯電ローラ201に電圧を印加する帯電バイアス電源202が有る。   The charging device 200 includes carbon black on a core metal of Φ6, a conductive elastic layer made of urethane rubber having a thickness of about 3 mm formed thereon, and urethane rubber having a thickness of several μm formed thereon. The charging roller 201 includes a dispersed high resistance layer or the like. Further, a conductive support member (not shown) that rotatably supports the charging roller 201 at both ends, and a spring member (not shown) that presses the support member and presses the charging roller 201 against the drum surface. There is. Further, there is a charging bias power source 202 that applies a voltage to the charging roller 201 via the spring member and the supporting member.

帯電ローラ201は、ドラム面に接触してドラムの回転と共に従動回転するように設置されている。そして、帯電バイアス電源202により、ドラム100と帯電ローラ201と間に約−1000Vの直流電圧が印加される。これにより、ドラム面が暗電位VD−500Vに帯電される。   The charging roller 201 is installed so as to come into contact with the drum surface and to rotate following the rotation of the drum. Then, a DC voltage of about −1000 V is applied between the drum 100 and the charging roller 201 by the charging bias power source 202. As a result, the drum surface is charged to a dark potential VD-500V.

ドラム100は帯電装置200によってその表面が上記の暗電位VDに帯電された後、露光装置300により画像情報に対応する露光を受ける。これにより、露光されたドラム面部分の電位(明電位)VLが−100Vとなり、暗電位VDと明電位VLの静電コントラストにより、ドラム面に静電潜像が形成される。   The surface of the drum 100 is charged by the charging device 200 to the dark potential VD, and then exposed to the image information by the exposure device 300. Accordingly, the potential (bright potential) VL of the exposed drum surface portion becomes −100 V, and an electrostatic latent image is formed on the drum surface by the electrostatic contrast between the dark potential VD and the light potential VL.

現像装置400は、仕切り部405によって現像剤であるトナーを貯留するホッパー部406と、現像室407に区画されている。ホッパー部406には撹拌装置404が配置され、この撹拌装置404の動作により、ホッパー部406から現像室407にトナーが送り込まれる。本実施例1においては、トナーとして一成分現像剤を用いた。   The developing device 400 is partitioned by a partition 405 into a hopper 406 that stores toner as a developer and a developing chamber 407. A stirring device 404 is disposed in the hopper unit 406, and toner is sent from the hopper unit 406 to the developing chamber 407 by the operation of the stirring device 404. In Example 1, a one-component developer was used as the toner.

現像室407には、ドラム面の静電潜像をトナー現像する現像ローラ(現像剤担持体)401と、現像ローラ401にトナーを供給する供給ローラ402と、現像ローラ401のトナー層厚を規制する金属製の現像ブレード403が配置されている。本実施例において、現像ローラ401は、Φ16のウレタンゴムを基層とし、アクリル・ウレタン系ゴムを表面にコートした二層構成のローラである。供給ローラ402は、Φ16のウレタンスポンジからなるローラである。   In the developing chamber 407, a developing roller (developer carrier) 401 that develops toner on the electrostatic latent image on the drum surface, a supply roller 402 that supplies toner to the developing roller 401, and a toner layer thickness of the developing roller 401 are regulated. A metal developing blade 403 is disposed. In this embodiment, the developing roller 401 is a two-layer roller having a Φ16 urethane rubber as a base layer and an acrylic / urethane rubber coated on the surface. The supply roller 402 is a roller made of a Φ16 urethane sponge.

上記の撹拌装置404、現像ローラ401及び供給ローラ402は、外部から駆動が掛けられる構成になっており、現像プロセス実行中は、常に回転してトナーをドラム面に供給する。   The agitator 404, the developing roller 401, and the supply roller 402 are configured to be driven from the outside, and always rotate to supply toner to the drum surface during the development process.

現像ローラ401は、ドラム面に所定の間隙を有して現像を行うように設置されており、本実施例においては300μmの間隙を持って配されている。現像ローラ401には現像バイアス電源408により所定の現像バイアスが印加される。これにより、ドラム面に形成された静電潜像がトナーにより反転現像されて可視像化される。本実施例1においては、ドラム100と現像ローラ401の間に、約1700Vpp、2000Hzの交流電圧に、約−300Vの直流電圧を重畳した電圧を印加している。   The developing roller 401 is installed so as to perform development with a predetermined gap on the drum surface. In the present embodiment, the developing roller 401 is arranged with a gap of 300 μm. A predetermined developing bias is applied to the developing roller 401 by a developing bias power source 408. As a result, the electrostatic latent image formed on the drum surface is reversely developed with the toner to be visualized. In the first embodiment, a voltage obtained by superimposing a DC voltage of about −300 V on an AC voltage of about 1700 Vpp and 2000 Hz is applied between the drum 100 and the developing roller 401.

転写装置500は、Φ12のEPDMスポンジからなる転写ローラ501と、転写ローラ501に電圧を印加する転写バイアス電源502を有している。転写ローラ501は、ドラム面に当接して、転写部Tを形成している。転写バイアス電源502は画像形成時には定電圧制御される。   The transfer device 500 includes a transfer roller 501 made of a Φ12 EPDM sponge and a transfer bias power source 502 that applies a voltage to the transfer roller 501. The transfer roller 501 is in contact with the drum surface to form a transfer portion T. The transfer bias power source 502 is controlled at a constant voltage during image formation.

給紙カセット700内に収納された転写材900は、給紙ローラ701によってドラム面のトナー像の形成と同期してレジストローラ702まで供給される。そして、その転写材900は、レジストローラ702によってドラム面に形成されたトナー像の先端と同期して、転写ローラ501とドラム100の間の転写部Tに給紙され、転写部Tを挟持搬送されていく。この間において、転写バイアス電源502から転写ローラ501に対して約+2000Vの直流電圧が印加される。これにより、ドラム面のトナー像が順次に転写材900上に転写される。   The transfer material 900 stored in the paper feed cassette 700 is supplied to the registration roller 702 in synchronization with the formation of the toner image on the drum surface by the paper feed roller 701. Then, the transfer material 900 is fed to the transfer portion T between the transfer roller 501 and the drum 100 in synchronization with the leading edge of the toner image formed on the drum surface by the registration roller 702, and the transfer portion T is nipped and conveyed. It will be done. During this time, a DC voltage of about +2000 V is applied from the transfer bias power source 502 to the transfer roller 501. Thereby, the toner image on the drum surface is sequentially transferred onto the transfer material 900.

転写部Tを出た転写材はドラム面から分離されて定着装置800に搬送される。転写材900に転写されたトナー像は、この定着装置800による熱と圧力で転写材面に永久固着記録画像として定着される。   The transfer material that has exited the transfer portion T is separated from the drum surface and conveyed to the fixing device 800. The toner image transferred to the transfer material 900 is fixed as a permanently fixed recording image on the transfer material surface by heat and pressure by the fixing device 800.

一方、記録材分離後のドラム面の転写残トナーは、ポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード601を有するクリーニング装置600によりドラム面から取り除かれ、廃トナー容器602に収容される。その後、ドラム面は次の画像形成に備えるため、再び帯電装置200により帯電が行われる。   On the other hand, the transfer residual toner on the drum surface after separation of the recording material is removed from the drum surface by a cleaning device 600 having a cleaning blade 601 made of polyurethane rubber, and stored in a waste toner container 602. Thereafter, the drum surface is charged again by the charging device 200 to prepare for the next image formation.

図2は本実施例の画像形成装置のシステムブロック図である。61は画像形成装置全体のシステム制御を行うエンジンコントローラ(以下、コントローラと記す)である。コントローラ61は、パーソナルコンピュータ・イメージリーダ・相手方ファクシミリ等のホスト装置60から入力するプリント信号に基づいて画像形成動作を実行する。コントローラ61の内部には、中央演算処理装置(CPU:不図示)が設けてあり、画像形成装置の一連のシステム処理は中央演算処理装置の内部に予め記憶されたプログラムに従って行われる。   FIG. 2 is a system block diagram of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. Reference numeral 61 denotes an engine controller (hereinafter referred to as a controller) that performs system control of the entire image forming apparatus. The controller 61 executes an image forming operation based on a print signal input from a host device 60 such as a personal computer, an image reader, or a counterpart facsimile. A central processing unit (CPU: not shown) is provided inside the controller 61, and a series of system processing of the image forming apparatus is performed according to a program stored in advance in the central processing unit.

コントローラ61は、高圧電源62、センサ群63、表示部64、駆動部66等を制御する。   The controller 61 controls the high voltage power supply 62, the sensor group 63, the display unit 64, the drive unit 66, and the like.

高圧電源62は、帯電ローラ201に直流電圧を印加する帯電バイアス電源202、現像ローラ401に交流電圧に直流電圧が重畳された電圧を印加する現像バイアス電源408、転写ローラ501に直流電圧を印加する転写バイアス電源502等から構成される。   The high voltage power supply 62 applies a DC voltage to the charging roller 201, a charging bias power supply 202 that applies a DC voltage to the charging roller 201, a developing bias power supply 408 that applies a DC voltage superimposed on the AC voltage to the developing roller 401, and a DC voltage to the transfer roller 501. It comprises a transfer bias power source 502 and the like.

センサ群63は、後述するトナー像検出センサ301を含む。   The sensor group 63 includes a toner image detection sensor 301 described later.

駆動部66は、露光装置300やドラム100、現像装置400等を駆動するための駆動装置を含む。   The drive unit 66 includes a drive device for driving the exposure device 300, the drum 100, the developing device 400, and the like.

図3はコントローラ61が実行する画像形成装置の動作行程図である。   FIG. 3 is an operation process diagram of the image forming apparatus executed by the controller 61.

a)前多回転動作
前多回転動作は、画像形成装置のメイン電源スイッチSWが投入されたときに実行する装置始動時動作である。メインモータMを起動させてドラム100を回転駆動させ、所定のプロセス機器について所定の始動動作を実行させる。
a) Pre-multi-rotation operation The pre-multi-rotation operation is an apparatus start-up operation that is executed when the main power switch SW of the image forming apparatus is turned on. The main motor M is activated to rotate the drum 100 to execute a predetermined starting operation for a predetermined process device.

b)待機(スタンバイ)
待機は、所定の前多回転動作が終了したら、メインモータMを停止させて、ホスト装置60からコントローラ61へのプリント信号(画像信号:画像形成実行要求)の入力待ち状態時である。
b) Standby (standby)
The standby is a state in which the main motor M is stopped when a predetermined pre-multi-rotation operation is finished, and a print signal (image signal: image formation execution request) is waiting to be input from the host device 60 to the controller 61.

c)前回転動作
前回転動作は、ホスト装置60からコントローラ61へプリント信号が入力されたときに実行する画像形成前動作である。メインモータMを駆動させてドラム100を回転駆動させ、所定のプロセス機器について所定の画像形成前動作を実行させる。この前回転動作は前多回転動作中にプリント信号が入力したときには前多回転動作に引き続いて実行される。
c) Pre-rotation operation The pre-rotation operation is an operation before image formation that is executed when a print signal is input from the host device 60 to the controller 61. The main motor M is driven to rotate the drum 100 to execute a predetermined pre-image formation operation for a predetermined process device. This pre-rotation operation is executed following the pre-multi-rotation operation when a print signal is input during the pre-multi-rotation operation.

d)画像形成動作
ホスト装置60からコントローラ61へ入力した画像情報に対応する画像を転写材900に形成する作像動作である。所定の前回転動作の終了に引き続いて実行される。また、連続画像形成モードの場合は1枚の転写材に対する画像形成動作が所定の設定画像形成枚数分繰り返して実行される。
d) Image forming operation In this image forming operation, an image corresponding to image information input from the host device 60 to the controller 61 is formed on the transfer material 900. This is executed following the end of a predetermined pre-rotation operation. In the continuous image forming mode, the image forming operation for one transfer material is repeatedly executed for a predetermined set number of image forming sheets.

e)紙間
連続画像形成モードにおいて、一の転写材の後端部が転写部Tを通過した後、次の転写材の先端部が転写部Tに到達するまでの間の、転写部Tにおける転写材の非通紙状態時である。
e) Between papers In the continuous image forming mode, after the rear end of one transfer material passes through the transfer portion T, the transfer portion T continues until the leading end of the next transfer material reaches the transfer portion T. The transfer material is in a non-sheet passing state.

f)後回転動作
設定された1枚または複数枚の転写材に対する画像形成動作の終了後に実行させる後動作である。画像形成動作の終了後もメインモータMの駆動を所定の時間継続させ、所定のプロセス機器に所定の終了動作を実行させる。
f) Post-rotation operation This is a post-operation that is executed after the image forming operation for one or more set transfer materials is completed. After the image forming operation is completed, the main motor M is continuously driven for a predetermined time, and a predetermined process device is caused to execute a predetermined end operation.

g)待機
所定の後回転動作が終了したら、メインモータMを停止させて、ホスト装置60からコントローラ61への次のプリント信号の入力待ちをしている状態時である。次のプリント信号が入力すると、再び上記の前回転動作、画像形成動作、後回転動作の動作サイクルが実行される。
g) Standby When the predetermined post-rotation operation is completed, the main motor M is stopped and the next print signal from the host device 60 to the controller 61 is waiting to be input. When the next print signal is input, the operation cycle of the pre-rotation operation, the image forming operation, and the post-rotation operation is executed again.

(2)現像装置400の寿命判断シーケンス
本実施例1の画像形成装置においては、少なくとも現像装置400は画像形成装置本体に対して着脱可能な現像カートリッジとしてある。
(2) Life Judgment Sequence of Developing Device 400 In the image forming apparatus according to the first exemplary embodiment, at least the developing device 400 is a developing cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.

前述したように、このような現像カートリッジは、画像形成装置の画像形成動作の繰り返しに従って、カートリッジ内に予め収容させてある現像剤(トナー)が消費されて減少していく。そして、現像カートリッジを購入した使用者にとって満足できる品質の画像を形成できなくなる程度まで現像剤が消費された際に、現像カートリッジとしての商品価値を喪失する。すなわち、現像カートリッジ(現像装置)400は、寿命を迎えたものとなる。   As described above, in such a developing cartridge, as the image forming operation of the image forming apparatus is repeated, the developer (toner) previously stored in the cartridge is consumed and decreased. When the developer is consumed to such an extent that an image with satisfactory quality cannot be formed for the user who purchased the developing cartridge, the commercial value of the developing cartridge is lost. That is, the developing cartridge (developing device) 400 has reached the end of its life.

本実施例1の画像形成装置は、以下に説明する寿命判断シーケンスにより現像装置400の寿命を判断させている。そして、寿命が近くなった、あるいは寿命を迎えたと判断されたら、使用者に現像装置の交換を促すようにしている。   In the image forming apparatus according to the first exemplary embodiment, the life of the developing device 400 is determined by a life determination sequence described below. When it is determined that the life is near or has reached the end of life, the user is prompted to replace the developing device.

本実施例の画像形成装置は、像担持体であるドラム100上のトナー像濃度を検出するトナー像検出センサ(濃度検出手段)301を有する。そして、このセンサ301にてドラム100上の潜像が形成されていない部分のかぶりトナー濃度を検出し、検出値に応じて現像装置400の寿命を判断する寿命判断シーケンスを有している。   The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes a toner image detection sensor (density detection unit) 301 that detects a toner image density on a drum 100 that is an image carrier. The sensor 301 detects a fog toner density in a portion where a latent image is not formed on the drum 100, and has a lifetime determination sequence for determining the lifetime of the developing device 400 according to the detected value.

上記のセンサ301は、現像装置400よりもドラム回転方向下流側で、転写装置500よりもドラム回転方向上流側に、ドラム面に対向させて配置してある。図4に本実施例1において用いたセンサ301の模式図を示す。   The sensor 301 is disposed on the downstream side of the developing device 400 in the drum rotation direction and on the upstream side of the transfer device 500 in the drum rotation direction so as to face the drum surface. FIG. 4 shows a schematic diagram of the sensor 301 used in the first embodiment.

センサ301は発光素子301aと受光素子301bとを有し、ドラム100の表面に対向させて配置してある。発光素子301aはドラム面のトナー像310に対して赤外光を照射する。センサ301ではドラム面の法線に対して照射角αと対象となる方向に反射される光を受光素子301bによって検知する。センサ301は、図1中奥行き方向で、現像ローラ401にてドラム面の静電潜像に対して反転現像を行い可視像化が可能なドラム面領域部分にドラム面に対向させて配置してある。   The sensor 301 includes a light emitting element 301a and a light receiving element 301b, and is disposed to face the surface of the drum 100. The light emitting element 301a irradiates the toner image 310 on the drum surface with infrared light. In the sensor 301, the light receiving element 301b detects the irradiation angle α and the light reflected in the target direction with respect to the normal line of the drum surface. In the depth direction in FIG. 1, the sensor 301 is disposed opposite to the drum surface in a drum surface area where the developing roller 401 can reversely develop the electrostatic latent image on the drum surface to be visualized. It is.

ドラム100上のかぶりトナー濃度とセンサ301の検出値の相関を図5に示す。図示のごとく、センサ301の検出値は、かぶりトナー濃度とほぼ線形の関係である。したがって、センサ301にてドラム面のかぶりトナー濃度は測定可能である。   The correlation between the fog toner density on the drum 100 and the detection value of the sensor 301 is shown in FIG. As shown in the figure, the detection value of the sensor 301 has a substantially linear relationship with the fog toner density. Therefore, the fog toner density on the drum surface can be measured by the sensor 301.

このセンサ301で検出されるドラム面のかぶりトナー濃度に関する電気的情報がコントローラ61に入力する。コントローラ61は、その入力する検出値に応じて現像装置400の寿命を判断する寿命判断シーケンスを有している。   Electrical information related to the fog toner density on the drum surface detected by the sensor 301 is input to the controller 61. The controller 61 has a life determination sequence for determining the life of the developing device 400 according to the input detection value.

センサ301を、転写装置500や定着装置800の転写材搬送方向下流側に配置することで、転写材900上のかぶりトナー濃度を測定することが可能となる。しかし、転写材900の種類によって色や表面性が異なるためかぶりトナー濃度の検出精度は不安定になってしまう。従って、センサ301はこれら不安定要素が無い像担持体であるドラム100上のかぶりトナー濃度を測定するように配置されることが好ましい。   By disposing the sensor 301 on the downstream side in the transfer material conveyance direction of the transfer device 500 or the fixing device 800, the fog toner density on the transfer material 900 can be measured. However, since the color and surface properties differ depending on the type of the transfer material 900, the detection accuracy of the fog toner density becomes unstable. Therefore, the sensor 301 is preferably arranged so as to measure the fog toner density on the drum 100 which is an image carrier without these unstable elements.

センサ301にてドラム100上のかぶりトナー濃度を検出する際は、実際の画像形成と同条件である必要がある。そのためには、ドラム100や、現像装置400を構成する現像ローラ401・供給ローラ402・撹拌装置404等は画像形成時と同条件で駆動する。さらには、帯電バイアス電源202や現像バイアス電源408からの印加電圧も画像形成時と同条件とする。   When detecting the fog toner density on the drum 100 by the sensor 301, it is necessary to have the same conditions as in the actual image formation. For this purpose, the drum 100, the developing roller 401, the supply roller 402, the stirring device 404, and the like constituting the developing device 400 are driven under the same conditions as in the image formation. Further, the applied voltages from the charging bias power source 202 and the developing bias power source 408 are also set to the same conditions as in image formation.

図6、図8、図9は、それぞれ、コントローラ61が実行する、現像装置400の寿命判断シーケンスのフローチャート図である。   6, 8, and 9 are flowcharts of the life determination sequence of the developing device 400 that is executed by the controller 61.

図6のシーケンスは、画像形成装置の前回転動作時に実行される。図8のシーケンスは、連続して画像形成を行っているときの紙間時に実行される。図9のシーケンスは、後回転動作時に実行される。   The sequence in FIG. 6 is executed during the pre-rotation operation of the image forming apparatus. The sequence shown in FIG. 8 is executed during the interval between sheets when image formation is continuously performed. The sequence in FIG. 9 is executed during the post-rotation operation.

(2−1)前回転動作時
先ず、図6の、前回転動作時に実行される寿命判断シーケンスを説明する。
(2-1) During Pre-Rotation Operation First, the life determination sequence executed during the pre-rotation operation in FIG. 6 will be described.

待機状態にある画像形成装置のコントローラ61が、ホスト装置60からプリント実行要求を受けると(ステップS1)、コントローラ61は現像装置400の寿命判断シーケンスを実行する(S2)。   When the controller 61 of the image forming apparatus in the standby state receives a print execution request from the host device 60 (step S1), the controller 61 executes a life determination sequence of the developing device 400 (S2).

駆動部66が露光装置300による露光をOFF状態に保持し(S3)、続いてドラム100、現像装置400の駆動動作を開始する(S4)。   The drive unit 66 holds the exposure by the exposure apparatus 300 in the OFF state (S3), and then starts the driving operation of the drum 100 and the development apparatus 400 (S4).

ドラム100と現像装置400が画像形成中と同じ状態で定常駆動された後に、高圧電源62は、帯電バイアス電源202、現像バイアス電源408、転写バイアス電源502を動作させて、各装置に画像形成中と同じ電圧を印加する(S5)。   After the drum 100 and the developing device 400 are steadily driven in the same state as during image formation, the high-voltage power source 62 operates the charging bias power source 202, the developing bias power source 408, and the transfer bias power source 502 to perform image formation on each device. The same voltage is applied (S5).

このようにすることで、ドラム面に、潜像形成部である画像形成領域の非画像部と等価な電位状態を、潜像が形成されていない部分にも得ることが可能となり、その部分に現像装置400が現像作用する。   By doing so, it becomes possible to obtain a potential state equivalent to the non-image portion of the image forming area which is the latent image forming portion on the drum surface even in the portion where the latent image is not formed. The developing device 400 performs development.

現像装置400の寿命が近い、あるいは寿命を迎えていると、ドラム面に生じるかぶりトナーの濃度が高くなる。そこで、潜像が形成されていない部分に画像形成領域の非画像部と等価な電位状態となったドラム100上のかぶりトナー濃度をセンサ301により検出する。すなわち、センサ301の発光素子301aを点灯し(S6)、受光素子301bにて受光した反射光をコントローラ61にて処理してセンサ検出値Aを得る。   When the life of the developing device 400 is near or near the end of its life, the density of the fog toner generated on the drum surface increases. Therefore, the fogging toner density on the drum 100 that is in a potential state equivalent to the non-image portion of the image forming area in the portion where the latent image is not formed is detected by the sensor 301. That is, the light emitting element 301a of the sensor 301 is turned on (S6), and the reflected light received by the light receiving element 301b is processed by the controller 61 to obtain the sensor detection value A.

得られたセンサ検出値Aは、図5のようなセンサ検出値とかぶりトナー濃度との相関から、かぶりトナー濃度情報に変換可能である。コントローラ61は、センサ検出値とかぶりトナー濃度の対応関係を予め備えている。更に、ドラム上のかぶりトナー濃度は、図7のグラフ(b)に示すよう、転写材上のかぶり濃度と相関するため、転写材上のかぶり濃度の許容値C0の時、ドラム100上でのかぶりトナー濃度は図7の(b)中のB0に相当する。従って、かぶりトナー濃度がB0に達したとき、すなわち図5と同様内容の図7のグラフ(a)におけるセンサ301の検出値がA0に達したとき、かぶりが許容値に達して、現像装置400が寿命を迎えたものと判断できる。   The obtained sensor detection value A can be converted into fog toner density information from the correlation between the sensor detection value and the fog toner density as shown in FIG. The controller 61 has a correspondence relationship between the sensor detection value and the fog toner density in advance. Further, since the fog toner density on the drum correlates with the fog density on the transfer material as shown in the graph (b) of FIG. 7, when the fog density on the transfer material is the allowable value C0, The fog toner density corresponds to B0 in FIG. Accordingly, when the fog toner density reaches B0, that is, when the detected value of the sensor 301 in the graph (a) of FIG. 7 having the same contents as FIG. 5 reaches A0, the fog reaches an allowable value, and the developing device 400 Can be judged to have reached the end of their lives.

従って、コントローラ61は、ステップS7において、センサ301の検出値が所定値A0以上の場合は、かぶり濃度が許容値に達して、現像装置400が寿命を迎えたものと判断し、センサ301の発光素子301aを消灯する(S8)。また、高圧電源62は各高圧電源からの電圧印加を停止し(S9)、駆動部66はドラム100、現像装置400等の駆動を停止する(S10)。そして、コントローラ61は、表示部64に「現像装置寿命到達」などの現像装置400が寿命に達した旨の表示を行い(S11)、現像装置400の寿命判断シーケンスを終了する(S12)。   Therefore, in step S7, if the detected value of the sensor 301 is equal to or greater than the predetermined value A0, the controller 61 determines that the fog density has reached an allowable value and the developing device 400 has reached the end of its life, and the sensor 301 emits light. The element 301a is turned off (S8). The high voltage power supply 62 stops voltage application from each high voltage power supply (S9), and the drive unit 66 stops driving the drum 100, the developing device 400, and the like (S10). Then, the controller 61 displays on the display section 64 that the developing device 400 has reached the end of life, such as “Developer life reached” (S11), and ends the life determination sequence of the developing device 400 (S12).

使用者は、寿命に到達した現像装置400を画像形成装置本体から取り外して、現像装置を交換する。交換する現像装置は、新品のもの、もしくは、新品ではないが、寿命が未到達で使用可能な現像装置である。   The user removes the developing device 400 that has reached the end of its life from the image forming apparatus main body and replaces the developing device. The developing device to be replaced is a new one or a developing device that is not new but can be used because its life has not yet been reached.

また、ステップS7において、センサ301の検出値が所定値A0未満の場合は、コントローラ61は、現像装置400の寿命は未到達と判断する。そして、コントローラ61は、センサ301の発光素子301aを消灯した後(S13)、駆動部66は露光装置300による露光を可能として潜像形成に備え(S14)、画像形成動作を開始する(S15)。   In step S7, when the detection value of the sensor 301 is less than the predetermined value A0, the controller 61 determines that the life of the developing device 400 has not reached. Then, after the controller 61 turns off the light emitting element 301a of the sensor 301 (S13), the drive unit 66 enables exposure by the exposure device 300 to prepare for latent image formation (S14), and starts an image forming operation (S15). .

(2−2)紙間時
次に、図8の、連続して画像形成を行っているときの紙間時に実行される寿命判断シーケンスを説明する。
(2-2) Between Papers Next, the life judgment sequence executed at the time between papers when continuously forming images in FIG. 8 will be described.

コントローラ61は、画像形成動作中(S16)に、引き続き画像形成要求があるかを判断し(S17)、要求がある場合、紙間時において、現像装置400の寿命を判断する寿命判断シーケンスを実行する。   During the image forming operation (S16), the controller 61 determines whether or not there is an image formation request continuously (S17). If there is a request, the controller 61 executes a life determination sequence for determining the life of the developing device 400 between the sheets. To do.

コントローラ61は、先ず、駆動部66を制御して、露光装置300の露光をOFFさせ(S18)、潜像が形成されていない紙間部分に対応するドラム面部分を画像形成領域の非画像部と等価な電位状態を形成する。そのドラム面部分に現像装置400が現像作用する。センサ301の発光素子301aを点灯して(S19)、ドラム面部分のかぶりトナー濃度を検出する(S20)。   First, the controller 61 controls the drive unit 66 to turn off the exposure of the exposure apparatus 300 (S18), and the drum surface portion corresponding to the inter-paper portion where the latent image is not formed is moved to the non-image portion of the image forming area. A potential state equivalent to is formed. The developing device 400 develops the drum surface portion. The light emitting element 301a of the sensor 301 is turned on (S19), and the fog toner density on the drum surface portion is detected (S20).

コントローラ61は、現像ローラ401、供給ローラ402、撹拌装置404等を、画像形成時と同条件で駆動する。さらには、帯電バイアス電源202や現像バイアス電源408からの印加電圧も画像形成時と同条件に制御する。   The controller 61 drives the developing roller 401, the supply roller 402, the stirring device 404, and the like under the same conditions as in image formation. Further, the voltage applied from the charging bias power source 202 and the developing bias power source 408 is also controlled under the same conditions as in image formation.

従って、コントローラ61は、ステップS20において、センサ301の検出値が所定値A0以上の場合は、かぶり濃度が許容値に達して、現像装置400が寿命を迎えたものと判断する。そして、コントローラ61は、前述した図6のステップS8〜S12を経て以後の画像形成動作並びに寿命判断シーケンスを終了する
使用者は、寿命に到達した現像装置400を画像形成装置本体から取り外して、現像装置を交換する。
Therefore, if the detected value of the sensor 301 is greater than or equal to the predetermined value A0 in step S20, the controller 61 determines that the fog density has reached an allowable value and the developing device 400 has reached the end of its life. Then, the controller 61 completes the subsequent image forming operation and the life determination sequence through steps S8 to S12 of FIG. 6 described above. The user removes the developing device 400 that has reached the end of its life from the image forming apparatus main body, and develops it. Replace the device.

また、コントローラ61は、ステップS20において、センサ301の検出値が所定値A0未満の場合は、現像装置400が寿命に未到達として判断する。そして、センサ301の発光素子301aを消灯した後(S21)、駆動部66が露光装置300による露光を可能として潜像形成に備え(S22)、以降の画像形成が実行される(S23)。   In step S20, if the detected value of the sensor 301 is less than the predetermined value A0, the controller 61 determines that the developing device 400 has not reached the end of its life. Then, after the light emitting element 301a of the sensor 301 is turned off (S21), the drive unit 66 enables exposure by the exposure apparatus 300 to prepare for latent image formation (S22), and subsequent image formation is executed (S23).

(2−3)後回転動作時
次に、図9の、後回転動作時に実行される寿命判断シーケンスを説明する。
(2-3) During Post-Rotation Operation Next, the life determination sequence executed during the post-rotation operation in FIG. 9 will be described.

図8のステップS16・S17において、コントローラ61が、画像形成動作中に次の画像形成要求があるかを判断し、要求が無い場合の画像形成動作終了に引き続く後回転動作で現像装置400の寿命判断シーケンスを実行する。   In steps S16 and S17 in FIG. 8, the controller 61 determines whether or not there is a next image formation request during the image forming operation, and the life of the developing device 400 in the post-rotation operation following the end of the image forming operation when there is no request. A judgment sequence is executed.

ステップS16・S17において、継続して画像形成の要求が無いと判断したコントローラ61は、図9のシーケンスを実行する。すなわち、駆動部66が露光装置300の露光をOFFにし(S24)、ドラム面の、潜像が形成されていない部分に画像形成領域の非画像部と等価な電位状態を形成する。その感光ドラ表面部分に現像装置400が現像作用する。センサ301の発光素子301aを点灯して(S25)、ドラム表面部分のかぶりトナー濃度を検出する。   In Steps S16 and S17, the controller 61 that has determined that there is no continuous image formation request executes the sequence of FIG. That is, the drive unit 66 turns off the exposure of the exposure apparatus 300 (S24), and forms a potential state equivalent to the non-image portion of the image forming area on the drum surface where no latent image is formed. The developing device 400 develops the photosensitive drum surface portion. The light emitting element 301a of the sensor 301 is turned on (S25), and the fog toner density on the drum surface portion is detected.

現像ローラ401、供給ローラ402、撹拌装置404等は画像形成時と同条件で駆動する。さらには、帯電バイアス電源202や現像バイアス電源408からの印加電圧も画像形成時と同条件とする。   The developing roller 401, the supply roller 402, the stirring device 404, and the like are driven under the same conditions as in image formation. Further, the applied voltages from the charging bias power source 202 and the developing bias power source 408 are also set to the same conditions as in image formation.

コントローラ61は、ステップS26において、センサ301の検出値が所定値A0以上の場合、ドラム上のトナーかぶり濃度が許容値に達して、現像装置400が寿命を迎えたものと判断する。そして、コントローラ61は、前述した図6のステップS8〜S12を経て寿命判断シーケンスを終了する。   In step S26, if the detected value of the sensor 301 is equal to or greater than the predetermined value A0, the controller 61 determines that the developing device 400 has reached the end of its life because the toner fog density on the drum has reached an allowable value. And the controller 61 complete | finishes a lifetime judgment sequence through step S8-S12 of FIG. 6 mentioned above.

使用者は、寿命に到達した現像装置400を画像形成装置本体から取り外して、現像装置を交換する。   The user removes the developing device 400 that has reached the end of its life from the image forming apparatus main body and replaces the developing device.

コントローラ61は、ステップS26において、センサ301の検出値が所定値A0未満の場合は、現像装置400が寿命に未到達として判断し、センサ301の発光素子301aを消灯する(S27)。   In step S26, if the detected value of the sensor 301 is less than the predetermined value A0, the controller 61 determines that the developing device 400 has not reached the end of its life and turns off the light emitting element 301a of the sensor 301 (S27).

また、コントローラ61は、高圧電源62を制御して、各高圧電源からの電圧印加を停止しする(S28)。また、コントローラ61は、駆動部66を制御して、ドラム100、現像装置400等の駆動を停止し(S29)、寿命判断シーケンスを終了する(S30)。   Further, the controller 61 controls the high voltage power supply 62 to stop voltage application from each high voltage power supply (S28). In addition, the controller 61 controls the drive unit 66 to stop driving the drum 100, the developing device 400, and the like (S29), and ends the life determination sequence (S30).

そして、画像形成装置は、ホスト装置60からコントローラ61に次のプリント実行要求(プリント信号)が入力されるまで、待機状態に移行する。   Then, the image forming apparatus shifts to a standby state until the next print execution request (print signal) is input from the host apparatus 60 to the controller 61.

上記説明した、本実施例1の寿命判断シーケンスを備えた画像形成装置によって、ドラム100の潜像が形成されていない面部分に付着したトナー像、いわゆる「かぶり濃度」を検出する。そして、その検出値に応じて、現像装置400の寿命を判断することにより確実に現像装置寿命を判定することができる。   The toner image adhering to the surface portion of the drum 100 where the latent image is not formed, that is, the so-called “fogging density” is detected by the image forming apparatus provided with the life determination sequence of the first embodiment described above. The life of the developing device can be reliably determined by judging the life of the developing device 400 according to the detected value.

そして、画像品位の維持とトナーの機内飛散による部品や装置の故障を防止、更にはジャム処理や現像装置の交換の際に使用者の手を汚す恐れが軽減される。   Further, the maintenance of image quality and the failure of parts and devices due to the scattering of toner in the machine can be prevented, and further, the possibility of soiling the user's hand when jamming or replacing the developing device is reduced.

また、本実施例1では、寿命判断シーケンスを画像形成装置の、「前回転動作時」、「紙間時」、「後回転動作時」、の全ての動作時において実施する内容で説明した。しかし、上記の全ての動作時において、寿命判断シーケンスを実施する必要は無く、何れか1つの動作時、例えば「紙間時」のみで寿命判断シーケンスを実施する、というように実施タイミングを適宜変えても良い。また、何れか2つの動作時の組み合わせで、寿命判断シーケンスを実施する、というように実施タイミングを適宜変えても良い。   In the first embodiment, the life determination sequence has been described with respect to the contents of the image forming apparatus that are executed during all operations of “pre-rotation operation”, “inter-paper rotation”, and “post-rotation operation”. However, it is not necessary to carry out the life judgment sequence in all the operations described above, and the execution timing is appropriately changed such that the life judgment sequence is carried out only in any one operation, for example, “at the time of paper”. May be. In addition, the execution timing may be changed as appropriate, such as executing the life determination sequence with a combination of any two operations.

また、本実施例1では、「現像装置寿命到達」などの現像装置400が寿命に達した旨を表示した後、直ちに画像形成動作を終了し、寿命判断シーケンスを終える内容で説明した。しかし、現像装置400の寿命到達検知後から所定枚数の画像形成動作を可能とした後に、画像形成動作を終了させるシーケンスを用いても良い。   Further, in the first exemplary embodiment, the description has been made with respect to the content that the image forming operation is immediately terminated and the life determination sequence is completed after displaying that the developing device 400 has reached the end of life, such as “development device life reached”. However, a sequence for ending the image forming operation after enabling a predetermined number of image forming operations after the end of life of the developing device 400 is detected may be used.

更には、現像装置400が使用される室温や湿度等の設置環境によっては、現像装置400の使用状態とかぶりトナー濃度の対応は多少異なる場合も考えられる。そこで、そのような場合も考慮して、環境センサST(図2)を具備させて、装置の設置環境情報をコントローラ61に入力する。そして、環境センサSTから入力する装置設置環境情報に応じて、現像装置400の寿命を判断する前記の所定値A0をコントローラ61により適宜に補正する制御をさせるようにしても良い。   Furthermore, depending on the installation environment such as room temperature and humidity in which the developing device 400 is used, the correspondence between the usage state of the developing device 400 and the fog toner density may be slightly different. Therefore, considering such a case, the environment sensor ST (FIG. 2) is provided, and the installation environment information of the apparatus is input to the controller 61. Then, the controller 61 may be configured to appropriately correct the predetermined value A0 for determining the life of the developing device 400 according to the apparatus installation environment information input from the environment sensor ST.

本実施例1では、反転現像方式におけるかぶりトナー濃度の検出方法を説明したが、正規現像方式においても適用可能である。   In the first embodiment, the method for detecting the fog toner density in the reversal development method has been described. However, the present invention is also applicable to the regular development method.

(1)画像形成部
図10は本実施例2における画像形成装置の模式図である。この画像形成装置は、1ドラム−中間転写ベルト方式のフルカラー電子写真プリンタである。
(1) Image Forming Unit FIG. 10 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to the second embodiment. This image forming apparatus is a one-drum-intermediate transfer belt type full-color electrophotographic printer.

この画像形成装置は、第1の像担持体としての1つの、ドラム型の電子写真感光体(ドラム)18を備えている。このドラム18は、直径32mmに形成され、その表層材質にアリレート樹脂が含有されている。ドラム18は矢印R3の反時計方向に所定の速度で回転駆動され、帯電ローラ19によって表面が一様に帯電される。   The image forming apparatus includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (drum) 18 as a first image carrier. The drum 18 is formed to have a diameter of 32 mm, and an arylate resin is contained in the surface layer material. The drum 18 is rotationally driven in the counterclockwise direction indicated by the arrow R3 at a predetermined speed, and the surface thereof is uniformly charged by the charging roller 19.

帯電ローラ19の芯金には、画像形成装置本体に備えられた電源203から芯金に接触させた摺動電極を介して、ACバイアスとDCバイアスを重畳した振動電圧が印加される。これにより、ドラム18の周面は接触帯電処理される。本実施例2ではACバイアスとして1500Vpp、1200Hz、DCバイアスとして−500Vを重畳した振動電圧を印加し、ドラム18上の表面電位を、暗電位(VD)−500Vに帯電させる。   An oscillating voltage in which an AC bias and a DC bias are superimposed is applied to the cored bar of the charging roller 19 through a sliding electrode brought into contact with the cored bar from a power source 203 provided in the image forming apparatus main body. Thereby, the peripheral surface of the drum 18 is contact-charged. In the second embodiment, an oscillation voltage in which 1500 Vpp, 1200 Hz as an AC bias and −500 V as a DC bias is superimposed is applied, and the surface potential on the drum 18 is charged to a dark potential (VD) of −500 V.

次いで、このドラム18の帯電処理面に対して、レーザースキャナ20から発せられるレーザー光によって走査露光がなされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。ドラム面の露光された部分の電位は、明電位(VL)−100Vとなる。   Next, the charged surface of the drum 18 is subjected to scanning exposure with a laser beam emitted from the laser scanner 20 to form an electrostatic latent image of target image information. The potential of the exposed portion of the drum surface is bright potential (VL) -100V.

その静電潜像が、回転式現像ユニット21の4つの現像装置21a、21b、21c、21dの内の何れかによって、ネガトナー(一成分現像剤)を用いて、トナー像として反転現像される。   The electrostatic latent image is reversely developed as a toner image using negative toner (one-component developer) by any one of the four developing devices 21a, 21b, 21c, and 21d of the rotary developing unit 21.

回転式現像ユニット21は、回転自在に支持されたロータリー21Rと、このロータリー21Rにそれぞれ着脱可能に搭載させた、現像カートリッジとして、4つの現像装置(現像器)21a、21b、21c、21dを有する。   The rotary developing unit 21 includes a rotary 21R that is rotatably supported and four developing devices (developing devices) 21a, 21b, 21c, and 21d that are detachably mounted on the rotary 21R. .

現像装置21aは、現像剤としてイエロートナー(Y)を収容させたY色現像装置である。現像装置21bは、マゼンタトナー(M)を収容させたM色現像装置である。現像装置21cは、シアントナー(C)を収容させたC色現像装置である。現像装置21dは、ブラックトナー(K)を収容させたせてたK色現像装置である。   The developing device 21a is a Y color developing device containing yellow toner (Y) as a developer. The developing device 21b is an M color developing device containing magenta toner (M). The developing device 21c is a C color developing device containing cyan toner (C). The developing device 21d is a K color developing device in which black toner (K) is accommodated.

ロータリー21Rが回転制御されて、ドラム18に形成された静電潜像に対応する色のトナーが収容されている現像装置21(a〜d)が、ドラム18に対向した現像位置へと移動される。これにより、ドラム面の静電潜像がその現像装置によってトナー像として反転現像される。   The rotary device 21R is rotationally controlled, and the developing devices 21 (a to d) containing toner of a color corresponding to the electrostatic latent image formed on the drum 18 are moved to the developing position facing the drum 18. The As a result, the electrostatic latent image on the drum surface is reversely developed as a toner image by the developing device.

各現像装置21(a〜d)は収容させているトナーの色が異なる以外は同様の構造である。図11は現像装置21(a〜d)の拡大横断面模式図である。各現像装置21(a〜d)は、トナーを貯留するホッパー部5、撹拌装置7、現像剤担持体としての現像ローラ3、供給ローラ4、金属製の現像ブレード6等を有する。撹拌装置7はホッパー部5内のトナーを攪拌して現像ローラ3がある現像室へトナーを送り込む。供給ローラ4はΦ16のウレタンスポンジからなり、現像ローラ3にトナーを供給する。現像ローラ3は例えばソリッドゴム上にトナーへの帯電付与性を考慮して樹脂コーティングを施したローラであり、ドラム18の静電潜像を現像する。より具体的には、現像ローラ3は、Φ16のウレタンゴムを基層とし、アクリル・ウレタン系ゴムを表面にコートした二層構成ローラである。現像ブレード6は現像ローラ3のトナー層厚を規制する。   Each developing device 21 (a to d) has the same structure except that the color of the toner contained is different. FIG. 11 is an enlarged schematic cross-sectional view of the developing device 21 (a to d). Each developing device 21 (a to d) includes a hopper portion 5 for storing toner, a stirring device 7, a developing roller 3 as a developer carrier, a supply roller 4, a metal developing blade 6, and the like. The agitator 7 agitates the toner in the hopper 5 and sends the toner into the developing chamber where the developing roller 3 is located. The supply roller 4 is made of a urethane sponge having a diameter of 16 and supplies toner to the developing roller 3. The developing roller 3 is a roller in which, for example, a solid rubber is coated with a resin coating in consideration of the charge imparting property to the toner, and the electrostatic latent image on the drum 18 is developed. More specifically, the developing roller 3 is a two-layer roller having a Φ16 urethane rubber as a base layer and an acrylic / urethane rubber coated on the surface. The developing blade 6 regulates the toner layer thickness of the developing roller 3.

撹拌装置7、現像ローラ3及び供給ローラ4は、外部から駆動が掛けられる構成になっており、現像装置の現像プロセス実行中は、常に回転してトナーをドラム18に供給する。現像ローラ3上のトナーは、現像ローラ3の回転で、回転するドラム18と対向した現像部へと搬送される。現像部では、現像ローラ3はドラム18にトナー層を介して接触状態であり、電源409から約−300VのDCバイアスが印加され、ドラム18上に形成されている静電潜像が反転現像されて、トナー像として可視像化される。   The stirring device 7, the developing roller 3, and the supply roller 4 are configured to be driven from the outside, and always rotate to supply toner to the drum 18 during the development process of the developing device. The toner on the developing roller 3 is conveyed to the developing unit facing the rotating drum 18 by the rotation of the developing roller 3. In the developing unit, the developing roller 3 is in contact with the drum 18 through the toner layer, and a DC bias of about −300 V is applied from the power source 409, and the electrostatic latent image formed on the drum 18 is reversely developed. Thus, the toner image is visualized.

23は第2の像担持体としてのフレキシブルな中間転写ベルト(中間転写体:以下、ベルトと略記する)である。このベルト23は、駆動ローラ23a、従動ローラ23b及び二次転写対向ローラ23cの三本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。また、ベルト23は、駆動ローラ23aを駆動させることにより、ドラム18に対して互いの表面が速度差を持って移動する。   Reference numeral 23 denotes a flexible intermediate transfer belt (intermediate transfer body: hereinafter abbreviated as a belt) as a second image carrier. The belt 23 is supported by three rollers, a driving roller 23a, a driven roller 23b, and a secondary transfer counter roller 23c, so that an appropriate tension is maintained. Further, the belt 23 is driven with the driving roller 23a, so that the surfaces of the belt 23 move with a speed difference with respect to the drum 18.

ベルト23としては、例えば、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレート等の何れかを主材料としたものが好適である。また、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)等の何れかを主材料としたものが好適である。また、ポリビニルフルオライド(PVF)テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PFEP)等の何れかを主材料としたものが好適である。また、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(PETFE)等の何れかを主材料としたものが好適である。   The belt 23 is preferably made of, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polysulfone, polyarylate, or the like as a main material. Further, for example, a resin mainly composed of ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) or the like is suitable. Moreover, what used as a main material any of polyvinyl fluoride (PVF) tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (PFEP) etc. is suitable. Further, a material mainly composed of tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (PETFE), or the like is preferable.

ベルト23の裏面からドラム18に対向する様に配設された一次転写ローラ22に対し、一次転写バイアス電源503より正極のDCバイアスが印加される。これによって、一次転写部T1において、トナー像がドラム18の表面からベルト23の表面へと一次転写される。   A positive DC bias is applied from the primary transfer bias power source 503 to the primary transfer roller 22 disposed so as to face the drum 18 from the back surface of the belt 23. As a result, the toner image is primarily transferred from the surface of the drum 18 to the surface of the belt 23 in the primary transfer portion T1.

一次転写時にドラム18上に残ったトナーは、再び帯電される前に、弾性ブレードを板金に取付けた部材、即ちクリーニングブレードを備えたクリーニング装置24によって掻き落とされ、該装置内に蓄積される。   The toner remaining on the drum 18 at the time of the primary transfer is scraped off by a cleaning device 24 provided with an elastic blade attached to a sheet metal, that is, a cleaning blade before being charged again, and is accumulated in the device.

その後、やはり、ベルト23の裏面より当接配置された二次転写対向ローラ23cに対向し、ベルト23の表面に当接配置された二次転写ローラ25に二次転写バイアス電源504より正極のDCバイアス印加が行われる。   After that, the secondary transfer roller 25 is placed in contact with the secondary transfer counter roller 23c that is in contact with the back surface of the belt 23 and is in contact with the surface of the belt 23. Bias application is performed.

そして、露光による静電潜像の作像に合わせて給紙カセットやマルチフィーダー(不図示)から給紙された転写材Pが、ベルト23と二次転写ローラ25の当接部である二次転写部T2間を通過する。これにより、ベルト23上に担持されたトナー像は、転写材Pの表面に二次転写される。   A transfer material P fed from a paper feed cassette or a multi-feeder (not shown) in accordance with the electrostatic latent image formed by exposure is a secondary that is a contact portion between the belt 23 and the secondary transfer roller 25. Passes between the transfer portions T2. As a result, the toner image carried on the belt 23 is secondarily transferred to the surface of the transfer material P.

転写材Pは続いて定着装置26に搬送され、転写材P上に定着画像が完成する。   The transfer material P is subsequently conveyed to the fixing device 26, and a fixed image is completed on the transfer material P.

カラー画像形成の手順を説明すると、ドラム18は矢印R3方向に回転されており、その周面が帯電ローラ19によって一様に帯電される。   The color image forming procedure will be described. The drum 18 is rotated in the direction of the arrow R3, and the peripheral surface thereof is uniformly charged by the charging roller 19.

その後、レーザースキャナ20により、ドラム18上に順次に、カラー画像の色分解像パターンに対応する静電潜像が形成される。これらの潜像は、現像装置21(a〜d)内に充填されている各色のトナー、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)にそれぞれ対応した静電潜像である。   Thereafter, an electrostatic latent image corresponding to the color separation image pattern of the color image is sequentially formed on the drum 18 by the laser scanner 20. These latent images are electrostatic latents corresponding to the respective color toners, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), which are filled in the developing devices 21 (a to d). It is a statue.

まず、1色目のY色現像装置23aがドラム18に対向するように移動されて、ドラム面に形成された静電潜像がY色現像される。   First, the Y color developing device 23a for the first color is moved so as to face the drum 18, and the electrostatic latent image formed on the drum surface is developed in Y color.

続いて、ドラム18上に形成されたイエローのトナー像は、一次転写部T1においてベルト23上に一次転写される。また、ドラム18上の残留トナーはクリーニング装置24で清掃される。   Subsequently, the yellow toner image formed on the drum 18 is primarily transferred onto the belt 23 at the primary transfer portion T1. The residual toner on the drum 18 is cleaned by the cleaning device 24.

その後、2色目のM色現像装置23bがドラム18に対向するように移動されて、ドラム面に形成された静電潜像がM色現像される。そして、そのマゼンタのトナー像は、一次転写部T2において、既に1色目のイエローのトナー像が転写されているベルト23上に重ねて転写される。   Thereafter, the M color developing device 23b for the second color is moved so as to face the drum 18, and the electrostatic latent image formed on the drum surface is developed for M color. Then, the magenta toner image is transferred onto the belt 23 on which the yellow toner image of the first color has already been transferred in the primary transfer portion T2.

これらの動作を、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)に対応する4回行うことにより、ベルト23上に4色のトナー像を重畳転写させて形成する。この際、良好な転写性を得るために一次転写ローラ22に印加するバイアス電圧を適宜可変してもよい。本実施例2においては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)に対応する一次転写バイアスとして、夫々1700V、1750V、1750V、1800Vに設定した。   By performing these operations four times corresponding to yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), toner images of four colors are superimposed and formed on the belt 23. At this time, the bias voltage applied to the primary transfer roller 22 may be appropriately varied in order to obtain good transferability. In Example 2, primary transfer biases corresponding to yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) were set to 1700 V, 1750 V, 1750 V, and 1800 V, respectively.

その後、ベルト23上に4層に重ねられたトナー像は、二次転写部T2において転写材Pに一括転写され、その後、定着装置26によって転写材面に融解固着される。   Thereafter, the toner images stacked in four layers on the belt 23 are collectively transferred to the transfer material P in the secondary transfer portion T2, and then fused and fixed to the transfer material surface by the fixing device 26.

二次転写ローラ25は転写材Pが二次転写部T2を通過する際はベルト23に転写材Pを介して当接状態となり、それ以外ではベルト23から離間状態となる動作を行う。そして二次転写ローラ25には、ベルト23上に積層されたトナー像を転写材Pに一括転写する際に、二次転写バイアス電源504より2000Vの電圧が印加される。   The secondary transfer roller 25 is in contact with the belt 23 via the transfer material P when the transfer material P passes through the secondary transfer portion T2, and is otherwise separated from the belt 23. A voltage of 2000 V is applied from the secondary transfer bias power source 504 to the secondary transfer roller 25 when the toner images stacked on the belt 23 are collectively transferred onto the transfer material P.

また、前述二次転写部25における一括転写の後、ベルト23上に残留するトナーは、所定のタイミングでベルト23に当接・離間する様に構成された中間転写ベルト用クリーニング装置27により、次画像の形成が行なわれるまでに除去される。   Further, the toner remaining on the belt 23 after the batch transfer in the secondary transfer section 25 is then transferred to the next by the intermediate transfer belt cleaning device 27 configured to contact and separate from the belt 23 at a predetermined timing. It is removed before the image is formed.

図12は本実施例2の画像形成装置のシステムブロック図である。71は画像形成装置全体のシステム制御を行うコントローラであり、ホスト装置70から入力するプリント信号に基づいて画像形成動作を実行する。コントローラ71の内部には、中央演算処理装置(CPU:不図示)が設けてあり、画像形成装置の一連のシステム処理は中央演算処理装置の内部に予め記憶されたプログラムに従って行われる。   FIG. 12 is a system block diagram of the image forming apparatus according to the second embodiment. A controller 71 performs system control of the entire image forming apparatus, and executes an image forming operation based on a print signal input from the host device 70. A central processing unit (CPU: not shown) is provided inside the controller 71, and a series of system processing of the image forming apparatus is performed according to a program stored in advance in the central processing unit.

コントローラ71は、高圧電源72、センサ群73、表示部74、駆動部76等を制御する。   The controller 71 controls the high voltage power source 72, the sensor group 73, the display unit 74, the drive unit 76, and the like.

高圧電源72は、帯電ローラ19に交流電圧に直流電圧が重畳された電圧を印加する帯電バイアス電源203、現像ローラ3に直流電圧を印加する現像バイアス電源409を有する。また、高圧電源72は、一次転写ローラ22に直流電圧を印加する一次転写バイアス電源503、二次転写手段である二次転写ローラ25に直流電圧を印加する二次転写バイアス電源504を有する。   The high-voltage power source 72 includes a charging bias power source 203 that applies a voltage in which a DC voltage is superimposed on an AC voltage to the charging roller 19, and a developing bias power source 409 that applies a DC voltage to the developing roller 3. The high-voltage power source 72 includes a primary transfer bias power source 503 that applies a DC voltage to the primary transfer roller 22 and a secondary transfer bias power source 504 that applies a DC voltage to the secondary transfer roller 25 that is a secondary transfer unit.

装置内には、トナー像検出センサ301を含むセンサ群73が配置され、又、装置の状態を表示する表示部74が設けられている。   A sensor group 73 including a toner image detection sensor 301 is disposed in the apparatus, and a display unit 74 that displays the state of the apparatus is provided.

また、露光装置20、ドラム18、回転式現像ユニット21、駆動ローラ23a、二次転写ローラ25や中間転写ベルト用クリーニング装置27の接離機構等を駆動するための駆動装置を含む駆動部76を備えている。   A driving unit 76 including a driving device for driving the exposure device 20, the drum 18, the rotary developing unit 21, the driving roller 23 a, the secondary transfer roller 25, the contact and separation mechanism of the intermediate transfer belt cleaning device 27, and the like. I have.

本実施例2の画像形成装置において、コントローラ71が実行する画像形成装置の動作行程は、前述の実施例1の画像形成装置で説明した、図3の動作行程と同様であるので、再度の説明は省略する。   In the image forming apparatus of the second embodiment, the operation process of the image forming apparatus executed by the controller 71 is the same as the operation process of FIG. 3 described in the image forming apparatus of the first embodiment. Is omitted.

(2)現像装置21(a〜d)の寿命判断シーケンス
本実施例2の画像形成装置は、以下に説明する寿命判断シーケンスにより、Y色、M色、C色、K色の各現像装置21(a〜d)の寿命を判断させる。
(2) Life Determining Sequence of Developing Devices 21 (a to d) The image forming apparatus according to the second exemplary embodiment uses the life determining sequence described below to develop each of the developing devices 21 for Y, M, C, and K colors. The lifetime of (a to d) is determined.

すなわち、本実施例2の画像形成装置は、第2の像担持体である中間転写ベルト23上のトナー像濃度を検出するトナー像検出センサ(濃度検出手段)301を有する。そして、このセンサ301にてベルト23上の潜像が形成されていない部分のかぶりトナー濃度を検出し、検出値に応じて現像装置21(a〜d)の寿命を判断する寿命判断シーケンスを有している。   That is, the image forming apparatus according to the second exemplary embodiment includes a toner image detection sensor (density detection unit) 301 that detects the toner image density on the intermediate transfer belt 23 that is the second image carrier. The sensor 301 detects a fog toner density in a portion where a latent image on the belt 23 is not formed, and has a lifetime determination sequence for determining the lifetime of the developing device 21 (a to d) according to the detected value. is doing.

トナー像検出センサ301は、図4で説明したセンサ301が適用可能である。本実施例2においては、ベルト23上のトナー像に対して赤外光を照射し、かぶりトナー濃度を検出する構成を採用している。センサ301は、図10に示すように、ベルト23の表面近傍に配され、かつ駆動ローラ23aと対向する位置に配置してある。この配置により、センサ301とベルト23の表面の距離が安定し検出精度の向上が見込まれる。   As the toner image detection sensor 301, the sensor 301 described in FIG. 4 can be applied. In the second embodiment, a configuration is employed in which the toner image on the belt 23 is irradiated with infrared light and the fog toner density is detected. As shown in FIG. 10, the sensor 301 is disposed in the vicinity of the surface of the belt 23 and is disposed at a position facing the driving roller 23a. With this arrangement, the distance between the sensor 301 and the surface of the belt 23 is stabilized, and an improvement in detection accuracy is expected.

図13、図15は、それぞれ、コントローラ71が実行する、現像装置21(a〜d)の寿命判断シーケンスのフローチャート図である。   FIGS. 13 and 15 are flowcharts of the life determination sequence of the developing devices 21 (a to d) executed by the controller 71, respectively.

図13のシーケンスは、画像形成装置の前回転動作時に実行される。図15のシーケンスは、連続して画像形成を行っているときの紙間時に実行される。   The sequence of FIG. 13 is executed during the pre-rotation operation of the image forming apparatus. The sequence shown in FIG. 15 is executed during the interval between sheets when image formation is continuously performed.

(2−1)前回転動作時
先ず、図13の、前回転動作時に実行される寿命判断シーケンスを説明する。
(2-1) During Pre-Rotation Operation First, the life determination sequence executed during the pre-rotation operation in FIG. 13 will be described.

待機状態にある画像形成装置のコントローラ71が、画像形成装置に接続されたコンピュータ等のホスト装置70からプリント実行要求を受ける(ステップS1)。そうすると、コントローラ71は現像装置21(a〜d)の寿命を判断する寿命判断シーケンスに移行する(S2)。   The controller 71 of the image forming apparatus in the standby state receives a print execution request from the host device 70 such as a computer connected to the image forming apparatus (step S1). Then, the controller 71 shifts to a life determination sequence for determining the life of the developing devices 21 (a to d) (S2).

中間転写ベルト23上のかぶりトナー濃度を検出するため、センサ301の発光素子301aを点灯させる(S3)。   In order to detect the fog toner density on the intermediate transfer belt 23, the light emitting element 301a of the sensor 301 is turned on (S3).

次に、駆動部76が露光装置20による露光をOFF状態に保持し(S4)、続いてドラム18、駆動ローラ23aの駆動動作を開始する(S5)。このとき駆動部76は中間転写ベルト用クリーニング装置27をベルト23に当接状態としておく方が好ましい。   Next, the driving unit 76 holds the exposure by the exposure apparatus 20 in the OFF state (S4), and then starts the driving operation of the drum 18 and the driving roller 23a (S5). At this time, the drive unit 76 preferably keeps the intermediate transfer belt cleaning device 27 in contact with the belt 23.

ドラム18、駆動ローラ23aが画像形成中と同じ状態で定常駆動されると、駆動部76は、回転式現像ユニット21を駆動して、第1色目であるY色現像装置21aを現像位置まで位置移動させる。   When the drum 18 and the driving roller 23a are driven steadily in the same state as during image formation, the driving unit 76 drives the rotary developing unit 21 to position the first color Y developing device 21a to the developing position. Move.

そして、画像形成時と同じ動作となるようY色現像装置21aの駆動を開始する。高圧電源72は、帯電バイアス電源203、現像バイアス電源409、一次転写バイアス電源503を動作させ、イエロー色の画像形成中と同じ電圧が印加される(S6)。   Then, the driving of the Y color developing device 21a is started so as to perform the same operation as that during image formation. The high-voltage power supply 72 operates the charging bias power supply 203, the developing bias power supply 409, and the primary transfer bias power supply 503, and the same voltage as that during yellow image formation is applied (S6).

Y色現像装置21aを所定時間駆動させた後に、駆動部76は第2色目であるM色現像装置21bを現像位置まで位置移動する。高圧電源62はマゼンタ色の画像形成中と同じ電圧を印加する(S7)。   After the Y color developing device 21a is driven for a predetermined time, the drive unit 76 moves the M color developing device 21b as the second color to the development position. The high voltage power source 62 applies the same voltage as during magenta image formation (S7).

このような動作を、引き続きC色現像装置21cについて(S8)、K色現像装置21dについて(S9)実施する。   Such an operation is continued for the C color developing device 21c (S8) and for the K color developing device 21d (S9).

これにより、各色について、潜像が形成されていない部分に画像形成領域の非画像部と等価な電位状態となった各色のかぶりをベルト23上に転移させることができる。   As a result, for each color, the fog of each color in a potential state equivalent to the non-image portion of the image forming area can be transferred onto the belt 23 in a portion where no latent image is formed.

ベルト23上のかぶりトナー濃度を検出するため、センサ301の受光素子301bにて受光した反射光をコントローラ71にて処理し、センサ検出値Aを得る(S10)。   In order to detect the fog toner density on the belt 23, the reflected light received by the light receiving element 301b of the sensor 301 is processed by the controller 71 to obtain a sensor detection value A (S10).

コントローラ71はセンサ検出値とかぶりトナー濃度の対応関係を予め備えており、センサ検出値からベルト23上のかぶりトナー濃度に変換可能である。図14にセンサ301の検出結果の一例を示す。   The controller 71 has a correspondence relationship between the sensor detection value and the fog toner density in advance, and can convert the sensor detection value into the fog toner density on the belt 23. FIG. 14 shows an example of the detection result of the sensor 301.

上記したステップS6〜S9の動作によってベルト23上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各々のかぶりトナーが順に転移している。図14の例では、ベルト23上のかぶりトナー濃度が、シアン(C)、ブラック(K)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順で多い状態を示している。かぶりトナーは現像装置の使用とともに増加する性質を持つため、かぶりトナー濃度がわずかに増加した段階を現像装置の寿命が間近にある可能性があることを予測することができる。   Through the operations in steps S6 to S9, the yellow, magenta, cyan, and black fog toners are sequentially transferred onto the belt 23. In the example of FIG. 14, the fog toner density on the belt 23 increases in the order of cyan (C), black (K), magenta (M), and yellow (Y). Since the fog toner has a property of increasing with the use of the developing device, it can be predicted that the lifetime of the developing device may be approaching a stage where the fog toner density slightly increases.

従って、図14において、センサ301の検出結果に対し、現像装置の寿命が間近にある状態のかぶりトナー濃度に対応するセンサ検出値を現像装置寿命予告閾値A1とする。また、現像装置が寿命に達し、かぶりが許容値を超える可能性がある状態のかぶりトナー濃度に対応するセンサ検出値を現像装置寿命警告閾値A2とする。そして、その閾値A1と閾値A2をコントローラ71に準備することで、現像装置の寿命到達の予告が可能となる。その結果を表示装置等の表示部64に表示することで、使用者に現像装置交換のための準備期間を提供することが可能となる。   Therefore, in FIG. 14, the sensor detection value corresponding to the fog toner density in the state where the life of the developing device is close to the detection result of the sensor 301 is set as the developing device life notice threshold A1. Further, the sensor detection value corresponding to the fog toner density in a state where the developing device has reached the end of its life and the fog may exceed the allowable value is set as the developing device life warning threshold A2. Then, by preparing the threshold value A1 and threshold value A2 in the controller 71, it is possible to give notice of the end of the life of the developing device. By displaying the result on the display unit 64 such as a display device, it is possible to provide the user with a preparation period for replacing the developing device.

従って、センサ301の検出値が閾値A1以上となった色の現像装置がある場合(S11)、表示部64に該当色の現像装置寿命予告などの現像装置が寿命間近になった旨の表示を行う(S12)。   Therefore, when there is a developing device of a color whose detection value of the sensor 301 is equal to or greater than the threshold value A1 (S11), the display unit 64 displays an indication that the developing device is nearing the end of its life, such as a notice of the developing device life of the corresponding color. Perform (S12).

更に、センサ301の検出値が閾値A2以上となった色の現像装置がある場合(S13)、かぶりが許容値に達して現像装置寿命を迎えたものと判断し、センサ301の発光素子301aを消灯する(S14)。高圧電源72は各高圧電源からの電圧印加を停止し(S15)、駆動部76はドラム18、駆動ローラ23a、現像装置21等の駆動を停止する(S16)。そして、表示部74に該当色の現像装置寿命警告などの現像装置が寿命に達した旨の表示を行い(S17)、コントローラ71は現像装置の寿命判断シーケンスを終了する(S18)。   Further, when there is a developing device of a color whose detection value of the sensor 301 is equal to or greater than the threshold value A2 (S13), it is determined that the fogging has reached an allowable value and the developing device life has been reached, and the light emitting element 301a of the sensor 301 is turned on. The light is turned off (S14). The high-voltage power supply 72 stops voltage application from each high-voltage power supply (S15), and the drive unit 76 stops driving the drum 18, the drive roller 23a, the developing device 21, and the like (S16). Then, the display unit 74 displays that the developing device has reached the end of its life, such as a developing device life warning for the corresponding color (S17), and the controller 71 ends the life determination sequence of the developing device (S18).

使用者は、寿命に到達した色の現像装置21をロータリー21Rから取り外して、現像装置を交換する。   The user removes the developing device 21 whose color has reached the end of its life from the rotary 21R and replaces the developing device.

全ての色の現像装置21(a〜d)において、センサ301の検出値が閾値A2未満の場合(S13)、表示部74に該当色の現像装置寿命予告などの表示を行ったまま(S12)、駆動部76が露光装置20による露光を可能とし潜像形成に備える(S18)。そして、画像形成が実行される(S19)。   In the developing devices 21 (a to d) of all colors, when the detection value of the sensor 301 is less than the threshold value A2 (S13), the display of the developing device lifetime notice of the corresponding color is displayed on the display unit 74 (S12). The drive unit 76 enables exposure by the exposure device 20 to prepare for latent image formation (S18). Then, image formation is executed (S19).

センサ301の検出値が閾値A1未満の場合(S11)は、現像装置が装置寿命予告段階に未到達として判断し、駆動部76が露光装置20による露光を可能とし潜像形成に備え(S18)、画像形成が実行される(S19)。   When the detection value of the sensor 301 is less than the threshold value A1 (S11), the developing device determines that the device life warning stage has not been reached, and the drive unit 76 can perform exposure by the exposure device 20 to prepare for latent image formation (S18). Then, image formation is executed (S19).

駆動部76で中間転写ベルト用クリーニング装置27をベルト23に少なくともベルト23を1周分当接状態した後に、中間転写ベルト用クリーニング装置27を離間状態としステップ19に移行しても良い。   After the drive unit 76 brings the intermediate transfer belt cleaning device 27 into contact with the belt 23 for at least one turn of the belt 23, the intermediate transfer belt cleaning device 27 may be set in the separated state and the process may proceed to step 19.

(2−2)紙間時
次に、図15の、連続して画像形成を行っているときの紙間時に実行される寿命判断シーケンスを説明する。
(2-2) Between Papers Next, the life determination sequence executed when the papers are spaced during continuous image formation shown in FIG. 15 will be described.

本実施例2の画像形成装置においては、ベルト23上に各色トナー像を積層しカラー画像を形成するため、紙間に相当するベルト23上に各色のかぶりトナーが積層する。   In the image forming apparatus according to the second exemplary embodiment, each color toner image is stacked on the belt 23 to form a color image. Therefore, each color fog toner is stacked on the belt 23 corresponding to the space between the sheets.

従って、コントローラ71は、Y色画像形成動作を行った後に紙間に相当するベルト23上のY色かぶりトナー濃度をトナー像検出センサ301から検出値A(y)として得る(S20)。   Therefore, the controller 71 obtains the Y-color fog toner density on the belt 23 corresponding to the gap between the sheets as the detection value A (y) from the toner image detection sensor 301 after performing the Y-color image forming operation (S20).

ここで、検出値A(y)が閾値A1以上かを判断し(S21)、検出値A(y)が閾値A1以上の場合は、表示部74にY色現像装置21aの寿命予告を表示する(S22)。   Here, it is determined whether or not the detected value A (y) is equal to or greater than the threshold value A1 (S21). If the detected value A (y) is equal to or greater than the threshold value A1, the life notice of the Y color developing device 21a is displayed on the display unit 74. (S22).

引き続き、検出値A(y)が閾値A2以上かを判断し(S23)、検出値A(y)が閾値A2以上の場合は、表示部74にY色現像装置21aの寿命警告を表示する(S24)。   Subsequently, it is determined whether or not the detection value A (y) is equal to or greater than the threshold value A2 (S23). If the detection value A (y) is equal to or greater than the threshold value A2, a life warning of the Y color developing device 21a is displayed on the display unit 74 ( S24).

継続して、M色画像形成動作を行った後に紙間に相当するベルト23上のY色とM色のかぶりトナー濃度としてセンサ301から検出値A(y+m)を得る。コントローラ71にて検出値A(y+m)と検出値A(y)の差分算出することで、M色のかぶりトナー濃度としての検出値A(m)を得ることができる(S25)。   Continuously, after the M color image forming operation is performed, the detected value A (y + m) is obtained from the sensor 301 as the Y and M fog toner density on the belt 23 corresponding to the space between the sheets. By calculating the difference between the detection value A (y + m) and the detection value A (y) by the controller 71, the detection value A (m) as the fog toner density of M color can be obtained (S25).

Y色と同様に、検出値A(m)を閾値A1(S26)や閾値A2(S23)と比較し、結果に応じて表示部74に判定結果を表示する。   Similarly to the Y color, the detection value A (m) is compared with the threshold value A1 (S26) and the threshold value A2 (S23), and the determination result is displayed on the display unit 74 according to the result.

同様にして、C色画像形成動作に続き、C色のかぶりトナー濃度としての検出値A(c)を得(S27)、検出値A(c)を閾値A1(S28)や閾値A2(S23)と比較する。   Similarly, following the C-color image forming operation, a detection value A (c) as a C-color fog toner density is obtained (S27), and the detection value A (c) is set to the threshold value A1 (S28) or the threshold value A2 (S23). Compare with

更に、K色画像形成動作に続き、K色のかぶりトナー濃度としての検出値A(k)を得(S29)、閾値A1(S30)や閾値A2(S23)と比較する。K色のかぶりトナー濃度としての検出値A(k)を各閾値と比較判断する。   Further, following the K-color image forming operation, a detection value A (k) as a K-color fog toner density is obtained (S29), and compared with the threshold value A1 (S30) and the threshold value A2 (S23). The detected value A (k) as the fog toner density of K color is compared with each threshold value.

そして、個々の現像装置について寿命警告表示の有無を判断し(S31)、有りの場合は、センサ301の発光素子301aを消灯し(S14)、以降のステップに移行し、コントローラ61は現像装置の寿命判断シーケンスを終了する(S18)。   Then, the presence / absence of a life warning display is determined for each developing device (S31). If yes, the light emitting element 301a of the sensor 301 is turned off (S14), and the process proceeds to the subsequent steps. The life determination sequence is terminated (S18).

この際すでに表示部74に寿命警告の旨が表示されているので、ステップ17は省略してもよい。個々の現像装置ついて寿命警告表示が無い場合は(S31)、継続したプリント実行要求の有無を判断し(S32)、有りの場合はY色画像形成動作(S20)へ、無しの場合は寿命判断シーケンスを終了する(S33)。   At this time, since the life warning is already displayed on the display unit 74, step 17 may be omitted. If there is no life warning display for each developing device (S31), it is determined whether there is a continuous print execution request (S32), if there is, the process proceeds to a Y-color image forming operation (S20), and if not, the life is determined. The sequence is terminated (S33).

記述は省略したけれども、後回転動作時においても、たとえば前記の前回転動作時の場合に準じた寿命判断シーケンスを実行させることができる。   Although the description is omitted, even in the post-rotation operation, for example, the life determination sequence according to the case of the pre-rotation operation can be executed.

上記説明した、本実施例2の寿命判断シーケンスを備えたカラー画像形成装置によって、潜像が形成されていない部分に付着したトナー像、いわゆる「かぶり」を検出する。そして、その検出値に応じて現像装置の寿命を判断することにより、現像装置の寿命を確実に判定することができる。   The above-described color image forming apparatus having the lifetime determination sequence of the second embodiment detects a toner image adhering to a portion where no latent image is formed, so-called “fogging”. Then, by determining the life of the developing device according to the detected value, it is possible to reliably determine the life of the developing device.

そして、画像品位の維持と、トナーの機内飛散による部品や装置の故障を防止、更にはジャム処理や現像装置の交換の際に使用者の手を汚す恐れが軽減される。   In addition, the maintenance of image quality and the failure of parts and devices due to the scattering of toner in the machine can be prevented, and further, the possibility of soiling the user's hand during jam processing or replacement of the developing device is reduced.

更には、潜像が形成されていない部分のトナー像濃度の検出値が少なくとも2つの閾値以上を備え現像装置寿命を判断することで、使用者に対し現像装置の交換予告が可能となり、使用者に現像装置交換のための準備期間を提供することが可能となる。   Further, the toner image density detection value of the portion where the latent image is not formed has at least two threshold values or more, and it is possible to notify the user of replacement of the developing device by judging the life of the developing device. It is possible to provide a preparation period for replacing the developing device.

特に、複数の現像装置を有するカラー画像形成装置においては、現像装置交換の煩わしさを軽減するためにも準備期間を提供することは効果的である。   In particular, in a color image forming apparatus having a plurality of developing devices, it is effective to provide a preparation period in order to reduce the troublesomeness of replacing developing devices.

本実施例では、トナー像濃度の検出値を2つの閾値A1、A2にて説明したが、それ以上の閾値を設定してもよい
プリント実行要求(S1)得たときに、表示部74に寿命予告等の表示が既に表示されているかの判断を実施してもよい。その場合は、図13のステップ18から動作を開始してもよく、図15に示す画像形成中において寿命判定を実施すればよい。
In this embodiment, the detected value of the toner image density has been described with the two threshold values A1 and A2. However, a threshold value higher than that may be set. When the print execution request (S1) is obtained, the display unit 74 has a lifetime. It may be determined whether a notice or the like is already displayed. In that case, the operation may be started from step 18 of FIG. 13, and the life determination may be performed during the image formation shown in FIG.

また、閾値A1やA2は各色毎に設定されてもよい。   The thresholds A1 and A2 may be set for each color.

更には、現像装置が使用される室温や湿度等の設置環境によっては、現像装置の使用状態とかぶりトナー濃度の対応は多少異なる場合もあり、その場合は装置設置環境に応じて閾値A1やA2を適宜設定しても良い。   Further, depending on the installation environment such as the room temperature and humidity in which the developing device is used, the correspondence between the usage state of the developing device and the fog toner density may be slightly different. In this case, the thresholds A1 and A2 may be different depending on the installation environment of the device. May be set as appropriate.

また、現像装置の寿命判断シーケンスは、「前回転動作時」、「紙間時」、「後回転動作時」の全てにおいて実施してもよいし、何れか1つにおいて実施してもよいし、何れか2つの組み合わせにおいて実施してもよい。   Further, the lifetime determination sequence of the developing device may be performed in all of “at the time of pre-rotation operation”, “at the time of paper”, and “at the time of post-rotation operation”, or may be performed in any one of them. , Any two combinations may be implemented.

本実施例2では、反転現像方式におけるかぶりトナー濃度の検出方法を説明したが、正規現像方式においても適用可能である。   In the second embodiment, the method for detecting the fog toner density in the reversal development method has been described. However, the present invention can also be applied to the regular development method.

(1)画像形成部
図16は本実施例3における画像形成装置の模式図である。この画像形成装置は、4ドラム方式のフルカラー電子写真プリンタである。
(1) Image Forming Unit FIG. 16 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to the third embodiment. This image forming apparatus is a 4-drum type full-color electrophotographic printer.

この画像形成装置は、垂直方向に並設した4個のプロセスカートリッジ装着部(不図示)を有する。そして、その各装着部に装着されたプロセスカートリッジ7(a〜d)は、それぞれ、第1の像担持体としての1個の電子写真感光ドラム1(a〜d)を備えている。各ドラム1(a〜d)は、駆動手段によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。   This image forming apparatus has four process cartridge mounting portions (not shown) arranged in parallel in the vertical direction. The process cartridges 7 (a to d) attached to the respective attachment portions are each provided with one electrophotographic photosensitive drum 1 (a to d) as a first image carrier. Each drum 1 (a to d) is driven to rotate counterclockwise in FIG.

各ドラム1(a〜d)の周囲には、ドラム回転方向に従って順に、ドラム面を均一に帯電する帯電手段2(a〜d)、画像情報に基づいてレーザービームを照射してドラム面に静電潜像を形成するスキャナユニット3(a〜d)が配置されている。また、ドラム面の静電潜像を現像剤であるトナーを用いて現像し、可視像、即ち、トナー像を形成する現像装置4(a〜d)が配置されている。また、ドラム1上のトナー像を転写材(記録媒体)Sに転写させる静電転写手段12(a〜d)、転写後のドラム面に残ったトナーを除去するクリーニング手段6(a〜d)が配置されている。   Around each drum 1 (a to d), charging means 2 (a to d) for uniformly charging the drum surface in order according to the drum rotation direction, a laser beam is irradiated based on image information, and the drum surface is A scanner unit 3 (ad) that forms an electrostatic latent image is arranged. Further, developing devices 4 (a to d) are provided for developing the electrostatic latent image on the drum surface with toner as a developer to form a visible image, that is, a toner image. Further, electrostatic transfer means 12 (ad) for transferring the toner image on the drum 1 to a transfer material (recording medium) S, and cleaning means 6 (ad) for removing the toner remaining on the drum surface after transfer. Is arranged.

ドラム1(a〜d)、帯電手段2(a〜d)、現像装置4(a〜d)、クリーニング手段6(a〜d)は一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリッジ7(a〜d)を構成している。   The drum 1 (a to d), the charging unit 2 (a to d), the developing device 4 (a to d), and the cleaning unit 6 (a to d) are integrally formed into a cartridge to form a process cartridge 7 (a to d). Is configured.

ドラム1は、例えば直径30mmのアルミシリンダの外周面に有機光導電体層(OPC感光体)を塗布したもので外周面が94.2mm/secで回転駆動されている。   The drum 1 is obtained by applying an organic photoconductor layer (OPC photoconductor) to an outer peripheral surface of an aluminum cylinder having a diameter of 30 mm, for example, and is driven to rotate at an outer peripheral surface of 94.2 mm / sec.

帯電手段2は、実施例1で説明したものと同様であるので、再度の説明は省略する。本実施例3ではドラム1と帯電手段2との間に約−1000Vの直流電圧を印加して、ドラム1上の表面電位を、暗電位(VD)−500Vに帯電させる。   Since the charging unit 2 is the same as that described in the first embodiment, the description thereof is omitted. In the third embodiment, a DC voltage of about −1000 V is applied between the drum 1 and the charging unit 2 to charge the surface potential on the drum 1 to a dark potential (VD) −500 V.

スキャナユニット3は、ドラム1の略水平方向に配置されている。そして、レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター(不図示)によって回転されるポリゴンミラー9(a〜d)に照射される。ミラー9に反射した画像光は、結像レンズ10(a〜d)を介して帯電済みのドラム面を選択的に露光する。これによって、画像信号に応じた静電潜像を形成する。   The scanner unit 3 is arranged in a substantially horizontal direction of the drum 1. Then, image light corresponding to an image signal is irradiated to a polygon mirror 9 (ad) rotated by a scanner motor (not shown) by a laser diode (not shown). The image light reflected by the mirror 9 selectively exposes the charged drum surface via the imaging lenses 10 (a to d). Thereby, an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed.

現像装置4(a〜d)は、それぞれ、実施例1並びに実施例2と同様に、トナーを貯留するホッパー部、撹拌装置、現像ローラ40(a〜d)、供給ローラ、現像ブレード等が配置される構成を用いており、再度の説明は省略する。本実施例3では、現像ローラ40(a〜d)に約−300VのDCバイアスが印加され、各ドラム1上に形成されている潜像に対して、それぞれの色毎に反転現像することで可視像化が行われる。   As in the first and second embodiments, each of the developing devices 4 (a to d) includes a hopper unit for storing toner, a stirring device, a developing roller 40 (a to d), a supply roller, a developing blade, and the like. Therefore, the description thereof is omitted. In the third embodiment, a DC bias of about −300 V is applied to the developing rollers 40 (a to d), and the latent image formed on each drum 1 is reversely developed for each color. Visualization is performed.

プロセスカートリッジ7aは、イエロートナー像を形成するカートリッジであり、現像装置4aにはイエロー色のトナーを収納してある。   The process cartridge 7a is a cartridge for forming a yellow toner image, and the developing device 4a stores yellow toner.

プロセスカートリッジ7bは、マゼンタトナー像を形成するカートリッジであり、現像装置4bにはマゼンタ色のトナーを収納してある。   The process cartridge 7b is a cartridge that forms a magenta toner image, and the developing device 4b contains magenta toner.

プロセスカートリッジ7cは、シアントナー像を形成するカートリッジであり、現像装置4cにはシアン色のトナーを収納してある。   The process cartridge 7c is a cartridge that forms a cyan toner image, and the developing device 4c contains cyan toner.

プロセスカートリッジ7dは、ブラックトナー像を形成するカートリッジであり、現像装置4dにはブラック色のトナーを収納してある。   The process cartridge 7d is a cartridge that forms a black toner image, and the developing device 4d contains black toner.

また、各プロセスカートリッジ7(a〜d)において、現像ローラ40(a〜d)は不図示の揺動機構により現像装置4(a〜d)とともに揺動される構成とした。そして、画像情報入力待機状態では、現像ローラ40をドラム1と離間した状態とし、現像プロセスを行うに当たり各色毎に独立して現像装置4を揺動し現像ローラ40をドラム1に当接させる構成とした。   In each process cartridge 7 (ad), the developing roller 40 (ad) is configured to be swung together with the developing device 4 (ad) by a swing mechanism (not shown). In the image information input standby state, the developing roller 40 is separated from the drum 1, and the developing device 4 is swung independently for each color to perform the developing process so that the developing roller 40 contacts the drum 1. It was.

本実施例の以下の説明において、現像ローラ40の回転駆動を開始する場合は、現像ローラ40が回転した後、現像ローラ40をドラム1に当接させた状態としている。また、現像ローラ40の回転駆動を停止した場合は、現像ローラ40が回転停止した後、ドラム1と現像ローラ40が離間した状態としている。   In the following description of the present embodiment, when the rotation driving of the developing roller 40 is started, the developing roller 40 is in contact with the drum 1 after the developing roller 40 rotates. When the rotation of the developing roller 40 is stopped, the drum 1 and the developing roller 40 are separated from each other after the developing roller 40 stops rotating.

5は転写材搬送ユニットであり、全てのドラム1(a〜d)に対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト11(転写材搬送部材:第2の像担持体)が配設されている。すなわち、転写ベルト11は、駆動ローラ13、従動ローラ14a、14b、テンションローラ15の4本のローラにより掛け渡され、矢印の時計方向に回動する。転写ベルト11は1011〜1014Ω・cmの体積固有抵抗を有する、厚さ約150μmのフィルム状部材である。 Reference numeral 5 denotes a transfer material conveyance unit, which is provided with an electrostatic transfer belt 11 (transfer material conveyance member: second image carrier) that circulates and moves so as to face and contact all the drums 1 (a to d). ing. That is, the transfer belt 11 is stretched around four rollers, that is, a driving roller 13, driven rollers 14a and 14b, and a tension roller 15, and rotates in the clockwise direction indicated by an arrow. The transfer belt 11 is a film-like member having a volume resistivity of 10 11 to 10 14 Ω · cm and a thickness of about 150 μm.

30は給紙カセットであり、揺動可能な中底板31上に転写材Sを積載してある。給紙ローラ32が駆動されて中底板トレイ31上の転写材Sが1枚分離給紙される。給紙された転写材Sは、レジストローラ33により所定の制御タイミングで、転写材搬送ユニット5の下側から転写ベルト11に給送され、電極ローラ22で電荷が与えられて転写ベルト面に静電的に付着する。そして、転写材Sは、転写ベルト11の回動により各プロセスカートリッジ7(a〜d)の転写位置に順次に搬送されて、ドラム1(a〜d)上のトナー画像の転写を順次に受ける。   Reference numeral 30 denotes a paper feed cassette, on which a transfer material S is stacked on a swingable inner bottom plate 31. The sheet feeding roller 32 is driven to separate and feed the transfer material S on the middle bottom plate tray 31. The fed transfer material S is fed from the lower side of the transfer material transport unit 5 to the transfer belt 11 at a predetermined control timing by the registration roller 33, and is charged by the electrode roller 22 to be statically applied to the transfer belt surface. It adheres electrically. The transfer material S is sequentially conveyed to the transfer position of each process cartridge 7 (ad) by the rotation of the transfer belt 11, and sequentially receives the transfer of the toner image on the drum 1 (ad). .

図16・図17のように、転写材搬送ユニット5の駆動ローラ13の上部には、転写ベルト11から所定の間隙に維持させてトナー像検出センサ302を配置してある。このセンサ302は、転写ベルト11に直接転写された、画像濃度制御条件を計測するためのトナー像の濃度を検出している。   As shown in FIGS. 16 and 17, a toner image detection sensor 302 is disposed above the drive roller 13 of the transfer material transport unit 5 while maintaining a predetermined gap from the transfer belt 11. The sensor 302 detects the density of the toner image directly transferred to the transfer belt 11 and used for measuring the image density control condition.

転写ベルト11の内側に当接して、4個のドラム1(a〜d)に対向した位置に転写ローラ12(a〜d)が並設されている。これら転写ローラ12から正極性の電荷が転写ベルト11を介して転写材Sに印加される。本実施例3では、転写バイアスとして転写ローラ12a〜12cに1600V、12dに1700Vの転写バイアスが印加されている。これにより、転写材Sにドラム1上のトナー画像が転写される。転写材Sは、各ドラム1(a〜d)と転写ローラ12(a〜d)との間に形成される電界によって、各ドラム1のトナー画像を順次に重畳転写される。   Transfer rollers 12 (ad) are arranged side by side in contact with the inside of the transfer belt 11 and facing the four drums 1 (ad). Positive charges are applied from the transfer roller 12 to the transfer material S via the transfer belt 11. In Embodiment 3, a transfer bias of 1600V is applied to the transfer rollers 12a to 12c and 1700V is applied to 12d as the transfer bias. As a result, the toner image on the drum 1 is transferred to the transfer material S. On the transfer material S, the toner images on the drums 1 are sequentially superimposed and transferred by an electric field formed between the drums 1 (a to d) and the transfer rollers 12 (a to d).

4色のトナー画像を重畳転写された転写材Sは、駆動ローラ13の曲率により転写ベルト11から曲率分離される。そして、定着部50に搬入される。転写材Sは、定着部50でトナー画像を熱定着された後、排出ローラ対53によって、排出部54から本体外に排出される。   The transfer material S onto which the four color toner images are superimposed and transferred is separated from the transfer belt 11 by the curvature of the driving roller 13. Then, it is carried into the fixing unit 50. After the toner image is thermally fixed by the fixing unit 50, the transfer material S is discharged from the discharge unit 54 to the outside of the main body by the discharge roller pair 53.

定着部50は、転写材Sに転写された複数色のトナー画像を定着させるものである。回転する加熱ローラ51aと、これに圧接して転写材Sに熱及び圧力を与える加圧ローラ51bとを有する。即ち、ドラム1上のトナー画像を転写された転写材Sは、定着部50を通過する際に、定着ローラ対51(51a、51b)で搬送される。   The fixing unit 50 fixes a plurality of color toner images transferred to the transfer material S. There is a heating roller 51a that rotates, and a pressure roller 51b that presses and applies heat and pressure to the transfer material S. That is, the transfer material S to which the toner image on the drum 1 is transferred is conveyed by the fixing roller pair 51 (51a, 51b) when passing through the fixing unit 50.

図17はセンサ302の模式図である。このセンサ302は、図4で説明したセンサ301と同構成であり、発光素子302aと受光素子302bとを有し、転写ベルト11に対向させて配置されている。   FIG. 17 is a schematic diagram of the sensor 302. The sensor 302 has the same configuration as the sensor 301 described with reference to FIG. 4, includes a light emitting element 302 a and a light receiving element 302 b, and is disposed to face the transfer belt 11.

トナー像検出センサ302は、図18に示すように、駆動ローラ13の上部で転写ベルト11から所定間隙に維持された状態で配置され、転写ベルト11上に直接転写されたトナー像320を転写ベルト11の移動(図中矢印Y方向)によって順次検出している。トナー像検出センサ302は、転写ベルト11の移動方向と直交する方向(長手方向)で画像形成可能位置であればいずれの位置にあっても構わない。   As shown in FIG. 18, the toner image detection sensor 302 is arranged in a state of being maintained at a predetermined gap from the transfer belt 11 above the driving roller 13, and transfers the toner image 320 directly transferred onto the transfer belt 11. Detection is performed sequentially by 11 movements (arrow Y direction in the figure). The toner image detection sensor 302 may be in any position as long as an image can be formed in a direction (longitudinal direction) orthogonal to the moving direction of the transfer belt 11.

ところで、カラー画像形成装置を使用する温湿度条件やドラムの使用度合い、プリント枚数などの諸条件により、印字画像のトナー量に変動が生じる。トナー量の変化は印字画像の濃淡変化となり使用者に色味変動として認識される。したがって多くのカラー画像形成装置においては、帯電電位、露光量、現像バイアスなどの画像形成条件を自動調整する画像濃度制御機構が搭載されている。従来公知の像担持体あるいは転写材担持体上に作像条件制御用に形成される、濃度検知用のトナー像を形成し、その濃度をトナー像検出センサにより検知して、検知結果に基づいて画像形成条件を制御している。このようなカラー画像形成装置の画像形成条件を制御するために準備されているトナー像検出手段として、本実施例のトナー像検出センサ302は、光学式センサによりトナー像の濃度を検出する手段を用いた。そして、実施例1および2で説明したように、これらのトナー像検出センサ302にてかぶりトナーの濃度は測定可能である。   Incidentally, the toner amount of the printed image varies depending on various conditions such as temperature and humidity conditions in which the color image forming apparatus is used, the degree of drum usage, and the number of printed sheets. The change in the toner amount becomes a change in the density of the printed image and is recognized as a color variation by the user. Therefore, many color image forming apparatuses are equipped with an image density control mechanism that automatically adjusts image forming conditions such as charging potential, exposure amount, and developing bias. A toner image for density detection, which is formed for controlling image forming conditions, is formed on a conventionally known image carrier or transfer material carrier, and the density is detected by a toner image detection sensor. Based on the detection result The image forming conditions are controlled. As a toner image detecting means prepared for controlling the image forming conditions of such a color image forming apparatus, the toner image detecting sensor 302 of this embodiment includes means for detecting the density of the toner image by an optical sensor. Using. As described in the first and second embodiments, the density of the fog toner can be measured by these toner image detection sensors 302.

本実施例3の画像形成装置のシステム構成について、図12のシステムブロック図を用いて説明する。画像形成装置全体のシステム制御を行うコントローラ71の内部には、不図示の中央演算処理装置(CPU)が設けてあり、画像形成装置の一連のシステム処理は中央演算処理装置(CPU)の内部に予め記憶されたプログラムに従って行われる。高圧電源72は、帯電部材2に直流電圧である帯電バイアスを、現像ローラ40に直流電圧である現像バイアスを、転写ローラ12に直流電圧である転写バイアスを各色ごとに生成する。装置内にはトナー像検出センサ302を含むセンサ群73が配置され、又、装置の状態を表示する表示部74が設けられている。また、ドラム1、現像装置4、転写ベルト11を駆動するための駆動部76を備えている。   The system configuration of the image forming apparatus according to the third embodiment will be described with reference to the system block diagram of FIG. A central processing unit (CPU) (not shown) is provided in the controller 71 that performs system control of the entire image forming apparatus, and a series of system processing of the image forming apparatus is performed in the central processing unit (CPU). This is performed according to a program stored in advance. The high-voltage power source 72 generates a charging bias that is a DC voltage for the charging member 2, a developing bias that is a DC voltage for the developing roller 40, and a transfer bias that is a DC voltage for the transfer roller 12 for each color. A sensor group 73 including a toner image detection sensor 302 is disposed in the apparatus, and a display unit 74 that displays the state of the apparatus is provided. In addition, a driving unit 76 for driving the drum 1, the developing device 4, and the transfer belt 11 is provided.

(2)現像装置4(a〜d)の寿命判断シーケンス
本実施例3の画像形成装置は、以下に説明する寿命判断シーケンスにより、各プロセスカートリッジ7(a〜d)における現像装置4(a〜d)の寿命を判断させる。
(2) Life Judgment Sequence of Developing Devices 4 (a to d) The image forming apparatus according to the third exemplary embodiment uses the life judging sequence described below, and the developing devices 4 (a to d) in the process cartridges 7 (a to d). Let d) determine the lifetime.

ここで、本実施例3においては各現像装置4(a〜d)の寿命は、該現像装置を含む各プロセスカートリッジ7(a〜d)の寿命でもある。すなわち、本実施例3において、現像装置の寿命と、プロセスカートリッジの寿命は、同義である。   Here, in the third embodiment, the life of each developing device 4 (ad) is also the life of each process cartridge 7 (ad) including the developing device. That is, in Example 3, the life of the developing device and the life of the process cartridge are synonymous.

本実施例3の画像形成装置は、第2の像担持体である転写ベルト11上のトナー像濃度を検出するトナー像検出センサ(濃度検出手段)302を有する。そして、このセンサ302にて転写ベルト11上の潜像が形成されていない部分のかぶりトナー濃度を検出し、検出値に応じて各現像装置4(a〜d)の寿命を判断する寿命判断シーケンスを有している。   The image forming apparatus according to the third exemplary embodiment includes a toner image detection sensor (density detection unit) 302 that detects the toner image density on the transfer belt 11 that is the second image carrier. The sensor 302 detects the fog toner density of the portion where the latent image is not formed on the transfer belt 11, and determines the lifetime of each developing device 4 (ad) according to the detected value. have.

図19、図21は、それぞれ、コントローラ71が実行する、現像装置4(a〜d)の寿命判断シーケンスのフローチャート図である。   FIGS. 19 and 21 are flowcharts of the life determination sequence of the developing devices 4 (a to d), which are executed by the controller 71, respectively.

図19のシーケンスは、画像形成装置の前回転動作時に実行される。図21のシーケンスは、連続して画像形成を行っているときの紙間時に実行される。   The sequence in FIG. 19 is executed during the pre-rotation operation of the image forming apparatus. The sequence shown in FIG. 21 is executed during the interval between sheets when image formation is continuously performed.

(2−1)前回転動作時
先ず、図19の、前回転動作時に実行される寿命判断シーケンスを説明する。
(2-1) During Pre-Rotation Operation First, the life determination sequence executed during the pre-rotation operation in FIG. 19 will be described.

待機状態にある画像形成装置のコントローラ71が、画像形成装置に接続されたホスト装置70からプリント実行要求を受けると(S1)、コントローラ71は現像装置の寿命を判断する寿命判断シーケンスに移行する(S2)。   When the controller 71 of the image forming apparatus in the standby state receives a print execution request from the host device 70 connected to the image forming apparatus (S1), the controller 71 shifts to a life determination sequence for determining the life of the developing device ( S2).

転写ベルト11上のかぶりトナー濃度を検出するため、トナー像検出センサ302の発光素子302aを点灯させる(S3)。   In order to detect the fog toner density on the transfer belt 11, the light emitting element 302a of the toner image detection sensor 302 is turned on (S3).

次に、駆動部76がスキャナユニット3(a〜d)による露光をOFF状態に保持し(S4)、続いて全てのドラム1(a〜d)、駆動ローラ13の駆動動作を開始する(S5)。   Next, the drive unit 76 holds the exposure by the scanner unit 3 (a to d) in the OFF state (S4), and subsequently starts the operation of driving all the drums 1 (a to d) and the drive roller 13 (S5). ).

ドラム1(a〜d)、駆動ローラ13が画像形成中と同じ状態で定常駆動されると、高圧電源72は4色全ての帯電バイアス、転写バイアスを印加する(S6)。この時、印加される電圧は画像濃度制御機構により自動調整された画像形成条件と同条件である。   When the drum 1 (a to d) and the driving roller 13 are constantly driven in the same state as during image formation, the high voltage power source 72 applies the charging bias and transfer bias for all four colors (S6). At this time, the applied voltage is the same as the image forming condition automatically adjusted by the image density control mechanism.

駆動部76は4色全ての現像装置4(a〜d)を駆動させた後(S7)、各色の現像ローラ40(a〜d)に画像濃度制御機構により自動調整された画像形成条件と同条件の現像バイアスを高圧電源72は印加する(S8)。   After driving all the four color developing devices 4 (a to d) (S7), the drive unit 76 has the same image forming conditions as those automatically adjusted by the image density control mechanism to the developing rollers 40 (a to d) of the respective colors. The high-voltage power supply 72 applies the development bias of the condition (S8).

引き続き、駆動部76は全色の現像装置4(a〜d)を揺動し、ドラム1(a〜d)に対し各色の現像ローラ40(a〜d)を当接させる(S9)。各色について潜像が形成されていない部分に画像形成領域の非画像部と等価な電位状態となった各色のかぶりを転写ベルト11上に転移させることができる。   Subsequently, the drive unit 76 swings the developing devices 4 (a to d) for all colors, and brings the developing rollers 40 (a to d) for the respective colors into contact with the drum 1 (a to d) (S9). The fog of each color in a potential state equivalent to the non-image portion of the image forming area can be transferred onto the transfer belt 11 in a portion where a latent image is not formed for each color.

転写ベルト11上のかぶりトナー濃度を検出するため、センサ302の受光素子302bにて受光した反射光をコントローラ71にて処理しセンサ302の検出値Aを得る。
コントローラ71は、センサ302の検出値と、かぶりトナー濃度の対応関係を予め備えており、検出値Aから転写ベルト11上のかぶりトナー濃度に変換可能である。図20にセンサ302の検出結果の一例を示す。上記した、動作によって転写ベルト11上には画像形成順とは逆に、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、の各々のかぶりトナーが順に転移している。図20の例においては、転写ベルト11上のかぶりトナー濃度が、シアン(C)、ブラック(K)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順で多いことがわかる。
In order to detect the fog toner density on the transfer belt 11, the reflected light received by the light receiving element 302 b of the sensor 302 is processed by the controller 71 to obtain a detection value A of the sensor 302.
The controller 71 has a correspondence relationship between the detection value of the sensor 302 and the fog toner density in advance, and can convert the detection value A into the fog toner density on the transfer belt 11. FIG. 20 shows an example of the detection result of the sensor 302. By the above-described operation, each of the fog toners of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) is sequentially transferred on the transfer belt 11 in the reverse order of image formation. . In the example of FIG. 20, it can be seen that the fog toner density on the transfer belt 11 increases in the order of cyan (C), black (K), magenta (M), and yellow (Y).

実施例2で説明したように、現像装置の寿命が間近にある状態のかぶりトナー濃度に対応するセンサ検出値を現像装置寿命予告閾値A1として、コントローラ71に準備する。これにより、現像装置、すなわちその現像装置を含むプロセスカートリッジの寿命到達の予告が可能となる。そして、その結果を表示装置等の表示部74に表示することで、使用者に現像装置、すなわちプロセスカートリッジの交換のための準備期間を提供することが可能となる。   As described in the second embodiment, a sensor detection value corresponding to the fog toner density in a state where the life of the developing device is approaching is prepared in the controller 71 as the developing device life warning threshold value A1. This makes it possible to notify the end of the life of the developing device, that is, the process cartridge including the developing device. By displaying the result on the display unit 74 such as a display device, it is possible to provide the user with a preparation period for replacing the developing device, that is, the process cartridge.

従って、センサ302の検出値が閾値A1以上となった色がある場合(S10)、表示部74に該当色の現像装置を含むプロセスカートリッジについての寿命予告などの、プロセスカートリッジが寿命間近になった旨の表示を行う(S11)。   Therefore, when there is a color whose detection value of the sensor 302 is equal to or greater than the threshold value A1 (S10), the process cartridge is approaching the end of its life, such as a life warning for the process cartridge including the developing device of the corresponding color on the display unit 74. A message to that effect is displayed (S11).

更に、センサ302の検出値が閾値A2以上となった色の現像装置がある場合(S12)、かぶりが許容値に達し装置寿命を迎えたものと判断し、センサ302の発光素子302aを消灯する(S13)。高圧電源72は各高圧電源からの電圧印加を停止し(S14)、駆動部76はドラム1、駆動ローラ13、現像ユニット4等の駆動を停止する(S15)。そして、表示部74に該当色の現像装置を含むプロセスカートリッジについての寿命警告などの、プロセスカートリッジが寿命に達した旨の表示を行い(S16)、コントローラ71は現像装置の寿命判断シーケンスを終了する(S17)。   Further, when there is a developing device of a color whose detection value of the sensor 302 is equal to or greater than the threshold value A2 (S12), it is determined that the fogging has reached an allowable value and the life of the device has been reached, and the light emitting element 302a of the sensor 302 is turned off. (S13). The high-voltage power supply 72 stops voltage application from each high-voltage power supply (S14), and the drive unit 76 stops driving the drum 1, the drive roller 13, the developing unit 4 and the like (S15). Then, the display unit 74 displays that the process cartridge has reached the end of its life, such as a life warning for the process cartridge including the developing device of the corresponding color (S16), and the controller 71 ends the life determination sequence of the developing device. (S17).

全ての色においてセンサ302の検出値が閾値A2未満の場合(S12)、表示部74に該当色の現像装置を含むプロセスカートリッジについての寿命予告などの表示を行ったまま(S11)、駆動部76が露光装置3による露光を可能とする。これにより、潜像形成に備え(S18)、画像形成が実行される(S19)。   When the detection value of the sensor 302 is less than the threshold value A2 for all colors (S12), the display unit 74 displays a notice of the life of the process cartridge including the developing device of the corresponding color (S11), and the driving unit 76. Enables exposure by the exposure apparatus 3. Thereby, in preparation for latent image formation (S18), image formation is executed (S19).

センサ302の検出値が閾値A1未満の場合(S10)は、現像装置が寿命予告段階に未到達として判断し、駆動部76が露光装置20による露光を可能とし潜像形成に備え(S18)、画像形成が実行される(S19)。   If the detection value of the sensor 302 is less than the threshold value A1 (S10), the developing device determines that the life warning stage has not been reached, and the drive unit 76 can perform exposure by the exposure device 20 to prepare for latent image formation (S18). Image formation is executed (S19).

(2−2)紙間時
次に、図21の、連続して画像形成を行っているときの紙間時に実行される寿命判断シーケンスを説明する。
(2-2) Between Papers Next, the life judgment sequence executed at the time between papers during continuous image formation in FIG. 21 will be described.

本実施例3の画像形成装置においては、転写ベルト11上に保持させた転写材Sに各色トナー像を積層してカラー画像を形成するため、センサ302の検出位置においては紙間に相当する転写ベルト11上に各色のかぶりトナーが積層する。   In the image forming apparatus according to the third embodiment, the color toner images are stacked on the transfer material S held on the transfer belt 11 to form a color image. Each color fog toner is laminated on the belt 11.

従って、コントローラ71は画像形成動作(S20)を行った後に、紙間に相当する転写ベルト11上の4色全てのかぶりトナー濃度をトナー像検出センサ302から検出値A(y+m+c+k)として得る。   Therefore, after performing the image forming operation (S20), the controller 71 obtains the fog toner density of all four colors on the transfer belt 11 corresponding to the space between the toner image detection sensors 302 as the detection value A (y + m + c + k).

検出値A(y+m+c+k)は4色のかぶりが積層した結果の値であるが、少なくとも1つの現像装置において閾値A1以上である可能性を確実に抽出するため、検出値A(y+m+c+k)を閾値A1と比較する(S21)。   The detection value A (y + m + c + k) is a value obtained as a result of stacking four color fogs, but the detection value A (y + m + c + k) is used as the threshold value A1 in order to reliably extract the possibility of being at least the threshold value A1 in at least one developing device. (S21).

検出値A(y+m+c+k)が閾値A1以上の場合、現像装置の特定を行うため、所定のタイミングで画像形成を一度中断し、駆動部76は全色の現像装置4(a〜d)を揺動して、ドラム1(a〜d)から各色の現像ローラ40(a〜d)を離間させる。その後、転写ベルト11の清掃を行う(S22)。本実施例では清掃方法として静電回収方法を用いた。即ち、転写ベルト11上の付着トナーをプロセスカートリッジ7(a〜d)のドラム1(a〜d)に静電的に付着させて、それをクリーニング装置6(a〜d)で回収する。   When the detected value A (y + m + c + k) is equal to or greater than the threshold value A1, the developing device is specified. Therefore, image formation is interrupted once at a predetermined timing, and the drive unit 76 swings the developing devices 4 (a to d) for all colors. Then, the developing rollers 40 (a to d) for the respective colors are separated from the drum 1 (a to d). Thereafter, the transfer belt 11 is cleaned (S22). In this embodiment, an electrostatic recovery method is used as a cleaning method. That is, the toner adhering on the transfer belt 11 is electrostatically attached to the drum 1 (ad) of the process cartridge 7 (ad), and is collected by the cleaning device 6 (ad).

転写ベルト11の清掃後、再び駆動部76は全色の現像装置4(a〜d)を揺動し、ドラム1(a〜d)に対し各色の現像ローラ40(a〜d)を当接させ、図19のステップ10に移行して、各色の現像装置の寿命判断を行う。   After cleaning the transfer belt 11, the driving unit 76 again swings the developing devices 4 (a to d) for all colors, and contacts the developing rollers 40 (a to d) of the respective colors against the drum 1 (a to d). Then, the process proceeds to step 10 in FIG. 19 to determine the life of each color developing device.

検出値A(y+m+c+k)を閾値A1と比較し、閾値A1未満であるときには(S21)、継続したプリント実行要求の有無を判断し(S23)、有りの場合は画像形成動作(S20)へ、無しの場合は現像装置の寿命判断シーケンスを終了する(S24)。   The detected value A (y + m + c + k) is compared with the threshold value A1, and if it is less than the threshold value A1 (S21), it is determined whether there is a continuous print execution request (S23). If yes, the image forming operation (S20) is not performed. In this case, the developing device life determination sequence is terminated (S24).

上記説明した、本実施例3の寿命判断シーケンスを備えたカラー画像形成装置によって、画像形成条件を自動調整するために準備されているトナー像検出手段を兼用して、潜像が形成されていない部分に付着したトナー像、いわゆる「かぶり」を検出する。そして、潜像が形成されていない部分のトナー像濃度の検出値が少なくとも2つの閾値A1・A2以上を備え、現像装置寿命を判断する。これにより、使用者に対し、当該現像装置を含むプロセスカートリッジの交換予告が可能となり、使用者にロセスカートリッジ交換のための準備期間を提供することが可能となる。   A latent image is not formed by using the color image forming apparatus provided with the life judgment sequence of the third embodiment described above, also using the toner image detecting means prepared for automatically adjusting the image forming conditions. A toner image adhering to the portion, so-called “fogging” is detected. Then, the detected value of the toner image density in a portion where no latent image is formed has at least two threshold values A1 and A2, and the life of the developing device is determined. As a result, the user can be notified of replacement of the process cartridge including the developing device, and can be provided with a preparation period for replacement of the process cartridge.

特に、複数のプロセスカートリッジを有するカラー画像形成装置においては、プロセスカートリッジ交換の煩わしさを軽減するためにも準備期間を提供することは効果的である。   In particular, in a color image forming apparatus having a plurality of process cartridges, it is effective to provide a preparation period in order to reduce the troublesome process cartridge replacement.

尚、本実施例3では画像形成中の紙間において、4色全てのかぶりトナー濃度を、トナー像の検出値A(y+m+c+k)を現像装置寿命予告閾値A1と比較する内容で説明した。しかし、4色全てのかぶりトナー濃度を考慮した現像装置寿命予告閾値A1(y+m+c+k)を新たに備え、検出値A(y+m+c+k)とその閾値A1(y+m+c+k)で比較する方法を用いても何ら問題は無い。同様に、現像装置寿命警告閾値A2(y+m+c+k)を準備しても良い。   In the third embodiment, the density of fog toner for all four colors is compared between the paper during image formation and the detected value A (y + m + c + k) of the toner image is compared with the developing device life warning threshold value A1. However, there is no problem even if a method for comparing the detected value A (y + m + c + k) with the threshold value A1 (y + m + c + k) is newly provided with a developing device lifetime notice threshold value A1 (y + m + c + k) taking into account the fog toner density of all four colors. No. Similarly, a developing device lifetime warning threshold A2 (y + m + c + k) may be prepared.

また、本実施例3のカラー画像形成装置は、独立して現像装置4(a〜d)を揺動することが可能である。そのため、画像形成中の紙間において4つの現像装置4(a〜d)のかぶりが個別に転写ベルト11上に転移可能なように現像装置を夫々揺動させることで、各色独立したトナー像検出センサの検出値を得ることも可能である。   In addition, the color image forming apparatus according to the third exemplary embodiment can swing the developing devices 4 (a to d) independently. Therefore, the toner images are detected independently for each color by swinging the developing devices so that the fog of the four developing devices 4 (a to d) can be individually transferred onto the transfer belt 11 between the sheets during image formation. It is also possible to obtain the detection value of the sensor.

記述は省略したけれども、後回転動作時においても、たとえば前記の前回転動作時の場合に準じた現像装置の寿命判断シーケンスを実行させることができる。   Although the description is omitted, even in the post-rotation operation, for example, it is possible to execute the developing device life determination sequence according to the case of the pre-rotation operation.

閾値A1やA2は各色毎に設定されてもよい。   The threshold values A1 and A2 may be set for each color.

現像装置が使用される室温や湿度等の設置環境によっては、現像装置の使用状態とかぶりトナー濃度の対応は多少異なる場合もあり、その場合は装置設置環境に応じて閾値A1、A2、A1(y+m+c+k)、A2(y+m+c+k)を適宜設定しても良い。   Depending on the installation environment such as room temperature and humidity in which the developing device is used, the correspondence between the usage state of the developing device and the fog toner density may be slightly different. In this case, the thresholds A1, A2, A1 ( y + m + c + k) and A2 (y + m + c + k) may be set as appropriate.

現像装置の寿命判断シーケンスは、「前回転動作時」、「紙間時」、「後回転動作時」の全てにおいて実施してもよいし、何れか1つにおいて実施してもよいし、何れか2つの組み合わせにおいて実施してもよい。   The lifetime judgment sequence of the developing device may be performed in all of “at the time of pre-rotation operation”, “at the time of paper”, and “at the time of post-rotation operation”, or may be performed in any one of them, Or a combination of the two.

本実施例3では、反転現像方式におけるかぶりトナー濃度の検出方法を説明したが、正規現像方式においても適用可能である。   In the third embodiment, the method for detecting the fog toner density in the reversal development method has been described. However, the present invention is also applicable to the regular development method.

実施例1における画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus in Embodiment 1. FIG. 画像形成装置のシステムブロック図である。1 is a system block diagram of an image forming apparatus. 画像形成装置の動作行程図である。FIG. 3 is an operation process diagram of the image forming apparatus. トナー像検出センサの模式図である。It is a schematic diagram of a toner image detection sensor. かぶりトナー像検出を説明する図である。It is a figure explaining fog toner image detection. 前回転動作時における寿命判定シーケンスのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the lifetime determination sequence at the time of pre-rotation operation | movement. かぶりトナー像を検出した出力値を説明するグラフである。It is a graph explaining the output value which detected the fog toner image. 紙間時における寿命判定シーケンスのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the lifetime determination sequence at the time of a paper interval. 後回転動作時における寿命判定シーケンスのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the lifetime determination sequence at the time of back rotation operation | movement. 実施例2における画像形成装置の概略構成図である。6 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus in Embodiment 2. FIG. 現像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a developing device. 画像形成装置のシステムブロック図である。1 is a system block diagram of an image forming apparatus. 前回転動作時における寿命判定シーケンスのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the lifetime determination sequence at the time of pre-rotation operation | movement. かぶりトナー像を検出した出力値を説明するグラフである。It is a graph explaining the output value which detected the fog toner image. 紙間時における寿命判定シーケンスのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the lifetime determination sequence at the time of a paper interval. 実施例3における画像形成装置の概略構成図である。6 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus in Embodiment 3. FIG. トナー像検出センサの模式図である。It is a schematic diagram of a toner image detection sensor. トナー像濃度の検出方法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a toner image density detection method. 前回転動作時における寿命判定シーケンスのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the lifetime determination sequence at the time of pre-rotation operation | movement. かぶりトナー像を検出した出力値を説明するグラフである。It is a graph explaining the output value which detected the fog toner image. 紙間時における寿命判定シーケンスのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the lifetime determination sequence at the time of a paper interval. 印刷枚数に対するかぶりの推移を説明する図である。It is a figure explaining transition of the fog to the number of printed sheets.

符号の説明Explanation of symbols

100・・電子写真感光ドラム、200・・帯電手段、300・・スキャナユニット、400・・現像装置、600・・クリーニング手段、500・・転写手段、301・・トナー像検出センサ   100 ... Electrophotographic photosensitive drum, 200 ... Charging means, 300 ... Scanner unit, 400 ... Developing device, 600 ... Cleaning means, 500 ... Transfer means, 301 ... Toner image detection sensor

Claims (8)

現像剤を収納する現像装置と、像担持体と、像担持体上の現像剤像濃度を検出する濃度検出手段を有し、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記濃度検出手段にて潜像が形成されていない部分の現像剤像濃度を検出し、検出値に応じて現像装置寿命を判断する現像装置寿命判断シーケンスを有することを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus that has a developing device for storing a developer, an image carrier, and a density detector that detects a developer image density on the image carrier, and forms an image on a recording medium.
An image forming apparatus comprising: a developing device life determination sequence for detecting a developer image density of a portion where a latent image is not formed by the density detection means and determining a developing device life according to a detected value.
前記現像装置寿命判断シーケンスは、潜像が形成されていない部分の現像剤像濃度の検出値が少なくとも第1と第2の2つの所定濃度値以上のときに現像装置寿命を判断し、現像剤像濃度の検出値が前記第1の所定値以上で前記第2の所定値未満のとき現像装置寿命予告と判断し、現像剤像濃度の検出値が前記第1の所定値を超えて前記第2の所定値に達したとき現像装置寿命警告と判断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 developing device life determination sequence determines the developing device life when the detected value of the developer image density of a portion where a latent image is not formed is at least the first and second predetermined density values, and the developer When the detected value of the image density is greater than or equal to the first predetermined value and less than the second predetermined value, it is determined that the developing device life is predicted, and the detected value of the developer image density exceeds the first predetermined value and the first 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the predetermined value of 2 is reached, it is determined as a developing device life warning. 前記像担持体が、静電潜像担持体、中間転写体、転写材搬送部材のいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image bearing member is any one of an electrostatic latent image bearing member, an intermediate transfer member, and a transfer material conveying member. 前記現像装置寿命判断シーケンスの結果に基づき前記現像装置の寿命を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。   4. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a display device configured to display a life of the developing device based on a result of the developing device life determination sequence. 5. 画像形成条件と同条件に設定された現像条件下で前記現像装置寿命判断シーケンスを行うことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device life determination sequence is performed under a developing condition set to the same condition as the image forming condition. 前記像担持体が中間転写体であり、画像形成条件と同条件に設定された現像条件下及び転写条件下で前記現像装置寿命判断シーケンスを行うことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。   5. The developing device life determination sequence according to claim 1, wherein the image carrier is an intermediate transfer member, and the developing device life determination sequence is performed under development conditions and transfer conditions set to the same conditions as image forming conditions. The image forming apparatus described in 1. 前記現像装置は画像形成装置本体に対して着脱可能な現像カートリッジである、あるいは少なくとも潜像担持体と前記現像装置は画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして一体化されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の画像形成装置。   The developing device is a developing cartridge that is detachable from the image forming apparatus main body, or at least the latent image carrier and the developing device are integrated as a process cartridge that is detachable from the image forming apparatus main body. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 像担持体上の現像剤像濃度を検出する濃度検出手段を有し、記録媒体に画像を形成する画像形成装置に対して着脱可能であり、少なくとも現像剤を収納する現像装置と潜像像し担持体を備えたプロセスカートリッジにおいて、
前記濃度検出手段にて潜像が形成されていない部分の像担持体上現像剤像濃度を検出し、検出値に応じて前記画像形成装置が備える寿命判断シーケンスによってプロセスカートリッジ寿命が判断されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
It has density detecting means for detecting the developer image density on the image carrier and is detachable from an image forming apparatus for forming an image on a recording medium. In a process cartridge provided with a carrier,
The density detection means detects the density of the developer image on the image carrier in a portion where no latent image is formed, and the process cartridge life is determined by the life determination sequence provided in the image forming apparatus according to the detected value. Process cartridge characterized by.
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