JP2008310111A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、ロータリー式の現像ユニットにトナーを初期インストールする方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine, and more particularly to a method for initially installing toner in a rotary developing unit.
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置において使用される現像装置は、現像剤にトナーとキャリアとを使用した二成分現像方式、又はキャリアを使用せずにトナーのみを使用した一成分現像方式のものが知られている。 Development devices used in image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and composite machines using electrophotography use a two-component development system that uses toner and carrier as a developer, or a carrier. A one-component developing system using only toner is known.
一成分現像方式は、現像装置本体内に収容されたトナーを供給ローラにより現像ローラ表面に送り込み、この現像ローラに規制部材を圧接させてトナー量を規制すると共に摩擦帯電させ、現像ローラを回転させてトナーを像担持体と対面する現像領域に導いて像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像ローラ表面に残ったトナーは供給ローラによって現像ローラ表面から離脱させると共に新たなトナーを現像ローラに供給するものである。この方式では、トナー濃度の制御が容易でキャリア粒子との混合、攪拌が不要であるため現像装置の小型化が容易であり、現像剤中に磁性粉を含まないため色重ねが可能となる。従って、特に小型のカラープリンタに最も適した現像方式といえる。 In the one-component development method, the toner contained in the main body of the developing device is sent to the surface of the developing roller by a supply roller, and a regulating member is pressed against the developing roller to regulate the amount of toner and frictionally charge, and the developing roller is rotated. The electrostatic latent image formed on the image carrier is developed by guiding the toner to the development area facing the image carrier, and the toner remaining on the surface of the development roller is separated from the surface of the development roller by the supply roller and newly developed. The toner is supplied to the developing roller. In this method, the toner concentration can be easily controlled, and mixing and stirring with carrier particles is unnecessary, so that the developing device can be easily downsized, and the developer does not contain magnetic powder, so that color superposition is possible. Therefore, it can be said that the developing system is most suitable for a small color printer.
この一成分現像方式を用いたカラー画像形成装置として、使用する色数分のカートリッジ式の現像装置を回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに支持させ、各色に対応したトナー供給部の現像ローラを、像担持体に順次対面させるようにしたロータリー式の現像ユニットを備えた画像形成装置が開発されている。 As a color image forming apparatus using this one-component developing method, a cartridge type developing device corresponding to the number of colors to be used is supported on a cylindrical rotary rack configured to be rotatable, and development of a toner supply unit corresponding to each color is performed. There has been developed an image forming apparatus including a rotary developing unit in which rollers are sequentially opposed to an image carrier.
ところで、一成分現像方式では、現像ローラに規制部材や供給ローラを当接させているため、初期駆動時における部材間の摩擦によるダメージの発生を防止する必要がある。そのため、通常は装置本体或いは現像ユニット出荷時に、現像ローラ上にトナー層を形成可能な量のトナー(以下、初期充填トナーという)が予め充填されている。 By the way, in the one-component developing system, since the regulating member and the supply roller are brought into contact with the developing roller, it is necessary to prevent the occurrence of damage due to friction between the members during the initial driving. For this reason, normally, at the time of shipment of the apparatus main body or the developing unit, an amount of toner capable of forming a toner layer on the developing roller (hereinafter referred to as initial filling toner) is filled in advance.
また、現像装置にトナーを追加補給して使用するタイプの場合、装置の初期駆動時に現像ユニット内の各色の現像装置に所定量のトナー補給(初期トナーインストール)を行う必要がある。この場合、現像装置に設けられたトナー量検知手段により現像装置内に充填されたトナー量を検知してトナー補給の要否或いは補給終了を判断する。 In the case of a type in which toner is additionally supplied to the developing device, it is necessary to supply a predetermined amount of toner (initial toner installation) to each color developing device in the developing unit when the device is initially driven. In this case, the toner amount detecting means provided in the developing device detects the amount of toner filled in the developing device, and determines whether or not toner replenishment is necessary or not.
しかしながら、装置本体或いは現像ユニット出荷時の輸送状態や保管環境等により、初期充填トナーの現像装置内での片寄りやブロッキング等が発生することがある。その結果、初期トナーインストール時にトナー量検知手段の誤検知が発生し易くなり、過充填や充填不足等のトナー補給不良を引き起こすという問題点があった。 However, deviation or blocking of the initially filled toner in the developing device may occur depending on the transportation state or storage environment at the time of shipment of the apparatus main body or the developing unit. As a result, there is a problem that erroneous detection of the toner amount detecting means is likely to occur at the time of initial toner installation, resulting in toner replenishment failure such as overfilling or underfilling.
ロータリー式の現像ユニットにおいてトナーのブロッキングを防止する方法としては、例えば特許文献1に、所定枚数の単色印刷を行った後にロータリー式の現像ユニットを一定回数回転させることにより、トナーのブロッキングや熱による劣化を防止する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1の方法では、印刷動作時において長時間不使用である現像装置内のトナーの劣化は防止できるものの、装置本体の輸送後における初期充填トナーの片寄りやブロッキングを防止できず、初期インストール時におけるトナー補給不良の発生を防止する方法として適当なものではなかった。
However, in the method of
本発明は、上記問題点に鑑み、現像装置内での初期充填トナーの片寄りやブロッキングが発生した場合においても、初期トナーインストール不良の発生を効果的に防止できるロータリー現像方式の画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a rotary developing type image forming apparatus that can effectively prevent the occurrence of initial toner installation failure even when the initial filling toner is offset or blocked in the developing device. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために本発明は、現像剤が収容された複数の現像装置を回転体の周方向に沿って配設して成るロータリー式の現像ユニットと、該現像ユニット内の現像装置にトナーを追加補給するトナー補給手段と、を備え、前記現像ユニットの回転によりいずれかの現像装置を像担持体に対向する位置に移動させて像担持体上の静電潜像の現像を行う画像形成装置において、前記各現像装置内には、予め所定量のトナーが初期充填されており、前記トナー補給手段による初回のトナー補給動作以前に、前記現像ユニットの回転動作と、該回転動作に続く前記各現像装置の駆動とを1サイクルとするトナーインストールモードを少なくとも1回実行することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rotary developing unit in which a plurality of developing devices containing a developer are arranged along the circumferential direction of a rotating body, and a developing device in the developing unit. An image for developing an electrostatic latent image on the image carrier by moving any one of the developing devices to a position facing the image carrier by rotation of the developing unit. In the forming apparatus, each developing device is preliminarily filled with a predetermined amount of toner, and before the first toner replenishing operation by the toner replenishing means, the developing unit is rotated and the rotational operation is continued. The toner installation mode in which the driving of each developing device is one cycle is executed at least once.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナーインストールモードにおける前記現像ユニットの回転速度は、画像形成時の回転速度よりも高速であることを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the rotation speed of the developing unit in the toner installation mode is higher than the rotation speed at the time of image formation.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナーインストールモード1サイクル中の前記現像ユニットの回転回数を2回以下、前記各現像装置の駆動時間を5秒以上10秒以下とし、サイクルの繰り返し回数を4回以下としたことを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the number of rotations of the developing unit in one cycle of the toner installation mode is set to 2 times or less, and the driving time of each developing device is set to 5 seconds to 10 seconds. The number of repetitions is 4 or less.
本発明の第1の構成によれば、現像ユニットの回転動作と各現像装置の駆動とを併用したトナーインストールモードを実行して現像装置内の初期充填トナーを分散させることにより、現像装置のみを駆動して初期充填トナーを分散させる場合に比べて現像装置の連続駆動時間を短縮することができ、現像ユニットの回転動作により現像装置内のトナーが循環して一部のトナーへの機械的ストレスの集中が抑制される。また、現像ユニットのみを回転させて初期充填トナーを分散させる場合に比べてユニット回転回数を減らすことができる。従って、現像装置の連続駆動に伴うトナーの劣化及び現像ユニットの回転に伴う騒音の発生を同時に抑制しつつ、初期インストール時におけるトナー補給不良の発生を効果的に防止することができる。 According to the first configuration of the present invention, only the developing device is obtained by executing the toner installation mode in which the rotation operation of the developing unit and the driving of each developing device are used together to disperse the initial filling toner in the developing device. The continuous drive time of the developing device can be shortened compared with the case where the initial filling toner is dispersed by driving, and the toner in the developing device circulates due to the rotation operation of the developing unit, and mechanical stress on some toners Concentration is suppressed. Further, the number of unit rotations can be reduced as compared with the case where only the developing unit is rotated to disperse the initial filling toner. Accordingly, it is possible to effectively prevent the occurrence of toner replenishment failure at the time of initial installation while simultaneously suppressing the deterioration of the toner accompanying the continuous driving of the developing device and the generation of noise accompanying the rotation of the developing unit.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、トナーインストールモードにおける現像ユニットの回転速度を、画像形成時の回転速度よりも高速とすることにより、現像装置内のトナーをより効率的に攪拌可能となり、回転時間も短縮できる。 According to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the developing unit is rotated at a rotational speed higher than the rotational speed at the time of image formation in the toner installation mode. The toner in the apparatus can be stirred more efficiently, and the rotation time can be shortened.
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成の画像形成装置において、トナーインストールモード1サイクル中の現像ユニットの回転回数を2回以下、各現像装置の駆動時間を5秒以上10秒以下とし、サイクルの繰り返し回数を4回以下とすることにより、ユニット回転に伴う騒音や現像装置の駆動によるトナーの劣化を抑えつつ、十分なトナー分散効果を得ることができる必要十分な実行条件となる。 According to the third configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first or second configuration, the number of rotations of the development unit in one cycle of the toner installation mode is 2 times or less, and the drive time of each development device. Is set to 5 seconds or more and 10 seconds or less, and the number of cycle repetitions is set to 4 times or less, so that a sufficient toner dispersion effect can be obtained while suppressing noise caused by unit rotation and toner deterioration due to driving of the developing device. Necessary and sufficient execution conditions.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明に係るロータリー現像式のカラープリンタの内部構造を示す側面断面図である。カラープリンタ100では、画像形成動作を行う場合、装置本体内において、図中反時計回りに回転する感光体ドラム1が帯電ユニット2により一様に帯電され、図示しないパーソナルコンピュータ等から送信された原稿画像データに基づく露光ユニット3からのレーザビームにより感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing an internal structure of a rotary developing type color printer according to the present invention. In the
感光体ドラム1の近傍には現像剤(以下、トナーという)を感光体ドラム1上に供給するロータリー式の現像ユニット4が配置されている。現像ユニット4は、回転可能なロータリーラック内に現像装置とトナー容器が一体化されたシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色の現像カートリッジ4a、4b、4c及び4dが周方向において等間隔に搭載されており、現像カートリッジ4a〜4dを感光体ドラム1に対向する位置(以下、ホームポジションという)に順次回転移動させることにより、感光体ドラム1上の静電潜像にトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。現像カートリッジ4a〜4dへのトナー補給(トナーインストール)はトナーカートリッジ5から行われる。トナーを補給する際、トナーカートリッジ5の補給パイプ5aは図1の太線の位置まで伸びる。
A rotary developing
感光体ドラム1の下方にはトナー像が転写される中間転写ベルト6が配置されており、感光体ドラム1に当接しながら図示しない駆動手段により図中時計回りに回転する。中間転写ベルト6には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。
An
ユーザによりカラー画像の形成が入力されると、現像装置4aがホームポジションに配置され、所定のタイミングにより感光体ドラム1上にシアンのトナー像の形成を行う。そして、中間転写ベルト6に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラ7aにより感光体ドラム1上のシアンのトナー像が中間転写ベルト6上に転写される。その後、感光体ドラム1の表面に残留したトナーがクリーニングユニット8により除去され、現像ユニット4は所定量(ここでは90°)回転して現像装置4bがホームポジションに移動し、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム1上に形成され、中間転写ベルト6上に転写される。
When the user inputs a color image formation, the developing
以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム1によってそれぞれイエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト6上に転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。7bは中間転写ベルト6の下部に位置する二次転写ローラである。
Thereafter, yellow and black toner images are transferred onto the
上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト6に向けて、給紙カセット9aと、その上方に設けられる手差しトレイ(スタックバイパス)9bとから成る給紙機構9より用紙が給紙ローラ10及びレジストローラ対11を経由して搬送され、二次転写ローラ7bにより中間転写ベルト6の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は用紙搬送路12に沿って定着ローラ対13aを有する定着部13に搬送されてトナー像が定着される。定着部13を通過した用紙は、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。用紙の片面のみに画像を形成する場合は、そのまま用紙搬送路15及び排出ローラ対16を介して排出トレイ17上に排出される。
A sheet is fed from a
一方、用紙の両面に画像を形成する場合は、定着部13を通過した用紙は用紙搬送路15内のフィードローラ18により搬送方向を下方向に切り換えられた後、分岐部14において画像面を上向きにして用紙再搬送路19へ振り分けられ、さらに反転ローラ20及びレジストローラ対11を経由して画像面が下向きの状態で二次転写ローラ7bに再搬送される。中間転写ベルト6上に形成された次の画像が、二次転写ローラ7bにより用紙の画像が形成されていない面に転写され、定着部13に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラ対16より排出トレイ17上に排出される。
On the other hand, when images are formed on both sides of the paper, the paper that has passed through the
図2は、本発明の現像装置の側面断面図である。なお、以下の説明では、図1の感光体ドラム1と相対する現像装置4aの構成及び動作について説明するが、現像装置4b〜4dの構成及び動作については基本的に同様であるので説明は省略する。
FIG. 2 is a side sectional view of the developing device of the present invention. In the following description, the configuration and operation of the developing
図2に示すように、現像装置4aは、樹脂製の現像容器20内に、トナーが収納されるトナー攪拌部21と、トナー攪拌部21からトナーが供給されるトナー供給部22とが設けられている。トナー攪拌部21及びトナー供給部22は境界壁23によって仕切られており、境界壁23には開口部23aが形成されている。開口部23aは境界壁23の長手方向(図の紙面方向)の複数箇所に設けられ、トナー攪拌部21とトナー供給部22との間でトナーを行き来させることができる。
As shown in FIG. 2, the developing
トナー攪拌部21内には、回転軸にPETフィルムなどの攪拌羽根を貼り付けた撹拌パドル24が図2において反時計回りに回転可能に軸支されている。トナー供給部22内には、潜像が形成される感光体ドラム(図1参照)と対面し、その潜像を現像するための現像ローラ25、現像ローラ25にトナーを供給するためのトナー供給ローラ26、現像ローラ25上のトナー層厚を規制すると共にトナーを帯電させる金属製の規制部材27等が設けられている。
In the
現像ローラ25上のトナー層は規制部材(例えば、厚さ0.08mmのSUS箔で、規制圧=25N/mに設定される)27によって層厚規制されるとともに摩擦帯電されて、感光体ドラム1上の静電潜像の現像に用いられる。規制部材27と反対側の現像ローラ25と現像容器20との隙間にはシール部材30(例えば、導電性の高分子量PEフィルムを用いて、均一に現像ローラ25に接触するようにウレタンスポンジでバックアップされている)が配設され、このシール部材30によってトナー漏れを防止している。
The toner layer on the developing
現像容器20内において、トナーは、通常図2に示す一点鎖線のレベルまで収容されている。この現像容器20内のトナー量はトナー量検知センサ31により検知される。トナー量検知センサ31としては、例えば圧電センサや光透過式のセンサ、或いはトナー量の増加に伴う透磁率の変化を検知する透磁率センサ等が用いられる。
In the developing
次に、現像装置の現像プロセスについて説明する。トナー攪拌部21内のトナーは、攪拌パドル24の回転により開口部23aを通過してトナー供給部22へ送られる。トナー供給部22側へ送られたトナーはトナー供給ローラ26により現像ローラ25へ運ばれ、規制部材27で薄層規制されて現像ニップ部へと搬送され、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する。現像に用いられず現像ローラ25上に残ったトナーはシール部材30を通過後、トナー供給部22内に戻される。
Next, the developing process of the developing device will be described. The toner in the
前述の通り、各現像装置4a〜4d内には、初期駆動時の部材のダメージを軽減するために初期充填トナーというが充填されている。装置内部で初期充填トナーの片寄りやブロッキングが発生すると、その上に追加補給されるトナーにも片寄りが生じ、トナー量検知センサ31がトナー量を誤検知するおそれがある。そのため、初回にインストールされるトナー量にばらつきが生じたり、トナーがインストールされていないにも係わらずインストール完了と判断されたりするという不具合が発生する。
As described above, each of the developing
また、初期充填トナーは初期駆動時における現像ローラ25、トナー供給ローラ26、規制部材27等の部材間の摩擦を防止するために必要最低限の量が充填されるため、その量は非常に少ない。そのため、各現像装置4a〜4dを所定時間駆動(エージング)させて初期充填トナーを分散させる場合、少量の初期充填トナーに大きな機械的ストレスが加わりトナーの劣化が急激に進むこととなる。その結果、トナーを初期インストールした直後の出力画像に地肌かぶり等の画像不良が発生し易くなる。また、現像ユニット4を回転させて初期充填トナーを分散させる方法も考えられるが、後述するように初期充填トナーを十分に分散させるためには現像ユニット4を数十回回転させる必要があるため、回転動作に伴う騒音の発生が問題となる。
Further, the initial filling toner is filled in a minimum amount necessary for preventing friction between members such as the developing
そこで、本発明においては、トナーカートリッジ5(図1参照)からの初回のトナーインストールに先立って、現像ユニット4の回転動作と、それに続く各現像装置4a〜4dの駆動とを1サイクルとするトナーインストールモードを実行することとしている。
Therefore, in the present invention, prior to the first toner installation from the toner cartridge 5 (see FIG. 1), the toner in which the rotation operation of the developing
各現像装置4a〜4dを駆動させる前に現像ユニット4を回転させることにより、各現像装置4a〜4d内のトナーがソフトに且つ十分に攪拌されるため、トナーに大きなダメージを与えることなくトナーを分散可能となり、それに続く各現像装置4a〜4dの駆動時間を短縮してトナーの劣化を抑制することができる。また、現像ユニット4の回転のみで初期充填トナーを分散させる方法に比べ現像ユニット4の回転回数が少なくて済むため、現像ユニット4の回転に伴う騒音も軽減される。
By rotating the developing
ここで、現像ユニット4を回転させる場合、現像ユニット4を連続的に回転させても良いし、回転を一旦止めて再び回転を開始するという間欠的な回転動作としても良い。間欠回転を行った場合、現像ユニット4の回転により各現像装置4a〜4d内のトナーが持ち上げられ、回転が停止した時に内壁に付着したトナーが重力により崩れ落ちるという動作を繰り返すためトナーがより効果的に攪拌される。
Here, when the developing
また、間欠回転動作において現像ユニット4の回転を毎回同じ位置で停止させるよりも、例えば直前の停止位置と異なる位置で停止させるようにすれば、各現像装置4a〜4d内で崩れ落ちたトナーが集まる位置が変わるため、さらに効率的な攪拌が可能となる。
In addition, if the rotation of the developing
なお、トナーインストールモードにおける現像ユニット4の回転速度は、画像形成時に現像装置4a〜4dの切り換えを行う際の回転速度と同じ速度としても良いが、変速機構を設けて画像形成時よりも回転速度を速くすることにより、現像装置4a〜4d内のトナーがより効率的に攪拌可能となり、回転時間も短縮できるため好ましい。
The rotation speed of the developing
トナーインストールモード1サイクル中における現像ユニット4の回転回数、各現像装置4a〜4dの駆動時間(エージング時間)、及びサイクル繰り返し回数は、初期充填トナー量や現像装置の仕様に応じて適宜設定可能であるが、現像ユニット4の回転回数が多いほどトナーの分散効果は高くなる反面、ユニット回転に伴う騒音が問題となる。そのため、現像ユニット4の回転回数は2回以下とすることが好ましい。
The number of rotations of the developing
また、エージング時間が長いほどトナーの分散効果は高くなる反面、機械的ストレスによるトナーの劣化が顕著となる。エージング時間は各現像装置につき5秒以上10秒以下とすることにより、トナーの劣化を抑えつつ十分な分散効果を得ることができる。 In addition, the longer the aging time, the higher the toner dispersion effect, but the toner deterioration due to mechanical stress becomes remarkable. By setting the aging time to 5 seconds or more and 10 seconds or less for each developing device, a sufficient dispersion effect can be obtained while suppressing toner deterioration.
サイクル繰り返し回数についても回数が多いほどトナーの分散効果は高くなる反面、トナーインストールモードが長時間となってトナーインストールまでに時間を要することとなる。現像ユニット4の回転回数を2回以下、各現像装置4a〜4dのエージング時間を5秒以上10秒以下とした場合、十分なトナー分散効果を得るためには繰り返し回数は4回以下で十分である。
The greater the number of cycle repetitions, the higher the toner dispersion effect. However, the toner installation mode takes a long time and it takes time to install the toner. If the number of rotations of the developing
次に、本発明の画像形成装置の制御経路について説明する。図3は、本発明の画像形成装置に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
Next, the control path of the image forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control path used in the image forming apparatus of the present invention. Note that various control of each part of the apparatus is performed when the
制御部90は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)91、読み出し専用の記憶部であるROM(Read Only Memory)92、読み書き自在の記憶部であるRAM(Random Access Memory)93、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部94、カウンタ95、画像形成装置100内の各装置に制御信号を送信したり操作部50からの入力信号を受信したりする複数(ここでは2つ)のI/F(インターフェイス)96を少なくとも備えている。また、制御部90は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。
The
ROM92には、画像形成装置100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置100の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、画像形成装置100の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ROM92(或いはRAM93)には、トナーインストールモード1サイクル当たりの現像ユニット4の回転回数と各現像装置4a〜4dの駆動時間(エージング時間)、及び繰り返し回数も格納されている。
The
カウンタ95は、印刷枚数をカウントする他、現像ユニット4の回転回数やトナーインストールモードの繰り返し回数をカウントするのに用いられる。なお、カウンタ95を別途設けなくても、例えばRAM93でその回数を記憶するようにしてもよい。
The
また、制御部90は、画像形成装置100における各部分、装置に対し、CPU91からI/F96を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がI/F96を通じてCPU91に送信される。制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、感光体ドラム1、露光ユニット3、現像ユニット4(現像装置4a〜4d)、給紙機構9、定着装置13、操作部50等が挙げられる。
In addition, the
操作部50には、液晶表示部51、各種の状態を示すLED52、テンキー53が設けられており、ユーザは操作部50を操作して指示を入力することで、画像形成装置100の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部51は、画像形成装置100の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行えるようになっている。テンキー53は、印刷部数の設定や、画像形成装置100がFAX機能も有する場合に相手方のFAX番号を入力等するためのものである。
The
その他、操作部50には、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ/クリアボタン、画像形成装置100の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。
In addition, the
次に、本実施形態の画像形成装置の動作について説明する。図4は、本発明の画像形成装置の初期トナーインストール時における動作を示すフローチャートである。図1及び図3を参照しながら、図4のステップに従いトナーインストールモードの実行手順について説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus of this embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the operation at the time of initial toner installation of the image forming apparatus of the present invention. With reference to FIGS. 1 and 3, the procedure for executing the toner installation mode will be described in accordance with the steps in FIG.
先ず、画像形成装置の初期状態(装置出荷後、初めて電源ONされた状態)において、各現像装置4a〜4dへのトナーインストールを促す初期インストール開始信号が自動的に発生する。CPU91が初期インストール開始信号を検知すると(ステップ1)、CPU91はROM92(又はRAM93)に格納された現像ユニット4の回転回数n1及び現像装置4a〜4dのエージング時間、トナーインストールモードの繰り返し回数n2を読み出すとともに現像ユニット4に制御信号を送信し、現像ユニット4の回転動作が開始される(ステップS2)。同時にカウンタ95により現像ユニット4の回転回数のカウントも開始される。
First, in an initial state of the image forming apparatus (a state where the power is turned on for the first time after the apparatus is shipped), an initial installation start signal for prompting toner installation to each of the developing
次いで、現像ユニット4の回転回数が所定回数(ここではn1回)に到達したか否かが判断され(ステップS3)、回転回数がn1でない場合は回転を継続する。現像ユニット4の回転回数がn1に到達した場合は現像ユニット4を一旦停止するとともに、現像装置4a〜4dの一つ(例えば現像装置4a)をホームポジションに移動する(ステップS4)。そして、ホームポジションにおいて現像装置を所定時間(ここではt秒間)エージングする。他の現像装置(4b〜4d)についても順次ホームポジションへ移動し、同様に所定時間エージングする。
Next, it is determined whether or not the number of rotations of the developing
その後、全ての現像装置4a〜4dについてエージングが終了したか否かが判断され(ステップS6)、エージングが終了していない現像装置がある場合は残りの現像装置のホームポジションへの移動及びエージングを繰り返す(ステップS4、5)。ステップS6において全ての現像装置4a〜4dのエージングが終了している場合は、現像ユニット4の回転動作及び各現像装置4a〜4dのエージングを1サイクルとするトナーインストールモードの繰り返し回数が所定回数(ここではn2回)に到達したか否かが判断される(ステップS7)。繰り返し回数がn2に到達していない場合はステップS2に戻り、現像ユニット4の回転動作及び各現像装置4a〜4dのエージングを繰り返す(ステップS2〜ステップS5)。
Thereafter, it is determined whether or not aging has been completed for all the developing
繰り返し回数がn2に到達した場合はトナーインストールモードを終了し、現像装置4aをホームポジションに移動させた後、トナーカートリッジ5から補給パイプ5aを伸ばして現像装置4aへのシアンのトナーを初期インストールする。同様に、現像装置4b〜4dも順次ホームポジションに移動してそれぞれマゼンタ、イエロー及びブラックのトナーを初期インストールする(ステップS8)。
When the number of repetitions reaches n2, the toner installation mode is terminated, the developing
上記の制御を行うことにより、初期インストールの開始前に各現像装置4a〜4d内に充填されていた初期充填トナーが十分に分散されて装置内のトナー面が均一にされる。従って、初期インストール時にトナー量検知センサ31の誤検知が防止され、各現像装置4a〜4dには正確な量のトナーがインストールされる。
By performing the above control, the initial filling toner filled in the developing
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、トナー成分のみから成る一成分現像剤を用いる場合について説明したが、本発明はトナーとキャリアとから成る二成分現像剤を用いる場合にも同様に適用可能である。また、本発明は図1に示したようなカラープリンタに限られるものではなく、カラー複写機、ファクシミリ等の、ロータリー現像方式を用いた他の画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。 In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the one-component developer composed only of the toner component is used has been described. However, the present invention can be similarly applied to the case where the two-component developer composed of the toner and the carrier is used. The present invention is not limited to the color printer as shown in FIG. 1, but can be applied to other image forming apparatuses using a rotary developing system such as a color copying machine and a facsimile. Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
図1に示した本発明の画像形成装置にトナーを初期インストールする前に、所定のトナーインストールモードを実行した場合の効果について調査した。トナーインストールモードとして、現像ユニット4の回転動作及び各現像装置4a〜4dのエージングを1サイクルとし、それを複数回繰り返し行う場合を本発明1〜5とした。一方、各現像装置4a〜4dのエージングのみを行う場合を比較例1、現像ユニット4の回転動作のみを行う場合を比較例2とした。本発明1〜5及び比較例1、2における現像ユニットの回転回数及び各現像装置4a〜4dの駆動時間、及び繰り返し回数を表1に示す。
Before the initial installation of toner in the image forming apparatus of the present invention shown in FIG. 1, the effect of executing a predetermined toner installation mode was investigated. As the toner installation mode, the rotation operation of the developing
トナーインストールモードの評価は、総動作時間、動作終了後のトナー分散効果(ならし効果)、動作時の騒音、及びトナー劣化の4項目について総合的に評価し、○、△、×の3段階で判定した。トナー分散効果については動作終了後の各現像装置内のトナー面高さを測定し、トナー量の検知に影響を与えない20mmを目標値として比較した。トナー劣化については動作終了後に初回のトナーインストールを行い、直後にテスト画像を印刷した時の地肌かぶりの発生により評価した。結果を表2に示す。また、現像装置のエージングのみを行った場合のエージング時間とトナー面高さの関係を図5、現像ユニットの回転動作のみを行った場合の回転回数とトナー面高さの関係を図6に示す。 The evaluation of the toner installation mode is comprehensively evaluated with respect to four items of total operation time, toner dispersion effect (leveling effect) after operation, noise during operation, and toner deterioration, and three stages of ○, Δ, and ×. Judged by. Regarding the toner dispersion effect, the height of the toner surface in each developing device after the end of the operation was measured and compared with a target value of 20 mm that does not affect the detection of the toner amount. Toner deterioration was evaluated by the occurrence of background fog when the first toner installation was performed after the operation was completed and a test image was printed immediately thereafter. The results are shown in Table 2. FIG. 5 shows the relationship between the aging time and the toner surface height when only the developing device is aged, and FIG. 6 shows the relationship between the number of rotations and the toner surface height when only the developing unit is rotated. .
表2から明らかなように、現像ユニットの回転及び現像装置のエージングを組み合わせたトナーインストールモードを実行した本発明1〜5では、トナー面高さが18mm〜25mmの範囲であり、いずれも目標値である20mm付近で安定しており、特に本発明2、3、及び5においては目標値以下であった。また、初期インストール直後における地肌かぶりの発生もなく、トナーの劣化も認められなかった。さらに、動作時の騒音も不快に感じない程度であり、総動作時間もユーザにとって長時間と感じない程度であった。
As apparent from Table 2, in the
一方、現像装置のエージングのみを行った比較例1では、トナー面高さは20mmと目標値であったが、エージングによる機械的ストレスによりトナーが劣化して初期インストール直後に地肌かぶりが発生した。ここで、図5に示すように、現像装置のトナー面高さを目標値である20mm以下にするためには、各現像装置のエージング時間は20秒以上必要であることがわかる。従って、現像装置のエージングのみを行う場合はトナー分散効果とトナー劣化の抑制とを両立できないことが確認された。 On the other hand, in Comparative Example 1 in which only the aging of the developing device was performed, the toner surface height was 20 mm, which was the target value. However, the toner deteriorated due to mechanical stress due to aging, and background fogging occurred immediately after the initial installation. Here, as shown in FIG. 5, it can be understood that the aging time of each developing device needs to be 20 seconds or more in order to set the height of the toner surface of the developing device to a target value of 20 mm or less. Accordingly, it has been confirmed that when only the aging of the developing device is performed, it is impossible to achieve both the toner dispersion effect and the suppression of toner deterioration.
また、現像ユニットの回転のみを行った比較例2では、トナー面高さは17.5mmと目標値を下回ったが、ユーザが不快に感じる程度の騒音が発生した。ここで、図6に示すように、現像装置のトナー面高さを目標値である20mm以下にするためには、現像ユニットを約30回回転させる必要があることがわかる。従って、現像ユニットの回転のみを行う場合はトナー分散効果と装置の静音化とを両立できないことが確認された。 Further, in Comparative Example 2 in which only the development unit was rotated, the toner surface height was 17.5 mm, which was below the target value, but noise that was uncomfortable for the user was generated. Here, as shown in FIG. 6, it is understood that the developing unit needs to be rotated about 30 times in order to set the toner surface height of the developing device to 20 mm or less which is the target value. Accordingly, it has been confirmed that when only the developing unit is rotated, the toner dispersion effect and the noise reduction of the apparatus cannot be achieved at the same time.
なお、各現像装置のエージング合計時間は、本発明5では5(sec/回)×4(回)=20secとなって比較例1(20sec×1回)と同一であり、本発明2では7(sec/回)×3(回)=21sec、本発明3では10(sec/回)×3(回)=30secとなって比較例1を上回っている。エージング合計時間はトナー劣化に対し影響を及ぼす要因の一つであるが、本発明に用いられる現像装置はロータリー式の現像ユニットの回転を利用して現像装置内のトナーを循環させており、現像装置の駆動時にトナーが効率的に循環する構成となっていない。これは、通常の印字動作の場合、現像装置は用紙(例えばA4サイズ)1枚印字する時間のみの駆動となるため、トナーの循環性能はほとんど要求されないためである。
The total aging time of each developing device is 5 (sec / time) × 4 (times) = 20 sec in the
しかし、比較例1のように現像装置を連続してエージングした場合、トナーがほとんど循環しないために一部のトナーに機械的ストレスが集中し、トナーの劣化速度は通常印字時よりも速くなる。一方、本発明のように現像ユニットの回転動作と現像装置のエージングを交互に行った場合は現像ユニットの回転時にトナーが循環するため、比較例1に比べてエージング合計時間が長くなってもトナーの劣化は発生しないものと考えられる。 However, when the developing device is continuously aged as in Comparative Example 1, since the toner hardly circulates, mechanical stress concentrates on a part of the toner, and the toner deterioration rate becomes faster than that during normal printing. On the other hand, when the rotating operation of the developing unit and the aging of the developing device are alternately performed as in the present invention, the toner circulates during the rotation of the developing unit. Therefore, even if the total aging time is longer than that in Comparative Example 1, It is considered that no deterioration occurs.
本発明は、現像剤が収容された複数の現像装置を回転体の周方向に沿って配設して成るロータリー式の現像ユニットと、該現像ユニット内の現像装置にトナーを追加補給するトナー補給手段と、を備え、現像ユニットの回転によりいずれかの現像装置を像担持体に対向する位置に移動させて像担持体上の静電潜像の現像を行う画像形成装置において、各現像装置内には、予め所定量のトナーが初期充填されており、トナー補給手段による初回のトナー補給動作以前に、現像ユニットの回転動作と、該回転動作に続く各現像装置の駆動とを1サイクルとするトナーインストールモードを少なくとも1回実行するものである。 The present invention relates to a rotary developing unit in which a plurality of developing devices containing a developer are arranged along the circumferential direction of a rotating body, and toner supply for additionally supplying toner to the developing devices in the developing unit. An image forming apparatus that develops an electrostatic latent image on the image carrier by moving one of the development devices to a position facing the image carrier by rotation of the development unit. In this case, a predetermined amount of toner is initially filled in advance, and before the first toner replenishment operation by the toner replenishing means, the rotation operation of the developing unit and the driving of each developing device following the rotation operation are set as one cycle. The toner installation mode is executed at least once.
これにより、初期充填トナーを十分に分散させて初期トナー補給不良を防止するとともに、初期充填トナーの劣化による画像不良及び分散に伴う騒音の発生も併せて抑制可能な画像形成装置を簡易な構成で提供することができる。 As a result, the initial filling toner is sufficiently dispersed to prevent the initial toner replenishment failure, and the image forming apparatus capable of suppressing the image failure due to the deterioration of the initial filling toner and the noise accompanying the dispersion with a simple configuration. Can be provided.
また、トナーインストールモードにおける現像ユニットの回転速度を、画像形成時の回転速度よりも高速としたので、短時間で現像装置内のトナーをより効果的に攪拌可能となり、トナーインストールモードの実行時間も短縮できる。 Further, since the rotation speed of the developing unit in the toner installation mode is higher than the rotation speed at the time of image formation, the toner in the developing device can be stirred more effectively in a short time, and the execution time of the toner installation mode is also increased. Can be shortened.
また、トナーインストールモード1サイクル中の現像ユニットの回転回数を2回以下、各現像装置の駆動時間を5秒以上10秒以下、サイクルの繰り返し回数を4回以下に設定したので、トナーインストールモードの実行条件が初期充填トナーの分散に必要十分な条件となり、初期トナーインストールに要する時間を最低限に抑えることができる。 Further, since the number of rotations of the developing unit in one cycle of the toner installation mode is set to 2 times or less, the driving time of each developing device is set to 5 seconds to 10 seconds, and the cycle repetition number is set to 4 times or less, the toner installation mode The execution condition becomes a necessary and sufficient condition for the dispersion of the initial filling toner, and the time required for the initial toner installation can be minimized.
1 感光体ドラム(像担持体)
4 現像ユニット
4a〜4d 現像装置
5 トナーカートリッジ(トナー補給手段)
5a 補給パイプ(トナー補給手段)
20 現像容器
25 現像ローラ
26 トナー供給ローラ
27 規制部材
30 シール部材
90 制御部
100 画像形成装置
1 Photosensitive drum (image carrier)
4 Developing
5a Supply pipe (toner supply means)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該現像ユニット内の現像装置にトナーを追加補給するトナー補給手段と、を備え、
前記現像ユニットの回転によりいずれかの現像装置を像担持体に対向する位置に移動させて像担持体上の静電潜像の現像を行う画像形成装置において、
前記各現像装置内には、予め所定量のトナーが初期充填されており、前記トナー補給手段による初回のトナー補給動作以前に、前記現像ユニットの回転動作と、該回転動作に続く前記各現像装置の駆動とを1サイクルとするトナーインストールモードを少なくとも1回実行することを特徴とする画像形成装置。 A rotary developing unit in which a plurality of developing devices containing a developer are disposed along the circumferential direction of the rotating body;
Toner replenishing means for additionally replenishing toner to the developing device in the developing unit,
In the image forming apparatus for developing the electrostatic latent image on the image carrier by moving any of the developing devices to a position facing the image carrier by the rotation of the developing unit,
Each developing device is initially filled with a predetermined amount of toner in advance, and before the first toner replenishing operation by the toner replenishing means, the developing unit is rotated, and each developing device following the rotating operation. An image forming apparatus that executes a toner installation mode in which at least one drive is performed in one cycle.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012252142A (en) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Canon Inc | Image forming apparatus |
JP2015068843A (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-13 | 株式会社沖データ | Image forming unit and image forming apparatus |
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- 2007-06-15 JP JP2007158465A patent/JP2008310111A/en active Pending
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