JP2011107315A - トナー補給装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー収容部からトナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部を備えたトナー補給装置において、現像装置へのトナー流れ込みによる異常画像発生防止と、高画像面積率のリピート印刷時における画像濃度品質の維持を両立できるトナー補給装置を提供すること。
【解決手段】副トナー収容部内にトナーが所定量以上に収容された状態となるようにトナー収容部から副トナー収容部へのトナー搬送を制御し、現像装置での必要に応じて副トナー収容部から現像装置へのトナー送り出しを制御し、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上である場合には、トナー充填の効率を下げる制御を行うトナー補給制御手段を設ける。
【選択図】図15
【解決手段】副トナー収容部内にトナーが所定量以上に収容された状態となるようにトナー収容部から副トナー収容部へのトナー搬送を制御し、現像装置での必要に応じて副トナー収容部から現像装置へのトナー送り出しを制御し、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上である場合には、トナー充填の効率を下げる制御を行うトナー補給制御手段を設ける。
【選択図】図15
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置の一構成体である現像装置へトナーを供給するトナー補給装置と、そのトナー補給装置を備えた画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナー補給装置として、例えば、トナー容器と現像装置の間に、現像装置へ補給するトナーを一旦収容するサブホッパを設け、サブホッパを重力方向に仕切る上下仕切り部材を設け、上下仕切り部材を介してサブホッパに上室及び下室を設け、トナー容器からサブホッパの上室へトナーを移動させる紛体ポンプを設け、サブホッパの上室にトナー循環手段を設け、サブホッパの下室に現像装置へトナーを補給する下スクリューを設け、トナー容器からサブホッパへ移動したトナーが上室で循環せずに下室を介して現像装置へ流れ込むことを防止するリブを設け、さらに、流れ込み防止として、粉体ポンプの駆動中(充填動作中)は、サブホッパ内スクリュー駆動によるトナー搬送(補給動作)が重ならないように制御する制御手段を設けたトナー補給装置が知られている。
このトナー補給装置は、粉体ポンプの下流にあるサブホッパではトナー搬送に伴って圧力上昇が発生しやすいのをサブホッパ内スクリュー駆動によるトナー搬送(補給動作)が重ならないように制御することで圧力上昇を抑制して、現像装置へ高精度のトナー補給を確保し、もって、高品質の画像を得ることができる好適なトナー補給装置となっている(例えば特許文献1参照)。
このように好適なトナー補給装置ではあるが、しかしながら、高画像面積率のリピート印刷時(1枚のシート上の異なる位置に同じ画像をリピート画像として繰り返し形成する)であって、高Dutyでサブホッパ内スクリュー駆動(補給動作)しなければならない場合に、上述の制御手段により流れ込み防止を行うと、本来補給しなければならないトナーが補給されなくなり、リピート画像濃度が低下してしまう虞があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、現像装置へのトナー流れ込みによる異常画像発生防止と、高画像面積率のリピート印刷時における画像濃度品質の維持を両立できるトナー補給装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明にかかるトナー補給装置及び画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
請求項1にかかる発明は、感光体上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、該現像装置に供給するトナーが収容されたトナー収容部と、該トナー収容部と前記現像装置との間に配置され、前記トナー収容部から前記トナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを前記現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部と、該副トナー収容部内にトナーが所定量以上に収容された状態となるように前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送を制御し、前記現像装置での必要に応じて前記副トナー収容部から前記現像装置へのトナー送り出しを制御し、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上である場合には、前記トナー搬送の効率を下げる制御を行うトナー補給制御手段とを備えたトナー補給装置を特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への1回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御を実行することを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御を実行することを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への1回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御と、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御との双方を実行することを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1乃至4の何れか1項において、前記感光体上に形成された静電潜像の面積を算出する画像面積算出手段を備え、前記トナー補給制御手段は、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上になることを、前記画像面積算出手段で算出された画像面積算出結果から判断することを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項1乃至5の何れか1項に記載のトナー補給装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項1にかかる発明は、感光体上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、該現像装置に供給するトナーが収容されたトナー収容部と、該トナー収容部と前記現像装置との間に配置され、前記トナー収容部から前記トナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを前記現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部と、該副トナー収容部内にトナーが所定量以上に収容された状態となるように前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送を制御し、前記現像装置での必要に応じて前記副トナー収容部から前記現像装置へのトナー送り出しを制御し、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上である場合には、前記トナー搬送の効率を下げる制御を行うトナー補給制御手段とを備えたトナー補給装置を特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への1回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御を実行することを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御を実行することを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への1回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御と、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御との双方を実行することを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1乃至4の何れか1項において、前記感光体上に形成された静電潜像の面積を算出する画像面積算出手段を備え、前記トナー補給制御手段は、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上になることを、前記画像面積算出手段で算出された画像面積算出結果から判断することを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項1乃至5の何れか1項に記載のトナー補給装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
本発明によれば、現像装置へのトナー流れ込みによる異常画像発生防止と、高画像面積率のリピート印刷時における画像濃度品質の維持を両立できるトナー補給装置及び画像形成装置を提供できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
図1は、本発明にかかるトナー補給装置を備えた画像形成装置を示す模式図である。この画像形成装置は、中央に複写機本体100、その下部にテーブル状に構成された給紙部200が配置され、複写機本体100の上方にスキャナ300、スキャナ300の上方に原稿自動搬送装置400を配置した構成となっている。
図1は、本発明にかかるトナー補給装置を備えた画像形成装置を示す模式図である。この画像形成装置は、中央に複写機本体100、その下部にテーブル状に構成された給紙部200が配置され、複写機本体100の上方にスキャナ300、スキャナ300の上方に原稿自動搬送装置400を配置した構成となっている。
複写機本体100には、複数のローラ14、15、16に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された中間転写ベルト10が設けられている。この中間転写ベルト10は、複数のローラ14、15、16のうち1つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト10が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト10の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット18が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ14とローラ15間の走行辺上に、4つの作像ユニット18を配置してタンデム画像形成装置20を構成している。
4個の作像ユニット18は、中間転写ベルト10に接する感光体としての感光ドラム40を具備している。この感光ドラム40の周りには、帯電装置、現像装置60、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光ドラム40が中間転写ベルト10に接する位置における中間転写ベルト10の内側には転写装置62が設けられている。本実施形態の場合、4個の作像ユニット18は同一構造に構成されているが、現像装置60のトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色に分けられている。また、各作像ユニット18の上方には光変調されたレーザ光を各感光ドラム表面に照射する露光装置21が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置60の間で感光ドラム40に照射する。露光装置21は、作像ユニット18毎に設けてもよいが、共通の露光装置21を用いればコストの点で有利である。
一方、中間転写ベルト10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22が設けられている。2次転写装置22は、ローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト10を介してローラ16に押し当てられるように配置されている。
図1において、2次転写装置22の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置25が設けられている。定着装置25は、加圧ローラと、該加圧ローラに押し当てた無端ベルトである定着ベルトとを具備している。
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシート(紙またはフィルム)をこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置25まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生じる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22及び定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備えている。
さて、かく構成の画像形成装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト10が回転走行し、同時に、個々の作像ユニット18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト10の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ50が回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写ベルト10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
図2は、現像装置60(図1)にトナーを補給するトナー補給装置の概略図である。
図2において、現像装置60へ補給するトナーを収容したトナー収容部としてのトナー容器80は複写機本体100に設けられたセット部(図示せず)にセットされる。このセット部には、トナー容器80内に挿入されるノズル90が図示していない機枠に設けられており、トナー容器80をセット部へセットすることによりシャッタ81が側方へ押し出されてノズル90が挿入される。ノズル90は、単管構造になっており、ノズル90の挿入側と反対端部にはトナー移送チューブ59が接続されている。
図2において、現像装置60へ補給するトナーを収容したトナー収容部としてのトナー容器80は複写機本体100に設けられたセット部(図示せず)にセットされる。このセット部には、トナー容器80内に挿入されるノズル90が図示していない機枠に設けられており、トナー容器80をセット部へセットすることによりシャッタ81が側方へ押し出されてノズル90が挿入される。ノズル90は、単管構造になっており、ノズル90の挿入側と反対端部にはトナー移送チューブ59が接続されている。
トナー容器80は、フレキシブルで変形可能な袋状体であり、その袋部分はポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム等のフレキシブルなシート材(80〜125μm程度の厚み)を単層または複層構成にして袋状容器形状の紛体である。そして、トナー容器80はその下部中央にトナー排出孔83が設けられ、ポリエチレンやナイロン等に樹脂から作られた口金部材82が固定されて構成されている。口金部材82のトナー排出孔83は、通常上記シャッタ81によって閉鎖されているが、トナー容器80がセット部へセットされると、シャッタ81はノズル90によって側方へ押し出され、ノズル90の開口とトナー排出孔83が連通する。なお、符号91はシャッタ81の戻し用のバネであって、トナー容器80がセット部から取り出すと、トナー排出孔83を塞ぐ位置に戻す用をなしている。
他方、現像装置60の上部に、トナー移送チューブ59を介してトナー収容部としてのトナー容器80からトナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを前記現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部が設けられている。
この副トナー収容部を説明すると、現像装置60の上部にサブホッパ61が設けられており、トナー容器80のトナーは一旦このサブホッパ61に収容される。そして、サブホッパ61上にはトナー容器80のトナーをこのサブホッパ61に搬送させる粉体ポンプ70が設けられている。
この粉体ポンプ70は、一軸偏芯スクリューポンプであって、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ71と、ゴム等の弾性体で作られ、2条スクリュー形状に形成されたステータ72と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ73とを有している。
上記ロータ71は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸74に一体連結されたギヤ75(図3に示す)がアイドルギヤ(図示せず)を介して第1クラッチ76と駆動連結され、第1クラッチ76のオン・オフにより粉体ポンプ70の稼働が制御される。なお、第1クラッチ76と後述する第2クラッチ68は不図示の駆動装置によって駆動される回転駆動軸79に設けられている。
また、上記ホルダ73の先端、すなわち、図2の右端にはトナー吸い込み部77が設けられ、トナー吸い込み部77に上述のトナー移送チューブ59が接続されている。このトナー移送チューブ59としては、例えば直径4〜10mmのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料(例えば、ポリウレタン、ニトリル、EPDM、シリコン等)から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。
なお、上記した紛体ポンプ70を用いれば、トナー収容手段のトナー排出口がサブホッパ61のトナー受け取り口よりも鉛直方向において低い位置にあるような場合でもトナー容器80のトナーをスムーズに搬送することができる。サブポッパ61は、図6に示すように、その縦断面形状がほぼ逆三角形状に形成され、その内部は上下仕切り部材64によって重力方向に分割されて上室62と下室63が設けられている。
床面積が下室63よりも大きい上室62には、一対の互いに逆方向に回転駆動する上スクリュー84、85と、両スクリュー間に配置され両端部が開放された仕切り板66が設けられている。なお、仕切り板66は、上下仕切り部材64と一体に形成されているが、両部材は別部材で構成しても良い。
このように構成された上室62は、図2及び図4に示すように、符号Aで示す位置(開口部)が紛体ポンプ70によって搬送されたトナーの供給位置であり、該位置Aに供給されたトナーは上スクリュー84、85の回転によって矢印P1方向、すなわち反時計方向に循環される。また、符号Bは上室62と下室63の連通孔であって、上スクリュー84、85によって矢印P1方向に循環しているトナーは連通孔Bから下室63へ落下する。また、下室63には図5に示すように、下スクリュー86が設けられており、連通孔Bによって位置B’に供給されたトナーは下スクリュー86の回転により矢印P2方向に移動される。符号Cは下室63と現像装置60とを連通する補給口であって矢印P2方向に移動されるトナーは補給口Cから現像装置60内へ落下して補給される。
このように構成された副トナー収容部は、上記紛体ポンプ70によって供給されたトナーが一旦収容され、スクリューにより現像装置60へ移送される。また、上スクリュー84、85と下スクリュー86は各スクリューのギヤ84a、85a、86aがアイドルギヤ列87を介して回転駆動軸79に設けられた第2クラッチ68と駆動連結され、該第2クラッチ68により駆動のオン・オフが、後述のトナー補給制御手段により制御される。
上スクリュー84、85と下スクリュー86は、例えばスクリュー径や回転数を異なることによって上スクリュー84、85のトナー搬送量が下スクリュー86のそれよりも多くなるように設定されている。したがって、本例の上スクリュー84、85と下スクリュー86は同時に駆動されるので、通常下室63はトナーほぼ満杯状態であり、上室62のトナーは矢印P1方向に循環し、下室63のトナーが補給されると、その分のトナーが連通孔Bから下室63へ落下する。なお、上スクリュー84、85と下スクリュー86の駆動は別々に制御するように構成することもできる。
また、サブホッパ61には紛体ポンプ70で移送されたトナーが供給される位置Aのトナー循環方向上流側近傍の側壁にトナーの有無を検知するトナーセンサ69が設けられている。本例のトナーセンサは振動式のセンサであって、上室63内のトナーに接触するトナーセンサ検知面69aにて、トナーの有無を検知するものである。
本実施の形態にかかるトナー補給装置は、上述した各機構部と、その各機構部を動作させるトナー補給制御手段とを備えて構成され、このように構成されたトナー補給装置は、現像装置60へのトナー補給指令が発せられると、第2クラッチ68がオンして上スクリュー84、85と下スクリュー86を作動する。そして、下スクリュー86の回転時間に応じた量のトナーが現像装置60へ補給される。他方、トナー容器80からサブホッパ61へのトナー補給は、トナーセンサ69が該ホッパ上室62のトナーを監視しており、トナーがセンサの検知位置よりも減少すると、粉体ポンプ70が作動してトナー容器80のトナーがサブホッパ61内へ補給される。このとき、サブホッパ61へのトナー補給量は高精度に制御する必要がなく、よって紛体ポンプ70によるトナー移送量は下スクリューで現像装置60に補給する量よりも多量となるように設定されている。
また、粉体ポンプ70を何回か作動してもトナーセンサ69のトナーを検知量が規定量を下回ったままであるとき、トナー容器80のトナーがほぼ無くなったトナーニアエンドと判断される。そして、トナーニアエンドと判断されると、所定動作、例えば図示していない操作パネルへのカートリッジ交換時である旨を表示し、所定作像回数後の作像停止等を行う。またトナーニアエンド検知されたとき、サブホッパ61にまったくトナーがないわけではないので、現像装置60のトナー濃度が低下せず、よってトナーニアエンド検知時に画像濃度が不安定になることはない。
かかる効果を確実に享受するためには、トナーセンサ69を紛体ポンプ70によりトナーが補給される位置Aの上流近傍に配置することが好ましく、かかる位置でトナー量が不足してもサブホッパ61はその内部空間を利用して最大量のトナーを蓄えられるようにトナー循環径路を形成している。したがって、上室62において紛体ポンプ70によりトナーが補給される位置Aから下室63へ供給する連通孔Bまでは上スクリュー84、85によってトナーが循環する経路の半周以上の間隔を開けており、トナーが少ない状態のときにトナー容器80からのトナーが直ちに下室63へ落下することがなく、トナーニアエンドと判断されても現像装置へのトナー補給をある程度続けられる。したがって、トナーニアエンド時によく生じていた画像濃度の変動による画質が低下したシートを発生させることを確実に抑止することができる。
次に、リピート印刷時における本実施の形態にかかるトナー補給制御手段を説明する。
図7、図8、図13は、リピート画像濃度品質の維持に必要な補給Duty(書き込み信号ONから次の書き込み信号ONに至るまでの時間を100とし、最初の書き込み信号ONを起点として第2クラッチ68の動作時間の割合)が20%の場合の、トナー補給制御の一例である。
図7、図8、図13は、リピート画像濃度品質の維持に必要な補給Duty(書き込み信号ONから次の書き込み信号ONに至るまでの時間を100とし、最初の書き込み信号ONを起点として第2クラッチ68の動作時間の割合)が20%の場合の、トナー補給制御の一例である。
このときの補給制御タイミングは、図13に示した例では、リピート印刷時、二回目の作像時において、サブホッパ61に設置されたトナーセンサ69の検知結果がトナー無し状態を検知したとする。この検知結果に基づき、所定時間の第1クラッチ76をオン制御し、粉体ポンプ70を駆動することにより所定量のトナーを一気にサブホッパ61へと補充する。補充動作したタイミングは、図7、図13の通紙枚数80枚目、160枚目(縦点線)であるが、トナーセンサ出力(○印)は目標トナーセンサ出力(−印)に追従しており、リピート画像濃度(△印)も目標範囲内(−印)に収まっている。つまり、図13の補充動作条件の場合に、補給Dutyが20%程度であればトナー流れ込み現象は発生しないということを示している。
一方、図9、図10、図14は、リピート画像濃度品質の維持に必要な補給Dutyが40%の場合(高画像面積率のリピート印刷)の、トナー補給制御の一例である。このときの補給制御タイミングは、図14に示すとおり、図13に対して補給Dutyが20%から40%に倍増し、補充条件は変えていない。補充動作したタイミングは、図9、図10の通紙枚数80枚目、160枚目(縦点線)であるが、トナーセンサ出力(○印)が補充タイミングで大きく低下(トナー濃度が増えたことを示す)しており、結果としてリピート画像濃度(△印)も目標範囲上限(−印)を越えてしまっている。つまり、図14の補充動作条件の場合には、補給Dutyが40%を越えると補充動作によってトナー流れ込み現象が起こってしまうことを示す。
上述の現象発生解析結果を考慮すると、ここで解決したいことは、高画像面積率のリピート印刷の際、「リピート画像濃度品質を維持するため補給条件は変えず、補充によるサブホッパ60内の圧力上昇は抑える」ことである。
そこで、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上(補給Dutyが20%以上)である場合には、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げる制御を行う。
そこで、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上(補給Dutyが20%以上)である場合には、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げる制御を行う。
図15では、補給Dutyは40%のまま変えずに、粉体ポンプ70の駆動時間を図14に対して1/2に短縮した。すなわち、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げるために、トナー容器80からサブホッパ61への1回当たりのトナー搬送の時間を短縮する制御を実行する。
また、連続して補充動作が実行されては一回当たりの補充効率を短縮した意味がないので、補充動作直後にトナーセンサ69の検知結果がトナー無しであっても、一定時間は補充動作を行わないようにした。その結果、補充動作したタイミングは、図11、図12の通紙枚数40枚目、80枚目、120枚目、160枚目(縦点線)と、図10に対して倍増したものの、補充タイミングでのトナーセンサ出力(○印)低下は緩和された。そして、リピート画像濃度(△印)は目標範囲内(−印)に収めることができた。すなわち、充填によるサブホッパ60内の圧力上昇を抑えることができる。
また、連続して補充動作が実行されては一回当たりの補充効率を短縮した意味がないので、補充動作直後にトナーセンサ69の検知結果がトナー無しであっても、一定時間は補充動作を行わないようにした。その結果、補充動作したタイミングは、図11、図12の通紙枚数40枚目、80枚目、120枚目、160枚目(縦点線)と、図10に対して倍増したものの、補充タイミングでのトナーセンサ出力(○印)低下は緩和された。そして、リピート画像濃度(△印)は目標範囲内(−印)に収めることができた。すなわち、充填によるサブホッパ60内の圧力上昇を抑えることができる。
トナー充填の効率を下げる他の制御としては、補給Dutyは40%のまま変えずに、粉体ポンプ70の駆動軸の回転速度を図14に対して1/2に減速しても良い(図16参照)。すなわち、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げるために、トナー容器80からサブホッパ61へのトナー搬送の流量を下げる制御を実行する。この制御により、図11、16と同様の効果を得ることができる。
リピート画像濃度品質の維持に必要な補給Dutyが例えば40%以上の場合(更なる高画像面積率のリピート印刷)には、充填によるサブホッパ60内の圧力上昇を抑えるために、トナー容器80からサブホッパ61への1回当たりのトナー搬送の時間を短縮する制御と、ナー容器80からサブホッパ61へのトナー搬送の流量を下げる制御とを組み合わせる。
上述したように、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上(補給Dutyが20%以上)である場合には、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げる制御を行うが、基準値以上か否かを判断するのを、トナーセンサ出力の変動によって判断可能ではあるが、この場合、補給Dutyが基準値を超えたことを確認してから駆動条件を制御することになる。これを回避するため、露光装置21が感光ドラム40に形成した静電潜像面積を算出する画像面積算出手段を設け、トナー補給制御手段は、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上になることを、画像面積算出手段で算出された画像面積算出結果から判断することで、予め補給Dutyが大きくなることが予測可能となり、極めて好適である。
このように、本実施の形態にかかるトナー補給装置を備えた画像形成装置によれば、現像装置へのトナー流れ込みによる異常画像発生防止と、高画像面積率のリピート印刷時における画像濃度品質の維持を両立できる。
以上、本実施の形態にかかるトナー補給装置を備えた画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、サブホッパ61に設けたトナー検知手段は、振動式のものに限らず、透過型のセンサであってもよい。また、サブホッパ61は上下室に分割していないホッパであってもよい。
例えば、サブホッパ61に設けたトナー検知手段は、振動式のものに限らず、透過型のセンサであってもよい。また、サブホッパ61は上下室に分割していないホッパであってもよい。
40‥感光ドラム 60‥現像装置 61‥サブホッパ 62‥上室 63‥下室 69‥トナーセンサ 70‥紛体ポンプ 80‥トナー容器 84、85‥上スクリュー 86‥下スクリュー 68‥第2クラッチ 79‥回転駆動軸 76‥第1クラッチ
Claims (6)
- 感光体上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、
該現像装置に供給するトナーが収容されたトナー収容部と、
該トナー収容部と前記現像装置との間に配置され、前記トナー収容部から前記トナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを前記現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部と、
該副トナー収容部内にトナーが所定量以上に収容された状態となるように前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送を制御し、前記現像装置での必要に応じて前記副トナー収容部から前記現像装置へのトナー送り出しを制御し、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上である場合には、前記トナー搬送の効率を下げる制御を行うトナー補給制御手段と
を備えたことを特徴とするトナー補給装置。 - 前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への1回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御を実行することを特徴とする請求項1に記載のトナー補給装置。
- 前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御を実行することを特徴とする請求項1に記載のトナー補給装置。
- 前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への1回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御と、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御との双方を実行することを特徴とする請求項1に記載のトナー補給装置。
- 前記感光体上に形成された静電潜像の面積を算出する画像面積算出手段を備え、
前記トナー補給制御手段は、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上になることを、前記画像面積算出手段で算出された画像面積算出結果から判断することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のトナー補給装置。 - 請求項1乃至5の何れか1項に記載のトナー補給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2009260856A JP2011107315A (ja) | 2009-11-16 | 2009-11-16 | トナー補給装置及び画像形成装置 |
US12/907,576 US8879963B2 (en) | 2009-11-06 | 2010-10-19 | Toner supplying device and image forming apparatus using same |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013037091A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
US8615174B2 (en) | 2010-07-29 | 2013-12-24 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus capable of optimally controlling toner concentration of developer |
-
2009
- 2009-11-16 JP JP2009260856A patent/JP2011107315A/ja active Pending
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