JP2008020696A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば複写機、プリンター、ファクシミリ等、電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method, such as a copying machine, a printer, a facsimile, or the like.
近年、画像形成装置の高速化が進む中で、トナーの色に対応した複数の感光体を用いて、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形成し、転写部材上で色重ねを行うタンデム方式が注目されている。 In recent years, as the speed of image forming apparatuses has increased, a tandem that forms a color image in synchronism with the feeding of a transfer member and superimposes colors on the transfer member using a plurality of photoconductors corresponding to toner colors. The method is drawing attention.
このような画像形成装置において、静電潜像の現像に用いる現像剤としては、磁性キャリヤとトナーとから成る二成分系現像剤が広く使用されており、二成分現像剤を磁気ブラシロール上に保持して混合することでトナーを帯電させ、そのトナーのみを現像ロール上に均一に薄層形成し、ドラム表面に形成されている静電潜像の現像が行われるようになっている。 In such an image forming apparatus, as a developer used for developing an electrostatic latent image, a two-component developer composed of a magnetic carrier and a toner is widely used, and the two-component developer is placed on a magnetic brush roll. By holding and mixing the toner, the toner is charged, and only the toner is uniformly formed into a thin layer on the developing roll, and the electrostatic latent image formed on the drum surface is developed.
上記のような現像装置では、キャリヤとトナーとから成る二成分系現像剤を収容する収容容器内に、現像剤を攪拌するパドルや、現像剤を攪拌しながら搬送するスパイラルなどの攪拌送り部材が設けられており、これにより、トナーとキャリヤとの均一混合およびトナーの摩擦帯電が十分に行われるようになっている。 In the developing device as described above, an agitation feed member such as a paddle for agitating the developer or a spiral for conveying the developer while agitating the developer is contained in a container for accommodating a two-component developer composed of a carrier and toner. Accordingly, uniform mixing of the toner and the carrier and frictional charging of the toner are sufficiently performed.
ところで、現在では、コンパクトな画像形成装置が望まれており、従って、現像装置もよりコンパクトなものが望まれ、現像剤を収容する収容室の容量が少なくなってきている。このような収容室の容量が減少すると、画像出力に伴うトナー消費を補うため、トナー補給を頻繁に行うことが必要となり、しかも、収容容器内でトナー補給によるトナー濃度の変動も大きくなる。また高印字率の画像を出力する場合には、画像出力で消費するトナー量は極めて多量となり、トナー補給が間に合わなくなるおそれがある。 By the way, at present, a compact image forming apparatus is desired. Therefore, a more compact developing apparatus is desired, and the capacity of the storage chamber for storing the developer is decreasing. When the capacity of the storage chamber decreases, it is necessary to replenish the toner frequently in order to compensate for the toner consumption accompanying the image output, and the toner density fluctuation due to the toner replenishment in the storage container also increases. In addition, when outputting an image with a high printing rate, the amount of toner consumed for image output becomes extremely large, and there is a possibility that toner replenishment may not be in time.
そのため、収容室内のトナー濃度を測定して、トナー濃度の測定値に基づいてトナー補給を行うようにしたもの(例えば、特許文献1参照。)や、トナー補給量とトナー消費量との差から、画像形成時間を延長して一定のトナー濃度を確保するもの(例えば、特許文献2参照。)が提案されている。
しかしながら、収容室内のトナー濃度を測定して、トナー濃度の測定値に基づいてトナー補給を行う場合には、現像装置内の感光体にトナーを供給する現像ロールの位置とトナー濃度を測定するセンサの位置とのずれにより、トナー濃度が低下してからこれを検出するまでにタイムラグが生じてトナー補給が遅れたり、補給されたトナーは、パドルやスパイラルで攪拌されながら搬送されるので、トナーの攪拌、搬送時間のためにトナー補給が遅れたりして、トナー濃度の低下による画像濃度の低下を招くおそれがあった。 However, when the toner density in the storage chamber is measured and the toner is replenished based on the measured value of the toner density, a sensor that measures the position of the developing roll that supplies the toner to the photoconductor in the developing device and the toner density Due to the deviation from the position of the toner, there is a time lag from when the toner density decreases until this is detected, and toner replenishment is delayed, or the replenished toner is conveyed while being agitated by a paddle or spiral. The toner replenishment may be delayed due to the agitation and conveyance time, which may cause a decrease in image density due to a decrease in toner density.
また、トナー補給量とトナー消費量との差から、画像形成時間を延長して一定のトナー濃度を確保するものでは、トナー補給量を検出するために、スパイラル等のトナー搬送部材を回転させるモータの駆動時間を計時する必要があるので、トナー補給量の検出に時間がかかる結果トナー補給が遅れて、トナー濃度の低下による画像濃度の低下を招くおそれがあった。 In addition, a motor that rotates a toner conveying member such as a spiral in order to detect a toner replenishment amount, in order to ensure a constant toner density by extending the image formation time from the difference between the toner replenishment amount and the toner consumption amount. Therefore, it takes a long time to detect the toner replenishment amount. As a result, the toner replenishment is delayed, and there is a possibility that the image density is lowered due to the decrease in the toner density.
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、一時にトナーが比較的大量に消費された場合でも現像装置へのトナー補給が間に合わなくなるおそれを低減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an image forming apparatus capable of reducing a possibility that toner supply to the developing device may not be in time even when a relatively large amount of toner is consumed at one time. The purpose is to provide.
本発明に係る画像形成装置は、画像を表す画像データを取得する画像データ取得部と、記録紙を収容する紙収容部と、トナーを収容するトナー収容室と、前記トナー収容室内のトナー濃度を予め設定された設定濃度に調節する第1トナー補給制御部と、前記トナー収容室に収容されているトナーを感光体ドラムに供給することによって、前記画像データ取得部により取得された画像データに基づき当該感光体ドラムに形成されている静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像部と、前記トナー像を記録紙に転写する転写部と、前記紙収容部に収容された記録紙を、前記転写部へ搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって前記転写部へ搬送される記録紙と次の記録紙との間隔である紙間時間を、前記画像データ取得部により取得された画像データにおける印字率の増大方向の変化に対して増大させ、当該印字率の減少方向の変化に対して減少させる紙間設定部とを備えている。 An image forming apparatus according to the present invention includes an image data acquisition unit that acquires image data representing an image, a paper storage unit that stores recording paper, a toner storage chamber that stores toner, and a toner concentration in the toner storage chamber. Based on the image data acquired by the image data acquisition unit by supplying the first toner replenishment control unit that adjusts to a preset density and supplying the toner stored in the toner storage chamber to the photosensitive drum. A developing unit that develops an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum and forms a toner image, a transfer unit that transfers the toner image to a recording paper, and a recording paper stored in the paper storage unit The image acquired by the image data acquisition unit is a conveyance mechanism that conveys the transfer unit to the transfer unit, and an interval between the recording sheet conveyed to the transfer unit by the conveyance mechanism and the next recording sheet. Increase with respect to increase the direction of change in the printing rate in chromatography data, and a sheet interval setting unit to reduce relative decrease direction of change of the printing rate.
この構成によれば、画像データ取得部によって印刷対象の画像データが取得される。また、第1トナー補給制御部によって、トナー収容室内のトナー濃度が予め設定された設定濃度に調節される。そして、トナー収容室に収容されているトナーが感光体ドラムに供給されて、画像データ取得部により取得された画像データに基づき当該感光体ドラムに形成されている静電潜像が現像され、トナー像が形成される。さらに、このトナー像が転写部によって、紙収容部から搬送機構によって搬送されてきた記録紙にトナー像が転写されて画像形成が行われる。また、紙間設定部によって、転写部へ搬送される記録紙と次の記録紙との間隔である紙間時間が、画像データ取得部により取得された画像データの印字率の増大に応じて増大され、当該印字率の減少に応じて減少される。この場合、印字率が増大してトナー消費量が増大しトナー収容室内のトナー濃度が低下すると、紙間時間が増大されて、第1トナー補給制御部がトナー収容室内にトナーを補給してトナー濃度を調節するための時間が増大されるので、トナー収容室へのトナー補給が間に合わなくなるおそれを低減することができる。また、印字率が減少してトナー消費量が減少し、第1トナー補給制御部がトナー収容室内へのトナー補給量を増大させる必要がない場合には、紙間時間が減少されることにより、単位時間あたりの画像形成枚数の減少が低減される。 According to this configuration, the image data to be printed is acquired by the image data acquisition unit. Further, the first toner replenishment control unit adjusts the toner density in the toner storage chamber to a preset density. Then, the toner stored in the toner storage chamber is supplied to the photosensitive drum, and the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum is developed based on the image data acquired by the image data acquisition unit, and the toner An image is formed. Further, the toner image is transferred by the transfer unit to the recording paper conveyed by the conveyance mechanism from the paper storage unit, and image formation is performed. Further, the paper interval setting unit increases the paper interval time, which is the interval between the recording paper conveyed to the transfer unit and the next recording paper, in accordance with the increase in the printing rate of the image data acquired by the image data acquisition unit. And is decreased according to the decrease in the printing rate. In this case, when the printing rate increases, the toner consumption increases, and the toner density in the toner storage chamber decreases, the time between sheets increases, and the first toner supply control unit replenishes the toner storage chamber with toner. Since the time for adjusting the density is increased, it is possible to reduce the possibility that the toner supply to the toner storage chamber will not be in time. Further, when the printing rate is reduced and the toner consumption is reduced, and the first toner replenishment control unit does not need to increase the toner replenishment amount into the toner storage chamber, the time between sheets is reduced, A reduction in the number of images formed per unit time is reduced.
また、前記紙間設定部は、前記印字率が、あらかじめ設定された第1印字率を超えた場合に前記印字率が増大したと判断し、当該第1印字率に満たない場合に前記印字率が減少したと判断することが好ましい。この場合、紙間設定部は、印字率と第1印字率との比較結果に基づいて、紙間時間を設定することができるので、処理を簡素化することができる。 The paper gap setting unit determines that the printing rate has increased when the printing rate exceeds a preset first printing rate, and when the printing rate has not reached the first printing rate, the printing rate. It is preferable to determine that has decreased. In this case, since the paper interval setting unit can set the paper interval time based on the comparison result between the printing rate and the first printing rate, the processing can be simplified.
また、前記紙間設定部は、前記印字率が減少した状態の画像データに基づくトナー像が、予め設定された設定枚数分、前記転写部によって前記記録紙に転写された場合に、前記紙間時間を減少することが好ましい。この構成によれば、印字率が減少した状態の画像データに基づくトナー像が、予め設定された設定枚数分、転写部によって記録紙に転写される時間経過した後、紙間設定部によって紙間時間が減少されるので、印字率が減少してトナー消費量が減少したことに対応して第1トナー補給制御部により行われるトナー濃度の調節時間を確保することが容易となる。 Further, the paper gap setting unit is configured such that when a toner image based on the image data in a state where the printing rate is reduced is transferred to the recording paper by the transfer unit for a preset number of sheets, the paper gap setting unit It is preferable to reduce the time. According to this configuration, after the time that the toner image based on the image data with the reduced printing rate is transferred to the recording sheet by the transfer unit for a preset number of sheets has elapsed, the sheet interval setting unit Since the time is reduced, it becomes easy to secure the adjustment time of the toner concentration performed by the first toner replenishment control unit in response to the decrease in the printing rate and the decrease in the toner consumption.
また、前記紙間設定部は、前記紙間時間の初期値として、最短の紙間時間として予め設定された最短紙間時間より長い初期紙間時間を設定することが好ましい。この場合、印字率が不明な1枚目の画像形成の際に、紙間時間が最短紙間時間より長い初期紙間時間にされるので、第1トナー補給制御部がトナー収容室内にトナーを補給してトナー濃度を調節するための時間が、紙間時間が最短紙間時間に設定されている場合よりも増大される結果、トナー収容室へのトナー補給が間に合わなくなるおそれを低減することができる。 Further, it is preferable that the paper interval setting unit sets an initial paper interval time longer than the shortest paper interval time preset as the shortest paper interval time as the initial value of the paper interval time. In this case, when forming the first image whose printing rate is unknown, the paper interval time is set to the initial paper interval time longer than the shortest paper interval time, so the first toner replenishment control unit puts toner into the toner storage chamber. The time required for replenishing and adjusting the toner density is increased as compared with the case where the paper interval time is set to the shortest paper interval time, thereby reducing the possibility that the toner supply to the toner storage chamber will not be in time. it can.
また、前記紙間設定部は、前記紙間時間が前記初期値としての前記初期紙間時間である場合において、前記印字率が減少した際は、前記設定枚数分の転写を待つことなく前記紙間時間を減少することが好ましい。この場合、印字率が減少した際は、初期値として最短紙間時間より長い初期紙間時間に設定されていた紙間時間を、設定枚数分の転写を待つことなく減少させることができ、不必要に紙間時間を増大させて単位時間あたりの画像形成枚数を減少させることが低減される。 In addition, the paper gap setting unit, when the paper gap time is the initial paper gap time as the initial value, when the printing rate decreases, the paper gap setting unit does not wait for the set number of sheets to be transferred. It is preferred to reduce the time between. In this case, when the printing rate decreases, the paper interval time set as the initial value at the initial paper interval time longer than the shortest paper interval time can be reduced without waiting for the set number of sheets to be transferred. It is possible to reduce the number of images formed per unit time by increasing the time between sheets as necessary.
また、前記トナー収容室におけるトナーのトナー濃度を測るトナー濃度測定部と、前記トナー濃度測定部で測定されたトナー濃度がニアエンドを検出するためのニアエンド判定閾値になると、前記現像を停止してトナーを前記トナー収容室に補給する第2トナー補給制御部と、前記ニアエンド判定閾値を、前記印字率の増大に応じて濃度が低い方向に変化させ、前記印字率の減少に応じて濃度が高い方向に変化させるニアエンド判定閾値設定部とをさらに備えることが好ましい。 And a toner density measuring unit that measures the toner density of the toner in the toner storage chamber, and when the toner density measured by the toner density measuring unit reaches a near-end determination threshold for detecting a near-end, the development is stopped and the toner is stopped. A second toner replenishment control unit that replenishes the toner storage chamber, and the near-end determination threshold value is changed in a direction in which the density is decreased in accordance with the increase in the printing rate, and in a direction in which the density is increased in accordance with the decrease in the printing rate. It is preferable to further include a near-end determination threshold value setting unit that changes the threshold value.
この構成によれば、トナー濃度測定部によって、トナー収容室におけるトナーのトナー濃度が測定される。そして、第2トナー補給制御部によって、トナー濃度測定部で測定されたトナー濃度がニアエンドを検出するためのニアエンド判定閾値になると、現像が停止されてトナーがトナー収容室に補給される。さらに、ニアエンド判定閾値設定部によって、ニアエンド判定閾値が、印字率の増大に応じて濃度が低い方向に変化され、印字率の減少に応じて濃度が高い方向に変化されるので、印字率の増大によりトナー消費量が増大して一時的にトナー収容室内のトナー濃度が低下し、ニアエンド判定閾値に達するおそれがある場合に、ニアエンド判定閾値設定部によって、ニアエンド判定閾値が濃度が低い方向に変化される結果、誤って第2トナー補給制御部によって、現像が停止されてトナーのトナー収容室への補給動作が行われるおそれが低減される。 According to this configuration, the toner concentration of the toner in the toner storage chamber is measured by the toner concentration measuring unit. Then, when the toner density measured by the toner density measuring unit reaches the near-end determination threshold for detecting the near end by the second toner supply control unit, the development is stopped and the toner is supplied to the toner storage chamber. Further, the near-end determination threshold value setting unit changes the near-end determination threshold value in the direction where the density is low in accordance with the increase in the printing rate, and the density is changed in the direction in which the density is high in accordance with the decrease in the printing rate. When the toner consumption increases and the toner concentration in the toner containing chamber temporarily decreases and may reach the near-end determination threshold, the near-end determination threshold setting unit changes the near-end determination threshold in the direction of decreasing density. As a result, the possibility that the second toner replenishment controller erroneously stops the development and the toner replenishment operation to the toner storage chamber is reduced.
また、前記ニアエンド判定閾値設定部は、前記印字率が、あらかじめ設定された第2印字率を超えた場合に前記印字率が増大したと判断し、当該第2印字率に満たない場合に前記印字率が減少したと判断することが好ましい。この構成によれば、ニアエンド判定閾値設定部は、印字率と第2印字率との比較結果に基づいて、ニアエンド判定閾値を設定することができるので、処理を簡素化することができる。 The near-end determination threshold value setting unit determines that the printing rate has increased when the printing rate exceeds a preset second printing rate, and if the printing rate is less than the second printing rate, the printing is performed. It is preferable to judge that the rate has decreased. According to this configuration, the near-end determination threshold value setting unit can set the near-end determination threshold value based on the comparison result between the printing rate and the second printing rate, so that the processing can be simplified.
このような構成の画像形成装置は、印字率が増大してトナー消費量が増大しトナー収容室内のトナー濃度が低下すると、紙間時間が増大されて、第1トナー補給制御部がトナー収容室内にトナーを補給してトナー濃度を調節するための時間が増大されるので、トナー収容室へのトナー補給が間に合わなくなるおそれを低減することができる。また、印字率が減少してトナー消費量が減少し、第1トナー補給制御部がトナー収容室内へのトナー補給量を増大させる必要がない場合には、紙間時間が減少されることにより、単位時間あたりの画像形成枚数の減少が低減される。 In the image forming apparatus having such a configuration, when the printing rate increases, the toner consumption increases, and the toner concentration in the toner storage chamber decreases, the time between sheets is increased, and the first toner supply control unit is in the toner storage chamber. Since the time for replenishing the toner and adjusting the toner density is increased, it is possible to reduce the possibility that the replenishment of the toner into the toner storage chamber will not be in time. Further, when the printing rate is reduced and the toner consumption is reduced, and the first toner replenishment control unit does not need to increase the toner replenishment amount into the toner storage chamber, the time between sheets is reduced, A reduction in the number of images formed per unit time is reduced.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
本発明に係る現像装置は、複写装置、プリンタ装置及びファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置に適用することができるが、一例として、カラープリンタ装置に適用した場合について以下に説明する。 The developing apparatus according to the present invention can be applied to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying apparatus, a printer apparatus, and a facsimile apparatus. As an example, a case where the developing apparatus is applied to a color printer apparatus will be described below.
まず、画像形成装置の一例であるカラープリンタ装置について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るカラープリンタ装置の概略構成を示す図である。図2は、図1に示すカラープリンタ装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。図1において、カラープリンタ装置CPは、用紙貯留部10(紙収容部)と、像形成部20と、定着部30と、排紙部40と、搬送機構50と、制御部60と、通信インターフェイス回路70とを備え、用紙貯留部10、像形成部20、定着部30、搬送機構50、制御部60、及び通信インターフェイス回路70は、略箱形の装置本体1に内装され、排紙部40は、装置本体1の頂部に設けられている。
First, a color printer apparatus that is an example of an image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a color printer apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the color printer apparatus shown in FIG. In FIG. 1, a color printer CP includes a paper storage unit 10 (paper storage unit), an
用紙貯留部10は、印刷処理に供する転写材の一例としての記録紙Pを貯留し、制御部60の制御により記録紙Pを繰り出して給紙するものである。用紙貯留部10には、所定数(本実施形態では1つ)の用紙カセット11が装置本体1に対して挿脱自在に設けられている。
The
用紙カセット11の上流端(図1に示す例では用紙カセット11の左上方)には、用紙束から記録紙Pを1枚ずつ繰り出させるピックアップローラ12が設けられている。このピックアップローラ12の駆動によって用紙カセット11から繰り出された記録紙Pは、搬送機構50に給紙されるようになっている。また、搬送機構50には、記録紙Pを像形成部20に供給するタイミングを調整する一対のレジストローラ51が設けられている。
At the upstream end of the paper cassette 11 (upper left of the
像形成部20は、制御部60の制御によって、コンピュータ等から通信インターフェイス回路70で受信した画像信号に基づき、用紙貯留部10に貯留された用紙束から繰り出された1枚ずつの記録紙Pに対して画像の転写処理を施すものである。
Under the control of the
通信インターフェイス回路70は、画像データ取得部の一例であって、コンピュータ等の外部機器にLAN(Local Area Network)71等を介して接続され、外部機器との間で種々の信号を送受信するものであり、例えば、ネットワークインタフェース(10/100Base−TX)等が用いられる。像形成部20は、トナー像を形成する画像形成ユニット21と、この画像形成ユニット21で形成されたトナー像を記録紙Pに転写する転写装置27とを備えて構成されている。
The
なお、画像データ取得部は、通信インターフェイス回路70に限らず、例えば複写機やファクシミリ等の画像形成装置においては、原稿画像を取得するスキャナ装置であってもよい。
The image data acquisition unit is not limited to the
画像形成ユニット21は、上流側(図1の紙面の右側)から下流側へ向けて順次に略水平方向に配設されたイエロー用ユニット21Y、マゼンダ用ユニット21M、シアン用ユニット21C及びブラック用ユニット21Kと、これら各ユニットの下部位置に配設された露光ユニット24とを備える。これら各ユニット21Y、21M、21C、21Kは、同様の構成であり、装置本体1内における各機器に対して所定の相対的な位置関係で位置決めされて装着されている。なお、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
The image forming unit 21 includes a yellow unit 21Y, a
これら各ユニット21Y、21M、21C、21Kは、それぞれ、感光体ドラム22と、帯電器23と、現像装置25(現像部)と、クリーニング装置26とを備え、感光体ドラム22は、前後方向(図1の紙面と直交する方向)に延びるドラム軸回りに回転可能に設けられ、当該感光体ドラム22の周面に沿うように当該感光体ドラム22の直下位置から、当該感光体ドラム22の回転方向である反時計方向に向けて、帯電器23、現像装置25及びクリーニング装置26が配設されている。
Each of these
感光体ドラム22は、周面に静電潜像及びこの静電潜像に従ったトナー像(可視像)を形成させるためのものである。帯電器23は、ドラム軸回り反時計方向に回転している感光体ドラム22の周面に一様な電荷を形成させるものであり、例えば、周面が感光体ドラム22の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム22へ電荷を付与する帯電ローラを備えて構成されている。現像装置25は、感光体ドラム22の周面にトナーを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させ、これによって感光体ドラム22の周面にトナー像を形成するものである。本実施形態では、カラーに対応するために、イエロー用ユニット21Yの現像装置25Yには、イエロー(Y)のトナーが収容され、マゼンダ用ユニット21Mの現像装置25Mには、マゼンダ(M)のトナーが収容され、シアン用ユニット21Cの現像装置25Cには、シアン(C)のトナーが収容され、そして、ブラック用ユニット21Kブラックの現像装置25Kには、ブラック(K)のトナーが収容されている。現像装置25については、後にさらに詳述する。クリーニング装置26は、転写処理後の感光体ドラム22の周面に残留しているトナーを取り除いてクリーニングするためのものである。このクリーニング装置26によってクリーニングされた感光体ドラム22の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電器23へ向かうことになる。
The
露光ユニット24は、画像データに基づき強弱の付与されたレーザ光を回転している感光体ドラム22の周面に帯電器23と現像装置25との間において照射し、当該感光体ドラム22の周面に静電潜像を形成するものである。露光ユニット24は、カラーに対応するために、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各色にそれぞれ対応した各レーザ光を各ユニット21Y、21M、21C、21Kにおける各感光ドラム22Y、22M、22C、22Kに照射するように構成されている。帯電した感光体ドラム22の周面にレーザ光を照射すると、その照射された部分の電荷がレーザ光の強度に応じて消去され、これによって当該感光体ドラム22の周面に静電潜像が形成される。画像データは、通信インターフェイス回路70で受信されたコンピュータ等の外部機器からの画像信号に公知の色補正処理等の処理を施すことによって制御部60が生成した現像色のイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各画像データである。
The
転写装置27は、感光体ドラム22の周面に形成されたトナー像を記録紙Pに転写するための装置であって、中間転写ベルト271、一次転写ローラ272、駆動ローラ273、従動ローラ274及び二次転写ローラ275(転写部)を備えている。中間転写ベルト271は、無端状であり、一次転写ローラ272、駆動ローラ273及び従動ローラ274によって各ユニット21Y、21M、21C、21Kの直上位置に張架されており、駆動ローラ273の回転駆動力によって時計方向に回転可能となっている。一次転写ローラ272は、各ユニット21Y、21M、21C、21Kの各感光ドラム22Y、22M、22C、22Kに対応するようにそれぞれ設けられ、中間転写ベルト271を押さえ感光体ドラム22から中間転写ベルト271が浮き上がるのを防止するように配置されている。二次転写ローラ275は、中間転写ベルト271の外周面において駆動ローラ273に対向する位置に配置されている。
The
駆動ローラ273は、接地されている。一次転写ローラ272は、画像領域におけるトナー像が感光体ドラム22から中間転写ベルト271へ一次転写される間、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が一次転写バイアスとして印加されるようになっている。また、二次転写ローラ275は、中間転写ベルト271上のトナー像が記録紙Pへ二次転写される間、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が二次転写バイアスとして印加されるようになっている。このように本実施形態に係るプリンタ装置CPは、間接転写方式が採用されている。
The
そして、従動ローラ274の紙面右側には、中間転写ベルト用クリーニング装置276が設けられており、記録紙Pへトナー像を転写処理した後における中間転写ベルト271の表面に残留しているトナーがこの中間転写ベルト用クリーニング装置276によって取り除かれ、これによって清浄化した中間転写ベルト271が感光体ドラム22へ供給されるようになっている。
An intermediate transfer
定着部30は、制御部60の制御により、像形成部20によって転写処理の施された記録紙Pのトナー像に、加熱による定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体が装着されたヒートローラ31と、このヒートローラ31と対向して周面同士が対向配置された加圧ローラ32とを備えている。そして、転写処理後の記録紙Pは、ローラ軸回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ31と、ローラ軸回りに反時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ32との間のニップ部を通過することによって、ヒートローラ31からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。定着処理の施された記録紙Pは、搬送機構50によって排紙部40へ排出される。
The fixing
排紙部40は、定着部30で定着処理の施された記録紙Pが排紙され、この排紙された記録紙Pを貯留するものである。排紙部40は、装置本体1の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された記録紙Pを受ける排紙トレイ41が形成されている。
The
搬送機構50は、制御部60の制御により、用紙貯留部10から給紙された記録紙Pを像形成部20及び定着部30を介して排紙部40まで搬送するものである。
The
制御部60は、用紙貯留部10、像形成部20、定着部30、搬送機構50、及び通信インターフェイス回路70等に接続され、これらを当該機能に従って制御することにより、カラープリンタ装置CPの各部の制御を司るものである。そして、制御部60は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、CPUによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するROM(Read Only Memory)、CPUのいわゆるワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)及びその周辺回路等を備えて構成されている。
The
そして、制御部60は、例えばROMに記憶されたプログラムを実行することにより、紙間設定部61、トナー補給制御部62、及びニアエンド判定閾値設定部63として機能する。
The
紙間設定部61は、二次転写ローラ275で画像が転写された記録紙Pの末端が二次転写ローラ275を通過してから次の記録紙Pの先端が二次転写ローラ275に達するまでの時間間隔である紙間時間Tを、通信インターフェイス回路70で受信された画像データの印字率の増大に応じて増大し、当該印字率の減少に応じて減少する。
The paper
トナー補給制御部62は、現像装置25内のトナー濃度を予め設定された設定濃度に調節する第1トナー補給制御部、及び現像装置25内のトナー濃度がニアエンドを検出するためのニアエンド判定閾値Nthになると、現像を停止してトナーを現像装置25に補給するトナー補給制御を行う第2トナー補給制御部として機能する。
The toner
ニアエンド判定閾値設定部63は、ニアエンド判定閾値Nthを、画像データの印字率の増大に応じて濃度が薄い方向に変化させ、印字率の減少に応じて濃度が濃い方向に変化させる。
The near-end determination threshold
また、ROMには、例えば図4に示す拡大時間テーブルTBが記憶されている。拡大時間テーブルTBについては後述する。 Further, for example, an expansion time table TB shown in FIG. 4 is stored in the ROM. The expansion time table TB will be described later.
このような構成のカラープリンタ装置CPにおける画像形成動作について説明すると、まず、帯電器23によって感光体ドラム22に帯電が行われた後、露光ユニット24によって露光が行われ、静電潜像が感光体ドラム22の表面に形成される。この静電潜像は、現像装置25でトナー像化され、感光体ドラム22の表面に形成されたこのトナー像は、一次転写ローラ272に印加された転写バイアスによって中間転写ベルト271上に転写される。そして、中間転写ベルト271に転写されずに感光体ドラム22に残留した残留トナーは、クリーニング装置26によってクリーニングされ、図略の回収ボトルへ収容される。このような露光、現像及び転写の動作がイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各現像色に対して順次に行われ、中間転写ベルト271の表面には、各色のトナー像が重ねられ、中間転写ベルト271上にフルカラーのトナー像が形成される。
The image forming operation in the color printer CP having such a configuration will be described. First, the charging
フルカラーのトナー像が中間転写ベルト271に形成されると、二次転写ローラ275が中間転写ベルト271に当接され、用紙貯留部10から搬送機構50によって搬送された記録紙Pが、レジストローラ51によりタイミング調整されて転写位置まで搬送され、この記録紙Pに、二次転写ローラ275に印加された二次転写バイアスにより中間転写ベルト271に形成されたフルカラーのトナー像が転写される。そして、記録紙Pに転写されたフルカラーのトナー像は、定着部30による加熱及び加圧によって記録紙Pに定着され、記録紙Pは、排紙部40に排出される。なお、中間転写ベルト271に残留したトナーは、中間転写ベルト271の中間転写ベルト用クリーニング装置276を二次転写後の中間転写ベルト271に当接させることによってクリーニングされ、図略の回収ボトルに収容される。
When the full-color toner image is formed on the
次に、上記各ユニット21Y、21M、21C、21Kにそれぞれ備えられている現像装置25についてさらに説明する。図3は、実施形態に係る現像装置の構成を説明するための図である。図3(A)は、図3(B)におけるAA線における現像装置の側面断面図であり、図3(B)は、現像装置の構成を示す平面断面図である。なお、図3(B)では、収容室及び撹拌機の構成を分かり易くするために、便宜上マグネットローラが省略されている。
Next, the developing
図3において、現像装置25は、現像ローラ251と、マグネットローラ252と、ドクターブレード253と、撹拌機254と、トナー濃度センサ255(トナー濃度測定部)とを備えて構成される。これら現像ローラ251、マグネットローラ252、ドクターブレード253、撹拌機254及びトナー濃度センサ255は、2成分現像剤であるトナー及びキャリアを収容する収容室R(トナー収容室)を下部に備える現像装置筐体250に内装されている。
In FIG. 3, the developing
収容室Rは、長尺方向に延びる区画壁W1によってそれぞれ区画され並設される第1及び第2収容室R1、R2を備えており、区画壁W1の両端部で第1及び第2収容室R1、R2が連通されている。収容室Rの一方端上方には、2点鎖線の仮想線で示すように、トナーを貯留する図略のトナーホッパから収容室Rへトナーを補給するためのトナー補給開口256が開口されている。図3に示す収容室Rには、トナーホッパから補給されたトナーと第1及び第2撹拌機2541、2542で撹拌されるトナーとを隔てるために、第2収容室におけるトナー補給開口256の直下部分と他の部分とを区画する区画壁W2がさらに第2収容室R2に設けられている。
The storage chamber R includes first and second storage chambers R1 and R2 that are partitioned and juxtaposed by a partition wall W1 extending in the longitudinal direction, and the first and second storage chambers at both ends of the partition wall W1. R1 and R2 are connected. A
また、このトナー補給開口256とトナーホッパとの間には、トナーホッパからトナー補給開口256へトナーを搬送する図略のトナー搬送ローラが配設されている。このトナー搬送ローラは、制御部60によって制御される図略のトナーモータによって回転駆動される。このトナー搬送ローラの回転によってトナーホッパからトナー補給開口256へトナーが搬送され、トナー搬送ローラの回転速度によってトナーホッパからトナー補給開口256へ搬送される単位時間当たりのトナー量(トナー補給速度)が調整される。
Further, between the
撹拌機254は、トナーホッパから補給されたトナーを撹拌しつつマグネットローラ252へ搬送するものであり、第1及び第2収容室R1、R2にそれぞれ配設される第1及び第2撹拌機2541、2542を備えて構成されている。第1及び第2撹拌機2541、2542は、それぞれ、軸線方向に略全域においてスパイラル状(螺旋状)羽根が形成された回転軸を備えて構成されている。
The
トナー濃度センサ255は、収容室R内のトナーの濃度を測定するものであり、この測定結果の測定値(トナーレベル)を制御部60へ出力する。トナー濃度センサ255は、トナー補給開口256から所定距離離れた第1収容室R1の底部に配設されている。トナー濃度センサ255は、例えば透磁率を測る透磁率センサを備えて構成されており、トナー濃度に応じて変化する透磁率を測ることによってトナー濃度を測定するようになっている。トナー濃度センサ255のトナーレベルは、トナーが非磁性体である場合では、トナー濃度が低くなると高くなり、逆にトナー濃度が高くなると低くなる。また、トナー濃度センサ255のトナーレベルは、例えば10ビットで表され、0〜1023の値で示されている。
The
マグネットローラ252は、収容室Rからトナーを磁力により汲み上げ、この汲み上げたトナーをその外周面に被着させながら現像ローラ251の周面に搬送して供給するものである。マグネットローラ252は、第2撹拌機2542の上方(第2収容室R2の上方)に所定距離離間して第2撹拌機2542の回転軸方向で第2撹拌機2542と並設するように配設されている。マグネットローラ252は、例えば、所要数の永久磁石が埋設され、可動軸受けに対して回転することなく固定された円柱状のマグネットローラ本体と、このマグネットローラ本体の周面に回転可能に嵌合し、非磁性金属材料から成る円筒状のスリーブとを備えて構成される。
The
ドクターブレード253は、マグネットローラ252の周面に被着して形成されたトナー層の厚みを規制するブレード状の部材である。ドクターブレード253は、マグネットローラ252の周面に所定距離離間して対向配置されている。
The
現像ローラ251は、マグネットローラ252からトナーの供給を受けることによりその外周面にトナー層を形成し、このトナー層のトナーで感光体ドラム22の周面に形成された静電潜像を現像するものである。現像ローラ251は、マグネットローラ252の周面に所定距離離間して対向配置されている。
The developing
このような構成の現像装置25は、現像ローラ251が感光体ドラム22の周面に所定距離離間して対向配置されるように配置される。現像装置25では、トナー補給開口256から補給されたトナーは、第1撹拌機2541によって撹拌されつつ第1収容室R1の一方端部から他方端部へ搬送される。この第1撹拌機2541によって他方端部へ搬送されたトナーは、他方端部側で第1収容室R1と第2収容室R2とを連通する第1間隙CR1を通って第2収容室R2に導入される。この第2収容室に導入されたトナーは、第2撹拌機2542によって撹拌されつつ第2収容室R2の他方端部から一方端部へ搬送され、その一部がマグネットローラ252に供給され、残余が一方端部側で第2収容室R2と第1収容室R1とを連通する第2間隙CR2を通って第1収容室R1に戻される。このようにトナーホッパから収容室Rに供給されたトナーは、第1及び第2撹拌機2541、2542によって第1及び第2収容室R1、R2を循環し、撹拌によってキャリアと混合されて摩擦帯電したトナーの一部がマグネットローラ252に汲み上げられて消費される。そして、この第1撹拌機2541による搬送の途中でトナー濃度センサ255によってトナー濃度が測定され、トナーレベルが制御部60へ出力される。制御部60は、後述するように、トナー濃度センサ255で測定されたトナーレベルに基づいて第1及び第2収容室R1、R2におけるトナーのトナー濃度が目標値となるように、トナーホッパから補給されるトナー量を調整してトナー濃度を制御している。
The developing
ここで、第2収容室R2を搬送中に消費されて第1収容室R1に再び戻った残余のトナーのトナー濃度をより精度よく測る観点から、トナー濃度センサ255は、前記残余のトナーが第2収容室R2から第1収容室R1へ戻る箇所に配置されることが望ましいが、このような箇所に配置されると、トナー補給開口256に近くなり過ぎてトナー補給開口256に補給されたトナーのトナー濃度を直接的に測ってしまう虞がある。このため、トナー濃度センサ255は、収容室Rにおけるトナーのトナー濃度をより精度よく測定すべく、このようなトレードオフの関係にある要因を考慮した所定距離でトナー補給開口256から離れた第1収容室R1の底部に配設されている。
Here, from the viewpoint of more accurately measuring the toner concentration of the residual toner that is consumed during the conveyance in the second storage chamber R2 and returned to the first storage chamber R1, the
次に、本実施形態に係るプリンタ装置CPの動作について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタ装置CPのトナー補給動作を説明する。図5は、実施形態に係るトナー補給動作を説明するための説明図である。図5の横軸は、時間経過を示す時間軸であり、その縦軸は、トナーレベルである。 Next, the operation of the printer apparatus CP according to the present embodiment will be described. First, the toner supply operation of the printer apparatus CP according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a toner supply operation according to the embodiment. The horizontal axis in FIG. 5 is a time axis indicating the passage of time, and the vertical axis is the toner level.
図5において、カラープリンタ装置CPが起動されると、トナー補給制御部62は、誤動作を防止するために、トナー濃度センサ255からの出力を所定時間無視した後、現像の継続可能なトナー補給レベルに収容室Rにおけるトナーのトナー濃度を保持するようにトナーを収容室Rに補給する第1トナー補給工程(通常補給モード)を実行する。より具体的には、この通常補給モードでは、トナー補給制御部62は、トナー濃度センサ255の出力を監視しており、画像形成中にトナー濃度センサ255からのトナーレベルがトナー補給レベル以上になると、画像形成動作を継続しながらトナーホッパからトナーを補給する。
In FIG. 5, when the color printer device CP is activated, the toner
制御部60には、トナー濃度センサ255からのトナーレベルとトナーモータのPWM(Pulse Width Modulation)制御におけるオン時間とを対応させた補給デューティテーブルが記憶されており、トナー補給制御部62は、トナーを補給する場合に、この補給デューティテーブルを参照することによって、トナー濃度センサ255からのトナーレベルに対応するオン時間でトナーモータをPWM制御することによって、トナー濃度センサ255からのトナーレベルに応じたトナー供給速度でトナーホッパからトナー補給開口256を介して収容室Rにトナーを補給する。
The
このようにトナー補給レベルは、カラープリンタ装置CPの仕様によって要求されるレベルの画質で現像が継続可能であるように収容室Rにおけるトナーのトナー濃度を保持するための目標値である。 Thus, the toner replenishment level is a target value for maintaining the toner concentration of the toner in the storage chamber R so that the development can be continued with the image quality required by the specifications of the color printer device CP.
一方、トナーの消費にトナーの補給が追随することができなかった場合や、例えば高濃度印字等のトナーを一時に比較的大量に消費する画像を形成した場合等には、図5に示すように、トナー濃度センサ255からのトナーレベルがトナー補給レベルを越えてさらに上昇し、ニアエンド判定閾値Nthを越えるようになる。このトナーレベルがニアエンド判定閾値Nthを越えた状態が所定時間(エンプティレベル連続検知時間)継続すると、トナー補給制御部62は、通常補給モードからトリートメントモードに移行し、トリートメントを行う。
On the other hand, when the toner supply cannot follow the toner consumption, or when an image that consumes a relatively large amount of toner, such as high-density printing, is formed, as shown in FIG. In addition, the toner level from the
このトリートメントモードでは、トナー補給制御部62は、まず、現像動作を停止し、撹拌機2541,2542を動作させながらトナーホッパからトナーを補給する(AP補給)。このトナーの補給によってトナーレベルがトリートメントオフレベル以下になると、トナーホッパからトナーを補給する動作を停止して撹拌機だけ所定時間動作させる(AP補給後エージング)。
In this treatment mode, the toner
また、トリートメントモードへの移行の誤判断を防止するために、このようにトナーレベルがニアエンド判定閾値Nthを越えた状態が所定時間継続した後にトリートメントモードへ移行するように構成されている。 Further, in order to prevent erroneous determination of the transition to the treatment mode, the state in which the toner level exceeds the near-end determination threshold value Nth as described above is configured to shift to the treatment mode after continuing for a predetermined time.
ニアエンド判定閾値Nthは、収容室Rにおけるトナーがニアエンドである場合のトナー濃度に対応するトナーレベルである。ニアエンドは、トナーが無い状態又はトナーがほぼ無い状態(カラープリンタ装置CPの仕様によって要求されるレベルの画質で現像することができないトナー濃度)である。 The near-end determination threshold Nth is a toner level corresponding to the toner density when the toner in the storage chamber R is near-end. The near end is a state where there is no toner or a state where there is almost no toner (toner density that cannot be developed with an image quality of a level required by the specifications of the color printer CP).
ここで、トナー補給制御部62は、ニアエンド判定閾値Nthを、印字率の増大に応じてニアエンド判定閾値Nth1からニアエンド判定閾値Nth2へ濃度が低い方向に変化させ、印字率の減少に応じてニアエンド判定閾値Nth2からニアエンド判定閾値Nth1へ濃度が高い方向に変化させるようになっている。これは、例えば高濃度印字等のトナーを一時に比較的大量に消費する画像が形成された場合にトナー濃度センサ255のトナーレベルが急激に上昇(検出濃度は急激に低下)する場合があり、現像装置25の収容室R内におけるトナー濃度がニアエンドではないにもかかわらずニアエンドと判断され、エージング動作を実行する場合がある。このため、例えば印字率の高い高濃度印字等のトナーを一時に比較的大量に消費する画像が形成された場合には、ニアエンド判定閾値Nthを、ニアエンド判定閾値Nth1からニアエンド判定閾値Nth2へ増大させ、低濃度方向に変化させることで、このような誤動作を防止している。
Here, the toner
このトリートメントモードでは、図5に示すように、トナー補給制御部62は、まず、AP補給動作を実行する。より具体的には、このAP補給動作において、トナー補給制御部62は、現像を停止し、第1及び第2撹拌機2541、2542を動作させながらトナーホッパからトナーを補給する。
In this treatment mode, as shown in FIG. 5, the toner
次に、トナー補給制御部62は、トナー濃度センサ255からのトナーレベルがトリートメントオフレベル以下であるか否かを判断する。トリートメントオフレベルは、トナー補給レベルと、ニアエンド判定閾値Nth1との間に設定される。この判断の結果、トナー濃度センサ255からのトナーレベルがトリートメントオフレベル以下になると、制御部60は、後述のAP補給後の補給無しエージングを実行する。
Next, the toner
従って、トナー補給制御部62は、収容室Rにおけるトナーのトナー濃度がトリートメントオフレベル以下になるまで、AP補給動作を継続して、現像を停止して撹拌を行いながらトナーを収容室Rに補給する第2トナー補給工程を実行する。
Accordingly, the toner
そして、このAP補給動作によるトナーの補給によってトナー濃度センサ255からのトナーレベルが低下して行き、トナー濃度センサ255からのトナーレベルがトリートメントオフレベル以下になると、制御部60は、現像を停止して撹拌を行う第1トナー撹拌工程(AP補給後の補給無しエージング)を第1所定時間の間実行する。より具体的には、このAP補給後の補給無しエージングにおいて、制御部60は、トナーホッパからトナーを補給する動作を停止して(即ち、トナーモータの駆動を停止して)第1及び第2撹拌機2541、2542だけ第1所定時間動作させる。この第1所定時間は、例えば、トナーが収容室Rを循環して1周する1周時間の半分の時間以上に設定される。
Then, when the toner level from the
この第1所定時間が経過すると、次に、トナー補給制御部62は、現像を停止して撹拌を行いながら収容室Rにトナーを補給する第2トナー撹拌工程(AP補給後の補給有りエージング)第2所定時間の間を実行する。より具体的には、このAP補給後の補給有りエージングにおいて、トナー補給制御部62は、トナー濃度センサ255からのトナーレベルに応じたトナー補給速度でトナーホッパからトナーを補給しながら(即ち、トナーモータを駆動しながら)第1及び第2撹拌機2541、2542を第2所定時間動作させる。この第2所定時間は、例えば、トナーが収容室Rを循環して1周する1周時間以上に設定される。
When the first predetermined time has elapsed, the toner
この第2所定時間が経過すると、次に、トナー補給制御部62は、現像を停止して撹拌を行う第1トナー撹拌工程(AP補給後の補給無しエージング)を第1所定時間の間実行する。このように第1トナー撹拌工程と第2トナー撹拌工程が交互に実行される。
When the second predetermined time has elapsed, the toner
そして、第1所定時間が経過すると、トナー補給制御部62は、トリートメントモードを終了し、画像形成動作を再開し、通常補給モードでトナーを補給する。なお、上述の実施形態では、トナーは、非磁性体であるが、磁性体でもよい。
When the first predetermined time elapses, the toner
次に、本実施形態に係るプリンタ装置CPの画像形成動作について説明する。図5に示すトナー補給動作は、画像形成動作と平行して実行されている。図6は、図1に示すプリンタ装置CPの画像形成動作の一例を示すフローチャートである。 Next, an image forming operation of the printer device CP according to the present embodiment will be described. The toner supply operation shown in FIG. 5 is performed in parallel with the image forming operation. FIG. 6 is a flowchart showing an example of an image forming operation of the printer apparatus CP shown in FIG.
まず、例えばコンピュータ等の外部機器から、LAN71を介して通信インターフェイス回路70によって、印刷対象の原稿の画像を表す画像データが取得される(ステップS1)。次に、紙間設定部61によって、拡大時間Teが500msecに設定されると共に、設定枚数を計数するための変数nが例えば4に設定される(ステップS2)。
First, image data representing an image of a document to be printed is acquired from an external device such as a computer by the
紙間時間Tは、最短の紙間時間として予め設定された最短紙間時間Tsに、拡大時間Teが加算されて得られるようになっている。最短紙間時間Tsは、例えば像形成部20の画像形成速度に応じて設定され、例えば100msecにされている。すなわち、拡大時間Teが500msecに設定されると、紙間時間Tは、最短紙間時間Tsより長い600msec(初期紙間時間)に設定される。
The paper interval time T is obtained by adding the enlargement time Te to the shortest paper interval time Ts preset as the shortest paper interval time. The shortest paper interval time Ts is set according to the image forming speed of the
次に、ニアエンド判定閾値設定部63によって、ニアエンド判定閾値Nthが、ニアエンド判定閾値Nth1である例えば600に設定される(ステップS3)。
Next, the near end determination threshold
次に、制御部60からの制御信号に応じて、用紙貯留部10に収容されている記録紙Pが像形成部20へ搬送される。そして、像形成部20において、通信インターフェイス回路70により受信された画像データに基づき中間転写ベルト271に形成された、1ページ分のトナー像が、二次転写ローラ275によって記録紙Pに転写され、定着部30で定着されて排紙トレイ41へ排出される。そして、当該記録紙Pの末端が二次転写ローラ275を通過してから、次の記録紙Pの先端が二次転写ローラ275に達するまでの時間が、紙間時間Tになるように、用紙貯留部10に収容されている次の記録紙Pが搬送機構50によって搬送され、レジストローラ51でタイミング調整が行われる(ステップS4)。
Next, in response to a control signal from the
この場合、初期状態において紙間時間Tが、最短紙間時間Tsより長い600msec(初期紙間時間)に設定されているので、画像データの1枚目から印字率が高く、トナー消費が多い場合であっても、紙間時間Tが最短紙間時間Tsより長い600msec(初期紙間時間)に設定されていることによって、最初の1枚目の画像形成が実行された後に次の画像形成が実行されるまでの時間が増大される結果、トナー補給制御部62によるトナー補給処理を行う時間が確保され、現像装置へのトナー補給が間に合わなくなるおそれを低減することができる。
In this case, since the paper interval time T is set to 600 msec (initial paper interval time) longer than the shortest paper interval time Ts in the initial state, the printing rate is high from the first image data and the toner consumption is high. Even so, since the paper interval time T is set to 600 msec (initial paper interval time) longer than the shortest paper interval time Ts, the next image formation is performed after the first image formation of the first sheet is executed. As a result of increasing the time until execution, a time for performing the toner replenishment processing by the toner
次に、紙間設定部61によって、ステップS4で画像形成に用いられた1ページ分の画像データにおけるすべてのドットのうちで、トナーを載せるドットの個数の割合が印字率として算出される(ステップS5)。
Next, the sheet
次に、紙間設定部61によって、印字率が20%以上であるか否かが確認され、印字率が20%以上(ステップS6でYES)であれば印字率が高いと判断されて紙間時間Tを増大させるべくステップS7へ移行する一方、印字率が20%に満たなければ(ステップS6でNO)印字率が低いと判断されて紙間時間Tを減少させるか否か判定するべくステップS13へ移行する。この場合、20%は、請求項における第1,第2印字率の一例に相当している。
Next, the paper
第1印字率は、例えばトナーが比較的大量に消費されて、画像形成動作と平行して動作しているトナー補給制御部62のトナー補給が間に合わなくなるおそれのある印字率が、予め設定される。また、第2印字率は、トナーが比較的大量に消費されて、トナー濃度センサ255のトナーレベルが急激に上昇し、トナー補給制御部62によって誤ってニアエンドと判断されるおそれのある印字率が、予め設定される。この場合、第1及び第2印字率が、共に20%に設定されている例を示しているが、第1印字率と第2印字率とを異なる印字率に設定してもよい。
The first printing rate is set in advance, for example, so that a relatively large amount of toner is consumed, and the toner supply of the toner
次に、ステップS7において、紙間設定部61によって変数nが0に設定される。次いで、紙間設定部61によって、図4に示す拡大時間テーブルTBに基づいて、印字率に対応する拡大時間Teが設定される(ステップS8)。
Next, in step S7, the variable n is set to 0 by the sheet
図4に示す拡大時間テーブルTBには、印刷性能が、1分間に20枚印刷できる20枚機、1分間に25枚印刷できる25枚機、及び1分間に32枚印刷できる32枚機の3通りの機種について、印字率、拡大時間Te、及び印刷速度が対応付けて記憶されている。図4に示す拡大時間テーブルTBでは、例えば印刷速度が速い機種ほど、拡大時間Teが大きくなるようになっている。なお、拡大時間テーブルTBは、複数種類の印刷性能に対応する必要はなく、また、印字率に対応する印刷速度を含んでいなくてもよく、該当する印刷性能のプリンタ装置、例えば20枚機のプリンタ装置CPにおける印字率と拡大時間Teとが対応付けて記憶されていればよい。 In the enlarged time table TB shown in FIG. 4, the printing performance is 3 of 20 sheets capable of printing 20 sheets per minute, 25 sheets capable of printing 25 sheets per minute, and 32 sheets capable of printing 32 sheets per minute. For each model, the printing rate, the enlargement time Te, and the printing speed are stored in association with each other. In the enlargement time table TB shown in FIG. 4, for example, the enlargement time Te becomes longer as the model has a higher printing speed. Note that the expansion time table TB does not need to correspond to a plurality of types of printing performance, and does not need to include a printing speed corresponding to the printing rate. For example, a 20-sheet printer having the corresponding printing performance may be included. It is only necessary that the print rate and the enlargement time Te in the printer apparatus CP are stored in association with each other.
また、拡大時間テーブルTBには、印字率が10%刻みで段階的に、印字率の増大に応じて拡大時間Teが増大するように印字率と拡大時間Teとが対応付けられているので、紙間設定部61は、拡大時間テーブルTBに基づいて印字率に対応する拡大時間Teを設定することで、紙間時間Tを、画像データの印字率の増大に応じて増大し、当該印字率の減少に応じて減少することになる。
In addition, since the enlargement time table TB associates the print rate with the enlargement time Te so that the enlargement time Te increases in accordance with the increase in the print rate step by step in increments of 10%. The paper
なお、ステップS8において、拡大時間テーブルTBを用いず、拡大時間Teを予め設定された時間、例えば1000msecに設定するようにしてもよい。これにより、拡大時間テーブルTBを参照して拡大時間Teを選択する処理が不要となり、ステップS6における、印字率が20%以上であるか否かの判断結果に基ついて、拡大時間Teを設定することができるので、ステップS8の処理を簡素化することができる。 In step S8, the expansion time Te may be set to a preset time, for example, 1000 msec, without using the expansion time table TB. This eliminates the need for selecting the enlargement time Te with reference to the enlargement time table TB, and sets the enlargement time Te based on the determination result in step S6 as to whether the printing rate is 20% or more. Therefore, the process of step S8 can be simplified.
次に、ニアエンド判定閾値設定部63によって、ニアエンド判定閾値Nthが増大されてニアエンド判定閾値Nth2である650に設定される(ステップS9)。これにより、ステップS6において、印字率が20%(第2印字率)以上になり、トナーが比較的大量に消費されてトナー補給制御部62によって誤ってニアエンドと判断されるおそれのある場合に、ニアエンド判定閾値設定部63によって、ニアエンド判定閾値Nthが増大されて600(ニアエンド判定閾値Nth1)から650(ニアエンド判定閾値Nth2)に増大される結果、誤って上述のトリートメントモードに移行することが低減される。
Next, the near-end determination threshold
次に、紙間設定部61によって、通信インターフェイス回路70により取得された画像データに、次ページの画像データが含まれているか否かが確認され(ステップS10)、次ページがなければ(ステップS10でNO)画像形成動作を終了する一方、次ページが残っていれば(ステップS10でYES)、最短紙間時間Tsに拡大時間Teが加算されて紙間時間Tが算出、設定されて(ステップS11)、再びステップS4へ移行し、その前のページが画像形成された記録紙Pの末端が二次転写ローラ275を通過してから、次の記録紙Pの先端が二次転写ローラ275に達するまでの時間が、新たに設定された紙間時間Tになるように、用紙貯留部10に収容されている次の記録紙Pが搬送機構50によって搬送され、レジストローラ51でタイミング調整が行われる(ステップS4)。
Next, the paper
この場合、印字率が高く、トナー消費量が増大するほど紙間時間Tが増大されて、1ページ分の画像形成が実行された後に次の画像形成が実行されるまでの時間が増大される結果、トナー補給制御部62によるトナー補給処理を行う時間が増大され、現像装置へのトナー補給が間に合わなくなるおそれを低減することができる。また、印字率の増減、すなわち1ページ分のトナー消費量の増減に応じて、紙間時間Tが調節され、トナー補給処理を行う時間が増減されるので、収容室R内のトナー濃度の変動が低減される。
In this case, as the printing rate is higher and the toner consumption is increased, the paper interval time T is increased, and the time until the next image formation is executed after the image formation for one page is executed is increased. As a result, the time for performing the toner replenishment process by the toner
次に、ステップS6において、印字率が20%に満たなかった場合(ステップS6でNO)、紙間設定部61によって、拡大時間Teがゼロか否かが確認され(ステップS13)、拡大時間Teがゼロであれば(ステップS13でYES)、これ以上拡大時間Teを小さくすることはできないので拡大時間Teを変更することなくステップS14へ移行し、拡大時間Teがゼロでなければ(ステップS13でNO)、印字率が20%に満たない状態で画像形成された枚数、すなわち二次転写ローラ275によって記録紙Pにトナー像が転写される枚数を確認するべくステップS15へ移行する。
Next, in step S6, when the printing rate is less than 20% (NO in step S6), the paper
次に、ステップS14において、ニアエンド判定閾値設定部63によって、ニアエンド判定閾値Nthが600(ニアエンド判定閾値Nth1)に設定され(ステップS14)、ステップS10へ移行する。これにより、一時的なトナー消費の増大によるニアエンドの誤検出が生じることを避けるべく、ニアエンド判定閾値Nthが増大されて650(ニアエンド判定閾値Nth2)に設定されている場合であっても、印字率が20%(第2印字率)未満に減少すると、ニアエンド判定閾値Nthが600に減少されるので、通常の画像濃度でのトナー消費の際に、ニアエンド判定閾値Nthが増大されたままになって、ニアエンドの検出が遅れてしまうことを低減することができる。
Next, in step S14, the near end determination threshold
また、ステップS13において、拡大時間Teがゼロでなければ(ステップS13でNO)、ステップS15において紙間設定部61によって変数nに1加算され、印字率が20%未満に減少した状態の画像データに基づき画像形成された枚数が計数される。次いで、紙間設定部61によって、変数nと4とが比較され(ステップS16)、変数nが4より大きく、従って印字率が20%に満たない状態で4枚以上連続して画像形成されている場合(ステップS16でYES)に、拡大時間Teがゼロに設定されて紙間時間Tが減少され(ステップS17)、さらにニアエンド判定閾値Nthが600に減少され(ステップS14)、ステップS10へ移行する。ステップS10以降の動作については、上述した通りであるのでその説明を省略する。
In step S13, if the enlargement time Te is not zero (NO in step S13), 1 is added to the variable n by the paper
一方、ステップS16において、変数nが4以下であり、従って印字率が20%に満たない状態で4枚以上連続して画像形成されていない場合(ステップS16でYES)、拡大時間Teを変化させることなくステップS18へ移行する。 On the other hand, in step S16, if the variable n is 4 or less, and therefore the image rate is less than 20% and four or more images are not continuously formed (YES in step S16), the enlargement time Te is changed. Without proceeding to step S18.
これにより、例えば印字率が20%未満になった場合(ステップS6でNO)、ステップS15,S16の処理を行わずに即座に拡大時間Teをゼロにしてトナー消費量を増大させると、トナー補給制御部62による収容室R内のトナー濃度調節が間に合わず、トナー濃度が低下してしまうおそれがある。しかし、プリンタ装置CPでは、印字率が20%未満になった場合(ステップS6でNO)であっても、ステップS15,S16の処理により、印字率が20%に満たない状態で4枚以上連続して画像形成されるのを待ってから、拡大時間Teがゼロにされるので、トナー補給制御部62による収容室R内のトナー濃度調節時間を確保することができる。
As a result, for example, when the printing rate becomes less than 20% (NO in step S6), the toner replenishment is performed by immediately increasing the toner consumption by setting the enlargement time Te to zero without performing the processing of steps S15 and S16. The control of the toner density in the storage chamber R by the
また、印字率が20%以上の範囲内(ステップS6でYES)では、拡大時間Teを減少させることによる収容室R内のトナー濃度への影響が少ないので、ステップS8において拡大時間テーブルTBに従い、拡大時間Teが減少される場合には、設定枚数以上連続して画像形成されるのを待つことなく拡大時間Teが減少され、印字速度が向上されるようになっている。 Further, when the printing rate is in the range of 20% or more (YES in step S6), the toner concentration in the storage chamber R is less affected by reducing the enlargement time Te. Therefore, in step S8, the enlargement time table TB is followed. When the enlargement time Te is reduced, the enlargement time Te is reduced without waiting for continuous image formation for a set number of sheets or more, and the printing speed is improved.
また、画像形成を開始した最初の1枚目については、ステップS2において初期値として変数nに4が代入されているので、印字率が20%未満であった場合(ステップS6でNO)には、ステップS15で1加算されてnが5となり、ステップS16でnが4より大きい(ステップS16でYES)と判断されて、設定枚数の画像形成を待つことなく拡大時間Teがゼロにされ、紙間時間Tが最短紙間時間Tsにされる。これにより、画像形成を開始した1枚目において、紙間時間TがステップS2において初期値として増大されている場合には、印字率が20%未満であった場合に設定枚数の画像形成を待つことなく即座に紙間時間Tを最短紙間時間Tsにすることができるので、不必要に紙間時間Tを増大させて印字速度を低下させることが低減される。 For the first sheet on which image formation has started, 4 is substituted for the variable n as an initial value in step S2, so if the printing rate is less than 20% (NO in step S6). In step S15, 1 is added and n becomes 5. In step S16, it is determined that n is larger than 4 (YES in step S16), and the enlargement time Te is set to zero without waiting for the set number of images to be formed. The interval time T is set to the shortest sheet interval time Ts. As a result, when the sheet interval time T is increased as an initial value in step S2 on the first sheet on which image formation has started, waiting for image formation for a set number of sheets when the printing rate is less than 20%. Since the inter-paper time T can be immediately set to the shortest inter-paper time Ts without any increase, the decrease in the printing speed by unnecessarily increasing the inter-paper time T is reduced.
なお、設定枚数が4の場合を示したが、設定枚数は、トナー補給制御部62による収容室R内のトナー濃度調節時間が確保できる枚数を、適宜設定すればよい。
Although the case where the set number of sheets is four is shown, the set number of sheets may be set as appropriate so that the toner
次に、ステップS18において、拡大時間Teはゼロにされずに紙間時間Tが増大された状態になっているので、ニアエンド判定閾値設定部63によってニアエンド判定閾値Nthが650に維持されたままステップS10へ移行する。ステップS10以降の動作については、上述した通りであるのでその説明を省略する。
Next, in step S18, since the enlargement time Te is not set to zero and the sheet interval time T is increased, the near-end determination threshold
1 装置本体
20 像形成部
21 画像形成ユニット
21C シアン用ユニット
21K ブラック用ユニット
21M マゼンダ用ユニット
21Y イエロー用ユニット
22 感光体ドラム
23 帯電器
24 露光ユニット
25 現像装置
25C 現像装置
25K 現像装置
25M 現像装置
25Y 現像装置
27 転写装置
30 定着部
40 排紙部
50 搬送機構
60 制御部
61 紙間設定部
62 トナー補給制御部
63 ニアエンド判定閾値設定部
70 通信インターフェイス回路
275 二次転写ローラ
CP プリンタ装置
P 記録紙
R,R1,R2 収容室
T 紙間時間
TB 拡大時間テーブル
Te 拡大時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus
Claims (7)
記録紙を収容する紙収容部と、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室内のトナー濃度を予め設定された設定濃度に調節する第1トナー補給制御部と、
前記トナー収容室に収容されているトナーを感光体ドラムに供給することによって、前記画像データ取得部により取得された画像データに基づき当該感光体ドラムに形成されている静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像部と、
前記トナー像を記録紙に転写する転写部と、
前記紙収容部に収容された記録紙を、前記転写部へ搬送する搬送機構と、
前記搬送機構によって前記転写部へ搬送される記録紙と次の記録紙との間隔である紙間時間を、前記画像データ取得部により取得された画像データにおける印字率の増大方向の変化に対して増大させ、当該印字率の減少方向の変化に対して減少させる紙間設定部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image data acquisition unit for acquiring image data representing an image;
A paper container for storing recording paper;
A toner storage chamber for storing toner;
A first toner replenishment control unit that adjusts the toner concentration in the toner storage chamber to a preset concentration;
By supplying the toner stored in the toner storage chamber to the photosensitive drum, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum is developed based on the image data acquired by the image data acquisition unit, A developing unit for forming a toner image;
A transfer portion for transferring the toner image to a recording paper;
A transport mechanism for transporting the recording paper stored in the paper storage unit to the transfer unit;
The inter-sheet time, which is the interval between the recording sheet conveyed to the transfer unit by the conveyance mechanism and the next recording sheet, with respect to the change in the increasing direction of the printing rate in the image data acquired by the image data acquisition unit An image forming apparatus, comprising: a paper gap setting unit that increases and decreases a change in the printing rate in a decreasing direction.
を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The paper gap setting unit determines that the printing rate has increased when the printing rate exceeds a preset first printing rate, and the printing rate decreases when the printing rate is less than the first printing rate. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is determined to have performed.
を特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。 The paper gap setting unit sets the paper gap time when a toner image based on the image data in a state where the printing rate is reduced is transferred to the recording paper by the transfer unit for a preset number of sheets. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus decreases.
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The paper interval setting unit sets an initial paper interval time longer than the shortest paper interval time preset as the shortest paper interval time as an initial value of the paper interval time. The image forming apparatus according to claim 1.
を特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 In the case where the sheet interval time is the initial sheet interval time as the initial value, the sheet interval setting unit, when the printing rate decreases, does not wait for the set number of sheets to be transferred without waiting for the sheet interval time. The image forming apparatus according to claim 4, wherein
前記トナー濃度測定部で測定されたトナー濃度がニアエンドを検出するためのニアエンド判定閾値になると、前記現像を停止してトナーを前記トナー収容室に補給する第2トナー補給制御部と、
前記ニアエンド判定閾値を、前記印字率の増大に応じて濃度が低い方向に変化させ、前記印字率の減少に応じて濃度が高い方向に変化させるニアエンド判定閾値設定部とをさらに備えること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A toner concentration measuring unit for measuring the toner concentration of the toner in the toner storage chamber;
A second toner replenishment control unit configured to stop the development and replenish toner to the toner storage chamber when the toner concentration measured by the toner concentration measurement unit becomes a near-end determination threshold for detecting near-end;
A near-end determination threshold value setting unit that changes the near-end determination threshold value in a direction in which the density decreases in accordance with an increase in the printing rate and changes in a direction in which the density increases in response to a decrease in the printing rate. The image forming apparatus according to claim 1.
を特徴とする請求項6記載の画像形成装置。 The near-end determination threshold value setting unit determines that the printing rate has increased when the printing rate exceeds a preset second printing rate, and when the printing rate is less than the second printing rate, the printing rate is The image forming apparatus according to claim 6, wherein the image forming apparatus is determined to have decreased.
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