JP2009020481A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転写工程を経由した後の潜像担持体の表面に残留している転写残トナーの量を画像情報に基づいて算出する算出手段とを備える複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention provides an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, or the like having a calculating means for calculating the amount of transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier after passing through the transfer process based on image information. It relates to the device.
従来、この種の画像形成装置として、特許文献1に記載のものが知られている。この画像形成装置は、潜像担持体たるドラム状の感光体の表面に形成した静電潜像を現像装置によって現像した後、得られたトナー像を感光体から転写体たる記録紙に転写する。そして、転写工程を経由した後の感光体の表面に残留している転写残トナーを、掻き取りブレードによって除去した後、廃トナー容器に収容する。また、出力画像の画素数の累積的な計数結果に基づいて、感光体の表面上で発生した転写残トナー量を算出し、算出結果の累積に基づいて廃トナー容器について満杯になったか否かを判定する。かかる構成によれば、廃トナー容器内のトナーを検知する光学センサー等のトナー検知手段を用いることなく、廃トナー容器の満杯エラーのタイミングを判定することで、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。特に、複数の感光体に形成した互いに異なる色のトナー像を転写体に重ね合わせてカラー画像を得る構成では、各感光体に対応する複数の廃トナー容器のトナー検知手段を省略することで、小型化や低コストの効果が大きくなる。
Conventionally, as this type of image forming apparatus, the one described in
しかしながら、廃トナー容器内のトナー収容量について転写残トナー量の累積に基づいて満杯エラーだと判定する前に、廃トナー容器に満杯エラーが発生して、廃トナー容器から廃トナーが溢れてしまうことがあった。 However, a full error occurs in the waste toner container and the waste toner overflows from the waste toner container before determining that the toner accommodation amount in the waste toner container is full based on the accumulation of the residual transfer toner amount. There was a thing.
そこで、本発明者らは、かかる問題を発生させる原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことがわかってきた。即ち、現像装置内において、トナー中に含まれるトナー粒子の殆どは、正規帯電極性に帯電する正規帯電トナー粒子となるが、正規帯電極性とは逆極性に帯電してしまう逆帯電トナー粒子も僅かながら発生する。この逆帯電トナー粒子は、感光体の静電潜像のみならず、本来であれば付着するはずのない地肌部にも付着するいわゆるかぶりという現象を引き起こす。正常な装置であれば、地肌部でかぶりを引き起こした逆帯電トナー粒子の殆どは転写体に転写されずに感光体上に残る。そして、転写残トナーとして感光体から除去されて廃トナー容器内に回収されることになる。従来の画像形成装置においては、このようなかぶりによる転写残トナー量が加味されていなかったために、理論上の転写残トナーの発生量が、実際の発生量を下回っていた。このことが、転写残トナー量の累積に基づいて満杯エラーだと判定するタイミングよりも前に、実際の満杯エラーが発生してしまう原因になっていたのである。 Therefore, the present inventors have conducted intensive research on the cause of the problem, and have found the following. That is, in the developing device, most of the toner particles contained in the toner are normally charged toner particles that are charged to the normal charge polarity, but there are also a few reversely charged toner particles that are charged to a polarity opposite to the normal charge polarity. Occur. The reversely charged toner particles cause not only an electrostatic latent image on the photoreceptor but also a so-called fogging phenomenon that adheres to a background portion that should not be attached. In a normal apparatus, most of the reversely charged toner particles that cause fogging on the background remain on the photosensitive member without being transferred to the transfer member. Then, it is removed from the photoreceptor as transfer residual toner and collected in a waste toner container. In the conventional image forming apparatus, since the amount of residual toner due to fog is not taken into account, the theoretically generated amount of residual toner is less than the actual generated amount. This is the cause of the actual full error occurring before the timing for determining that the full error has occurred based on the accumulated amount of residual toner.
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、廃トナーの満杯エラーの到来タイミングをより正確に予測することができる画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of more accurately predicting the arrival timing of a waste toner full error.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、自らの表面に潜像を担持する潜像担持体と、画像情報に基づいて該表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、該表面上の潜像にトナーを付着させて該潜像を現像する現像手段と、現像によって該表面上に得られたトナー像を転写体に転写する転写手段と、該画像情報に基づいて、該転写手段による転写工程を経由した後の該表面に残留しているトナーの量を算出する算出手段とを備える画像形成装置において、少なくとも、上記画像情報と、正規極性に帯電した正規帯電トナーに関する係数である正規帯電トナー係数とに基づいて、該正規帯電トナーの転写残量である正規帯電トナー転写残量を算出し、且つ、少なくとも、正規極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーに関する係数である逆帯電トナー係数に基づいて、該逆帯電トナーの転写残量である逆帯電トナー転写残量を算出し、該正規帯電トナー転写残量と該逆帯電トナー転写残量との加算結果を、上記転写工程を経由した後の潜像担持体表面に残量しているトナーの量として算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、少なくとも、上記画像情報に基づいて算出した上記潜像の画素数あるいは面積と、上記正規帯電トナー係数とに基づいて上記正規帯電トナー転写残量を算出し、且つ、少なくとも、上記潜像担持体の表面移動距離と、上記逆帯電トナー係数とに基づいて上記逆帯電トナー転写残量を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、上記正規帯電トナー係数として、少なくとも、潜像1画素あたりの現像トナー量予測値と、正規帯電トナーの転写率予測値又は残留率予測値とを用い、且つ、上記逆帯電トナー係数として、少なくとも、潜像担持体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値と、逆帯電トナーの転写率予測値又は残留率予測値とを用いるように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記逆帯電トナー転写残量として、上記画像情報と上記逆帯電トナーに関する係数とに基づいて、上記潜像担持体の非画像部の逆帯電トナー転写残量を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、少なくとも、上記画像情報に基づいて算出した上記潜像の画素数あるいは面積と、上記正規帯電トナー係数とに基づいて上記正規帯電トナー転写残量を算出し、且つ、少なくとも、上記画像情報に基づいて算出した上記非画像部の画素数あるいは面積と、上記逆帯電トナー係数とに基づいて上記逆帯電トナー転写残量を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項4又は5の画像形成装置において、上記非画像部の画素数は、上記潜像担持体が回転している間の累積総画素数と、上記画像情報に基づいて算出した上記潜像の画素数とに基づいて算出するように、且つ、該非画像部の面積は、該潜像担持体が回転している間の累積総面積と、該画像情報に基づいて算出した該潜像の面積とに基づいて算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項4、5又は6の何れかの画像形成装置において、上記非画像部の画素数は、上記潜像担持体が回転している間の累積総画素数から上記潜像の画素数を引いて算出するように、且つ、該非画像部の面積は、該潜像担持体が回転している間の累積総面積から該潜像の面積を引いて算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項4、5、6又は7の何れかの画像形成装置において、
上記正規帯電トナー係数として、少なくとも、潜像1画素あたりの現像トナー量予測値と、正規帯電トナーの転写率予測値又は残留率予測値とを用い、且つ、上記逆帯電トナー係数として、少なくとも、潜像担持体の非画像部1画素あたりの逆帯電トナーのトナー付着量予測値と、逆帯電トナーの転写率予測値又は残留率予測値とを用いるように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、上記逆帯電トナーの転写率予測値として、上記正規帯電トナーの転写率予測値よりも低い値のものを用いるか、あるいは、上記逆帯電トナーの残留率予測値として、上記正規帯電トナーの残留率予測値よりも高い値のものを用いるかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項3、8又は9の何れかの画像形成装置において、
上記現像トナー量予測値、正規帯電トナーの転写率予測値、正規帯電トナーの残留率予測値、上記トナー付着量予測値、逆帯電トナーの転写率予測値、及び、上記逆帯電トナーの残留率予測値、のうちの少なくとも何れか1つを経時的に変化させるように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の画像形成装置において、上記現像手段の累積稼働時間の増加に伴って、逆帯電トナーの転写率予測値を低くしていくか、あるいは、逆帯電トナーの残留率予測値を高くしていくかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項10又は11の画像形成装置において、上記現像手段の累積稼働時間の増加に伴って、正規帯電トナーの転写率予測値を低くしていくか、あるいは、正規帯電トナーの残留率予測値を高くしていくかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項3、8、9、10、11又は12の何れかの画像形成装置において、温度及び湿度のうち、少なくとも一方を検知する環境検知手段を設けるとともに、上記現像トナー量予測値、正規帯電トナーの転写率予測値、正規帯電トナーの残留率予測値、上記トナー付着量予測値、逆帯電トナーの転写率予測値、及び、逆帯電トナーの残留率予測値、のうちの少なくとも何れか1つを該環境検知手段による検知結果に基づいて変化させるように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項13の画像形成装置において、上記温度又は湿度の検知結果の上昇に伴って、逆帯電トナーの転写率予測値を低くしていくか、あるいは、逆帯電トナーの残留率予測値を高くしていくかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項13又は14の画像形成装置において、上記温度又は湿度の検知結果の上昇に伴って、正規帯電トナーの転写率予測値を低くしていくか、あるいは、正規帯電トナーの残留率予測値を高くしていくかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14又は15の何れかの画像形成装置において、上記転写手段による転写工程を経由した後の上記潜像担持体の表面に残留している転写残トナーを除去する除去手段と、該除去手段によって除去された転写残トナーを廃トナーとして収容する廃トナー収容手段と設けるとともに、該廃トナー収容手段を、上記潜像担持体と、上記現像手段とのうち、少なくとも一方とともに共通の保持体に保持させて、画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にしたことを特徴とするものである。
To achieve the above object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the normal charging is performed based on at least the number or area of pixels of the latent image calculated based on the image information and the normal charging toner coefficient. The calculating means is configured to calculate the remaining amount of toner transfer and to calculate the remaining amount of reversely charged toner based on at least the surface movement distance of the latent image carrier and the reversely charged toner coefficient. It is characterized by that.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, at least the development toner amount prediction value per latent image pixel and the normal charge toner transfer rate prediction value as the normal charge toner coefficient. Alternatively, the residual rate prediction value is used, and as the reverse charge toner coefficient, at least the toner adhesion amount prediction value of the reverse charge toner per unit surface moving distance of the latent image carrier and the transfer rate prediction value of the reverse charge toner Or the said calculation means was comprised so that a residual rate prediction value might be used, It is characterized by the above-mentioned.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the non-image of the latent image carrier is based on the image information and a coefficient relating to the reversely charged toner as the reversely charged toner transfer remaining amount. The above calculation means is configured to calculate the reversely charged toner transfer remaining amount of the part.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth aspect, the normal charging is performed based on at least the number or area of pixels of the latent image calculated based on the image information and the normal charging toner coefficient. The toner transfer remaining amount is calculated, and the reversely charged toner transfer remaining amount is calculated based on at least the number or area of pixels of the non-image portion calculated based on the image information and the reversely charged toner coefficient. Thus, the calculation means is configured as described above.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth or fifth aspect, the number of pixels of the non-image portion includes a cumulative total number of pixels while the latent image carrier is rotating, and the image information. The area of the non-image portion is calculated based on the cumulative total area during rotation of the latent image carrier and the image information. The calculation means is configured to calculate based on the area of the latent image calculated based on the above.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth, fifth, or sixth aspect, the number of pixels of the non-image portion is a cumulative total number of pixels while the latent image carrier is rotating. The area of the non-image portion is calculated by subtracting the area of the latent image from the accumulated total area while the latent image carrier is rotating. Thus, the calculation means is configured as described above.
The invention according to
As the normal charge toner coefficient, at least a development toner amount prediction value per pixel of the latent image and a transfer rate prediction value or a residual ratio prediction value of the normal charge toner are used, and as the reverse charge toner coefficient, at least, The calculation means is configured to use the toner adhesion amount predicted value of the reversely charged toner per pixel of the non-image portion of the latent image carrier and the transfer rate predicted value or the residual rate predicted value of the reversely charged toner. It is a feature.
According to a ninth aspect of the present invention, the reverse charge toner transfer rate prediction value is lower than the normal charge toner transfer rate prediction value, or the reverse charge toner residual rate prediction value is used. As described above, the calculation means is configured to use a value higher than the predicted value of the remaining rate of the normally charged toner.
The invention of
Predicted development toner amount value, transfer rate prediction value of normally charged toner, predicted remaining rate of normally charged toner, predicted toner adhesion amount, predicted transfer rate of reversely charged toner, and remaining rate of reversely charged toner The calculation means is configured to change at least one of the predicted values over time.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect, the predicted transfer rate of the reversely charged toner is lowered or the reverse charge is increased as the cumulative operating time of the developing unit increases. The calculation means is configured to increase the toner residual ratio prediction value.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth or eleventh aspect, the transfer rate predicted value of the normally charged toner is lowered as the cumulative operation time of the developing unit increases, or The calculation means is configured so as to increase the residual charge prediction value of the normally charged toner.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the third, eighth, ninth, tenth, eleventh, or twelfth aspects, an environment detection unit that detects at least one of temperature and humidity is provided. Predicted developing toner amount, predicted transfer rate of normally charged toner, predicted remaining rate of normally charged toner, predicted toner adhesion amount, predicted transfer rate of reversely charged toner, and predicted remaining rate of reversely charged toner The calculation unit is configured to change at least one of the two based on the detection result of the environment detection unit.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the thirteenth aspect, as the temperature or humidity detection result increases, the predicted transfer rate of the reversely charged toner is lowered, or the reversely charged The calculation means is configured to increase the toner residual ratio prediction value.
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the thirteenth or fourteenth aspect, the predicted transfer rate of the normally charged toner is lowered as the temperature or humidity detection result increases, or The calculation means is configured so as to increase the residual charge prediction value of the normally charged toner.
According to a sixteenth aspect of the invention, there is provided the image forming apparatus according to any one of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, twelfth, thirteenth, fourteenth and fifteenth aspects. Removal means for removing the transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier after passing through the transfer step by the transfer means, and waste toner containing the transfer residual toner removed by the removal means as waste toner The waste toner storage means is provided on a common holding body together with at least one of the latent image carrier and the developing means, and is integrally attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. It is characterized by being made possible.
これらの発明においては、潜像担持体の潜像に正常に付着し得る正規帯電トナーによる転写残トナー量を算出することに加えて、潜像担持体の潜像のみならず、地肌部にも付着してしまう逆帯電トナーによる転写残トナー量も算出することで、後者の転写残トナー量を加味していなかった従来に比べて、廃トナーの満杯エラーの到来タイミングをより正確に予測することができる。 In these inventions, in addition to calculating the transfer residual toner amount by the normally charged toner that can normally adhere to the latent image of the latent image carrier, not only the latent image of the latent image carrier but also the background portion. By calculating the amount of residual toner due to reversely charged toner adhering, the arrival timing of waste toner full error can be predicted more accurately than in the past, which did not take into account the latter amount of residual toner. Can do.
次に、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ(以下、単にプリンタという)の第一の実施形態について説明する。
まず、第一の実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図1は、第一の実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色のトナー像を形成するための4つのプロセスユニット1Y,M,C,Kを備えている。また、光書込ユニット50、給紙カセット51、給紙路53、レジストローラ対54、転写ユニット60、定着装置80、排紙ローラ対55、スタック部56等も備えている。なお、各符号の添字Y,M,C,Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。
Next, a first embodiment of an electrophotographic color laser printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described as an image forming apparatus to which the present invention is applied.
First, the basic configuration of the printer according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating the printer according to the first embodiment. The printer includes four
潜像書込手段としての光書込ユニット50は、Y,M,C,Kの各色に対応する図示しない4つのレーザーダイオードからなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、fθレンズ、レンズ、反射ミラー等を有している。レーザーダイオードから射出されたレーザー光Lは、ポリゴンミラーによって偏向せしめられながら、後述する4つの感光体のうちの何れかに到達する。これにより、4つの感光体の表面がそれぞれ暗中にて光走査される。
The
図2は、4つのプロセスユニット1Y,M,C,Kのうち、K用のプロセスユニット1Kを示す拡大構成図である。同図において、プロセスユニット1Kは、感光体3K、これの回りに配設された帯電装置5K、現像装置10K、ドラムクリーニング装置20Kなどを有している。そして、それらを1つのユニットとして共通のケーシング(保持体)に保持してプリンタ本体に対して一体的に着脱するようになっている。
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing the
感光体3Kは、アルミ等からなるドラム状の素管の周面に有機感光層が被覆されたものであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。
The
帯電装置5Kは、感光体3Kに接触又は近接しながら回転駆動される帯電ローラ6K、これに接触しながら回転する帯電クリーニングローラ7K、これに接触する帯電クリーニングブレード8K等を有している。そして、図示しない電源によって帯電バイアスが印加される帯電ローラ6Kと、感光体3Kとの間に放電を生じせしめることで、感光体3Kの表面をKトナーの正規帯電極性と同極であるマイナス極性に一様帯電せしめる。帯電ローラ6Kには、感光体3Kとの対向位置でKトナーが付着することがあるが、図示しない電源によってクリーニングバイアスが印加される帯電クリーニングローラ7Kに転移する。そして、帯電クリーニングブレード8Kによって帯電クリーニングローラ7Kから掻き取られて、帯電装置5Kのケーシングに設けられたトナー収容部に貯留される。感光体3Kから帯電ローラ6Kに転移するKトナーの量はごく僅かであるため、プロセスユニット1Kの寿命が到来する前に、帯電装置5Kのトナー収容部が満杯にまることはない。
The
なお、本プリンタでは、帯電装置5Kとして、帯電ローラ6Kを用いる方式のものを採用しているが、帯電ブラシを用いる方式のものや、スコロトロン方式のものを採用してもよい。
In this printer, the
帯電装置5Kによって一様に帯電せしめられた感光体3Kの表面には、上述した光書込ユニット(50)による光走査でK用の静電潜像が形成される。そして、静電潜像は現像装置10KによってKトナー像に現像される。
An electrostatic latent image for K is formed on the surface of the
現像装置10Kは、ケーシングの側面に設けられた開口から自らの周面の一部を露出させながら回転駆動される現像ローラ11Kを有している。また、この現像ローラ11Kに当接しながら回転するトナー供給ローラ12K、薄層化ブレード13K、トナー収容部14K、撹拌部材15Kなども有している。
The developing
トナー収容部14K内には、図示しないKトナーが収容されている。このKトナーは、トナー収容部14K内に配設された撹拌部材15Kによって撹拌される。この撹拌部材15Kにより、後述するトナー供給ローラ12Kに向けて送られる。
K toner (not shown) is stored in the
トナー供給ローラ12Kは、芯金と、これの表面に被覆された発泡ウレタン等の発泡体からなるトナー担持層とを有しており、図示しない駆動手段によって現像ローラ11Kとはカウンター方向に回転駆動される。そして、撹拌部材15Kから送られてきたKトナーをトナー担持層の発泡セル内に取り込んだ後、後述する現像ローラ11Kとの当接位置で現像ローラ11Kの表面に供給する。
The
現像ローラ11Kは、芯金と、これの表面に被覆された弾性層とを有しており、図示しない軸受けによって回転自在に支持されながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。そして、トナー供給ローラ12Kから供給されたKトナーを弾性層の表面に担持する。これによって現像ローラ11Kの表面に形成されたKトナー層は、現像ローラ11Kの回転に伴って、薄層化ブレード13Kと現像ローラ11Kとの当接部に進入する。そして、薄層化ブレード13Kによって薄層化せしめられたり、Kトナー粒子の摩擦帯電が促されたりした後、現像ローラ11Kと感光体3Kとが当接している現像領域に送られる。
The developing
現像ローラ11Kには、図示しない電源によって現像バイアスが印加されている。この現像バイアスは、マイナス極性の直流電圧、あるいは、マイナス極性の直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧であるが、何れにしても直流電圧は、感光体3Kのマイナス極性の静電潜像よりも大きく、且つ感光体3Kの地肌部(一様帯電部)よりも小さい値になっている。現像領域では、マイナス極性に帯電しているKトナーが感光体3Kの静電潜像に転移する。これにより、静電潜像がKトナー像に現像される。
A developing bias is applied to the developing
このようにして現像されたKトナー像は、感光体3Kの回転に伴って、感光体3Kと後述する中間転写ベルト61とが当接する1次転写ニップに送られて、ここで中間転写ベルト61のおもて面に1次転写される。
The K toner image developed in this manner is sent to the primary transfer nip where the
なお、本プリンタでは、現像剤として、トナーを主成分とする1成分現像剤を用いる一成分現像方式の現像装置10Kを採用しているが、トナーと磁性キャリアとを主成分とする2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像装置を採用してもよい。
The printer employs a one-component developing
1次転写ニップを通過した感光体3Kの表面には、転写体たる中間転写ベルト61に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置20Kによって感光体3Kから除去される。
Untransferred toner that has not been transferred to the
ドラムクリーニング装置20Kは、1次転写ニップを通過した後、上述した帯電装置5Kとの対向位置に進入する前の感光体3K表面に当接しながら感光体3Kから転写残トナーを掻き取る除去手段としてのクリーニングブレード21Kを有している。また、掻き取り後の転写残トナーを収容する廃トナー収容手段としての廃トナー収容部22Kも有している。
The
感光体3Kの表面上の転写残トナーは、ドラムクリーニング装置20Kのクリーニングブレード21Kによって感光体3Kから掻き取られた後、廃トナー収容部22K内に収容される。なお、プロセスユニット1Kは、その内部の各機器の何れかが寿命に到達した時点で新品に交換されるが、製品毎の耐久性のバラツキや、頻出プリント品質などによっては、寿命到来前に廃トナー収容部22Kが満杯エラーとなることがある。このような場合にも、寿命として新たなユニットに交換される。
The transfer residual toner on the surface of the
ドラムクリーニング装置20Kによって転写残トナーがクリーニングされた感光体3Kの表面は、図示しない除電ランプによって除電処理が施された後、帯電装置5Kによって一様帯電せしめられる。
The surface of the
図3は、K用のプロセスユニット1Kを示す拡大斜視図である。プロセスユニット1Kのケーシングの外面には、データ記憶手段としての不揮発メモリ(フラッシュメモリ)を搭載したメモリータグ25Kが固定されている。プロセスユニット1Kがプリンタ本体に装着された状態では、図示しない接点を介して、このメモリータグ25Kとプリンタ本体の図示しないメイン制御部(詳細は後述する)とが導通する。そして、不揮発メモリ内の情報がメイン制御部に読み取られたり、不揮発メモリに対してメイン制御部によって情報が書き込まれたりする。なお、不揮発メモリには、プロセスユニットの保守管理に必要な情報として、ユニットID、製造年月日、使用開始年月日、ユニットリサイクル回数、プリント動作回数、感光体の累積表面移動距離、廃トナー累積量、満杯エラー容量などが記憶されている。メモリータグ25Kの代わりに、ICチップや非接触型ICチップを搭載したプリント基板を採用してもよい。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the
図2及び図3を用いて、図1に示した4つのプロセスユニット1Y,M,C,Kのうち、K用のユニットについて説明してきたが、他色用のプロセスユニット1M,C,Kも同様の構成になっているので説明を省略する。
Of the four
先に示した図1において、各色のプロセスユニット1Y,M,C,Kの図中下方には、転写ユニット60が配設されている。この転写ユニット60は、無端状の中間転写61を、複数の張架ローラによって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この複数の張架ローラとは、具体的には、駆動ローラ62、2次転写ローラ63、クリーニングバックアップローラ64、4つの1次転写ローラ65Y,M,C,Kである。転写ユニット60は、これらの他、各ローラを両端部でそれぞれ回転自在に支持する図示しないブラケットや、ベルトループ外側に配設された2次転写ニップローラ66等も有している。
In FIG. 1 described above, a transfer unit 60 is disposed below the process units 1Y, M, C, and K for the respective colors. The transfer unit 60 moves the endless
中間転写ベルト61の材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料を例示することができる。これらの樹脂材料をシームレスベルトに成形して用いる。但し、樹脂材料をそのままの状態で使用するのではなく、カーボンブラック等の導電性材料を分散せしめて電気抵抗を調整することが望ましい。また、これらの樹脂材料をシームレスベルト状に成型したものをベルト基体として、それにスプレーやディッピング等の方法によって表面層などを積層してもよい。
Examples of the material of the
駆動ローラ62、2次転写ローラ63、クリーニングバックアップローラ64、4つの1次転写ローラ65Y,M,C,Kは、何れも中間転写ベルト61の裏面(ループ内周面)に接触している。
The drive roller 62, the secondary transfer roller 63, the cleaning backup roller 64, and the four
4つの1次転写ローラ65Y,M,C,Kは、金属製の芯金にスポンジやゴムの弾性体が被覆されたローラであり、Y,M,C,K用の感光体3Y,M,C,Kに向けて押圧されて、感光体との間に中間転写ベルト61を挟み込むようになっている。これにより、4つの感光体3Y,M,C,Kと中間転写ベルト61のおもて面とがベルト移動方向において所定の長さで接触するY,M,C,K用の4つの1次転写ニップが形成されている。
The four
4つの1次転写ローラ65Y,M,C,Kの芯金には、それぞれ図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される転写バイアスが印加されている。これにより、4つの1次転写ローラ65Y,M,C,Kを介して中間転写ベルト61の裏面に転写電荷が付与され、各1次転写ニップにおいて中間転写ベルト61と感光体3Y,M,C,Kとの間に1次転写電界が形成される。この1次転写電界により、感光体3Y,M,C,K上のY,M,C,Kトナー像が、中間転写ベルト61のおもて面に重ね合わせて転写される。そして、これにより、中間転写ベルト61のおもて面に4色重ね合わせトナー像が形成される。
A transfer bias controlled at a constant current by a transfer bias power source (not shown) is applied to the cores of the four
なお、本プリンタにおいては、転写電界を形成するための手段として1次転写ローラ65Y,M,C,Kや後述の2次転写ローラ63を設けているが、ローラに代えて、ブラシやブレード等のものを用いてもよい。また、転写チャージャーなどを用いてもよい。
In this printer,
中間転写ベルト61の周方向における全領域のうち、ベルトループ内側に配設された2次転写ローラ63に対する駆け回し箇所に対しては、ベルトループ外側に配設された2次転写ニップローラ66がベルトおもて面側から当接している。これにより、中間転写ベルト61のおもて面と、2次転写ニップローラ66とが当接する2次転写ニップが形成されている。
Of the entire area in the circumferential direction of the
ベルトループ内側に配設された2次転写ローラ63には、図示しない電源によって定電流制御されるマイナス極性の2次転写バイアスが印加されている。これに対し、ベルトループ外側に配設された2次転写ニップローラ66は接地されている。そして、2次転写ローラ63と2次転写ニップローラ66との間には、マイナス極性のトナーからなる4色重ね合わせトナー像を、2次転写ローラ63側から2次転写ニップローラ66側に向けて静電移動させる2次転写電界が形成されている。
The secondary transfer roller 63 disposed inside the belt loop is applied with a secondary transfer bias having a negative polarity that is constant-current controlled by a power source (not shown). In contrast, the secondary transfer nip
中間転写ベルト61のおもて面に形成された4色重ね合わせトナー像は、ベルトの無端移動に伴って、2次転写ニップに進入する。
The four-color superimposed toner image formed on the front surface of the
プリンタ本体の下部には、給紙カセット51が配設されている。この給紙カセット51は、記録紙Pを複数枚重ねた紙束の状態で収容しており、一番上の記録紙Pに給紙コロ51aを押し当てている。そして、所定のタイミングで給紙コロ51aを回転させて、記録紙Pを給紙路53に送り出す。
A paper feed cassette 51 is disposed at the bottom of the printer body. The paper feed cassette 51 stores a plurality of recording papers P in a bundle of sheets, and presses the
給紙路53の途中には、レジストローラ対54が配設されており、給紙カセット51から送られてくる記録紙Pをローラ間に挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Pの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙Pを後述する2次転写ニップで中間転写ベルト61上の4色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングを見計らって、記録紙Pを2次転写ニップに向けて送り出す。
In the middle of the
2次転写ニップに挟み込まれた記録紙Pには、上述した2次転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト61上の4色重ね合わせトナー像が一括2次転写される。そして、記録紙Pの白色と相まってフルカラートナー像になる。
On the recording paper P sandwiched in the secondary transfer nip, the four-color superimposed toner image on the
4つの1次転写ローラ65Y,M,C,Kのうち、Y,M,C用の3つは、それぞれ、図示しない軸受けを介して図示しない揺動ブラケットに支持されている。この揺動ブラケットは、図示しない回動軸を中心に揺動可能になっている。この揺動により、3つの1次転写ローラ65Y,M,Cが移動して、中間転写ベルト61の張架姿勢が、ベルトをK用の感光体3Kだけに当接させる姿勢になったり、4つの感光体3Y,M,C,Kのそれぞれに当接させる姿勢になったりする。
Of the four
本プリンタは、フルカラー画像をプリントアウトする際には、次のようなプリント動作を行う。即ち、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくるフルカラー画像データ(画像情報)を受信すると、上述した揺動ブラケットの駆動により、中間転写ベルト61に対して4つの感光体3Y,M,C,Kの全てを当接させる姿勢をとらせながら、これら感光体をそれぞれ図中時計回り方向に回転駆動させる。そして、各感光体3Y,M,C,KにY,M,C,Kトナー像を形成し、中間転写ベルト61のおもて面にそれらの重ね合わせによる4色重ね合わせトナー像を形成する。次いで、2次転写ニップで4色重ね合わせトナー像を記録紙Pに一括2次転写した後、記録紙Pを定着装置80に送る。
This printer performs the following printing operation when printing out a full-color image. That is, when full-color image data (image information) sent from an external personal computer (not shown) or the like is received, the four photosensitive members 3Y, 3M, 3C are moved to the
定着装置80は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ81と、加圧ローラ82との当接によって定着ニップを形成しており、2次転写ニップから送られてきた記録紙Pを定着ニップ内に挟み込む。そして、ニップ内での加熱や加圧の作用により、フルカラートナー像を記録紙P面に定着せしめる。このようにして定着処理が施された記録紙Pは、排紙ローラ対55を経由した後、プリンタの筺体内から排出されて筺体上面のスタック部にスタックされる。
The fixing
複数の記録紙Pに連続して画像を形成する連続プリントモードでは、これまで説明してきたプロセスが繰り返されることで、複数の記録紙Pのそれぞれにフルカラー画像が連続的にプリントされていく。 In the continuous print mode in which images are continuously formed on a plurality of recording papers P, a full color image is continuously printed on each of the plurality of recording papers P by repeating the processes described so far.
また、本プリンタは、モノクロ画像をプリントアウトする際には、次のようなプリント動作を行う。即ち、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくるモノクロ画像データ(画像情報)を受信すると、上述した揺動ブラケットの駆動により、中間転写ベルト61に対して、4つの感光体3Y,M,C,Kのうち、K用の感光体3Kだけを当接させる姿勢をとらせながら、K用の感光体3Kだけを図中時計回り方向に回転駆動させる。モノクロ画像の場合には、Y,M,C用の転写ニップでの1次転写が行われないので、それらの転写ニップを形成しないようにするのである。これにより、中間転写ベルト61、K用以外のプロセスユニット1Y,M,C(とりわけ感光体)、その駆動系などに余計な負荷をかけることなく、モノクロ画像をプリントアウトすることができる。
The printer performs the following printing operation when printing out a monochrome image. That is, when monochrome image data (image information) sent from an external personal computer (not shown) or the like is received, the four photosensitive members 3Y, 3M, 3M, Of C and K, only the
K用の感光体3Kや中間転写ベルト61の駆動を開始したら、K用のプロセスユニット1Kにて感光体3K上にKトナー像を形成する。そして、それを中間転写ベルト61上に単独で1次転写しながら、所定のタイミングで記録紙Pをレジストローラ対54から送り出す。次いで、中間転写ベルト61上のKトナー像を2次転写ニップで記録紙Pに2次転写した後、フルカラー画像の形成のときと同じようにして、定着処理等を施す。
When driving of the
以上の基本的な構成を備える本プリンタでは、転写ユニット60が、現像によって感光体3Y,M,C,Kの表面上に得られたY,M,C,Kトナー像を転写体たる中間転写ベルト61に転写する転写手段として機能している。なお、感光体から、中間転写ベルト61を介して記録紙Pにトナー像を転写する方式について説明したが、各感光体から転写体たる記録紙Pに直接的にトナー像を重ね合わせ転写する方式を採用してもよい。
In this printer having the above basic configuration, the transfer unit 60 is an intermediate transfer that serves as a transfer body for Y, M, C, and K toner images obtained on the surfaces of the photoreceptors 3Y, M, C, and K by development. It functions as a transfer means for transferring to the
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図4は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、メイン制御部100は、プリンタ内の各機器の駆動制御を司る制御手段として機能している。同図においては、メイン制御部100に電気接続される機器として、便宜上、光書込制御部150、及び各色のプロセスユニット1Y,M,C,Kだけを示しているが、実際には、これらの他にも様々な機器がメイン制御部100に接続されている。また、各色のプロセスユニット1Y,M,C,Kの構成要素として、便宜上、メモリータグ25Y,M,C,Kだけを示しているが、実際には、これらの他にも、ユニット内の様々な機器(例えばセンサー等)がメイン制御部100に接続されている。
Next, a characteristic configuration of the printer will be described.
FIG. 4 is a block diagram showing a part of the electric circuit of the printer. In the figure, a
光書込制御部150は、図1に示した光書込ユニット(50)の駆動を制御するものであり、インターフェース151、RAM(Random Access Memory)等からなる画像情報記憶部152、CPU(Central Processing Unit)153等を有している。そして、プリンタ外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報をインターフェース151によって取得した後、画像情報記憶部152内に一時記憶する。次いで、取得した画像情報に基づいて、各色の書込用データを生成し、このデータや、メイン制御部100から送られてくる同期信号などに基づいて各色のレーザーダイオードやポリゴンモータの駆動を制御する。
The optical writing control unit 150 controls driving of the optical writing unit (50) shown in FIG. 1, and includes an
メイン制御部100は、CPU101、第1RAM102、第2RAM103、第3RAM104、ROM(Read Only Memory)105等を有している。そして、ROM105内に記憶されている制御プログラムに基づいて、各機器を制御したり、各種の演算処理を実行したりする。また、上述したように、プロセスユニット1Y,M,C,Kのメモリータグ25Kに記憶されている各種の情報を読み込んだり、メモリータグ25Kに各種の情報を書き込んだりする。
The
光書込制御部150によって生成された各色の書込用データは、光書込制御部150からメイン制御部100に送られる。メイン制御部100は、それら書込データに基づいて、プリント1枚毎に、1枚あたりにおける各色(Y,M,C,K)の出力ドット数(出力画素数)を算出し、算出結果に基づいて、1枚あたりにおける各色の転写残トナー量を算出する。
The writing data for each color generated by the optical writing control unit 150 is sent from the optical writing control unit 150 to the
より詳しく説明すると、メイン制御部100は、Y,M,C,Kについてそれぞれ、潜像の1ドットに対する現像トナー量予測値K1、正規帯電トナーの残留率予測値K2、感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3、逆帯電トナーの残留率予測値K4、逆帯電トナーの1ドット付着量予測値K5などをROM105内に記憶している。
More specifically, the
現像トナー量予測値K1は、1ドットあたりにおける現像ローラから感光体へのトナー付着量の予測値である。また、正規帯電トナーの残留率予測値K2は、感光体の静電潜像に付着した正規帯電トナー(本例ではマイナス帯電トナー)の1次転写ニップにおける感光体表面上での残留率の予測値であり、この値が100[%]である場合には転写残トナーは全く発生しない。また、感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3は、感光体がその回転によって1[mm]表面移動する際に発生する現像ローラから感光体への逆帯電トナーの付着量予測値である。逆帯電トナー(本例ではプラス帯電)の付着は、感光体の潜像部だけでなく地肌部でも発生するので、その量は、潜像と地肌部とを区別せずに、感光体の表面移動距離に基づいて算出することが可能である。また、逆帯電トナーの残留率予測値K4は、感光体に付着した逆帯電トナーの1次転写ニップにおける感光体表面上での残留率の予測値である。また、逆帯電トナーの1ドットトナー付着量予測値K5は、感光体の潜像の1ドットあたりに対する逆帯電トナーの付着量の予測値である。これらの予測値は、プリンタ試験機を用いた予めの実験によって求められたものである。 The development toner amount prediction value K1 is a prediction value of the toner adhesion amount from the development roller to the photosensitive member per dot. Further, the estimated remaining rate K2 of the normally charged toner is a prediction of the remaining rate of the normally charged toner (minus charged toner in this example) attached to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor at the primary transfer nip. If this value is 100 [%], no transfer residual toner is generated. Further, the toner adhesion amount predicted value K3 of the reversely charged toner per unit surface movement distance of the photoconductor is the reversely charged toner from the developing roller to the photoconductor generated when the photoconductor moves on the surface by 1 [mm] due to its rotation. It is the adhesion amount prediction value. Since the adhesion of the reversely charged toner (in this example, plus charge) occurs not only on the latent image portion of the photoconductor but also on the background portion, the amount of the toner does not distinguish between the latent image and the background portion. It is possible to calculate based on the moving distance. The reverse charge toner residual ratio prediction value K4 is a predicted value of the residual ratio of the reverse charge toner adhering to the photoconductor on the surface of the photoconductor in the primary transfer nip. Also, the 1-dot toner adhesion amount predicted value K5 of the reversely charged toner is a predicted value of the reversely charged toner adhesion amount per dot of the latent image on the photosensitive member. These predicted values are obtained by a prior experiment using a printer testing machine.
感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3や、逆帯電トナーの1ドット付着量予測値K5については、次のようにして求めておく。即ち、図1に示した構成のプリンタ試験機を用意する。但し、プリンタ試験機の各色のプロセスユニットは、それぞれドラムクリーニング装置の廃トナー収容部が粘着テープからなる小袋になっている。かかる構成のプリンタ試験機から転写ユニット60を取り外す。そして、各色のプロセスユニットにおいて、一様帯電せしめた感光体に対して光書込を行うことなく、現像装置を空回しする。すると、感光体の全周は地肌部となり、その地肌部に現像装置内のトナーに含まれる逆帯電トナーが付着していく。この逆帯電トナーを上述の小袋内に回収していく。かかる運転を所定時間行った後、ドラムクリーニング装置から小袋を取り外す。そして、クリーニングブレードや感光体に付着している微妙のトナーを粘着テープによって回収した後、小袋及び粘着テープの重量を測定する。次いで、測定値から初期状態の小袋及び粘着テープの重量を減じて回収トナー量を求めた後、それを全運転時間における感光体表面移動距離で除算することで、単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3を得る。また、このトナー付着量予測値K3を、単位表面移動距離あたりの全ドット数で除算することで、逆帯電トナーの1ドット付着量予測値K5を得る。 The toner adhesion amount predicted value K3 of the reversely charged toner per unit surface movement distance of the photoreceptor and the 1 dot adhesion amount predicted value K5 of the reversely charged toner are obtained as follows. That is, a printer testing machine having the configuration shown in FIG. 1 is prepared. However, in each color process unit of the printer testing machine, the waste toner container of the drum cleaning device is a small bag made of an adhesive tape. The transfer unit 60 is removed from the printer tester having such a configuration. In each color process unit, the developing device is idled without performing optical writing on the uniformly charged photoreceptor. Then, the entire circumference of the photoconductor becomes a background portion, and the reversely charged toner contained in the toner in the developing device adheres to the background portion. The reversely charged toner is collected in the aforementioned sachet. After performing this operation for a predetermined time, the pouch is removed from the drum cleaning device. Then, after the delicate toner adhering to the cleaning blade and the photosensitive member is collected by the adhesive tape, the weight of the sachet and the adhesive tape is measured. Next, after subtracting the weight of the sachet and adhesive tape in the initial state from the measured value to determine the recovered toner amount, it is divided by the photoreceptor surface travel distance over the entire operation time, so that reverse charging per unit surface travel distance is achieved. A predicted toner adhesion amount K3 of the toner is obtained. Further, by dividing the toner adhesion amount predicted value K3 by the total number of dots per unit surface moving distance, a one-dot adhesion amount predicted value K5 of the reversely charged toner is obtained.
また、逆帯電トナーの残留率予測値K4については、次のようにして求めておく。即ち、上述のプリンタ試験機に転写ユニット60をセットし、逆帯電トナーのトナー付着量予測値を測定したときと同様の運転を所定時間だけ行う。但し、この際、各色の1次転写ローラ65Y,M,C,Kにそれぞれ1次転写バイアスを印加する。そして、上述の小袋及び粘着テープに回収された転写残トナーの重量を測定した後、測定結果を、予め求めておいた逆帯電トナーのトナー付着量予測値で除算して残留率予測値K4を得る。このようにして得られる逆帯電トナーの残留率予測値K4は、装置構成にもよるが、本発明者らが用いたプリンタ試験機では70[%]程度になった。
Further, the remaining rate prediction value K4 of the reversely charged toner is obtained as follows. That is, the transfer unit 60 is set in the printer test machine described above, and the same operation as when the estimated amount of toner adhesion of the reversely charged toner is measured is performed for a predetermined time. However, at this time, the primary transfer bias is applied to the
また、1ドットあたりの現像トナー量予測値K1については、次のようにして求めておく。即ち、上述のプリンタ試験機から転写ユニット60を取り外す。そして、感光体の現像可能領域(現像ローラとの対向領域)に全面ベタのテスト画像を連続的に現像していきながら、そのトナーを上述の小袋内に回収していく運転を所定時間だけ行う。そして、小袋及び粘着テープに回収されたトナー量を測定した後、その結果を運転中に出力した全ドット数で除算して、1ドットあたりの現像トナー量予測値を得る。但し、この現像トナー量予測値K1には、正規帯電トナーによる付着量と、逆帯電トナーによる付着量とが含まれている。本発明においては、両者を区別する必要があるが、測定精度を高める目的から、1ドット単位では正規帯電トナーと逆帯電トナーとを区別しないことにした。よって、1ドットあたりの現像トナー量予測値K1については、正規帯電トナーと逆帯電トナーとの両方を含むものを用いる。そして、かかる現像トナー量予測値K1に基づいて求めたプリンタ1枚あたりの現像トナー量を後に補正して、正規帯電トナーだけに対応する値にする。補正方法については、後述する。 Further, the predicted development toner amount K1 per dot is obtained as follows. That is, the transfer unit 60 is removed from the printer test machine. Then, while continuously developing the entire solid test image in the developable area of the photoconductor (the area facing the developing roller), the operation of collecting the toner in the above-described sachet is performed for a predetermined time. . Then, after measuring the amount of toner collected in the sachet and the adhesive tape, the result is divided by the total number of dots output during operation to obtain a predicted development toner amount per dot. However, the developed toner amount prediction value K1 includes the amount of adhesion due to the normally charged toner and the amount of adhesion due to the reversely charged toner. In the present invention, it is necessary to distinguish between the two, but for the purpose of improving the measurement accuracy, the regular charged toner and the reverse charged toner are not distinguished in units of one dot. Accordingly, the development toner amount prediction value K1 per dot includes both the regular charged toner and the reversely charged toner. Then, the developed toner amount per printer obtained based on the developed toner amount predicted value K1 is corrected later to a value corresponding only to the normally charged toner. The correction method will be described later.
また、正規帯電トナーの残留率予測値K2については、次のようにして求めておく。即ち、前述の測定において、運転中に出力した全ドット数に対応するトナー回収量には、正規帯電トナーによるものと、逆帯電トナーによるものとが含まれている。そこで、全ドット数に対応するトナー回収量から、全ドット数に対応する逆帯電トナーによる付着量(トナー付着量予測値K3に基づく値)を減じて、正規帯電トナー回収量を得る。次いで、上述のプリンタ試験機に転写ユニット60をセットし、現像トナー量予測値K1を測定したときと同様の運転を所定時間だけ行う。この際、各色の1次転写ローラ65Y,M,C,Kにそれぞれ1次転写バイアスを印加する。そして、上述の小袋及び粘着テープに回収された転写残トナーの重量を測定する。この測定結果にも、正規帯電トナー及び逆帯電トナーの両方が含まれるため、逆帯電トナーによる転写残量(逆帯電トナーの転写残量や残留率予測値K4に基づく値)を測定結果から減じる。そして、その減算結果を、上述の正規帯電トナー回収量で除算して、正規帯電トナーの残留率予測値K4を得る。このようにして得られる正規帯電トナーの残留率予測値K4は、装置構成にもよるが、本発明者らが用いたプリンタ試験機では10[%]程度になった。
Further, the remaining rate prediction value K2 of the normally charged toner is obtained as follows. That is, in the above-described measurement, the amount of toner collected corresponding to the total number of dots output during operation includes those due to regular charged toner and those due to reverse charged toner. Therefore, the amount of toner charged corresponding to the total number of dots is subtracted from the amount of adhesion of the reversely charged toner corresponding to the total number of dots (a value based on the predicted toner adhesion amount K3) to obtain the normal charged toner recovery amount. Next, the transfer unit 60 is set in the printer test machine described above, and the same operation as when the predicted toner amount K1 is measured is performed for a predetermined time. At this time, primary transfer bias is applied to the
メイン制御部100は、Y,M,C,Kの各色について、上述の書込用データから算出したプリント1枚あたりの出力ドット数に、ROM105内に記憶されている1ドットあたりの現像トナー量予測値K1を乗じて、プリント1枚あたりの現像トナー量Mg1を算出する。上述のように、この算出結果には正規帯電トナーと逆帯電トナーとの両方が含まれているので、補正によって正規帯電トナーだけに対応する値にする。具体的には、ROM内に記憶されている逆帯電トナーの1ドット付着量予測値K5と、プリント1枚あたりの出力ドット数との乗算により、プリント1枚中の画像部における逆帯電トナーの付着量を算出する。そして、算出結果の減算によってプリント1枚あたりの現像トナー量Mg1を補正するのである。
For each color of Y, M, C, and K, the
次いで、メイン制御部100は、補正後の現像トナー量累積値Mg1に、ROM105内に記憶している正規帯電トナーの残留率予測値K2を乗じて、プリント1枚あたりの正規帯電トナーの転写残量M1を算出する。そして、第1RAM102に記憶していたそれまでの正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbを、算出結果の加算によって更新する。
Next, the
その後、メイン制御部100は、プリント1枚あたりに要した感光体の表面移動距離と、ROM105に記憶している感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3との乗算により、プリント1枚あたりの逆帯電トナーの付着量を算出する。そして、算出結果と、ROM105内に記憶している逆帯電トナーの残留率予測値K4との乗算により、プリント1枚あたりの逆帯電トナーの転写残量M2を得る。更に、第2RAM103内に記憶していた逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcを、この転写残量M2の加算によって更新する。
Thereafter, the
このようにして正規帯電トナーや逆帯電トナーの転写残量累積値(Mrb、Mrc)を更新したら、次いで、両者の加算によって廃トナー累積量Mraを算出した後、第3RAM104内に記憶していたそれまでの廃トナー累積量Mraを算出結果と同じ値に更新する。ここで注目すべき点は、従来の画像形成装置が正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbだけを廃トナー累積量として算出していたのに対し、本プリンタでは、それと、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcとの合計を、廃トナー累積量Mraとしている点である。かかる構成では、正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbだけを廃トナー累積量とする場合に比べて、廃トナー累積量Mraをより正確に求めることができる。 After updating the transfer remaining amount accumulated values (Mrb, Mrc) of the normally charged toner and the reversely charged toner in this way, the waste toner accumulated amount Mra is calculated by adding the two, and then stored in the third RAM 104. The accumulated amount of waste toner Mra until then is updated to the same value as the calculation result. What should be noted here is that the conventional image forming apparatus calculates only the transfer remaining amount accumulated value Mrb of the normally charged toner as the accumulated amount of waste toner, but this printer and the transfer of the reversely charged toner in this printer. The total of the remaining amount accumulated value Mrc is the waste toner accumulated amount Mra. In such a configuration, the waste toner cumulative amount Mra can be obtained more accurately than in the case where only the transfer remaining amount cumulative value Mrb of the normally charged toner is used as the waste toner cumulative amount.
なお、正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbと、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcとの合計を廃トナー累積量Mraとする代わりに、プリント1枚あたりにおける転写残量を正規帯電トナー、逆帯電トナーの両方について求めたら、それらの合計をそれまでの廃トナー累積量Mraに加算してもよい。 In addition, instead of setting the sum of the transfer remaining amount accumulated value Mrb of the normally charged toner and the transfer remaining amount accumulated value Mrc of the reversely charged toner as the waste toner accumulated amount Mra, the transfer remaining amount per print sheet is set as the normally charged toner. When both of the reversely charged toners are obtained, the total of them may be added to the waste toner cumulative amount Mra so far.
また、算出手段として機能しているメイン制御部100は、各色の廃トナー累積量Mraを求めたら、それらと、メモリータグ(25Y,M,C,K)に記憶されているドラムクリーニング装置の廃トナー収容部における満杯エラー容量とを比較する。そして、比較結果に基づいて、各色のプロセスユニットにおける廃トナー収容部について、満杯エラーになったか否かを判定する。具体的には、算出した廃トナー累積量Mraが満杯エラー容量以上である場合に、満杯エラーであると判定する。そして、満杯エラーが発生した場合には、その旨のメッセージを報知手段としての図示しないディスプレイ等からなる表示部に表示する。音や文字画像の出力など、表示とは異なる方法でメッセージを報知してもよい。
Further, when the
以上のような一連の制御ルーチンを、プリント1枚毎に各色についてそれぞれ行うことで、廃トナー収容部内のトナーを検知するためのトナー検知センサーを各色のプロセスユニットにそれぞれ設けることなく、廃トナー収容部の満杯エラーの有無を適切に判断することができる。 A series of control routines as described above are performed for each color for each print sheet, so that waste toner is accommodated without providing a toner detection sensor for each color in the process unit for each color. It is possible to appropriately determine whether there is a full error in the copy.
なお、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値(K2、K4)をROM105内に記憶させておく代わりに、転写率予測値を記憶させておいてもよい。転写率予測値は、感光体から中間転写ベルト61へのトナーの転写率予測値である。100[%]から転写率予測値を減じれば、残留率予測値になるので、このような計算によって残留率予測値を求めるようにしてもよいのである。
It should be noted that the transfer rate prediction value may be stored instead of storing the remaining rate prediction value (K2, K4) of the regular charge toner or the reverse charge toner in the
また、感光体の表面移動距離と駆動時間とは厳密な相関関係にあるので、感光体の駆動時間は実質的に表面移動距離に相当する。よって、現像トナー量予測値K1や逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3を調整すれば、実質的な表面移動距離である駆動時間に基づいて、正規帯電トナーや逆帯電トナーの転写残量を求めることも可能である。 Further, since the surface moving distance of the photoconductor and the driving time are strictly correlated, the driving time of the photoconductor substantially corresponds to the surface moving distance. Therefore, by adjusting the development toner amount prediction value K1 and the reversely charged toner adhesion amount prediction value K3, the transfer remaining amount of the regular charge toner and the reverse charge toner can be determined based on the driving time which is a substantial surface moving distance. It is also possible to ask for it.
また、メイン制御部100は、プリント1枚毎に、メモリータグ内のプリント動作回数を1の加算によって更新したり、メモリータグ内の感光体の累積表面移動距離を所定値の加算によって更新したりする。更に、算出した各色の廃トナー累積量を第3RAM104に記憶するだけでなく、メモリータグ(25Y,M,C,K)にも記憶させる。これにより、交換されたプロセスユニットが途中まで使用された中古品であったとしても、その後の廃トナー累積量をメモリータグ内のデータに基づいて正確に求めることができる。
In addition, the
また、本プリンタでは、各色のプロセスユニット1Y,M,C,Kにそれぞれ廃トナー収容部を設けているが、各色ユニットのドラムクリーニング装置から廃トナーをユニット外の共通の廃トナー容器に搬送する構成を採用してもよい。この場合、各色の個別の廃トナー累積量を求め、それらの合計を廃トナー容器の満杯エラーの判定に用いればよい。
In this printer, the waste toner storage units are provided in the
次に、第一の実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係るプリンタの構成は、第一の実施形態と同様である。
[第1実施例]
各色のプロセスユニット1Y,M,C,Kは、上述したように、それぞれ搭載している機器の何れかが寿命に達した時点でユニット全体として寿命を迎えたとみなされて交換される。更に、現像装置に収容しているトナーが無くなった時点でも、ユニット全体として寿命を迎えたとみなされて交換される。このように、各色のプロセスユニット1Y,M,C,Kは、現像装置内に新たなトナーが補給されるようになっていないため、初期状態において、現像装置内に比較的多量のトナーを収容している。このトナーは、トナー供給ローラに供給される前段階において、トナー収容部に収容されているだけの状態であっても、プリント動作が行われると、撹拌部材によって撹拌され続ける。この撹拌により、トナー収容部内のトナーは、現像装置の累積稼働時間が増えていくにつれて、劣化を進行させていく。そして、トナーの劣化が進行するにつれて、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率が徐々に高くなっていく(転写率が徐々に低くなっていく)ことが知られている。このため、プロセスユニットの累積稼働時間が増えていくと、ROM105内に記憶されている正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値(あるいは転写率予測値)が徐々に適切な値から遠ざかっていく。そして、これにより、廃トナー累積量の算出精度が徐々に低下してしまう。
Next, each example in which a more characteristic configuration is added to the printer according to the first embodiment will be described. Unless otherwise specified below, the configuration of the printer according to each example is the same as that of the first embodiment.
[First embodiment]
As described above, the
そこで、第1実施例に係るプリンタにおいては、現像装置の累積稼働時間の増加に伴って、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値(K2、K4)を徐々に高くしていくようになっている。具体的には、本プリンタでは、メイン制御部100が各色のプロセスユニット1Y,M,C,Kについてそれぞれ、感光体の累積表面移動距離を上述のメモリータグに記憶させるようになっている。本プリンタは感光体を現像装置とは別に独立して駆動することがない仕様になっているため、感光体の累積表面移動距離は、現像装置の累積稼働時間と厳密な相関関係にある。そこで、メイン制御部100は、次の表1に示されるデータテーブルをROM105内に記憶している。そして、このデータテーブルに基づいて、メモリータグに記憶されている感光体の累積表面移動距離が大きくなるにつれて、残留率予測値(K2、K4)を徐々に高くしていく。
かかる構成では、トナーの経時的な劣化に起因する満杯エラーの検出タイミングの不適切化を軽減することができる。 With such a configuration, it is possible to reduce inappropriate detection timing of a full error due to deterioration of toner over time.
図5は、本プリンタのメイン制御部100によって実施される廃トナー累積量の算出処理の処理フローを示すフローチャートである。この処理フローは、各色のプロセスユニットについてそれぞれ個別に実施される。メイン制御部100は、算出処理を開始すると、まず、1枚プリントジョブが終了するまでフローの進行を待機した後(ステップ1:以下、ステップをSと記す)、メモリータグ内に記憶されている感光体の累積表面移動距離Dを更新する(S2)。次いで、この累積表面移動距離Dに対応する正規帯電トナーの残留率予測値K2や、逆帯電トナーの残留率予測値K4を、ROM105内のデータテーブルから特定する(S3)。そして、出力ドット数等に基づいてプリント1枚あたりの現像トナー量Mg1を算出した後(S4)、1枚あたりの逆帯電トナー付着量の減算によって現像トナー量Mg1を補正する(S5)。その後、現像トナー量Mg1と、正規帯電トナーの残留率予測値K2との乗算により、1枚あたりの正規帯電トナーの転写残量M1を算出した後(S6)、算出結果の加算によって正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbを更新する(S7)。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing flow of the calculation process of the accumulated amount of waste toner performed by the
このようにして転写残量累積値Mrbを更新したら、次に、プリント1枚あたりに要した感光体の表面移動距離D1と、単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3との乗算により、プリント1枚あたりの逆帯電トナーの付着量Mxを算出する。そして、算出結果と、逆帯電トナーの残留率予測値K4との乗算により、プリント1枚あたりの逆帯電トナーの転写残量M2を得る(S8)。更に、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcを、この転写残量M2の加算によって更新する(S9)。 After the transfer remaining amount accumulated value Mrb is updated in this way, the surface movement distance D1 of the photosensitive member required for one print and the toner adhesion amount prediction value K3 of the reversely charged toner per unit surface movement distance Is applied to calculate the adhesion amount Mx of the reversely charged toner per print. Then, a transfer remaining amount M2 of the reversely charged toner per print is obtained by multiplying the calculation result by the predicted remaining rate K4 of the reversely charged toner (S8). Further, the transfer remaining amount cumulative value Mrc of the reversely charged toner is updated by adding the transfer remaining amount M2 (S9).
最後に、正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbと、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcとの加算によって廃トナー累積量Mraを算出し(S10)、算出結果を第3RAM104やメモリータグに書き込む(S11)。 Finally, a waste toner accumulation amount Mra is calculated by adding the transfer remaining amount accumulated value Mrb of the normally charged toner and the transfer remaining amount accumulated value Mrc of the reversely charged toner (S10), and the calculation result is stored in the third RAM 104 or the memory tag. Write (S11).
なお、残留率予測値K2、K4に代えて、正規帯電トナーや逆帯電トナーの転写率予測値を用い、累積表面移動距離Dの増加に伴ってそれを小さくしていく処理を実行させてもよい。 It should be noted that instead of the remaining rate prediction values K2 and K4, the transfer rate prediction values of the normally charged toner and the reversely charged toner may be used, and a process of decreasing the accumulated surface moving distance D as the cumulative surface moving distance D increases may be executed. Good.
[第2実施例]
一般に、湿度や温度が上昇するにつれて、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率が徐々に高くなっていく(転写率が徐々に低くなっていく)ことが知られている。これは、トナーの樹脂そのものや現像ローラなどの抵抗が下がり帯電性が高温高湿側で帯電量が低下する傾向があり、逆荷電のトナー比率が高まるからである。このため、湿度や温度が変化すると、残留率の適切値もそれに伴って変化する。にもかかわらず、残留率として一定の値のものを用いると、湿度や温度の変化に起因して廃トナー累積量の算出精度が低下してしまう。
[Second Embodiment]
In general, it is known that the residual rate of regular charged toner and reversely charged toner gradually increases (transfer rate gradually decreases) as humidity and temperature rise. This is because the resistance of the toner resin itself and the developing roller decreases, and the charge amount tends to decrease on the high-temperature and high-humidity side, and the ratio of the reversely charged toner increases. For this reason, when the humidity and temperature change, the appropriate value of the residual rate also changes accordingly. Nevertheless, if a constant value is used as the residual rate, the calculation accuracy of the accumulated amount of waste toner is lowered due to changes in humidity and temperature.
そこで、第2実施例に係るプリンタにおいては、図示しない湿度センサーを設け、これの検知結果をメイン制御部100に出力させている。そして、湿度の上昇に伴って、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値(K2、K4)を徐々に高くしていくようにメイン制御部100を構成している。具体的には、メイン制御部100は、次の表2に示されるデータテーブルをROM105内に記憶している。そして、このデータテーブルに基づいて、湿度の検知結果が上昇するにつれて、残留率予測値(K2、K4)を徐々に高くしていく。
かかる構成では、湿度の変動に起因する満杯エラーの検出タイミングの不適切化を軽減することができる。なお、温度センサーの検知結果が上昇するにつれて、残留率予測値(K2、K4)を高くしていくようにメイン制御部100を構成してもよい。また、残留率予測値(K2、K4)に代えて転写率予測値を用い、湿度や温度が上昇するにつれて、転写率予測値を低くしていくようにメイン制御部100を構成してもよい。
With such a configuration, it is possible to reduce improper detection timing of a full error due to humidity fluctuations. Note that the
図6は、本プリンタのメイン制御部100によって実施される廃トナー累積量の算出処理の処理フローを示すフローチャートである。この処理フローも、各色のプロセスユニットについてそれぞれ個別に実施される。メイン制御部100は、算出処理を開始すると、まず、1枚プリントジョブが終了するまでフローの進行を待機した後(S1)、湿度の検出結果を湿度センサーから取得する(S2)。次いで、湿度に対応する正規帯電トナーの残留率予測値K2や、逆帯電トナーの残留率予測値K4を、ROM105内のデータテーブルから特定する(S3)。その後は、図5におけるS4以降のフローと同様にして、廃トナー累積量Mraを算出する。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing flow of the calculation process of the accumulated amount of waste toner performed by the
次に、本発明を適用したプリンタの第二の実施形態について説明する。
第一の実施形態のプリンタでは、潜像部が多く地肌部が少ない画像パターンが多く混じった場合、実際の廃トナー量よりも、誤って廃トナー累積量を多く算出してしまい、まだ満杯にはなっていない廃トナー容器に対して満杯エラーと判定してしまうことがあった。本発明者らは、このような問題を発生させる原因について鋭意研究をおこなったところ、以下のようなことがわかってきた。廃トナー容器内の廃トナーとしては、画像部に付着する正規帯電トナーよりも、逆帯電トナーが多く、廃トナーの満杯検知をより正確に行う為には、逆帯電トナーの転写残量を正確に算出することが必要である。また、逆帯電トナーの付着は、地肌部に発生し、潜像部に付着するものはごく微量である。さらに、地肌部に付着する逆帯電トナーの量は、地肌部の画素数又は面積に大きく影響されるため、地肌部の多いパターンと少ないパターンでは、逆帯電トナー付着量が大きく異なる。第一の実施形態にかかるプリンタでは、逆帯電トナー転写残量を感光体の表面移動距離と逆帯電トナー係数とに基づいて算出しており、地肌部の画素数又は面積による影響を考慮していない。このため、画像パターンによっては、逆帯電トナー付着量が正確に予測できず、その結果、感光体表面の逆帯電トナー転写残量に誤差を生じてしまう。具体的には、潜像部が多く地肌部が少ないパターンでは、算出される逆帯電トナー転写残量は、実際の逆帯電トナー転写残量よりも多くなってしまう。
Next, a second embodiment of a printer to which the present invention is applied will be described.
In the printer of the first embodiment, when many image patterns with many latent image portions and few background portions are mixed, the accumulated amount of waste toner is erroneously calculated more than the actual amount of waste toner, and is still full. In some cases, a waste toner container that has not been filled is determined to be full. The present inventors have conducted intensive research on the cause of such problems, and have found the following. As waste toner in the waste toner container, there is more reversely charged toner than regular charged toner adhering to the image area, and in order to detect the fullness of waste toner more accurately, the transfer remaining amount of reversely charged toner is accurate. Need to be calculated. Further, the adhesion of the reversely charged toner occurs on the background portion, and a very small amount adheres to the latent image portion. Furthermore, since the amount of the reversely charged toner adhering to the background portion is greatly influenced by the number of pixels or the area of the background portion, the amount of the reversely charged toner greatly differs between a pattern with a large background portion and a small pattern. In the printer according to the first embodiment, the remaining amount of the reversely charged toner is calculated based on the surface movement distance of the photosensitive member and the reversely charged toner coefficient, and the influence of the number of pixels or the area of the background portion is taken into consideration. Absent. Therefore, depending on the image pattern, the reversely charged toner adhesion amount cannot be accurately predicted, and as a result, an error occurs in the reversely charged toner transfer remaining amount on the surface of the photoreceptor. Specifically, in a pattern with many latent image portions and few background portions, the calculated reversely charged toner transfer remaining amount is larger than the actual reversely charged toner transfer remaining amount.
上述のように、逆帯電トナーの付着は、感光体の地肌部に発生して、潜像部への付着はごく微量となるため無視できるレベルとなる。したがって、逆帯電トナーの付着量予測値は、地肌部のみに適用するのが好ましい。そこで、第二の実施形態では、逆帯電トナー転写残量しては、画像情報と逆帯電トナー係数とに基づき、地肌部に付着する逆帯電トナーの転写残量を算出する。正規トナー転写残量としては第一の実施形態と同様に、画像情報と正規帯電トナー係数に基づき、潜像部に付着する正規帯電トナーの転写残量を算出する。そして、算出した潜像部に付着する正規トナー転写残量と地肌部に付着する逆帯電トナー転写残量とから感光体表面のトナー転写残量を算出する。このように、逆帯電トナー転写残量も、画像パターンを考慮して算出することにより、逆帯電トナーの転写残量をより正確に算出し、これによりさらに正確に感光体表面のトナー転写残量を算出する。 As described above, the adhesion of the reversely charged toner occurs on the background portion of the photoreceptor, and the amount of the adhesion to the latent image portion is negligible, so that the level becomes negligible. Therefore, it is preferable to apply the estimated adhesion amount of the reversely charged toner only to the background portion. Therefore, in the second embodiment, the remaining charge of the reversely charged toner is calculated based on the image information and the reversely charged toner coefficient. As in the first embodiment, the remaining amount of normal toner transferred is calculated based on the image information and the normally charged toner coefficient. Then, the remaining toner transfer amount on the photosensitive member surface is calculated from the calculated normal toner transfer remaining amount attached to the latent image portion and the reversely charged toner transfer remaining amount attached to the background portion. In this way, the remaining charge transfer amount of the reversely charged toner is also calculated in consideration of the image pattern, so that the remaining transfer amount of the reversely charged toner can be calculated more accurately, thereby more accurately transferring the remaining toner amount on the surface of the photosensitive member. Is calculated.
以下、第二の実施形態のプリンタの特徴的な構成について説明する。なお、第二の実施形態に係るプリンタの構成は、以下に示す、より特徴的な構成の他は第一の実施形態と同じであるため、説明を省略する。 The characteristic configuration of the printer of the second embodiment will be described below. The configuration of the printer according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the more characteristic configuration described below, and a description thereof will be omitted.
第二の実施形態のプリンタは、上記図4のブロック図の電気回路をそなえており、メイン制御部100は、書込データに基づいて、プリント1枚毎に、1枚あたりにおける各色(Y,M,C,K)の出力ドット数(出力画素数)を算出し、算出結果に基づいて、1枚あたりにおける各色の転写残トナー量を算出する。
The printer according to the second embodiment includes the electric circuit shown in the block diagram of FIG. 4. The
メイン制御部100は、Y,M,C,Kについてそれぞれ、潜像の1ドットに対する現像トナー量予測値K1、正規帯電トナーの残留率予測値K2、感光体の単位表面移動距離と主走査あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3、逆帯電トナーの残留率予測値K4、逆帯電トナーの1ドット付着量予測値K5などをROM105内に記憶している。
For each of Y, M, C, and K, the
現像トナー量予測値K1は、1ドットあたりにおける現像ローラから感光体へのトナー付着量の予測値である。また、正規帯電トナーの残留率予測値K2は、感光体の静電潜像に付着した正規帯電トナー(本例ではマイナス帯電トナー)の1次転写ニップにおける感光体表面上での残留率の予測値であり、この値が100[%]である場合には転写残トナーは全く発生しない。また、感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3は、感光体がその回転によって1[mm]表面移動する際に発生する現像ローラから感光体への非画像部への逆帯電トナーの付着量予測値である。上述のように、逆帯電トナー(本例ではプラス帯電)の付着は、感光体の地肌部に発生して、潜像部への付着はごく微量となるため、無視できるレベルとなる。したがって、逆帯電トナーの付着量予測値は、非画像部のみに適用する。また、逆帯電トナーの残留率予測値K4は、感光体に付着した逆帯電トナーの1次転写ニップにおける感光体表面上での残留率の予測値である。また、逆帯電トナーの1ドットトナー付着量予測値K5は、K3で求めた単位表面移動距離あたりの逆帯電トナー付着量予測値を、単位表面移動距離あたりの総ドット数で割ることで、簡単に求めることができる。これらの予測値は、プリンタ試験機を用いた予めの実験によって求められたものである。 The development toner amount prediction value K1 is a prediction value of the toner adhesion amount from the development roller to the photosensitive member per dot. Further, the estimated remaining rate K2 of the normally charged toner is a prediction of the remaining rate of the normally charged toner (minus charged toner in this example) attached to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor at the primary transfer nip. If this value is 100 [%], no transfer residual toner is generated. The toner adhesion amount predicted value K3 of the reversely charged toner per unit surface movement distance of the photoconductor is a non-image portion from the developing roller to the photoconductor generated when the surface of the photoconductor moves by 1 [mm] due to its rotation. This is a predicted value of the amount of negatively charged toner attached to the toner. As described above, the adhesion of the reversely charged toner (plus charge in this example) occurs on the background portion of the photoconductor, and the amount of the adhesion to the latent image portion is negligible. Therefore, the estimated adhesion amount of the reversely charged toner is applied only to the non-image portion. The reverse charge toner residual ratio prediction value K4 is a predicted value of the residual ratio of the reverse charge toner adhering to the photoconductor on the surface of the photoconductor in the primary transfer nip. Further, the one-dot toner adhesion amount predicted value K5 of the reversely charged toner can be easily calculated by dividing the reversely charged toner adhesion amount predicted value per unit surface movement distance obtained by K3 by the total number of dots per unit surface movement distance. Can be requested. These predicted values are obtained by a prior experiment using a printer testing machine.
感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3や、逆帯電トナーの1ドット付着量予測値K5については、次のようにして求めておく。即ち、図1に示した構成のプリンタ試験機を用意する。但し、プリンタ試験機の各色のプロセスユニットは、それぞれドラムクリーニング装置の廃トナー収容部が粘着テープからなる小袋になっている。かかる構成のプリンタ試験機から転写ユニット60を取り外す。そして、各色のプロセスユニットにおいて、一様帯電せしめた感光体に対して光書込を行うことなく、現像装置を空回しする。すると、感光体の全周は地肌部となり、その地肌部に現像装置内のトナーに含まれる逆帯電トナーが付着していく。この逆帯電トナーを上述の小袋内に回収していく。かかる運転を所定時間行った後、ドラムクリーニング装置から小袋を取り外す。そして、クリーニングブレードや感光体に付着している微妙のトナーを粘着テープによって回収した後、小袋及び粘着テープの重量を測定する。次いで、測定値から初期状態の小袋及び粘着テープの重量を減じて回収トナー量を求めた後、それを全運転時間における感光体表面移動距離で除算することで、単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値K3を得る。また、このトナー付着量予測値K3を、単位表面移動距離あたりの全ドット数で除算することで、逆帯電トナーの1ドット付着量予測値K5を得る。 The toner adhesion amount predicted value K3 of the reversely charged toner per unit surface movement distance of the photoreceptor and the 1 dot adhesion amount predicted value K5 of the reversely charged toner are obtained as follows. That is, a printer testing machine having the configuration shown in FIG. 1 is prepared. However, in each color process unit of the printer testing machine, the waste toner container of the drum cleaning device is a small bag made of an adhesive tape. The transfer unit 60 is removed from the printer tester having such a configuration. In each color process unit, the developing device is idled without performing optical writing on the uniformly charged photoreceptor. Then, the entire circumference of the photoconductor becomes a background portion, and the reversely charged toner contained in the toner in the developing device adheres to the background portion. The reversely charged toner is collected in the aforementioned sachet. After performing this operation for a predetermined time, the pouch is removed from the drum cleaning device. Then, after the delicate toner adhering to the cleaning blade and the photosensitive member is collected by the adhesive tape, the weight of the sachet and the adhesive tape is measured. Next, after subtracting the weight of the sachet and adhesive tape in the initial state from the measured value to determine the recovered toner amount, it is divided by the photoreceptor surface travel distance over the entire operation time, so that reverse charging per unit surface travel distance is achieved. A predicted toner adhesion amount K3 of the toner is obtained. Further, by dividing the toner adhesion amount predicted value K3 by the total number of dots per unit surface moving distance, a one-dot adhesion amount predicted value K5 of the reversely charged toner is obtained.
また、逆帯電トナーの残留率予測値K4については、次のようにして求めておく。即ち、上述のプリンタ試験機に転写ユニット60をセットし、逆帯電トナーのトナー付着量予測値を測定したときと同様の運転を所定時間だけ行う。但し、この際、各色の1次転写ローラ65Y,M,C,Kにそれぞれ1次転写バイアスを印加する。そして、上述の小袋及び粘着テープに回収された転写残トナーの重量を測定した後、測定結果を、予め求めておいた逆帯電トナーのトナー付着量予測値で除算して残留率予測値K4を得る。このようにして得られる逆帯電トナーの残留率予測値K4は、装置構成にもよるが、本発明者らが用いたプリンタ試験機では70[%]程度になった。
Further, the remaining rate prediction value K4 of the reversely charged toner is obtained as follows. That is, the transfer unit 60 is set in the printer test machine described above, and the same operation as when the estimated amount of toner adhesion of the reversely charged toner is measured is performed for a predetermined time. However, at this time, the primary transfer bias is applied to the
また、1ドットあたりの現像トナー量予測値K1については、次のようにして求めておく。即ち、上述のプリンタ試験機から転写ユニット60を取り外す。そして、感光体の現像可能領域(現像ローラとの対向領域)に全面ベタのテスト画像を連続的に現像していきながら、そのトナーを上述の小袋内に回収していく運転を所定時間だけ行う。そして、小袋及び粘着テープに回収されたトナー量を測定した後、所定時間分の非画像部のドット数を算出する。その算出式は、単位表面移動距離あたりの全ドット数と所定時間分の感光体走行距離の積から、所定時間に印字した画像分のドット数を減算する事で簡単に得られる。この得られた非画像部のドット数と先ほど得られた逆帯電トナーの1ドットトナー付着量予測値K5を積算することで、所要時間分の非画像部のトナー量がわかる。したがって、小袋及び粘着テープに回収されたトナー量から上記の非画像部のトナー量を減算し、その結果を運転中に印字部で出力したドット数で除算して、1ドットあたりの現像トナー量予測値を得る。また、現像トナー量予測値K1は、ベタ印字中に機械を停止させ、感光体上ベタ画像を吸引にて求めてそのドット数で除算することでも求められる。 Further, the predicted development toner amount K1 per dot is obtained as follows. That is, the transfer unit 60 is removed from the printer test machine. Then, while continuously developing the entire solid test image in the developable area of the photoconductor (the area facing the developing roller), the operation of collecting the toner in the above-described sachet is performed for a predetermined time. . Then, after measuring the amount of toner collected in the sachet and the adhesive tape, the number of dots in the non-image area for a predetermined time is calculated. The calculation formula can be easily obtained by subtracting the number of dots for an image printed at a predetermined time from the product of the total number of dots per unit surface movement distance and the photosensitive body travel distance for a predetermined time. By accumulating the obtained number of dots in the non-image area and the previously estimated 1-dot toner adhesion amount K5 of the reversely charged toner, the amount of toner in the non-image area corresponding to the required time can be obtained. Therefore, the amount of developed toner per dot is obtained by subtracting the amount of toner in the non-image area from the amount of toner collected in the sachet and adhesive tape, and dividing the result by the number of dots output in the printing section during operation. Get the predicted value. The predicted developed toner amount K1 can also be obtained by stopping the machine during solid printing, obtaining a solid image on the photoreceptor by suction, and dividing by the number of dots.
また、正規帯電トナーの残留率予測値K2については、次のようにして求めておく。即ち、前述の測定において、所要時間分の非画像部のトナー量に、逆帯電トナーの残留率予測値K4を積算し非画像部のトナー回収量を求めておく。さらに、1ドットあたりの現像トナー量予測値K1と画像部の全ドット数の積算により画像部の現像トナー量を算出しておく。
次いで、上述のプリンタ試験機に転写ユニット60をセットし、現像トナー量予測値K1を測定したときと同様の運転を所定時間だけ行う。この際、各色の1次転写ローラ65Y,M,C,Kにそれぞれ1次転写バイアスを印加する。そして、上述の小袋及び粘着テープに回収された転写残トナーの重量を測定する。この測定結果にも、正規帯電トナー及び逆帯電トナーの両方が含まれるため、先ほど求めた、非画像部のトナー回収量を減算することで、正規帯電トナーによる画像部のトナー回収量量を得る。そのトナー回収量を画像部の現像トナー量で除算して、正規帯電トナーの残留率予測値K4を得る。このようにして得られる正規帯電トナーの残留率予測値K4は、装置構成にもよるが、本発明者らが用いたプリンタ試験機では5[%]程度になった。また、正規帯電トナーの残留率予測値K2は、ベタ印字中に機械を停止させて、感光体上の転写前・後のベタ画像を吸引して、(所望の面積あたりの転写後ベタ画像)/(所望の面積あたりの転写前ベタ画像)で求めることも可能である。
Further, the remaining rate prediction value K2 of the normally charged toner is obtained as follows. That is, in the above-described measurement, the remaining amount prediction value K4 of the reversely charged toner is added to the toner amount of the non-image portion for the required time to obtain the toner recovery amount of the non-image portion. Further, the developing toner amount in the image portion is calculated by integrating the predicted developing toner amount K1 per dot and the total number of dots in the image portion.
Next, the transfer unit 60 is set in the printer test machine described above, and the same operation as when the predicted toner amount K1 is measured is performed for a predetermined time. At this time, primary transfer bias is applied to the
メイン制御部100は、Y,M,C,Kの各色について、上述の書込用データから算出したプリント1枚あたりの出力ドット数に、ROM105内に記憶されている1ドットあたりの現像トナー量予測値K1を乗じて、プリント1枚あたりの現像トナー量Mg1を算出する。
For each color of Y, M, C, and K, the
次いで、メイン制御部100は、現像トナー量累積値Mg1に、ROM105内に記憶している正規帯電トナーの残留率予測値K2を乗じて、プリント1枚あたりの正規帯電トナーの転写残量M1を算出する。そして、第1RAM102に記憶していたそれまでの正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbを、算出結果の加算によって更新する。
Next, the
その後、メイン制御部100は、感光体の表面移動距離と単位距離あたりのドット数の積で得られる総ドット数から、上述の書き込み用データから算出したプリント1枚あたりの出力ドット数の減算により、非画像部のドット数を求め、逆帯電トナーの1ドットトナー付着量予測値K5との積算により非画像部のドット数とプリント1枚あたりの逆帯電トナーの付着量を算出する。そして、算出結果と、ROM105内に記憶している逆帯電トナーの残留率予測値K4との乗算により、プリント1枚あたりの逆帯電トナーの転写残量M2を得る。更に、第2RAM103内に記憶していた逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcを、この転写残量M2の加算によって更新する。
Thereafter, the
このようにして正規帯電トナーや逆帯電トナーの転写残量累積値(Mrb、Mrc)を更新したら、次いで、両者の加算によって廃トナー累積量Mraを算出した後、第3RAM104内に記憶していたそれまでの廃トナー累積量Mraを算出結果と同じ値に更新する。ここで注目すべき点は、従来の画像形成装置が正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbだけを廃トナー累積量として算出していたのに対し、本プリンタでは、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcとの合計を、廃トナー累積量Mraとしている点である。かかる構成では、正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbだけを廃トナー累積量とする場合に比べて、廃トナー累積量Mraをより正確に求めることができる。さらに、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcを非画像部のドット数を考慮して算出することにより、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcの値が画像面積の大小さまざまな画像パターンによらずに正確に算出でき、廃トナー累積量Mraをより正確に求めることができる。 After updating the transfer remaining amount accumulated values (Mrb, Mrc) of the normally charged toner and the reversely charged toner in this way, the waste toner accumulated amount Mra is calculated by adding the two, and then stored in the third RAM 104. The accumulated amount of waste toner Mra until then is updated to the same value as the calculation result. What should be noted here is that the conventional image forming apparatus calculates only the accumulated remaining toner amount Mrb of the normally charged toner as the accumulated amount of waste toner. The total of the cumulative value Mrc is the waste toner cumulative amount Mra. In such a configuration, the waste toner cumulative amount Mra can be obtained more accurately than in the case where only the transfer remaining amount cumulative value Mrb of the normally charged toner is used as the waste toner cumulative amount. Further, by calculating the transfer remaining amount accumulated value Mrc of the reversely charged toner in consideration of the number of dots in the non-image portion, the value of the accumulated remaining amount Mrc of the reversely charged toner becomes an image pattern having a large or small image area. Therefore, the accumulated amount of waste toner Mra can be obtained more accurately.
なお、正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbと、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcとの合計を廃トナー累積量Mraとする代わりに、プリント1枚あたりにおける転写残量を正規帯電トナー、逆帯電トナーの両方について求めたら、それらの合計をそれまでの廃トナー累積量Mraに加算してもよい。 In addition, instead of setting the sum of the transfer remaining amount accumulated value Mrb of the normally charged toner and the transfer remaining amount accumulated value Mrc of the reversely charged toner as the waste toner accumulated amount Mra, the transfer remaining amount per print sheet is set as the normally charged toner. When both of the reversely charged toners are obtained, the total of them may be added to the waste toner cumulative amount Mra so far.
また、算出手段として機能しているメイン制御部100は、各色の廃トナー累積量Mraを求めたら、第一の実施形態と同様にして、廃トナー収容部における満杯エラー容量とを比較し、満杯エラーの判定をおこなう。以上のような一連の制御ルーチンを、プリント1枚毎に各色についてそれぞれ行うことで、廃トナー収容部内のトナーを検知するためのトナー検知センサーを各色のプロセスユニットにそれぞれ設けることなく、廃トナー収容部の満杯エラーの有無を適切に判断することができる。
Further, when the
なお、本プリンタにおいても、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値(K2、K4)をROM105内に記憶させておく代わりに、転写率予測値を記憶させておいてもよい。転写率予測値は、感光体から中間転写ベルト61へのトナーの転写率予測値である。100[%]から転写率予測値を減じれば、残留率予測値になるので、このような計算によって残留率予測値を求めるようにしてもよいのである。
In this printer as well, the transfer rate prediction value may be stored instead of storing the remaining rate prediction values (K2, K4) of the normally charged toner and the reversely charged toner in the
次に、第二の実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプリンタの構成は、第二の実施形態と同様である。
[第3実施例]
第3の実施例に係るプリンタでは、第1実施例に係るプリンタと同様に、現像装置の累積稼働時間の増加に伴って、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値(K2、K4)を徐々に高くしていくようになっている。
Next, an example in which a more characteristic configuration is added to the printer according to the second embodiment will be described. Unless otherwise specified, the configuration of the printer according to the example is the same as that of the second embodiment.
[Third embodiment]
In the printer according to the third embodiment, similarly to the printer according to the first embodiment, as the cumulative operating time of the developing device increases, the residual rate prediction values (K2, K4) of the normally charged toner and the reversely charged toner Is gradually increased.
ここでは、第3実施例の特徴部に関して、図7に示すメイン制御部100によって実施される廃トナー累積量の算出処理の処理フローに基づき説明する。この処理フローは、各色のプロセスユニットについてそれぞれ個別に実施される。メイン制御部100は、算出処理を開始すると、まず、1枚プリントジョブが終了するまでフローの進行を待機した後(ステップ1:以下、ステップをSと記す)、メモリータグ内に記憶されている感光体の累積表面移動距離Dを更新する(S2)。次いで、この累積表面移動距離Dに対応する正規帯電トナーの残留率予測値K2や、逆帯電トナーの残留率予測値K4を、ROM105内のデータテーブルから特定する(S3)。そして、出力ドット数等に基づいてプリント1枚あたりの現像トナー量Mg1を算出した後(S4)、正規帯電トナーの残留率予測値K2との乗算により、1枚あたりの正規帯電トナーの転写残量M1を算出した後(S6)、算出結果の加算によって正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbを更新する(S7)。
Here, the characteristic part of the third embodiment will be described based on the processing flow of the waste toner accumulation amount calculation process executed by the
このようにして転写残量累積値Mrbを更新したら、次に、プリント1枚あたりに要した、感光体の表面移動距離D1と単位距離あたりのドット数の積で得られる総ドット数から、上述の書き込み用データから算出したプリント1枚あたりの出力ドット数の減算により、非画像部のドット数を算出する。そして、非画像部のドット数と、逆帯電トナーの1ドットトナー付着量予測値K5の乗算により、プリント1枚あたりの逆帯電トナーの付着量Mxを算出する(S8)。そして、算出結果Mxと、逆帯電トナーの残留率予測値K4との乗算により、プリント1枚あたりの逆帯電トナーの転写残量M2を得る(S9)。更に、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcを、この転写残量M2の加算によって更新する(S10)。 After the transfer remaining amount accumulated value Mrb is updated in this way, the above-mentioned total number of dots obtained by multiplying the surface movement distance D1 of the photosensitive member by the number of dots per unit distance required per print is described above. The number of dots in the non-image portion is calculated by subtracting the number of output dots per print calculated from the writing data. Then, by multiplying the number of dots in the non-image area by the one-dot toner adhesion amount predicted value K5 of the reversely charged toner, the amount of oppositely charged toner Mx per print is calculated (S8). Then, by multiplying the calculation result Mx by the reverse charge toner residual ratio prediction value K4, the transfer remaining amount M2 of the reverse charge toner per print is obtained (S9). Further, the transfer remaining amount cumulative value Mrc of the reversely charged toner is updated by adding the transfer remaining amount M2 (S10).
最後に、正規帯電トナーの転写残量累積値Mrbと、逆帯電トナーの転写残量累積値Mrcとの加算によって廃トナー累積量Mraを算出し(S11)、算出結果を第3RAM104やメモリータグに書き込む(S12)。 Finally, the waste toner accumulation amount Mra is calculated by adding the transfer remaining amount accumulated value Mrb of the normally charged toner and the transfer remaining amount accumulated value Mrc of the reversely charged toner (S11), and the calculation result is stored in the third RAM 104 or the memory tag. Write (S12).
なお、残留率予測値K2、K4に代えて、正規帯電トナーや逆帯電トナーの転写率予測値を用い、累積表面移動距離の増加に伴ってそれを小さくしていく処理を実行させてもよい。 Instead of the residual rate prediction values K2 and K4, the transfer rate prediction values of the regular charged toner and the reversely charged toner may be used, and a process of decreasing the cumulative surface moving distance may be executed. .
[第4実施例]
第2実施例と同様に、湿度センサーを設け、これの検知結果をメイン制御部100に出力し、湿度の上昇に伴って、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値(K2、K4)を徐々に高くしていくようにしてもよい。これにより、湿度の変動に起因する満杯エラーの検出タイミングの不適切化を軽減することができ、さらに正確に廃トナーの満杯エラーの到来タイミングをより予測することができる。
[Fourth embodiment]
Similar to the second embodiment, a humidity sensor is provided, and the detection result is output to the
図8は、メイン制御部100によって実施される廃トナー累積量の算出処理の処理フローを示すフローチャートである。この処理フローも、各色のプロセスユニットについてそれぞれ個別に実施される。メイン制御部100は、算出処理を開始すると、まず、1枚プリントジョブが終了するまでフローの進行を待機した後(S1)、湿度の検出結果を湿度センサーから取得する(S2)。次いで、湿度に対応する正規帯電トナーの残留率予測値K2や、逆帯電トナーの残留率予測値K4を、ROM105内のデータテーブルから特定する(S3)。その後は、図7におけるS4以降のフローと同様にして、廃トナー累積量Mraを算出する。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing flow of a calculation process of the accumulated amount of waste toner performed by the
以上、第一及び第二の実施形態では、潜像の1ドットに対する現像トナー量予測値に基づいて現像トナー量を算出する例について説明したが、隣接ドット同士の重ね合わせ部分のトナー消費量を正確に算出する目的から、ドットの配列を参照して重ね合わせ部分のトナー消費量をドット中央部とは別に算出するようにしてもよい。 As described above, in the first and second embodiments, the example in which the developing toner amount is calculated based on the predicted developing toner amount with respect to one dot of the latent image has been described. For the purpose of calculating accurately, the toner consumption amount of the overlapping portion may be calculated separately from the dot center portion with reference to the dot arrangement.
また、潜像の画素数(ドット数)の代わりに、潜像の面積に基づいて、現像トナー量を算出するようにしてもよい。また、地肌部の画素数(ドット数)の代わりに、地肌部の面積に基づいて、逆帯電トナー付着量を算出するようにしてもよい。 Further, the developing toner amount may be calculated based on the area of the latent image instead of the number of pixels of the latent image (number of dots). Further, the reversely charged toner adhesion amount may be calculated based on the area of the background portion instead of the number of pixels (dot number) of the background portion.
また、算出手段としてのメイン制御部100として、1つのCPUと複数のRAMとを有するものを採用した例について説明したが、CPUを複数設けたり、RAM等のデータ記憶手段を1つだけしか設けなかったりしてもよい。更に、データ記憶手段は、RAMやROMに限られず、ハードディスクやフラッシュメモリなどでもよい。
Moreover, although the example which employ | adopted what has one CPU and several RAM as the
また、複数の感光体3Y,M,C,Kを設けてフルカラー画像を形成するようにしたいわゆるタンデム方式のプリンタについて説明したが、シングルフルカラー方式やモノクロ方式の画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。シングルフルカラー方式とは、感光体等の潜像担持体を1つだけ設けるとともに、この潜像担持体に複数の現像装置を対向させ、1つの潜像担持体で順次形成したY,M,C,Kトナー像を中間転写体に重ね合わせてフルカラー画像を得る方式である。 Further, a so-called tandem printer in which a plurality of photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K are provided to form a full color image has been described. However, the present invention can be applied to a single full color or monochrome image forming apparatus. Applicable. In the single full color system, only one latent image carrier such as a photoconductor is provided, and a plurality of developing devices are opposed to the latent image carrier, and Y, M, and C are sequentially formed by one latent image carrier. , K toner images are superimposed on an intermediate transfer member to obtain a full color image.
以上、第一の実施形態に係るプリンタにおいては、少なくとも、画像情報に基づいて算出した静電潜像の画素数であるドット数と、正規帯電トナー係数(現像トナー量予測値及び残留率予測値)に基づいて正規帯電トナー転写残量を算出し、且つ、少なくとも、潜像担持体たる感光体の表面移動距離と、逆帯電トナー係数(トナー付着量予測値及び残留率予測値)とに基づいて逆帯電トナー転写残量を算出するように、算出手段たるメイン制御部100を構成している。かかる構成では、正規帯電トナー転写残量を従来と同様の方法によって算出しつつ、逆帯電トナー転写残量については、感光体の表面移動距離という簡単に取得可能なパラメータに基づいて算出することができる。
As described above, in the printer according to the first embodiment, at least the number of dots, which is the number of pixels of the electrostatic latent image calculated based on the image information, and the normally charged toner coefficient (development toner amount prediction value and residual rate prediction value). ) Based on at least the surface movement distance of the photosensitive member as the latent image carrier and the inversely charged toner coefficient (predicted toner adhesion amount and predicted residual rate). Thus, the
また、第一の実施形態に係るプリンタにおいては、正規帯電トナー係数として、少なくとも、潜像1画素(1ドット)あたりの現像トナー量予測値と、正規帯電トナーの残留率予測値とを用い、且つ、逆帯電トナー係数として、少なくとも、感光体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値と、逆帯電トナーの残留率予測値とを用いるように、メイン制御部100を構成している。かかる構成では、それらの係数に基づいて、正規帯電トナーや逆帯電トナーの転写残量を正確に求めることができる。
In the printer according to the first embodiment, at least the development toner amount predicted value per pixel (1 dot) of the latent image and the residual charge predicted value of the normally charged toner are used as the normally charged toner coefficient. In addition, the
また、第二の実施形態に係るプリンタにおいては、少なくとも、画像情報に基づいて算出した静電潜像の画素数であるドット数と、正規帯電トナー係数(現像トナー量予測値及び残留率予測値)に基づいて正規帯電トナー転写残量を算出し、且つ、少なくとも、画像情報に基づいて算出した非画像部の画素数であるドット数と、逆帯電トナー係数(トナー付着量予測値及び残留率予測値)とに基づいて逆帯電トナー転写残量を算出するように、算出手段たるメイン制御部100を構成している。かかる構成では、正規帯電トナー転写残量を従来と同様の方法によって算出しつつ、逆帯電トナー転写残量については、逆帯電トナーが付着する非画像部のドット数を考慮して算出することができる。このため、逆帯電トナーの転写残量が画像面積の大小さまざまな画像パターンによらずに正確に算出でき、廃トナー累積量をより正確に求めることができる。
In the printer according to the second embodiment, at least the number of dots, which is the number of pixels of the electrostatic latent image calculated based on the image information, and the regular charged toner coefficient (development toner amount prediction value and residual rate prediction value). ) Based on the image information, and at least the number of dots in the non-image area calculated based on the image information and the inversely charged toner coefficient (predicted toner adhesion amount and residual rate). The
また、第二の実施形態に係るプリンタにおいては、非画像部の画素数は、感光体が回転している間の累積総画素数と、画像情報に基づいて算出した潜像の画素数とに基づいて算出するように、算出手段たるメイン制御部100を構成している。かかる構成では、累積総画素数と、潜像の画素数という簡単に取得可能なパラメータに基づいて非画像部の画素数を算出することができる。詳しくは、累積総画素数から潜像の画素数を引いて算出するように、算出手段たるメイン制御部100を構成しており、簡易な演算で非画像部の画素数を算出することができる。
In the printer according to the second embodiment, the number of pixels in the non-image portion is the total number of pixels while the photoconductor is rotating and the number of pixels of the latent image calculated based on the image information. The
また、第二の実施形態に係るプリンタにおいては、正規帯電トナー係数として、少なくとも、潜像1画素(1ドット)あたりの現像トナー量予測値と、正規帯電トナーの残留率予測値とを用い、且つ、逆帯電トナー係数として、少なくとも、非画像部1画素あたりの逆帯電トナーのトナー付着量予測値と、逆帯電トナーの残留率予測値とを用いるように、メイン制御部100を構成している。かかる構成では、それらの係数に基づいて、正規帯電トナーや逆帯電トナーの転写残量を正確に求めることができる。
In the printer according to the second embodiment, at least the development toner amount predicted value per pixel (1 dot) of the latent image and the residual rate predicted value of the normally charged toner are used as the normally charged toner coefficient. In addition, the
また、第一及び第二の実施形態に係るプリンタにおいては、逆帯電トナーの残留率予測値として、正規帯電トナーの残留率予測値よりも高い値のものを用いるように、メイン制御部100を構成している。かかる構成では、正規帯電トナーよりも逆帯電トナーの方が転写ニップで感光体に残留し易いという実情に即して、逆帯電トナーの転写残量を正確に求めることができる。
Further, in the printers according to the first and second embodiments, the
また、第一及び第二の実施形態に係るプリンタにおいては、湿度センサーを設け、これの検知結果をメイン制御部100に出力し、湿度の上昇に伴って、正規帯電トナーや逆帯電トナーの残留率予測値(K2、K4)を徐々に高くしていくようにしてもよい。これにより、湿度の変動に起因する満杯エラーの検出タイミングの不適切化を軽減することができ、さらに正確に廃トナーの満杯エラーの到来タイミングをより予測することができる。
In the printers according to the first and second embodiments, a humidity sensor is provided, and the detection result is output to the
また、第一及び第二の実施形態に係るプリンタにおいては、感光体3の回りに配設された帯電装置5、現像装置10、ドラムクリーニング装置20、廃トナー収容部22などが共通のケーシング(保持体)に保持してプリンタ本体に対して一体的に着脱するようになっている。これにより、メンテナンス性を向上させることができる。
In the printers according to the first and second embodiments, the charging
3Y,M,C,K:感光体(潜像担持体)
10K:現像装置(現像手段)
20K:ドラムクリーニング装置
21K:クリーニングブレード(除去手段)
22K:廃トナー収容部(廃トナー収容手段)
50:光書込ユニット(潜像書込手段)
60:転写ユニット(転写手段)
100:メイン制御部(算出手段)
3Y, M, C, K: photoconductor (latent image carrier)
10K: Developing device (developing means)
20K:
22K: Waste toner container (waste toner container)
50: Optical writing unit (latent image writing means)
60: Transfer unit (transfer means)
100: Main control unit (calculation means)
Claims (16)
少なくとも、上記画像情報と、正規極性に帯電した正規帯電トナーに関する係数である正規帯電トナー係数とに基づいて、該正規帯電トナーの転写残量である正規帯電トナー転写残量を算出し、且つ、少なくとも、正規極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーに関する係数である逆帯電トナー係数に基づいて、該逆帯電トナーの転写残量である逆帯電トナー転写残量を算出し、該正規帯電トナー転写残量と該逆帯電トナー転写残量との加算結果を、上記転写工程を経由した後の潜像担持体表面に残量しているトナーの量として算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier that carries a latent image on its surface; latent image writing means for writing a latent image on the surface based on image information; and a toner attached to the latent image on the surface to form the latent image A developing means for developing, a transferring means for transferring the toner image obtained on the surface by the development to a transfer body, and the toner image remaining on the surface after passing through a transfer step by the transferring means based on the image information. An image forming apparatus comprising: a calculating unit that calculates the amount of toner that is present;
At least based on the image information and a normal charge toner coefficient that is a coefficient related to a normal charge toner charged to a normal polarity, a normal charge toner transfer remaining amount that is a transfer remaining amount of the normal charge toner is calculated, and Based on at least a reversely charged toner coefficient that is a coefficient related to a reversely charged toner charged to a polarity opposite to the normal polarity, a reversely charged toner transfer remaining amount that is a transfer remaining amount of the reversely charged toner is calculated, and the normally charged toner The calculating means is configured to calculate the addition result of the transfer remaining amount and the reversely charged toner transfer remaining amount as the amount of toner remaining on the surface of the latent image carrier after passing through the transfer step. An image forming apparatus.
少なくとも、上記画像情報に基づいて算出した上記潜像の画素数あるいは面積と、上記正規帯電トナー係数とに基づいて上記正規帯電トナー転写残量を算出し、且つ、少なくとも、上記潜像担持体の表面移動距離と、上記逆帯電トナー係数とに基づいて上記逆帯電トナー転写残量を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
At least the normal charge toner transfer remaining amount is calculated based on the number or area of pixels of the latent image calculated based on the image information and the normal charge toner coefficient, and at least the latent image carrier An image forming apparatus, wherein the calculation unit is configured to calculate the reversely charged toner transfer remaining amount based on a surface moving distance and the reversely charged toner coefficient.
上記正規帯電トナー係数として、少なくとも、潜像1画素あたりの現像トナー量予測値と、正規帯電トナーの転写率予測値又は残留率予測値とを用い、且つ、上記逆帯電トナー係数として、少なくとも、潜像担持体の単位表面移動距離あたりにおける逆帯電トナーのトナー付着量予測値と、逆帯電トナーの転写率予測値又は残留率予測値とを用いるように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
As the normal charge toner coefficient, at least a development toner amount prediction value per pixel of the latent image and a transfer rate prediction value or a residual ratio prediction value of the normal charge toner are used, and as the reverse charge toner coefficient, at least, The calculating means is configured to use the toner adhesion amount predicted value of the reversely charged toner per unit surface moving distance of the latent image carrier and the transfer rate predicted value or residual rate predicted value of the reversely charged toner. An image forming apparatus.
上記逆帯電トナー転写残量として、上記画像情報と上記逆帯電トナーに関する係数とに基づいて、上記潜像担持体の非画像部の逆帯電トナー転写残量を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The calculation means is configured to calculate the reverse charge toner transfer remaining amount of the non-image portion of the latent image carrier based on the image information and the coefficient relating to the reverse charge toner as the reverse charge toner transfer remaining amount. An image forming apparatus characterized by comprising.
少なくとも、上記画像情報に基づいて算出した上記潜像の画素数あるいは面積と、上記正規帯電トナー係数とに基づいて上記正規帯電トナー転写残量を算出し、且つ、少なくとも、上記画像情報に基づいて算出した上記非画像部の画素数あるいは面積と、上記逆帯電トナー係数とに基づいて上記逆帯電トナー転写残量を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
At least the normal charge toner transfer remaining amount is calculated based on the number or area of pixels of the latent image calculated based on the image information and the normal charge toner coefficient, and at least based on the image information. An image forming apparatus comprising: the calculating unit configured to calculate the reversely charged toner transfer remaining amount based on the calculated number of pixels or area of the non-image portion and the reversely charged toner coefficient.
上記非画像部の画素数は、上記潜像担持体が回転している間の累積総画素数と、上記画像情報に基づいて算出した上記潜像の画素数とに基づいて算出するように、且つ、該非画像部の面積は、該潜像担持体が回転している間の累積総面積と、該画像情報に基づいて算出した該潜像の面積とに基づいて算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4 or 5,
The number of pixels of the non-image part is calculated based on the cumulative total number of pixels while the latent image carrier is rotating and the number of pixels of the latent image calculated based on the image information. Further, the area of the non-image part is calculated as described above so as to be calculated based on the accumulated total area during rotation of the latent image carrier and the area of the latent image calculated based on the image information. An image forming apparatus comprising a means.
上記非画像部の画素数は、上記潜像担持体が回転している間の累積総画素数から上記潜像の画素数を引いて算出するように、且つ、該非画像部の面積は、該潜像担持体が回転している間の累積総面積から該潜像の面積を引いて算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4, 5 or 6.
The number of pixels of the non-image portion is calculated by subtracting the number of pixels of the latent image from the cumulative total number of pixels while the latent image carrier is rotating, and the area of the non-image portion is An image forming apparatus comprising the calculating means configured to subtract the area of the latent image from the accumulated total area while the latent image carrier is rotating.
上記正規帯電トナー係数として、少なくとも、潜像1画素あたりの現像トナー量予測値と、正規帯電トナーの転写率予測値又は残留率予測値とを用い、且つ、上記逆帯電トナー係数として、少なくとも、潜像担持体の非画像部1画素あたりの逆帯電トナーのトナー付着量予測値と、逆帯電トナーの転写率予測値又は残留率予測値とを用いるように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 4, 5, 6, and 7.
As the normal charge toner coefficient, at least a development toner amount prediction value per pixel of the latent image and a transfer rate prediction value or a residual ratio prediction value of the normal charge toner are used, and as the reverse charge toner coefficient, at least, The calculation means is configured to use the toner adhesion amount predicted value of the reversely charged toner per pixel of the non-image portion of the latent image carrier and the transfer rate predicted value or the residual rate predicted value of the reversely charged toner. An image forming apparatus.
上記逆帯電トナーの転写率予測値として、上記正規帯電トナーの転写率予測値よりも低い値のものを用いるか、あるいは、上記逆帯電トナーの残留率予測値として、上記正規帯電トナーの残留率予測値よりも高い値のものを用いるかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3 or 8,
The reversely charged toner transfer rate predicted value is lower than the normally charged toner transfer rate predicted value, or the reversely charged toner residual rate predicted value is used as the reversely charged toner residual rate predicted value. An image forming apparatus characterized in that the calculating means is configured to use a value higher than a predicted value.
上記現像トナー量予測値、正規帯電トナーの転写率予測値、正規帯電トナーの残留率予測値、上記トナー付着量予測値、逆帯電トナーの転写率予測値、及び、上記逆帯電トナーの残留率予測値、のうちの少なくとも何れか1つを経時的に変化させるように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3, 8 or 9,
Predicted development toner amount value, transfer rate prediction value of normally charged toner, predicted remaining rate of normally charged toner, predicted toner adhesion amount, predicted transfer rate of reversely charged toner, and remaining rate of reversely charged toner An image forming apparatus, wherein the calculation unit is configured to change at least one of the predicted values over time.
上記現像手段の累積稼働時間の増加に伴って、逆帯電トナーの転写率予測値を低くしていくか、あるいは、逆帯電トナーの残留率予測値を高くしていくかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 10.
As the cumulative operating time of the developing means increases, the above calculation is performed so that the predicted transfer rate of the reversely charged toner is lowered or the predicted value of the remaining rate of the reversely charged toner is increased. An image forming apparatus comprising a means.
上記現像手段の累積稼働時間の増加に伴って、正規帯電トナーの転写率予測値を低くしていくか、あるいは、正規帯電トナーの残留率予測値を高くしていくかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 10 or 11,
As the cumulative operating time of the developing means increases, the above-mentioned calculation is performed so that the transfer rate prediction value of the normally charged toner is lowered or the remaining rate prediction value of the normally charged toner is increased. An image forming apparatus comprising a means.
温度及び湿度のうち、少なくとも一方を検知する環境検知手段を設けるとともに、上記現像トナー量予測値、正規帯電トナーの転写率予測値、正規帯電トナーの残留率予測値、上記トナー付着量予測値、逆帯電トナーの転写率予測値、及び、逆帯電トナーの残留率予測値、のうちの少なくとも何れか1つを該環境検知手段による検知結果に基づいて変化させるように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 3, 8, 9, 10, 11, or 12.
Environment detection means for detecting at least one of temperature and humidity is provided, the development toner amount prediction value, the normally charged toner transfer rate prediction value, the normally charged toner residual rate prediction value, the toner adhesion amount prediction value, The calculation unit is configured to change at least one of the predicted transfer rate of the reversely charged toner and the predicted remaining rate of the reversely charged toner based on a detection result by the environment detection unit. An image forming apparatus.
上記温度又は湿度の検知結果の上昇に伴って、逆帯電トナーの転写率予測値を低くしていくか、あるいは、逆帯電トナーの残留率予測値を高くしていくかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13.
As the temperature or humidity detection result rises, the calculation is performed so that the predicted transfer rate of the reversely charged toner is lowered or the predicted remaining rate of the reversely charged toner is increased. An image forming apparatus comprising a means.
上記温度又は湿度の検知結果の上昇に伴って、正規帯電トナーの転写率予測値を低くしていくか、あるいは、正規帯電トナーの残留率予測値を高くしていくかするように、上記算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13 or 14,
As the detection result of the temperature or humidity rises, the above calculation is performed so that the predicted transfer rate of the normally charged toner is lowered or the predicted remaining rate of the normally charged toner is increased. An image forming apparatus comprising a means.
上記転写手段による転写工程を経由した後の上記潜像担持体の表面に残留している転写残トナーを除去する除去手段と、該除去手段によって除去された転写残トナーを廃トナーとして収容する廃トナー収容手段と設けるとともに、該廃トナー収容手段を、上記潜像担持体と、上記現像手段とのうち、少なくとも一方とともに共通の保持体に保持させて、画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にしたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, or 15.
A removal unit that removes transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier after passing through a transfer step by the transfer unit, and a waste that stores the transfer residual toner removed by the removal unit as waste toner. The waste toner storage means is provided on a common holding body together with at least one of the latent image carrier and the developing means so as to be integrated with the image forming apparatus main body. An image forming apparatus characterized by being detachable.
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