JP2021107868A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2021107868A
JP2021107868A JP2019239034A JP2019239034A JP2021107868A JP 2021107868 A JP2021107868 A JP 2021107868A JP 2019239034 A JP2019239034 A JP 2019239034A JP 2019239034 A JP2019239034 A JP 2019239034A JP 2021107868 A JP2021107868 A JP 2021107868A
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雅仁 加藤
Masahito Kato
雅仁 加藤
慶太郎 中田
Keitaro Nakada
慶太郎 中田
伸一 縣
Shinichi Agata
伸一 縣
聡伸 齋藤
Akinobu Saito
聡伸 齋藤
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Abstract

To solve a problem in which: it is demanded to prevent occurrence of an image defect due to deterioration of toner in a developing unit so as to achieve further satisfactory development.SOLUTION: An image forming apparatus comprises: an apparatus main body that includes a photoconductor drum and a developer container having a developing roller and a toner storage unit; a toner cartridge; a toner supply unit that supplies toner; and a control unit that has a counting unit that counts a cumulative usage of the developer container and an acquisition unit that acquires the cumulative usage and an average printing rate during image formation, and executes an image forming mode and a toner discharge mode, the control unit controlling the toner supply unit in accordance with consumption of toner in the toner storage unit. The toner discharge mode is executed when the image forming mode with the average printing rate being a second printing rate lower than a first printing rate is executed, and the amount of discharged toner is smaller when the cumulative usage is smaller than a predetermined usage than that when the cumulative usage is larger than the predetermined usage.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられる画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus used in a copier, a printer, a facsimile, etc. using an electrophotographic method.

複写機やレーザビームプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置において、トナーを収容し装置本体に着脱可能に設けられたトナーカートリッジから装置本体内の現像容器にトナーを補給する補給系の画像形成装置が知られている。特許文献１には、現像容器内のトナーが適量で安定するようにトナー補給を制御することで、良好な現像を実現できる構成が開示されている。 In an image forming apparatus such as a copier, a laser beam printer, or a facsimile, a replenishing image forming apparatus that stores toner and supplies toner to a developing container inside the apparatus main body from a toner cartridge that is detachably provided on the apparatus main body. Are known. Patent Document 1 discloses a configuration in which good development can be realized by controlling the toner supply so that the toner in the developing container is stabilized in an appropriate amount.

特開２０１２−５８６０３JP 2012-58603

更に良好な現像を実現するために、現像ユニット内のトナー劣化による画像不良の発生を抑制することが求められている。 In order to realize even better development, it is required to suppress the occurrence of image defects due to toner deterioration in the developing unit.

本発明の第１の側面は、トナー画像を担持する感光ドラムと、前記感光ドラムに供給するためのトナーを担持する現像ローラと前記現像ローラに担持させるための前記トナーを収容するトナー収容部とを有する現像容器と、を備える装置本体と、前記トナー収容部に補給するためのトナーが貯蔵され、前記装置本体に対して着脱可能であるトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジから前記トナー収容部にトナー補給を行うトナー補給部と、前記現像容器の新品からの累積使用量をカウントするカウント部と、前記累積使用量と、画像形成時の平均印字率と、を取得する取得部と、を有し、前記現像ローラから前記感光ドラムにトナーを供給し、前記トナーを用いて記録材にトナー画像を形成する画像形成モードと、前記トナー収容部からトナーを排出するために前記現像ローラから前記感光ドラムにトナーを供給するトナー排出モードと、を実行する制御部であって、前記トナー収容部のトナー消費量に応じて前記トナー補給部を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、前記トナー排出モードは、前記平均印字率が第１印字率の前記画像形成モードを実行する場合は前記累積使用量によらず実行されず、前記平均印字率が前記第１印字率よりも低い第２印字率の前記画像形成モードを実行する場合は実行され、前記トナー排出モードのトナー排出量は、前記累積使用量が所定使用量未満の時の方が、前記累積使用量が前記所定使用量以上の時よりも少ないことを特徴とする。 The first aspect of the present invention includes a photosensitive drum for carrying a toner image, a developing roller for supporting the toner to be supplied to the photosensitive drum, and a toner accommodating portion for accommodating the toner to be supported on the developing roller. A toner cartridge that stores toner for replenishing the toner accommodating portion and is removable from the apparatus main body, and toner from the toner cartridge to the toner accommodating portion. It has a toner replenishment unit for replenishing, a counting unit for counting the cumulative usage amount of the developing container from a new product, and an acquisition unit for acquiring the cumulative usage amount and the average printing rate at the time of image formation. An image forming mode in which toner is supplied from the developing roller to the photosensitive drum and a toner image is formed on a recording material using the toner, and the photosensitive drum is discharged from the developing roller in order to discharge toner from the toner accommodating portion. In an image forming apparatus having a control unit for executing a toner discharge mode for supplying toner to the toner, and a control unit for controlling the toner replenishment unit according to the toner consumption of the toner accommodating unit, the toner is provided. When the image formation mode in which the average printing rate is the first printing rate is executed, the ejection mode is not executed regardless of the cumulative usage amount, and the second printing in which the average printing rate is lower than the first printing rate is performed. When the image formation mode of the rate is executed, it is executed, and the toner discharge amount in the toner discharge mode is greater than or equal to the predetermined usage amount when the cumulative usage amount is less than the predetermined usage amount. It is characterized by less than time.

本発明の第２の側面は、トナー画像を担持する感光ドラムと、前記感光ドラムに供給するためのトナーを担持する現像ローラと前記現像ローラに担持させるための前記トナーを収容するトナー収容部とを有する現像容器と、を備える装置本体と、前記トナー収容部に補給するためのトナーが貯蔵され、前記装置本体に対して着脱可能であるトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジから前記トナー収容部にトナー補給を行うトナー補給部と、前記累積使用量と、画像形成時の平均印字率と、前記トナー収容部のトナー消費量と、を取得する取得部と、を有し、前記現像ローラから前記感光ドラムにトナーを供給し、前記トナーを用いて記録材にトナー画像を形成する画像形成モードを実行する制御部であって、前記トナー消費量に対するトナー補給量の比率が所定比率になるように前記トナー補給部を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、前記トナー消費量が所定消費量に達する毎に前記所定比率の前記トナー補給が行われるように前記トナー補給部を制御し、前記平均印字率が第１印字率である前記画像形成モードにおいて行われる前記トナー補給の前記所定比率は第１比率であり、前記平均印字率が前記第１印字率よりも低い第２印字率の画像形成モードで行われる前記トナー補給の前記所定比率は前記第１比率より大きく且つ１．０より大きい第２比率である、ことを特徴とする。 The second aspect of the present invention includes a photosensitive drum for carrying a toner image, a developing roller for supporting the toner to be supplied to the photosensitive drum, and a toner accommodating portion for accommodating the toner to be supported on the developing roller. A toner cartridge that stores toner for replenishing the toner accommodating portion and is removable from the apparatus main body, and toner from the toner cartridge to the toner accommodating portion. It has a toner replenishing unit for replenishing, an acquisition unit for acquiring the cumulative usage amount, an average printing rate at the time of image formation, and the toner consumption amount of the toner accommodating unit. A control unit that executes an image forming mode in which toner is supplied to a drum and a toner image is formed on a recording material using the toner, and the ratio of the toner replenishment amount to the toner consumption amount becomes a predetermined ratio. In an image forming apparatus having a control unit for controlling a toner replenishment unit, the control unit is such that the toner replenishment unit performs the toner replenishment at a predetermined ratio each time the toner consumption reaches a predetermined consumption amount. The predetermined ratio of the toner replenishment performed in the image forming mode in which the average printing rate is the first printing rate is the first ratio, and the average printing rate is lower than the first printing rate. The predetermined ratio of the toner replenishment performed in the image forming mode of the two printing rates is a second ratio larger than the first ratio and larger than 1.0.

本発明によると、補給系の画像形成装置において、トナーを必要以上に消費することなくトナー劣化による画像不良の発生を抑制できる。 According to the present invention, in a replenishment system image forming apparatus, it is possible to suppress the occurrence of image defects due to toner deterioration without consuming more toner than necessary.

実施例１におけるトナー量制御を表すフローチャートFlowchart showing toner amount control in Example 1. 第１の実施形態に係る画像形成装置の断面図Sectional drawing of the image forming apparatus which concerns on 1st Embodiment 第１の実施形態に係るプロセスカートリッジの断面図Sectional drawing of the process cartridge which concerns on 1st Embodiment 第１の実施形態に係るプロセスカートリッジの斜視図Perspective view of the process cartridge according to the first embodiment 第１の実施形態に係る現像ユニットの斜視図Perspective view of the developing unit according to the first embodiment 第１の実施形態に係る現像ユニットの断面図Cross-sectional view of the developing unit according to the first embodiment トナーカートリッジの一端部からの斜視図。Perspective view from one end of the toner cartridge. ポンプを駆動する機構の断面図。Sectional drawing of the mechanism which drives a pump. トナー補給カートリッジの分解斜視図An exploded perspective view of the toner replenishment cartridge トナー搬送装置の全体構成を示す斜視図。The perspective view which shows the whole structure of the toner transfer apparatus. 第１の実施形態におけるトナー消耗度を算出するフローチャートFlow chart for calculating the degree of toner consumption in the first embodiment 実施例１に係る、印字率が異なる画像形成モードを実行した時のトナー消耗度の推移を示す図The figure which shows the transition of the degree of toner consumption at the time of executing the image formation mode which has different printing rates which concerns on Example 1. 実施例１に係るトナー消耗度の推移を示す図The figure which shows the transition of the degree of toner consumption which concerns on Example 1. 比較例に係るトナー消耗度の推移を示す図The figure which shows the transition of the degree of toner consumption which concerns on a comparative example 実施例２に係るトナー消耗度の推移を示す図The figure which shows the transition of the degree of toner consumption which concerns on Example 2. 実施例２に係るプロセスカートリッジのトナー残量の推移を示す図The figure which shows the transition of the toner remaining amount of the process cartridge which concerns on Example 2. 実施例２に係るトナー量制御を表すフローチャートFlow chart showing toner amount control according to the second embodiment 実施例３に係るトナー消耗度の推移の例Example of transition of toner consumption according to Example 3 実施例３に係るプロセスカートリッジのトナー残量の推移を示す図The figure which shows the transition of the toner remaining amount of the process cartridge which concerns on Example 3. 実施例３におけるトナー量制御を表すフローチャートFlow chart showing toner amount control in Example 3 実施例１乃至３に係る制御ブロック図Control block diagram according to Examples 1 to 3.

≪第１の実施形態≫
＜画像形成装置の全体構成＞
まず、電子写真方式の画像形成装置１０００の全体構成について、図２を用いて説明する。図２に示すように、画像形成装置１０００は、装置本体５００と、装置本体５００に着脱可能な４個のプロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）と、を有する。また、プロセスカートリッジ７０の画像形成装置１００の装着方向上流側を前側面側、装着方向下流側を奥側面側と定義する。 << First Embodiment >>
<Overall configuration of image forming device>
First, the overall configuration of the electrophotographic image forming apparatus 1000 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 1000 includes an apparatus main body 500 and four process cartridges 70 (70Y, 70M, 70C, 70K) that can be attached to and detached from the apparatus main body 500. Further, the upstream side in the mounting direction of the image forming apparatus 100 of the process cartridge 70 is defined as the front side surface side, and the downstream side in the mounting direction is defined as the back side surface side.

各プロセスカートリッジ７０には、感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と、帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）と、現像ローラ２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）と、クリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等のプロセス手段を有する。帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面を一様に帯電させるものである。現像ローラ２５は、感光ドラム１に形成された潜像にトナーを供給することによって潜像を現像してトナー像を形成するように構成されている。クリーニング部材６は、感光ドラム１上のトナー像を記録媒体に転写した後に、感光ドラム１に残留したトナーを除去するものである。 Each process cartridge 70 includes a photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d), a charging roller 2 (2a, 2b, 2c, 2d), a developing roller 25 (25a, 25b, 25c, 25d), and cleaning. It has process means such as member 6 (6a, 6b, 6c, 6d). The charging roller 2 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1. The developing roller 25 is configured to develop the latent image and form the toner image by supplying toner to the latent image formed on the photosensitive drum 1. The cleaning member 6 removes the toner remaining on the photosensitive drum 1 after transferring the toner image on the photosensitive drum 1 to a recording medium.

また、プロセスカートリッジ７０の下方には画像情報に基づいて感光ドラム１に選択的な露光を行い、感光ドラム１に潜像を形成するためのスキャナユニット３が設けられている。 Further, below the process cartridge 70, a scanner unit 3 for selectively exposing the photosensitive drum 1 based on image information and forming a latent image on the photosensitive drum 1 is provided.

装置本体５００の下部には記録媒体Ｓを収納したカセット１７が装着されている。そして、記録媒体Ｓが２次転写ローラ６９、定着部７４を通過して装置本体５００の上方へ搬送されるように記録媒体の搬送手段が設けられている。すなわち、カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚ずつ分離給送する給送ローラ５４、給送された記録媒体Ｓを搬送する搬送ローラ対７６、感光ドラム１に形成される潜像と記録媒体Ｓとの同期を取るためのレジストローラ対５５が設けられている。また、プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）の上方には各感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上に形成したトナー画像を転写させるための中間転写ユニット５が設けられている。中間転写ユニット５には駆動ローラ５６、従動ローラ５７、各色の感光ドラム１に対向する位置に１次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）、２次転写ローラ６９に対向する位置に対向ローラ５９を有し、転写ベルト５０が掛け渡されている。そして、転写ベルト５０はすべての感光ドラム１に対向し、且つ接するように循環移動し、１次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）に電圧を印加することにより、感光ドラム１から転写ベルト５０上に一次転写を行う。そして、転写ベルト５０内に配置された対向５９ローラと２次転写ローラ６９への電圧印加により、転写ベルト５０のトナーを記録媒体Ｓに転写する。感光ドラム１上に形成されたトナー像を最終的に記録媒体に転写して記録媒体にトナー画像を形成するモードを画像形成モードとする。画像形成モードを終了した非画像形成時において、各１次転写ローラ５８は、転写ベルト５０から離れる方向に移動する。その結果、転写ベルト５０は感光ドラム１から離れる。 A cassette 17 containing the recording medium S is mounted on the lower portion of the apparatus main body 500. Then, a means for conveying the recording medium is provided so that the recording medium S passes through the secondary transfer roller 69 and the fixing portion 74 and is conveyed above the apparatus main body 500. That is, the feeding roller 54 that separates and feeds the recording media S in the cassette 17 one by one, the transport roller pair 76 that conveys the fed recording medium S, and the latent image and the recording medium S formed on the photosensitive drum 1. A resist roller pair 55 is provided for synchronizing with. Further, an intermediate transfer unit 5 for transferring the toner image formed on each photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) is provided above the process cartridge 70 (70Y, 70M, 70C, 70K). There is. The intermediate transfer unit 5 has a drive roller 56, a driven roller 57, a primary transfer roller 58 (58a, 58b, 58c, 58d) facing a position facing the photosensitive drum 1 of each color, and a position facing the secondary transfer roller 69. It has a roller 59 and a transfer belt 50 is hung on it. Then, the transfer belt 50 circulates so as to face and contact all the photosensitive drums 1, and transfers from the photosensitive drum 1 by applying a voltage to the primary transfer rollers 58 (58a, 58b, 58c, 58d). Primary transfer is performed on the belt 50. Then, the toner of the transfer belt 50 is transferred to the recording medium S by applying a voltage to the opposing 59 rollers and the secondary transfer roller 69 arranged in the transfer belt 50. An image forming mode is a mode in which the toner image formed on the photosensitive drum 1 is finally transferred to a recording medium to form a toner image on the recording medium. At the time of non-image formation when the image formation mode is completed, each primary transfer roller 58 moves in a direction away from the transfer belt 50. As a result, the transfer belt 50 is separated from the photosensitive drum 1.

画像形成モードにおいては、各感光ドラム１を回転させ、帯電ローラ２によって一様に帯電させた感光ドラム１にスキャナユニット３から選択的な露光を行う。これによって、感光ドラム１に静電潜像を形成する。その潜像を現像ローラ２５によってトナー画像として現像する。これによって、各感光ドラム１に各色トナー画像を形成する。この画像形成と同期して、レジストローラ対５５が、記録媒体Ｓを対向ローラ５９と２次転写ローラ６９とが転写ベルト５０を介在させて当接している２次転写位置に搬送する。そして、２次転写ローラ６９へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト５０上の各色トナー画像を記録媒体Ｓに２次転写する。これによって、記録媒体Ｓにカラーのトナー画像を形成する。カラーのトナー画像が形成された記録媒体Ｓは、定着部７４によって加熱、加圧されてトナー像が定着される。その後、記録媒体Ｓは、排出ローラ７２によって排出部７５に排出される。尚、定着部７４は、装置本体５００の上部に配置されている。 In the image formation mode, each photosensitive drum 1 is rotated, and the photosensitive drum 1 uniformly charged by the charging roller 2 is selectively exposed from the scanner unit 3. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1. The latent image is developed as a toner image by the developing roller 25. As a result, each color toner image is formed on each photosensitive drum 1. In synchronization with this image formation, the resist roller pair 55 conveys the recording medium S to the secondary transfer position where the opposing roller 59 and the secondary transfer roller 69 are in contact with each other with the transfer belt 50 interposed therebetween. Then, by applying a transfer bias voltage to the secondary transfer roller 69, each color toner image on the transfer belt 50 is secondarily transferred to the recording medium S. As a result, a color toner image is formed on the recording medium S. The recording medium S on which the color toner image is formed is heated and pressurized by the fixing unit 74 to fix the toner image. After that, the recording medium S is discharged to the discharge unit 75 by the discharge roller 72. The fixing portion 74 is arranged above the apparatus main body 500.

トナーカートリッジ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）は、各プロセスカートリッジ７０に収容されるトナーの色と対応した順序で、プロセスカートリッジ７０の下方にそれぞれ水平方向に並んで配置されている。各トナーカートリッジ９はそれぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーが貯蔵され、装置本体５００に着脱可能に構成されている。各トナーカートリッジ９は、同色のトナーを収容したプロセスカートリッジ７０にトナーを補給する。トナーカートリッジ９からプロセスカートリッジ７０へのトナー補給の制御については後述する。トナーカートリッジ９の下方には、トナー搬送装置１８が各トナーカートリッジ９に対応して配置される。各トナー搬送装置１８は各トナーカートリッジ９から受け取ったトナーを上方に搬送し、各現像ユニット４にトナーを供給する。 The toner cartridges 9 (9Y, 9M, 9C, 9K) are arranged horizontally below the process cartridge 70 in an order corresponding to the color of the toner contained in each process cartridge 70. Each toner cartridge 9 stores yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toners, and is configured to be removable from the apparatus main body 500. Each toner cartridge 9 replenishes the process cartridge 70 containing toner of the same color. The control of toner supply from the toner cartridge 9 to the process cartridge 70 will be described later. Below the toner cartridge 9, a toner transfer device 18 is arranged corresponding to each toner cartridge 9. Each toner transfer device 18 conveys the toner received from each toner cartridge 9 upward, and supplies the toner to each development unit 4.

＜プロセスカートリッジ＞
次に本実施例に係るプロセスカートリッジ７０について、図３を用いて説明する。図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７０の主断面である。尚、プロセスカートリッジ７０Ｙと、カートリッジ７０Ｍと、カートリッジ７０Ｃと、カートリッジ７０Ｋと、は、同一構成である。 <Process cartridge>
Next, the process cartridge 70 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a main cross section of the process cartridge 70 containing the toner. The process cartridge 70Y, the cartridge 70M, the cartridge 70C, and the cartridge 70K have the same configuration.

プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）は、クリーニングユニット２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）と、現像ユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と、を有する。クリーニングユニット２６は、感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と、帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、及びクリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）を備えている。 The process cartridge 70 (70Y, 70M, 70C, 70K) has a cleaning unit 26 (26a, 26b, 26c, 26d) and a developing unit 4 (4a, 4b, 4c, 4d). The cleaning unit 26 includes a photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d), a charging roller 2 (2a, 2b, 2c, 2d), and a cleaning member 6 (6a, 6b, 6c, 6d).

感光ドラム１の外周面上には、帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。クリーニング部材６はゴムで形成された弾性部材７と、弾性部材７を支持する支持部材８と、を有する。弾性部材７の先端部７ａは感光ドラム１の回転方向に対してカウンター方向に当接させて配設してある。そしてクリーニング部材６によって感光ドラム１表面から除去された残留トナーは除去トナー室２７ａに落下する。また除去トナー室２７ａの除去トナーが漏れることを防止するスクイシート２１が感光ドラム１に当接している。そしてクリーニングユニット２６に駆動源である本体駆動モータＭ１の駆動力が伝達されることにより、感光ドラム１は画像形成動作に応じて回転する。帯電ローラ２は、軸受２８を介し、クリーニングユニット２６に回転可能に取り付けられており、加圧部材４６により感光ドラム１に向かって加圧され、感光ドラム１に従動して回転する。 A charging roller 2 and a cleaning member 6 are arranged on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1. The cleaning member 6 has an elastic member 7 made of rubber and a support member 8 that supports the elastic member 7. The tip portion 7a of the elastic member 7 is arranged so as to be in contact with the rotation direction of the photosensitive drum 1 in the counter direction. Then, the residual toner removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning member 6 falls into the removal toner chamber 27a. Further, the squeeze sheet 21 for preventing the removal toner from the removal toner chamber 27a from leaking is in contact with the photosensitive drum 1. Then, the driving force of the main body driving motor M1 which is a driving source is transmitted to the cleaning unit 26, so that the photosensitive drum 1 rotates according to the image forming operation. The charging roller 2 is rotatably attached to the cleaning unit 26 via a bearing 28, is pressurized toward the photosensitive drum 1 by the pressurizing member 46, and rotates in accordance with the photosensitive drum 1.

図２１に本実施例の制御図を示す。装置本体５００に設けられた制御部７７（中央処理装置）は、取得部７７１、算出部７７２、カウント部７７３を含み、画像形成部４４４及びトナー補給モータＭ２を制御できるように構成されている。また、制御部７７は、プロセスカートリッジ７０が有するメモリ３３３にアクセス可能に構成されている。 FIG. 21 shows a control diagram of this embodiment. The control unit 77 (central processing unit) provided in the apparatus main body 500 includes an acquisition unit 771, a calculation unit 772, and a count unit 773, and is configured to be able to control the image forming unit 444 and the toner replenishment motor M2. Further, the control unit 77 is configured so that the memory 333 of the process cartridge 70 can be accessed.

＜現像ユニットとトナー搬送手段＞
図３および図４に示すように、現像ユニット４は、感光ドラム１と接触して回転する現像ローラ２５と、現像ローラ２５を回転可能に支持する現像枠体３１と、を有する。現像ローラ２５は、現像枠体３１の両側にそれぞれ取り付けられた軸受１２及び１３を介して、回転自在に現像枠体３１に支持されている（図５参照）。また、現像ローラ２５の外周面上には、現像ローラ２５に接触して矢印Ｃ方向に回転するトナー供給ローラ３４と、現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５と、がそれぞれ配置されている。 <Development unit and toner transfer means>
As shown in FIGS. 3 and 4, the developing unit 4 includes a developing roller 25 that rotates in contact with the photosensitive drum 1, and a developing frame 31 that rotatably supports the developing roller 25. The developing roller 25 is rotatably supported by the developing frame 31 via bearings 12 and 13 attached to both sides of the developing frame 31 (see FIG. 5). Further, on the outer peripheral surface of the developing roller 25, a toner supply roller 34 that comes into contact with the developing roller 25 and rotates in the direction of arrow C, and a developing blade 35 for regulating the toner layer on the developing roller 25 are respectively. Have been placed.

トナー供給ローラ３４によって現像ローラ２５に供給されたトナーが現像ブレード３５を通過するとき、現像ローラ２５上のトナーコート量は、現像ブレ―ド３５によって規制されるとともにトナーは帯電する。これによって、感光ドラム上に作られた潜像を現像するのに最適なトナーコートを形成する。 When the toner supplied to the developing roller 25 by the toner supply roller 34 passes through the developing blade 35, the amount of toner coated on the developing roller 25 is regulated by the developing blade 35 and the toner is charged. This forms an optimal toner coat for developing the latent image created on the photosensitive drum.

現像ローラ２５と感光ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。本実施例においては、現像ローラ２５に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。 The developing roller 25 and the photosensitive drum 1 rotate so that their surfaces move in the same direction (in this embodiment, from the bottom to the top) at the facing portion (contact portion). In this embodiment, the toner negatively charged by triboelectric charging with respect to the predetermined DC bias applied to the developing roller 25 is brought into the bright potential portion from the potential difference in the developing portion in contact with the photosensitive drum 1. Only the transition is made to visualize the electrostatic latent image.

また現像ローラ２５に当接した現像枠体３１からトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート２０が配置されている。さらに現像枠体３１のトナー収納室（トナー収容部）３１ａには、収納されたトナーを撹拌するとともに前記トナー供給ローラ３４へトナーを搬送するためのトナー搬送部材３６が設けられている。図６に示すように、トナー搬送部材３６は、外部からの駆動力によって回転可能な撹拌軸３６ａと、撹拌軸３６ａに取り付けられ、撹拌軸３６ａと共に回転するシート部材３６ｂから構成されている。 Further, a blowout prevention sheet 20 for preventing toner from leaking from the developing frame 31 in contact with the developing roller 25 is arranged. Further, the toner storage chamber (toner storage unit) 31a of the developing frame 31 is provided with a toner transport member 36 for stirring the stored toner and transporting the toner to the toner supply roller 34. As shown in FIG. 6, the toner transport member 36 is composed of a stirring shaft 36a that can be rotated by a driving force from the outside and a sheet member 36b that is attached to the stirring shaft 36a and rotates together with the stirring shaft 36a.

尚、画像形成モードを実行するときに感光ドラム１にトナー画像を形成する構成をまとめて画像形成部４４４(４４４Ｙ，４４４Ｍ、４４４Ｃ、４４４Ｋ)と記す。画像形成部４４４は、感光ドラム１、帯電ローラ、スキャナユニット３、現像ローラ２５、現像ローラ２５にバイアスを印加する手段（不図示）を含む。画像形成モードにおいて、制御部７７が画像形成部４４４を制御することによって、感光ドラム１の上にトナー画像を形成する（図２１）。 The configuration for forming a toner image on the photosensitive drum 1 when the image forming mode is executed is collectively referred to as an image forming unit 444 (444Y, 444M, 444C, 444K). The image forming unit 444 includes a means (not shown) for applying a bias to the photosensitive drum 1, the charging roller, the scanner unit 3, the developing roller 25, and the developing roller 25. In the image forming mode, the control unit 77 controls the image forming unit 444 to form a toner image on the photosensitive drum 1 (FIG. 21).

＜トナー補給動作＞
トナーカートリッジ９と、トナーを搬送するための構成について、図７、図８を用いて説明する。図７（ａ）はトナーカートリッジ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃの斜視図である。図中、矢印Ｂが指し示す方向は、トナーカートリッジ９を装置本体に装着する際の挿入方向である。逆に矢印Ｂ方向の真逆の方向がトナーカートリッジ９を装置本体から取り外す際の方向となる。図７（ｂ）は、図７（ａ）からサイドカバー２２４を外した状態の斜視図である。図７（ｃ）は、トナーカートリッジ９Ｋの斜視図であり、図７（ｄ）は、図７（ｃ）からサイドカバー２２４を外した状態の斜視図である。図８は、トナーを送り出すためのカムの構成を示す説明図であり、トナーカートリッジ９の一端部を図示している。図８（ａ）は、カムギア２２０とリンク機構２２１とポンプ２２３の構成を表す説明図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の断面図である。図８（ｃ）は、カムギア２２０のカム溝２２０ａの展開図である。 <Toner replenishment operation>
The toner cartridge 9 and the configuration for transporting the toner will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7A is a perspective view of the toner cartridges 9Y, 9M, and 9C. In the figure, the direction indicated by the arrow B is the insertion direction when the toner cartridge 9 is mounted on the apparatus main body. On the contrary, the direction opposite to the arrow B direction is the direction when the toner cartridge 9 is removed from the apparatus main body. FIG. 7B is a perspective view showing a state in which the side cover 224 is removed from FIG. 7A. 7 (c) is a perspective view of the toner cartridge 9K, and FIG. 7 (d) is a perspective view of the toner cartridge 9K with the side cover 224 removed from FIG. 7 (c). FIG. 8 is an explanatory view showing a configuration of a cam for delivering toner, and shows one end of a toner cartridge 9. FIG. 8A is an explanatory diagram showing the configuration of the cam gear 220, the link mechanism 221 and the pump 223. FIG. 8B is a cross-sectional view of FIG. 8A. FIG. 8C is a developed view of the cam groove 220a of the cam gear 220.

図７に示すように、トナーカートリッジ９は、長手方向と短手方向を有する、略直方体形状の補給枠体２０１を備える。補給枠体２０１はその内部にトナーを収容可能である。トナーカートリッジ９の装着方向（矢印Ｂ方向）下流側には、駆動カップリング２０３、カムギア２２０、リンク機構２２１、ポンプ２２３、スクリューギア２２６が配置され、サイドカバー２２４で覆われている。また、下面側（通常使用される姿勢において下側）には、排出口２０８が設けられた排出シャッタ２０７が配置される。カムギア２２０のギア部はスクリューギア２２６と係合しており、スクリューギア２２６はカムギア２２０から回転駆動力を受ける。従って、ギア部カムギア２２０の回転によってスクリューギア２２６も回転する。 As shown in FIG. 7, the toner cartridge 9 includes a replenishment frame 201 having a substantially rectangular parallelepiped shape having a longitudinal direction and a lateral direction. The replenishment frame 201 can accommodate toner inside the replenishment frame 201. A drive coupling 203, a cam gear 220, a link mechanism 221, a pump 223, and a screw gear 226 are arranged downstream of the toner cartridge 9 in the mounting direction (arrow B direction) and are covered with a side cover 224. Further, a discharge shutter 207 provided with a discharge port 208 is arranged on the lower surface side (lower side in a normally used posture). The gear portion of the cam gear 220 is engaged with the screw gear 226, and the screw gear 226 receives a rotational driving force from the cam gear 220. Therefore, the screw gear 226 is also rotated by the rotation of the gear portion cam gear 220.

駆動カップリング２０３は、カムギア２２０、および、補給枠体２０１内のトナー補給スクリュー２０９に駆動を伝達するように配置される。トナーカートリッジ９が画像形成装置１に装着されると、駆動カップリング２０３が装置本体５００の駆動カップリング（不図示）と係合する。装置本体５００のトナー補給モータＭ２（図２１）からの駆動力が装置本体５００の駆動カップリング（不図示）を介して駆動カップリング２０３に伝達される。トナー補給モータＭ２は、制御部７７によって駆動制御される。 The drive coupling 203 is arranged so as to transmit the drive to the cam gear 220 and the toner replenishment screw 209 in the replenishment frame 201. When the toner cartridge 9 is mounted on the image forming apparatus 1, the drive coupling 203 engages with the drive coupling (not shown) of the apparatus main body 500. The driving force from the toner replenishment motor M2 (FIG. 21) of the apparatus main body 500 is transmitted to the drive coupling 203 via the drive coupling (not shown) of the apparatus main body 500. The toner replenishment motor M2 is driven and controlled by the control unit 77.

図８に示すように、カムギア２２０にはカム溝２２０ａが設けられており、リンク機構２２１のカム突起部２２１ａがカム溝２２０ａと係合している。リンク機構２２１の両端部は、サイドカバー２２４のガイド２２４ａ及び２２４ｂ（図９参照）に案内されサイドカバー２２４に対し、図中矢印Ｃ方向のように前後に移動可能に支持される。図９に示した通り、ガイド２２４ａ及び２２４ｂはサイドカバー２２４の凸部の部分に相当する。この凸部の内側には空間が形成されており、この空間にリンク機構２２１の端部２２１ａ及び端部２２２１ｂが配置されている。従って、リンク機構２２１は、ガイド２２４ａ及び２２４ｂにより位置移動を規制され、図中矢印Ｃ方向に移動可能な一方、軸５００を中心とした回転運動を規制されている。カム溝２２０ａは、装着方向（矢印Ｂ方向）下流側に傾斜した山部２２０ｂと、装着方向（矢印Ｂ方向）上流側に傾斜した谷部２２０ｃが設けられている。かかる構造により、カムギア２２０が回転したときに、カム溝２２０ａに係合しているカム突起部２２１ａが、山部２２０ｂと谷部２２０ｃを交互に通過する。これに伴って、ギアの回転運動がリンク機構の前後運動に変換されて、リンク機構２２１が装着方向（矢印Ｂ方向）に往復運動する。 As shown in FIG. 8, the cam gear 220 is provided with a cam groove 220a, and the cam protrusion 221a of the link mechanism 221 is engaged with the cam groove 220a. Both ends of the link mechanism 221 are guided by guides 224a and 224b (see FIG. 9) of the side cover 224, and are supported by the side cover 224 so as to be movable back and forth as shown by the arrow C in the drawing. As shown in FIG. 9, the guides 224a and 224b correspond to the convex portions of the side cover 224. A space is formed inside the convex portion, and the end portion 221a and the end portion 2221b of the link mechanism 221 are arranged in this space. Therefore, the link mechanism 221 is restricted in position movement by the guides 224a and 224b, and can move in the direction of arrow C in the figure, while the rotational movement around the axis 500 is restricted. The cam groove 220a is provided with a mountain portion 220b inclined downstream in the mounting direction (arrow B direction) and a valley portion 220c inclined upstream in the mounting direction (arrow B direction). With such a structure, when the cam gear 220 rotates, the cam protrusion 221a engaged with the cam groove 220a alternately passes through the peak 220b and the valley 220c. Along with this, the rotational movement of the gear is converted into the back-and-forth movement of the link mechanism, and the link mechanism 221 reciprocates in the mounting direction (arrow B direction).

ここで、ポンプ２２３は、装着方向の一端側において、結合部２２３ｂによりリンク機構２２１と連結されている。また、ポンプ２２３は、装着方向の他端側において、接続部２２３ｃにより補給枠体２０１に固定されている。また、ポンプ２２３の内部空間２２３ｄは、接続部２２３ｃを介して、補給枠体２０１の内部空間（すなわち、収容部としてトナーが収容されるトナー収容室２０１ａ）と連通している。 Here, the pump 223 is connected to the link mechanism 221 by a coupling portion 223b on one end side in the mounting direction. Further, the pump 223 is fixed to the replenishment frame 201 by the connecting portion 223c on the other end side in the mounting direction. Further, the internal space 223d of the pump 223 communicates with the internal space of the replenishment frame 201 (that is, the toner accommodating chamber 201a in which the toner is accommodating as the accommodating portion) via the connecting portion 223c.

このような構成において、ポンプ２２３の結合部２２３ｂがリンク機構２２１と連動して往復運動すると、ポンプ２２３の接続部２２３ｃは補給枠体２０１に固定されているため、ポンプ２２３の蛇腹部２２３ａが伸縮運動を行う。この伸縮運動によってポンプ２２３の内部空間２２３ｄの容積が変動し、内部空間２２３ｄと連通しているトナー収容室２０１ａの内圧が変動する。その結果、トナーに運動エネルギーが与えられ、排出口２０８からトナーが排出される。なお、送出手段はポンプに限定されず、トナーに運動エネルギーを与えて送り出すことができれば、何を用いてもよい。 In such a configuration, when the coupling portion 223b of the pump 223 reciprocates in conjunction with the link mechanism 221, the connecting portion 223c of the pump 223 is fixed to the replenishment frame 201, so that the bellows portion 223a of the pump 223 expands and contracts. Exercise. Due to this expansion / contraction movement, the volume of the internal space 223d of the pump 223 fluctuates, and the internal pressure of the toner accommodating chamber 201a communicating with the internal space 223d fluctuates. As a result, kinetic energy is given to the toner, and the toner is discharged from the discharge port 208. The delivery means is not limited to the pump, and any delivery means may be used as long as the toner can be fed with kinetic energy.

図１０は、画像形成装置に搭載されたトナー搬送装置１８の概要構成を示している。尚、図１０はトナー搬送装置１８内部構成を示すために一部形状を省略している。トナー搬送装置１８は、大きく分けて、上流側搬送部１００と下流側搬送部１２０によって構成されている。 FIG. 10 shows an outline configuration of the toner transfer device 18 mounted on the image forming device. In addition, in FIG. 10, a part of the shape is omitted in order to show the internal configuration of the toner transfer device 18. The toner transfer device 18 is roughly divided into an upstream side transfer unit 100 and a downstream side transfer unit 120.

上流側搬送部１００の上面には供給口１０１が配置されている。トナーカートリッジ９から供給されるトナーは、供給口１０１を通って、上流側搬送部１００内部の貯蔵容器１０８に供給される。上流側搬送部１００は、貯蔵容器１０８に覆われるように配置された上流側スクリュー１０５を有する。供給口１０１から落下したトナーは、該上流側スクリュー１０５の配置領域に分布する。そして、上流側駆動ギア１０３によって回転駆動された上流側スクリュー１０５により、トナーが下流側搬送部１２０の方向へ搬送される。 A supply port 101 is arranged on the upper surface of the upstream side transport unit 100. The toner supplied from the toner cartridge 9 is supplied to the storage container 108 inside the upstream transport unit 100 through the supply port 101. The upstream transport unit 100 has an upstream screw 105 arranged so as to be covered with the storage container 108. The toner dropped from the supply port 101 is distributed in the arrangement region of the upstream screw 105. Then, the toner is conveyed in the direction of the downstream transfer portion 120 by the upstream screw 105 that is rotationally driven by the upstream drive gear 103.

下流側搬送部１２０は、下流側壁面１２３を有する。下流側壁面１２３に覆われるように下流側スクリュー１２４が配置される。下流側搬送部１２０の最上流部（紙面では下方）は、上流側搬送部１００の最下流部に接続されており、上流側搬送部１００によって搬送されてきたトナーが、下流側スクリュー１２４に搬送される。下流側スクリュー１２４は、下流側駆動ギア１２２によって回転駆動され、重力に対して逆方向にトナーを搬送する。下流側スクリュー１２４により搬送されたトナーは、本体排出口１２１を通って現像ユニット４の受入口４０に補給される。 The downstream transport unit 120 has a downstream side wall surface 123. The downstream screw 124 is arranged so as to be covered with the downstream side wall surface 123. The most upstream portion (downward on the paper) of the downstream transport unit 120 is connected to the most downstream portion of the upstream transport unit 100, and the toner conveyed by the upstream transport unit 100 is conveyed to the downstream screw 124. To be done. The downstream screw 124 is rotationally driven by the downstream drive gear 122 to convey toner in the direction opposite to gravity. The toner conveyed by the downstream screw 124 is supplied to the receiving port 40 of the developing unit 4 through the main body discharge port 121.

現像ユニット４には、受入口４０に連通して受入搬送路４１が設けられている。受入搬送路４１は現像ローラ２５や供給ローラ３４の回転軸線方向と平行に延びている。受入搬送路４１の内部には受入搬送スクリュー４１１が配置されている。さらに、図６に示すように、受入搬送路４１の長手中央にはトナー収納室３１ａに通ずる収容室連通口４３が設けられている。トナーは、収容室連通口４３を介して現像ユニット４のトナー収納室３１ａに補給され、現像ユニット４内で攪拌部材３６ｂによってトナーは攪拌される。 The developing unit 4 is provided with a receiving transport path 41 communicating with the receiving port 40. The receiving transport path 41 extends parallel to the direction of the rotation axis of the developing roller 25 and the supply roller 34. A receiving transfer screw 411 is arranged inside the receiving transfer path 41. Further, as shown in FIG. 6, a storage chamber communication port 43 leading to the toner storage chamber 31a is provided at the center of the longitudinal direction of the receiving transport path 41. The toner is supplied to the toner storage chamber 31a of the developing unit 4 through the storage chamber communication port 43, and the toner is stirred by the stirring member 36b in the developing unit 4.

尚、本実施例においてトナーカートリッジ９から現像ユニット４へトナーを補給するためのトナー補給部は、トナーカートリッジ９内のポンプ２２３を伸縮させるためのカムギア２２０及びリンク機構２２１、トナー搬送装置１８等を含む。 In this embodiment, the toner replenishment unit for replenishing toner from the toner cartridge 9 to the developing unit 4 includes a cam gear 220 for expanding and contracting the pump 223 in the toner cartridge 9, a link mechanism 221 and a toner transfer device 18. include.

≪実施例≫
＜トナー消耗度＞
現像ローラ２５上のトナーは、現像ローラ２５の回転駆動に伴って現像ブレード３５、供給ローラ３４、及び像担持体との摺擦によって消耗が進行する。 << Example >>
<Toner consumption>
The toner on the developing roller 25 is consumed by rubbing against the developing blade 35, the supply roller 34, and the image carrier as the developing roller 25 is rotationally driven.

本実施例では、現像ユニット４内のトナー全体の平均的な消耗具合をトナー消耗度として数値化する。そして、トナー消耗度に基づいて現像ユニット４のトナー消費量と、トナーカートリッジ９によるトナー補給量と、を適正にコントロールする事で必要以上のトナーの消費を抑制することができる。 In this embodiment, the average degree of consumption of the entire toner in the developing unit 4 is quantified as the degree of toner consumption. Then, by appropriately controlling the amount of toner consumed by the developing unit 4 and the amount of toner replenished by the toner cartridge 9 based on the degree of toner consumption, it is possible to suppress excessive toner consumption.

本実施例における、トナー消耗度Ｗについて詳細に説明する。トナー消耗度Ｗは、初期値が「０」であり、現像ローラの回転駆動に伴って増加する値である。また、本実施例では現像ユニット４はプロセスカートリッジ７０の一部として装置本体５００に対して着脱可能な構成であるため、トナー消耗度Ｗはプロセスカートリッジに設けたメモリ３３３（記憶媒体）に記憶される。また、トナー消耗度Ｗは、現像ユニット４内のトナー全体の平均的な消耗具合を数値化したものであり、現像ユニット４内のトナー量が少ないほど増加し、トナーカートリッジ９から現像ユニット４に補給されるトナーが多いほど減少する値である。本実施例では、図２１に示す算出部７７２によって、以下に説明する算出方法に基づいてトナー消耗度を算出する。本実施例では、説明を簡単にするために記録媒体としての紙２枚を出力する毎にトナー消耗度を算出する方式としている。尚、必ずしも２枚毎に算出する必要はなく、例えば、１ジョブ毎や所望の枚数毎や、所望の現像ローラ２５の走行距離毎に算出しても良い。 The toner consumption degree W in this embodiment will be described in detail. The initial value of the toner consumption degree W is "0", and is a value that increases with the rotational drive of the developing roller. Further, in this embodiment, since the developing unit 4 is detachable from the apparatus main body 500 as a part of the process cartridge 70, the toner consumption degree W is stored in the memory 333 (storage medium) provided in the process cartridge. NS. Further, the toner consumption degree W is a numerical value of the average consumption degree of the entire toner in the developing unit 4, and increases as the amount of toner in the developing unit 4 decreases, from the toner cartridge 9 to the developing unit 4. This value decreases as the amount of toner supplied increases. In this embodiment, the calculation unit 772 shown in FIG. 21 calculates the degree of toner consumption based on the calculation method described below. In this embodiment, in order to simplify the explanation, the toner consumption degree is calculated every time two sheets of paper as a recording medium are output. It is not always necessary to calculate every two sheets, and for example, it may be calculated for each job, for each desired number of sheets, or for each desired mileage of the developing roller 25.

本実施例におけるトナー消耗度Ｗｎを算出する際に用いた式は下記の通りである。 The formula used when calculating the toner consumption degree Wn in this embodiment is as follows.

Figure 2021107868
Figure 2021107868

また、式（１）で使用した各パラメータは下記の通りである。 The parameters used in the equation (1) are as follows.

ｎ枚目の駆動終了時のトナー消耗度：Ｗｎ
ｎ−１枚目の駆動終了時のトナー消耗度：Ｗｎ−１
ｎ枚目に駆動したＤローラの区間走行距離：Ｒｎ
ｎ枚目の駆動開始時トナー量：ＴＭ
ｎ枚目の駆動中に消費したトナー量：ＴＣ
ｎ枚目の駆動中に補給したトナー量：ＴＳ
図１１は、本実施例におけるトナー消耗度を逐次算出する為のフローチャートであり、これを用いてトナー消耗度算出方法を説明する。簡単のため１ジョブ２枚印字のケースを用いてフローチャートとした。 Toner consumption at the end of driving the nth sheet: Wn
Toner consumption at the end of driving the n-1st sheet: Wn-1
Section mileage of the D roller driven on the nth sheet: Rn
Amount of toner at the start of driving the nth sheet: TM
Amount of toner consumed while driving the nth sheet: TC
Amount of toner replenished while driving the nth sheet: TS
FIG. 11 is a flowchart for sequentially calculating the toner consumption degree in this embodiment, and the toner consumption degree calculation method will be described using this flowchart. For the sake of simplicity, the flowchart was made using a case of printing two sheets per job.

プロセスカートリッジのメモリ３３３に通信し、前回停止時の情報としての現像ユニット４のトナー残量情報ＴＭを取得部７７１で取得する（Ｓ１０１）。また、トナー消耗度Ｗｎ−２を取得部７７１で取得する（Ｓ１０１）。画像形成モードの実行準備動作を開始する（Ｓ１０２）。現像ローラ２５の回転駆動を開始し、Ｄローラの区間走行距離Ｒｎのカウントをカウント部７７３で開始する（Ｓ１０３）。２枚印字して（Ｓ１０４）、画像形成モードの終了動作を行う（Ｓ１０５）。現像ローラ２５の回転動作終了とともに、現像ローラ２５の区間走行距離カウントＲｎを停止する（Ｓ１０６）。画像形成モードで消費したトナー量と、非画像形成時に使用したトナー量と、を足し合わせたトナー量をトナー消費量ＴＣとした場合に、現像ローラ２５回転中におけるトナー消費量ＴＣを算出部７７２で算出する（Ｓ１０７）。トナーカートリッジ９からの区間トナー補給量ＴＳを算出部７７２で算出する（Ｓ１０８）。ＴＭ、Ｗｎ−２、Ｒｎ、ＴＣ、ＴＳを用いて式（１）に基づいてトナー消耗度Ｗｎを算出部７７２で算出する（Ｓ１０９）。現在のプロセスカートリッジ７０内のトナー量としてＴＭ−ＴＣ＋ＴＳを算出部７７２で算出し、プロセスカートリッジのメモリ３３３に、現像ユニット４のトナー残量、及びトナー消耗度に関する情報を書き込む（Ｓ１１０）。 The acquisition unit 771 acquires the toner remaining amount information TM of the developing unit 4 as the information at the time of the previous stop by communicating with the memory 333 of the process cartridge (S101). Further, the toner consumption degree Wn-2 is acquired by the acquisition unit 771 (S101). The execution preparation operation of the image formation mode is started (S102). The rotational drive of the developing roller 25 is started, and the counting unit 773 starts counting the section mileage Rn of the D roller (S103). Two sheets are printed (S104), and the image formation mode is terminated (S105). When the rotation operation of the developing roller 25 is completed, the section mileage count Rn of the developing roller 25 is stopped (S106). When the toner amount obtained by adding the toner amount consumed in the image forming mode and the toner amount used during non-image forming is defined as the toner consumption amount TC, the toner consumption amount TC during 25 rotations of the developing roller is calculated by the calculation unit 772. Calculated in (S107). The section toner supply amount TS from the toner cartridge 9 is calculated by the calculation unit 772 (S108). Using TM, Wn-2, Rn, TC, and TS, the toner consumption degree Wn is calculated by the calculation unit 772 based on the equation (1) (S109). TM-TC + TS is calculated by the calculation unit 772 as the amount of toner in the current process cartridge 70, and information on the remaining amount of toner in the developing unit 4 and the degree of toner consumption is written in the memory 333 of the process cartridge (S110).

本実施例では、式（１）を用いたが、例えば現像ローラ上のトナー消耗度の進み易さに応じて、任意の補正係数を現像ローラ走行距離Ｒｎに掛ける事でより精度を向上せせることもできる。例えば現像ローラ２５に当接している部材が多いか少ないか、当接している状態が従動か等速か周速差を持っているか、使用環境の温湿度等によってトナー消耗度の進み具合を補正する為の補正係数である。 In this embodiment, the equation (1) is used, but the accuracy can be further improved by multiplying the developing roller mileage Rn by an arbitrary correction coefficient according to the degree of progress of toner consumption on the developing roller, for example. You can also. For example, the progress of toner consumption is corrected depending on whether there are many or few members in contact with the developing roller 25, whether the contact state has a constant velocity or a peripheral speed difference, and the temperature and humidity of the usage environment. It is a correction coefficient for doing.

＜現像ユニット内のトナー残量＞
トナー消耗度Ｗに基づいた、現像ユニット４内のトナー残量の制御について説明する。 <Remaining amount of toner in the developing unit>
The control of the remaining amount of toner in the developing unit 4 based on the degree of toner consumption W will be described.

本実施例ではトナー消耗度を予め設けた閾値以下に保つ制御を行う。ユーザーの使用状況やプロセスカートリッジ７０の状況に応じて現像ユニット４内のトナー残量を変えることでトナー消耗度を閾値以下に保つ制御である。本実施例の制御によると、ユーザーの使用状況に応じた適正な量のトナーを補給する制御にすることができるため、必要以上のトナーの消費を抑制する事ができる。 In this embodiment, control is performed to keep the degree of toner consumption below a preset threshold value. This control keeps the degree of toner consumption below the threshold value by changing the remaining amount of toner in the developing unit 4 according to the usage status of the user and the status of the process cartridge 70. According to the control of this embodiment, it is possible to control the supply of an appropriate amount of toner according to the usage situation of the user, so that it is possible to suppress the consumption of toner more than necessary.

また例えばトナー消費量とトナー補給量を同量とした場合ＴＣ＝ＴＳとすると、式（１）は下記の通りになる。 Further, for example, when the toner consumption amount and the toner replenishment amount are the same amount and TC = TS, the equation (1) is as follows.

Figure 2021107868
Figure 2021107868

式（２）によると、トナー量を一定に保つ制御を行った場合、即ちＴＣ＝ＴＳの場合、ＴＣ（ＴＳ）が大きいとトナー消耗度の増加具合は小さくなる。また逆にＴＣ（ＴＳ）が小さいとトナー消耗度の増加具合は大きくなる。例えば、ユーザーが低印字率の画像形成モードを実行し続けた場合、トナー補給量も少なくなる。その結果、トナーの入れ替え効果が小さくなり、トナー消耗度が大きくなる。トナー消耗度が大きくなり、現像ユニット４内のトナーの電荷付与性が不足すると、濃度ウスや地汚れなどの画像不良が発生する事がある。 According to the equation (2), when the control for keeping the toner amount constant is performed, that is, when TC = TS, the degree of increase in the degree of toner consumption becomes small when TC (TS) is large. On the contrary, when TC (TS) is small, the degree of increase in toner consumption is large. For example, if the user continues to execute the low print rate image forming mode, the amount of toner replenished is also reduced. As a result, the effect of replacing the toner is reduced and the degree of toner consumption is increased. If the degree of toner consumption becomes large and the charge imparting property of the toner in the developing unit 4 is insufficient, image defects such as density loss and background stains may occur.

したがって、低印字率の画像形成モードが続いた場合に、トナーの入れ替え効果が低下するので、現像ユニット４のトナーを現像ユニット４の外部に吐き出すトナー吐き出しモードを実行することがある。 Therefore, when the image formation mode having a low printing rate continues, the toner replacement effect is reduced, so that the toner ejection mode for ejecting the toner of the developing unit 4 to the outside of the developing unit 4 may be executed.

トナー吐き出しモードについて説明する。トナー吐き出しモードは、記録媒体にトナー画像を形成する画像形成モードと同じように、トナー吐き出しモード用のトナー画像（以後、吐き出し用画像と記す）を感光ドラム１上に形成する。つまり、制御部７７が画像形成部４４４を制御することによって、感光ドラム１の上に吐き出し用画像を形成する（図２１）。 The toner discharge mode will be described. In the toner discharge mode, a toner image for the toner discharge mode (hereinafter referred to as a discharge image) is formed on the photosensitive drum 1 in the same manner as the image formation mode for forming a toner image on a recording medium. That is, the control unit 77 controls the image forming unit 444 to form a discharge image on the photosensitive drum 1 (FIG. 21).

そして、感光ドラム１上に形成された吐き出し用画像は、クリーニング部材６によって除去されて除去トナー室２７ａに収容されて、トナーが消費されたことなる。尚、トナー吐き出しモードを実行する時は、感光ドラム１と転写ベルト５０は離間している。トナー吐き出しモードのトナー吐き出し量は、吐き出し用画像のパターンや大きさを変更することで調整する。トナー吐き出しモードは、画像形成モードが終了した後、続いて実行される。 Then, the discharge image formed on the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning member 6 and stored in the removal toner chamber 27a, so that the toner is consumed. When the toner discharge mode is executed, the photosensitive drum 1 and the transfer belt 50 are separated from each other. The toner discharge amount in the toner discharge mode is adjusted by changing the pattern and size of the discharge image. The toner ejection mode is subsequently executed after the image forming mode is finished.

本実施例では、トナー消耗度に応じてトナー吐き出し量及びトナー補給量を変更する。そのため、本実施例では、現像ユニット４のトナー消費量と、トナーカートリッジ９から現像ユニット４へ補給されたトナー補給量と、現像ユニット４内のトナー残量と、がトナー消耗度を算出する上で主要なパラメータとなる。 In this embodiment, the toner discharge amount and the toner replenishment amount are changed according to the degree of toner consumption. Therefore, in this embodiment, the toner consumption amount of the developing unit 4, the toner replenishing amount supplied from the toner cartridge 9 to the developing unit 4, and the remaining amount of toner in the developing unit 4 are used to calculate the toner consumption degree. Is the main parameter.

本実施例では、現像ユニット４のトナー消費量を算出部７７２で算出する。画像形成モードのトナー消費量は画像情報のピクセル数をカウント部７７３でカウントし、ピクセル数とトナー消費量の関係から画像形成モードにおけるトナー消費量を算出する。また、画像形成モード以外のトナーを消費する動作は、それらの動作において予め定められたトナー消費量から算出することができる。 In this embodiment, the toner consumption of the developing unit 4 is calculated by the calculation unit 772. For the toner consumption in the image formation mode, the number of pixels of the image information is counted by the counting unit 773, and the toner consumption in the image formation mode is calculated from the relationship between the number of pixels and the toner consumption. Further, the operation of consuming toner other than the image forming mode can be calculated from the amount of toner consumed in advance in those operations.

トナーカートリッジ９からプロセスカートリッジ７０（現像ユニット４）に補給されたトナー補給量は、次のように算出できる。カムギア２２０が回転してリンク機構２２１が装着方向に往復運動する度にポンプ２２３が伸縮するので、カムギア２２０の回転数から算出する。カムギア２２０が回転すると、トナーカートリッジ９から装置本体５００のトナー搬送装置１８にカムギア２２０の回転数（ポンプ２２３の伸縮回数）に応じた量のトナーが供給される。そして、トナー搬送装置１８によってプロセスカートリッジ７０にカムギア２２０の回転数に応じた量のトナーが補給される。また、プロセスカートリッジ７０のトナー残量は、新品時にプロセスカートリッジ７０に収容された初期のトナー量と、現像ユニット４のトナー消費量と、トナーカートリッジ９からのプロセスカートリッジ７０へのトナー補給量と、から算出できる。尚、カムギア２２０の回転数は、トナー補給モータＭ２の回転数をカウントして算出してもよいし、カムギア２２０の回転数を直接検知する回転検知部材を設けてカウントしても良い。 The amount of toner replenished from the toner cartridge 9 to the process cartridge 70 (development unit 4) can be calculated as follows. Since the pump 223 expands and contracts each time the cam gear 220 rotates and the link mechanism 221 reciprocates in the mounting direction, it is calculated from the rotation speed of the cam gear 220. When the cam gear 220 rotates, the toner cartridge 9 supplies the toner transfer device 18 of the apparatus main body 500 with an amount of toner corresponding to the rotation speed of the cam gear 220 (the number of expansions and contractions of the pump 223). Then, the toner transfer device 18 replenishes the process cartridge 70 with an amount of toner corresponding to the rotation speed of the cam gear 220. The remaining amount of toner in the process cartridge 70 includes the initial amount of toner contained in the process cartridge 70 when it is new, the amount of toner consumed by the developing unit 4, and the amount of toner replenished from the toner cartridge 9 to the process cartridge 70. Can be calculated from. The rotation speed of the cam gear 220 may be calculated by counting the rotation speed of the toner replenishment motor M2, or may be counted by providing a rotation detection member that directly detects the rotation speed of the cam gear 220.

また、本実施例では、高精度なトナー消費量、トナー補給量、トナー残量を取得するために、次のことを行っている。定期的に現像ユニット４の重量を検知することによって現像ユニット４内のトナー残量を取得し、ピクセルカウントで算出したトナー残量を補正している。尚、現像ユニット４内のトナー残量を検知する方式は、光学検知方式や静電容量方式や剤面検知方式でも良い。 Further, in this embodiment, the following is performed in order to acquire the highly accurate toner consumption amount, toner replenishment amount, and toner remaining amount. By periodically detecting the weight of the developing unit 4, the remaining amount of toner in the developing unit 4 is acquired, and the remaining amount of toner calculated by the pixel count is corrected. The method of detecting the remaining amount of toner in the developing unit 4 may be an optical detection method, a capacitance method, or a agent surface detection method.

＜トナー消耗度に基づくトナー補給量の制御＞ <Control of toner replenishment amount based on the degree of toner consumption>

現像ユニット４に逐次補給を行う画像形成装置は、トナー補給動作によって逐次もしくは定期的に現像ユニット４内のトナーを入れ替える事で長寿命化を実現する。ここで言う逐次補給とは、トナー消費量が所定消費量（本実施例においては０．７ｇ）になる度に逐次行う補給である。トナー消費量に対するトナー補給量（供給比）が所定比率になるように補給する。本実施例においては、所定比率は１．０である。画像形成モードで消費するトナー消費量が少ない場合、例えば、低印字率の画像形成モードが続く場合において非画像形成時にトナー吐き出しモードを実行することがある。特に、複数の現像ユニット４を有するカラーの画像形成装置においては、印字する画像パターンによっては画像形成モードにおける特定の色のトナー消費量が少なくなることがある。この時には、トナー消費量が少ない色のプロセスカートリッジ７０（現像ユニット４）については非画像形成時にトナー吐き出しを行った上でトナーカートリッジ９から現像ユニット４へトナー補給を行う。本実施例では新品時の現像ユニット４のトナー充填量を２００ｇとしている。例えば１．０％及び２．０％の印字率の画像形成モードでトナーを消費した場合について説明する。現像ユニット４内のトナー量を２００ｇに保つようにトナー消費した分だけ逐次トナーを補給した場合、式（１）に基づいてトナー消耗度を算出するとその推移は図１２のようになる。図１２は画像形成モードの印字率の違いによるトナー消耗度の推移を示している。また筆者らの鋭意検討により、トナー消耗度を図１２に示す一点鎖線で表された上限値を超えないようにすることで、トナーに対する電荷付与性が低下し画像濃度ウスや地汚れなどの現象が出ない良好な画像出力が可能になることが分かった。例えば、印字率１．０％の画像形成モードを実行した場合には、現像ユニット４のトナー消費量が印字率２．０％の画像形成モードにおけるトナー消費量相当になるようにトナー吐き出しモードを実行する。そして、このトナー消費量と同量のトナーをトナーカートリッジ９から現像ユニット４へ補給する。これによって現像ユニット４内のトナーの入れ替えがなされるので、印字率１．０％の画像形成モードであっても、トナー消耗度を図１２の印字率２．０％の画像形成モードを実行したときと同程度に保つことができる。 The image forming apparatus that sequentially replenishes the developing unit 4 realizes a long life by sequentially or periodically replacing the toner in the developing unit 4 by the toner replenishing operation. The "sequential replenishment" referred to here is replenishment that is sequentially performed every time the toner consumption reaches a predetermined consumption amount (0.7 g in this embodiment). Replenish the toner so that the toner replenishment amount (supply ratio) with respect to the toner consumption becomes a predetermined ratio. In this embodiment, the predetermined ratio is 1.0. When the amount of toner consumed in the image forming mode is small, for example, when the image forming mode having a low printing rate continues, the toner ejection mode may be executed during non-image forming. In particular, in a color image forming apparatus having a plurality of developing units 4, the toner consumption of a specific color in the image forming mode may be reduced depending on the image pattern to be printed. At this time, for the process cartridge 70 (development unit 4) having a color that consumes less toner, toner is discharged from the toner cartridge 9 at the time of non-image formation, and then toner is replenished from the toner cartridge 9 to the development unit 4. In this embodiment, the toner filling amount of the developing unit 4 when new is set to 200 g. For example, a case where toner is consumed in an image forming mode having a printing rate of 1.0% and 2.0% will be described. When the toner is sequentially replenished by the amount of toner consumed so as to keep the amount of toner in the developing unit 4 at 200 g, the transition of the toner consumption is calculated based on the equation (1) as shown in FIG. FIG. 12 shows the transition of the degree of toner consumption due to the difference in the printing rate in the image forming mode. In addition, through diligent studies by the authors, by making sure that the degree of toner consumption does not exceed the upper limit value represented by the alternate long and short dash line shown in FIG. It was found that good image output is possible. For example, when the image formation mode with a print rate of 1.0% is executed, the toner discharge mode is set so that the toner consumption of the developing unit 4 is equivalent to the toner consumption in the image formation mode with a print rate of 2.0%. Execute. Then, the same amount of toner as this toner consumption is replenished from the toner cartridge 9 to the developing unit 4. As a result, the toner in the developing unit 4 is replaced. Therefore, even in the image forming mode having a printing rate of 1.0%, the image forming mode having a toner consumption of 2.0% in FIG. 12 was executed. It can be kept as good as it is.

一方で本実施例のようにトナー消耗度に基づいてトナー補給を行う際に、プロセスカートリッジ７０（現像ユニット４）が新品であってトナー消耗度が０である場合には、必ずしも印字率２．０％の画像形成モードのトナー消費量相当にする必要はない。例えば、印字率１．０％の画像形成モードの実行が続いた場合であっても、トナー吐き出しモードを実行しない判断をすることができる。図１３は、実施例１におけるトナー吐き出しモードを実行した場合のトナー消耗度の推移を示す図である。図１３において、上限値は一点鎖線によって表され、閾値は二点鎖線によって表され、上限値に対してマージンを持っている。 On the other hand, when replenishing toner based on the degree of toner consumption as in this embodiment, if the process cartridge 70 (development unit 4) is new and the degree of toner consumption is 0, the printing rate is not necessarily 2. It is not necessary to correspond to the toner consumption of 0% image forming mode. For example, even when the image formation mode having a print rate of 1.0% is continuously executed, it can be determined not to execute the toner ejection mode. FIG. 13 is a diagram showing a transition of the degree of toner consumption when the toner discharge mode in the first embodiment is executed. In FIG. 13, the upper limit value is represented by the alternate long and short dash line, the threshold value is represented by the alternate long and short dash line, and has a margin with respect to the upper limit value.

ここで、装置本体５００は、プロセスカートリッジ７０の新品からの累積使用量をカウントするカウント部７７３を有する。累積使用量は、現像ローラ２５の回転数である。累積使用量は、現像ローラ２５の走行距離でも良い。本実施例においては、現像ローラ２５の回転数は、画像形成モードを実行する際に使用したＡ４サイズ記録材の枚数に置き換えてカウントする。より高精度に現像ローラ２５の回転数をカウントする場合には、現像ローラ２５の回転数を直接カウントしても良い。 Here, the apparatus main body 500 has a counting unit 773 that counts the cumulative usage amount of the process cartridge 70 from a new product. The cumulative amount used is the number of rotations of the developing roller 25. The cumulative amount used may be the mileage of the developing roller 25. In this embodiment, the rotation speed of the developing roller 25 is counted by replacing it with the number of A4 size recording materials used when executing the image forming mode. When counting the rotation speed of the developing roller 25 with higher accuracy, the rotation speed of the developing roller 25 may be directly counted.

本実施例においては、印字率１．０％の画像形成モードが累積使用量４０Ｋ枚（所定使用量）まで実行されてもトナー吐き出しモードは実行されない。そして、累積使用量４０Ｋ枚以降に画像形成モードを実行された分は、トナー消費量が印字率２．０％の画像形成モードのトナー消費量相当になるようにトナー吐き出しモードが実行される。尚、印字率に関する情報は、図２１の取得部７７１が画像情報から取得する。この制御により、印字率１．０％の画像形成モードを累積使用量４０Ｋ枚実行された場合のトナー消費量に相当するトナーがトナー吐き出しモードにおいて吐き出されることを抑制することができる。本実施例では印字率１．０％の画像形成モードにおけるトナー消費量は３ｍｇ／ｐａｇｅ程度であるため、節約できたトナーは１２０ｇである。トナー消耗度は図１４のグラフのような推移となる。これによると、トナー消耗度を上限値未満に保った状態でトナー消費量を１２０ｇ節約することができている。比較対象は、印字率２．０％の画像形成モードにおけるトナー消費量となるように４０Ｋ枚に亘って実行した場合である。 In this embodiment, the toner ejection mode is not executed even if the image forming mode having a printing rate of 1.0% is executed up to the cumulative usage amount of 40 K sheets (predetermined usage amount). Then, when the image formation mode is executed after the cumulative usage amount of 40 K sheets, the toner discharge mode is executed so that the toner consumption amount corresponds to the toner consumption amount of the image formation mode having a printing rate of 2.0%. Information on the print rate is acquired from the image information by the acquisition unit 771 in FIG. By this control, it is possible to prevent the toner corresponding to the toner consumption when the image formation mode having a printing rate of 1.0% is executed for a cumulative usage of 40 K sheets from being ejected in the toner ejection mode. In this embodiment, the toner consumption in the image forming mode with a printing rate of 1.0% is about 3 mg / page, so that the amount of toner saved is 120 g. The degree of toner consumption changes as shown in the graph of FIG. According to this, it is possible to save 120 g of toner consumption while keeping the degree of toner consumption below the upper limit value. The comparison target is a case where the toner is consumed over 40 K sheets so as to consume the toner in the image forming mode having a printing rate of 2.0%.

但し、ここで上限値はトナーを含めた画像形成プロセスの各条件や構成によって異なり、トナー吐き出し量やトナー吐き出しを行わない枚数等も異なる為、画像形成装置の構成によって適正な値となるべきである。 However, here, the upper limit value differs depending on each condition and configuration of the image forming process including toner, and the amount of toner discharged and the number of sheets without toner discharge also differ. Therefore, the upper limit value should be an appropriate value depending on the configuration of the image forming apparatus. be.

次に図１は実施例１におけるトナー補給制御を示すフローチャートである。プロセスカートリッジ７０の累積使用量（現像ローラの累積回転数もしくは累積走行距離）が４０Ｋ枚未満かどうかを判断する（Ｓ２０１）。Ｓ２０１でＹＥＳであれば、予め決められた区間の画像形成モードの平均印字率が１．０％未満かどうかを判断する（Ｓ２０２）。Ｓ２０２でＹＥＳであれば区間のトナー吐き出しモードは、その区間におけるトナー消費量が印字率１．０％の画像形成モードのトナー消費量相当になるように実行される（Ｓ２０３）。例えば、Ｓ２０２の区間の画像形成モードの平均印字率０．４％であれば、印字率０．６％分のトナーが消費されるようにトナー吐き出しモードを実行する。トナー吐き出し量のコントロールは一度の吐き出すトナー量、トナー吐き出しを行う頻度、その両方の組み合わせで行っても良い。Ｓ２０２でＮＯ（区間の画像形成モードの平均印字率が１．０％以上）であればトナー吐き出しモードは実行しない（Ｓ２０４）。 Next, FIG. 1 is a flowchart showing toner replenishment control in the first embodiment. It is determined whether or not the cumulative usage amount of the process cartridge 70 (cumulative rotation speed or cumulative mileage of the developing roller) is less than 40 K sheets (S201). If YES in S201, it is determined whether or not the average print rate of the image formation mode of the predetermined section is less than 1.0% (S202). If YES in S202, the toner discharge mode in the section is executed so that the toner consumption in the section corresponds to the toner consumption in the image formation mode having a printing rate of 1.0% (S203). For example, if the average printing rate of the image forming mode in the section of S202 is 0.4%, the toner ejection mode is executed so that the toner corresponding to the printing rate of 0.6% is consumed. The amount of toner discharged may be controlled by the amount of toner discharged at one time, the frequency of toner discharge, or a combination of both. If NO in S202 (the average print rate in the image formation mode of the section is 1.0% or more), the toner ejection mode is not executed (S204).

Ｓ２０１でＮＯであれば、予め決められた区間の画像形成モードの平均印字率が２．０％未満かどうかを判断する（Ｓ２０５）。Ｓ２０５でＹＥＳであれば、区間における印字率２．０％の画像形成モードのトナー消費量相当のトナーを吐き出すようにトナー吐き出しモードを実行する（Ｓ２０６）。Ｓ２０５でＮＯであれば、区間の画像形成モードの平均印字率が２．０％以上であればトナー吐き出しモードを実行しない（Ｓ２０７）。画像形成モード及びトナー吐き出しモードにおけるトナー消費量相当のトナーを現像ユニット４に補給する（Ｓ２０８）。 If NO in S201, it is determined whether or not the average print rate of the image formation mode of the predetermined section is less than 2.0% (S205). If YES in S205, the toner ejection mode is executed so as to eject the toner corresponding to the toner consumption in the image forming mode having a printing rate of 2.0% in the section (S206). If NO in S205, the toner ejection mode is not executed if the average print rate of the image formation mode of the section is 2.0% or more (S207). Toner corresponding to the amount of toner consumed in the image forming mode and the toner ejection mode is supplied to the developing unit 4 (S208).

図１において、トナー吐き出しモードは、平均印字率２．０％（第１印字率）の画像形成モードを実行した場合は累積使用量によらず実行されない（Ｓ２０４，Ｓ２０７）。一方、平均印字率が２．０％よりも低い０．５％（第２印字率）の画像形成モードを実行した場合は、トナー吐き出しモードは実行される。この時のトナー吐き出しモードのトナー吐き出し量（トナー排出量）について説明する。累積使用量が４０Ｋ枚（所定使用量）より少ない時は、印字率０．５％の画像形成モードのトナー消費量分のトナー吐き出し量にすることで、トナー消費量を印字率１．０％の画像形成モードのトナー消費量相当にする（Ｓ２０３）。一方、累積使用量が４０Ｋ枚より多い時は、印字率１．５％の画像形成モードのトナー消費量分のトナー吐き出し量にすることで、トナー消費量を印字率２．０％の画像形成モードのトナー消費量相当にする（Ｓ２０６）。つまり、トナー吐き出し量は、累積使用量が４０Ｋ枚より少ない時の方が、累積使用量が４０Ｋ枚より多い時よりも少なくできる。その結果、トナー消費量を節約しつつトナーの劣化を抑えて画像不良の発生を抑制することができる。 In FIG. 1, the toner ejection mode is not executed regardless of the cumulative usage amount when the image forming mode having an average printing rate of 2.0% (first printing rate) is executed (S204, S207). On the other hand, when the image forming mode of 0.5% (second printing rate) whose average printing rate is lower than 2.0% is executed, the toner ejection mode is executed. The toner discharge amount (toner discharge amount) in the toner discharge mode at this time will be described. When the cumulative usage amount is less than 40K sheets (predetermined usage amount), the toner consumption amount is 1.0% by setting the toner discharge amount equivalent to the toner consumption amount in the image formation mode with a printing rate of 0.5%. (S203). On the other hand, when the cumulative usage amount is more than 40K sheets, the toner consumption amount is set to the toner discharge amount corresponding to the toner consumption amount in the image formation mode with a printing rate of 1.5%, so that the toner consumption amount is set to the image formation with a printing rate of 2.0%. Equivalent to the toner consumption of the mode (S206). That is, the toner discharge amount can be reduced when the cumulative usage amount is less than 40K sheets than when the cumulative usage amount is more than 40K sheets. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the toner while saving the toner consumption and suppress the occurrence of image defects.

また、トナー排出モードは、平均印字率が０．５％より高く２．０％よりも低い１．５％（第３印字率）の画像形成モードを実行した場合は、累積使用量が４０Ｋ枚より少ない時は実行されない（Ｓ２０４）。累積使用量が４０Ｋ枚より多い時は、トナー排出モードにおいて印字率０．５％の画像形成モードのトナー消費量相当のトナー吐き出し量にすることで、トナー消費量を印字率２．０％の画像形成モードのトナー消費量相当にする（Ｓ２０６）。つまり、同じ印字率１．５％の画像形成モードを実行する場合でも、累積使用量が４０Ｋ枚より多い時はトナー吐き出しモードが実行されない。ここでもトナー吐き出しモードを実行しないことによりトナー消費量を節約しつつ、画像不良の発生を抑制できる。 Further, in the toner discharge mode, when the image formation mode of 1.5% (third printing rate) in which the average printing rate is higher than 0.5% and lower than 2.0% is executed, the cumulative usage amount is 40K sheets. When it is less than that, it is not executed (S204). When the cumulative usage amount is more than 40K sheets, the toner consumption amount is set to the toner discharge amount equivalent to the toner consumption amount in the image formation mode with a printing rate of 0.5% in the toner discharge mode, so that the toner consumption amount is 2.0%. Equivalent to the toner consumption in the image formation mode (S206). That is, even when the image formation mode having the same print rate of 1.5% is executed, the toner ejection mode is not executed when the cumulative usage amount is more than 40K sheets. Also here, by not executing the toner ejection mode, it is possible to suppress the occurrence of image defects while saving the toner consumption.

図１のフローチャートでは例えば累積使用量が４０Ｋ枚より少ない時に、画像形成モードの平均印字率が０．４％であった場合、は次のようになる。Ｓ２０３に記載の通りトナー消費量が印字率１．０％の画像形成モードのトナー消費量相当になるように印字率０．６％相当分のトナーを消費するトナー吐き出しモードを実行する。この場合、トナー消耗度を上限値以下である限りトナー吐き出しモードを実行しないという判断をすることも可能である。しかしながら、例えば全く印字しない状態が長期にわたって続く場合には現像ローラ２５上のトナー入れ替わり不足に起因する現像ローラ２５の汚染等を抑制するという別の目的でトナー吐き出しを行う事がある。本実施例ではＳ２０３のトナー吐き出しモードを実行することで、別途トナーを消費する制御を設ける必要がないようにしている。 In the flowchart of FIG. 1, for example, when the cumulative usage amount is less than 40 K sheets and the average print rate in the image formation mode is 0.4%, the result is as follows. As described in S203, the toner ejection mode that consumes the toner equivalent to the printing rate of 0.6% is executed so that the toner consumption is equivalent to the toner consumption of the image forming mode having the printing rate of 1.0%. In this case, it is possible to determine that the toner ejection mode is not executed as long as the toner consumption is equal to or less than the upper limit value. However, for example, when the state of no printing continues for a long period of time, toner may be discharged for another purpose of suppressing contamination of the developing roller 25 due to insufficient replacement of toner on the developing roller 25. In this embodiment, the toner discharge mode of S203 is executed so that it is not necessary to separately control the toner consumption.

以上説明したように本実施例の構成によれば、トナー消耗度を閾値以下に保ちつつ必要以上のトナー消費を抑制する事ができる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to suppress excessive toner consumption while keeping the degree of toner consumption below the threshold value.

本実施例においては、実施例１よりも更にトナー消費量の抑制を可能にする制御を行う。本実施例のプロセスカートリッジは実施例１に記載の通り初期のトナー充填量が２００ｇであるが、本実施例のプロセスカートリッジの現像ユニット４のトナー収容室３１ａは４００ｇまで充填可能である。現像ユニット４のトナー残量が４００ｇより多くなると、トナー密度が高いことに起因するトナーパッキング現象やトナー補給量が安定しないなどの課題が発生する事がある。 In this embodiment, control is performed so that the toner consumption can be further suppressed as compared with the first embodiment. The initial toner filling amount of the process cartridge of this example is 200 g as described in Example 1, but the toner accommodating chamber 31a of the developing unit 4 of the process cartridge of this example can be filled up to 400 g. When the remaining amount of toner in the developing unit 4 exceeds 400 g, problems such as a toner packing phenomenon due to a high toner density and an unstable toner supply amount may occur.

そこで、累積使用料４０Ｋ枚以降において印字率１．０％の画像形成モードを継続的に実行し且つトナー吐き出しモードを実行しない場合、トナー消耗度は、図１２に示したようになる。トナー消費量は、印字率１．０％の画像形成モードを実行した時と同じように、上限値を超えて更に上昇する。しかしながら本実施例では、トナー吐き出しモードを実行せずにトナー補給の所定比率（供給比）を１．０よりも大きい値である２．０に設定することでトナー消耗度の上昇を抑制する。図１５は、実施例２におけるトナー消耗度の推移の例であり、トナー吐き出しモードを実行しない替わりにトナー補給の所定比率を１．０より大きくすることでトナー消耗度を閾値未満に抑制することができる。 Therefore, when the image formation mode having a printing rate of 1.0% is continuously executed and the toner ejection mode is not executed after the cumulative usage fee of 40 K sheets or later, the toner consumption degree is as shown in FIG. The toner consumption exceeds the upper limit value and further increases, as in the case of executing the image forming mode having a printing rate of 1.0%. However, in this embodiment, the increase in the degree of toner consumption is suppressed by setting the predetermined ratio (supply ratio) of toner replenishment to 2.0, which is a value larger than 1.0, without executing the toner discharge mode. FIG. 15 is an example of the transition of the toner consumption degree in the second embodiment, in which the toner consumption degree is suppressed to less than the threshold value by increasing the predetermined ratio of toner replenishment to more than 1.0 instead of executing the toner discharge mode. Can be done.

ここで、図１６は実施例２における現像ユニット４内のトナー残量の推移を示している。図１６において、現像ユニット４内のトナー残量は、累積使用量が４０Ｋ枚から１０６Ｋ枚まで推移する間に上昇を続けて４００ｇに到達する。 Here, FIG. 16 shows the transition of the remaining amount of toner in the developing unit 4 in the second embodiment. In FIG. 16, the remaining amount of toner in the developing unit 4 continues to increase and reaches 400 g while the cumulative usage amount changes from 40 K sheets to 106 K sheets.

本実施例では現像ユニット４のトナー残量が４００ｇ（所定残量）を超えると前述した課題が発生する可能性がある。よって、トナー残量が４００ｇを超える累積使用量１０６Ｋ枚以降は、トナー補給の所定比率（供給比）を１．０に変更し、トナー消費量が印字率２．０％の画像形成モードにおけるトナー消費量相当になるようにトナー吐き出しモードを実行する。 In this embodiment, if the remaining amount of toner in the developing unit 4 exceeds 400 g (predetermined remaining amount), the above-mentioned problems may occur. Therefore, after the cumulative usage of 106 K sheets in which the remaining amount of toner exceeds 400 g, the predetermined ratio (supply ratio) of toner replenishment is changed to 1.0, and the toner in the image formation mode in which the toner consumption is 2.0% is printed. Execute the toner discharge mode so that it is equivalent to the consumption amount.

本実施例においては、印字率１．０％の画像形成モードにおけるトナー消費量は、３ｍｇ／ｐａｇｅ程度である為、実施例１よりも更におよそ２００ｇのトナー消費量を節約できる。そのため、実質印字率が２．０％の画像形成モードにおけるトナー消費量と同じになるようにトナー吐き出しを行った場合に対しても効果は明らかである。 In this embodiment, the toner consumption in the image forming mode with a printing rate of 1.0% is about 3 mg / page, so that the toner consumption of about 200 g can be further saved as compared with Example 1. Therefore, the effect is clear even when the toner is discharged so that the actual printing rate is the same as the toner consumption in the image forming mode of 2.0%.

本実施例ではトナー吐き出し量を抑制できた替わりにプロセスカートリッジ７０の現像ユニット４内のトナー量は２００Ｋ枚時点においておよそ４００ｇであり、２００Ｋ枚時点での４００ｇのトナーのトナー消耗度は図１５に記載の通りである。 In this embodiment, the amount of toner in the developing unit 4 of the process cartridge 70 is about 400 g at the time of 200 K sheets instead of suppressing the amount of toner discharged, and the degree of toner consumption of 400 g of toner at the time of 200 K sheets is shown in FIG. As described.

尚、プロセスカートリッジ７０は寿命を迎えた後であっても現像ユニット４内のトナー４００ｇを使用する画像形成モードを実行できるようにしても良い。 The process cartridge 70 may be capable of executing an image forming mode using 400 g of toner in the developing unit 4 even after the end of its life.

本実施例においては、平均印字率１．０％の画像形成モードになるように４０Ｋ枚以降も継続して利用した場合について説明したものの、トナー吐き出しモードの実行を必要とする低印字率での使用がなされた場合において同様の効果が得られる。 In this embodiment, a case where 40K sheets or more are continuously used so as to be in an image forming mode with an average printing rate of 1.0% has been described, but at a low printing rate that requires execution of a toner ejection mode. The same effect can be obtained when used.

図１７は、実施例２におけるトナー量制御を表すフローチャートである。プロセスカートリッジ７０の累積使用量（現像ローラの回転数もしくは走行距離）が、４０Ｋ枚相当未満かどうかを判断する（Ｓ３０１）。Ｓ３０１においてＹＥＳの場合、予め決められた区間の平均印字率が１．０％未満かどうかを判断する（Ｓ３０２）。Ｓ３０２でＹＥＳの場合、区間におけるトナー消費量が印字率１．０％の画像形成モードのトナー消費量相当になるようにトナー吐き出しモードを実行する（Ｓ３０３）。 FIG. 17 is a flowchart showing the toner amount control in the second embodiment. It is determined whether or not the cumulative usage amount (rotation speed or mileage of the developing roller) of the process cartridge 70 is less than 40 K sheets (S301). If YES in S301, it is determined whether or not the average printing rate of the predetermined section is less than 1.0% (S302). If YES in S302, the toner ejection mode is executed so that the toner consumption in the section corresponds to the toner consumption in the image forming mode having a printing rate of 1.0% (S303).

Ｓ３０２でＮＯの場合、トナー吐き出しモードを実行しない（Ｓ３０４）。画像形成モード及びトナー吐き出しモードのトナー消費量相当のトナーを補給する（供給比＝１．０）（Ｓ３０５）。 If NO in S302, the toner discharge mode is not executed (S304). Toner corresponding to the toner consumption in the image forming mode and the toner ejection mode is replenished (supply ratio = 1.0) (S305).

Ｓ３０１でＮＯの場合、トナー消耗度Ｗが閾値未満であるかどうかを判断する（Ｓ３０６）。Ｓ３０６でＹＥＳであれば、トナー残量ＴＭが４００ｇ未満かどうかを判断する（Ｓ３０７）。Ｓ３０７でＹＥＳであれば、予め決められた区間の平均印字率が１．０％未満かどうかを判断する（Ｓ３０８）。Ｓ３０８でＹＥＳであれば、区間におけるトナー消費量が印字率１．０％の画像形成モードのトナー消費量相当になるようにトナー吐き出しモードを実行する（Ｓ３０９）。そして、トナー補給量を供給比が２．０になるように設定する（Ｓ３１０）。供給比を１．０よりも大きい値にする事でトナー消耗度の上昇を抑制することができる。 When NO in S301, it is determined whether or not the toner consumption degree W is less than the threshold value (S306). If YES in S306, it is determined whether the toner remaining amount TM is less than 400 g (S307). If YES in S307, it is determined whether or not the average printing rate of the predetermined section is less than 1.0% (S308). If YES in S308, the toner ejection mode is executed so that the toner consumption in the section corresponds to the toner consumption in the image forming mode having a printing rate of 1.0% (S309). Then, the toner replenishment amount is set so that the supply ratio becomes 2.0 (S310). By setting the supply ratio to a value larger than 1.0, it is possible to suppress an increase in the degree of toner consumption.

Ｓ３０６でＮＯであれば、区間の画像形成モードの平均印字率が２．０％未満かどうかを判断する（Ｓ３１１）。Ｓ３１１でＹＥＳであれば、区間のトナー消費量が印字率２．０％の画像形成モードのトナー消費量相当になるようにトナー吐き出しモードを実行する（Ｓ３１２）。本実施例は４０Ｋ枚以降において現像ユニット４内のトナー残量を一定に保つのではなく、トナー消耗度が閾値未満になるように供給比を変更することを特徴としている。 If NO in S306, it is determined whether or not the average print rate in the image formation mode of the section is less than 2.0% (S311). If YES in S311 then, the toner ejection mode is executed so that the toner consumption in the section corresponds to the toner consumption in the image forming mode having a printing rate of 2.0% (S312). This embodiment is characterized in that the remaining amount of toner in the developing unit 4 is not kept constant after 40 K sheets, but the supply ratio is changed so that the degree of toner consumption is less than the threshold value.

尚、本実施例においては、供給比を１．０よりもおおきくする制御を累積使用量４０Ｋ枚以降に置いて実行しているものの、プロセスカートリッジ７０が新品である時から実行しても良い。その場合、画像形成モードの印字率が低い場合はＳ３１０に従ってプロセスカートリッジ７０（現像ユニット４）のトナー残量が増やすように制御する。印字率が高い場合にはＳ３０５に従ってプロセスカートリッジ７０のトナー残量を２００ｇに維持する制御となる。 In this embodiment, although the control to make the supply ratio larger than 1.0 is executed with the cumulative usage amount of 40 K or more, it may be executed from the time when the process cartridge 70 is new. In that case, when the printing rate in the image forming mode is low, the process cartridge 70 (development unit 4) is controlled so that the remaining amount of toner is increased according to S310. When the printing rate is high, the control is performed to maintain the remaining amount of toner in the process cartridge 70 at 200 g according to S305.

以上説明したように本実施例の構成によれば、トナー消耗度を閾値以下に保つ制御によって、必要以上のトナー消費を抑制する事ができる。または現像ユニット４内のトナー残量に応じてトナー補給量と、トナー吐き出し量を制御する事で、必要以上のトナー消費を抑制する事ができる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to suppress excessive toner consumption by controlling the degree of toner consumption to be kept below the threshold value. Alternatively, by controlling the toner replenishment amount and the toner discharge amount according to the remaining amount of toner in the developing unit 4, it is possible to suppress the toner consumption more than necessary.

本実施例においては、実施例２の特徴である制御によってトナー量が２００ｇよりも増えた場合においてトナー消費量に対するトナー補給量の比率である供給比を変更する制御について説明する。 In this embodiment, a control for changing the supply ratio, which is the ratio of the toner supply amount to the toner consumption amount, when the toner amount increases more than 200 g by the control which is a feature of the second embodiment will be described.

本実施例の効果の説明を簡単にするために、実施例２において印字率１．０％の画像形成モードが１０６Ｋ枚まで続いた後に、ユーザーが印字率３％の画像形成モードを継続的に実行した場合について説明する。 In order to simplify the explanation of the effect of this embodiment, after the image forming mode having a printing rate of 1.0% continues up to 106K sheets in the second embodiment, the user continuously performs the image forming mode having a printing rate of 3%. The case where it is executed will be described.

図１８は実施例３におけるトナー消耗度の推移の例であり、本実施例の制御を行った場合において、１０６Ｋ枚以降は、ユーザーが印字率３％の画像形成モードで出力し続けた場合のトナー消耗度の推移を表している。実施例２におけるトナー消耗度の閾値、上限値をそれぞれ、第１閾値及び第２閾値とする。第１閾値は、超えると画像不良が発生する可能性のある上限値であり、第２閾値は、第１閾値に対してマージンを持った値である。
図１８において、１０６Ｋ枚以降は印字率３％の画像形成モードであり、十分トナーが消費されるためトナー吐き出しモードは必要ない。また、画像形成モードで消費されたトナー消費量と同じ量のトナーを補給する制御を行うと、トナー消耗度は第２閾値よりも低下する。しかしながら本実施例では、供給比を１．０よりも小さい値０．７とすることで、トナー補給量を抑制することができる。図１９は実施例３における現像ユニット４内のトナー残量の推移を示しており、本実施例において上述の使われ方で使用した場合の現像ユニット４のトナー残量の推移である。このように供給比を０．７にすることで、現像ユニット４内のトナー残量は４００ｇから徐々に減少し累積使用量１８０Ｋ枚近傍で２００ｇに到達する。本実施例ではプロセスカートリッジ内のトナー量が２００ｇを下回ると現像ローラ２５に対してトナーが供給不足になるので、２００ｇを下回らないように設定している。そのため、累積使用量１８０Ｋ枚以降は供給比を１．０に戻す事で、現像器のトナー量を２００ｇに保つようにしている。その為、図１８におけるトナー消耗度は１８０Ｋ枚以降に低下することになる。 FIG. 18 is an example of the transition of the degree of toner consumption in the third embodiment, and when the control of the present embodiment is performed, when the user continues to output in the image formation mode with a print rate of 3% after 106 K sheets. It shows the transition of toner consumption. The threshold value and the upper limit value of the degree of toner consumption in Example 2 are set as a first threshold value and a second threshold value, respectively. The first threshold value is an upper limit value at which image defects may occur if the threshold value is exceeded, and the second threshold value is a value having a margin with respect to the first threshold value.
In FIG. 18, after 106K sheets, the image forming mode has a printing rate of 3%, and the toner is sufficiently consumed, so that the toner ejection mode is not necessary. Further, when the control for supplying the same amount of toner as the amount of toner consumed in the image forming mode is performed, the degree of toner consumption is lower than the second threshold value. However, in this embodiment, the toner replenishment amount can be suppressed by setting the supply ratio to a value of 0.7, which is smaller than 1.0. FIG. 19 shows the transition of the remaining amount of toner in the developing unit 4 in the third embodiment, and is the transition of the remaining amount of toner in the developing unit 4 when used in the above-described manner in the present embodiment. By setting the supply ratio to 0.7 in this way, the remaining amount of toner in the developing unit 4 gradually decreases from 400 g and reaches 200 g in the vicinity of the cumulative usage of 180 K sheets. In this embodiment, if the amount of toner in the process cartridge is less than 200 g, the toner supply to the developing roller 25 becomes insufficient, so the toner is set not to be less than 200 g. Therefore, after the cumulative usage of 180 K sheets, the supply ratio is returned to 1.0 to keep the toner amount of the developing device at 200 g. Therefore, the degree of toner consumption in FIG. 18 is reduced to 180 K sheets or later.

本実施例では実施例２に比べて、プロセスカートリッジ７０に供給しているトナー量を２００ｇ抑制する事ができるため、プロセスカートリッジ７０の寿命がきた時点で実施例２にプロセスカーリッジ７０内のトナーを少なくできる。つまり、プロセスカートリッジ７０に補給するトナー補給量を抑制しつつトナー劣化を抑え、画像不良の発生も抑制できるという効果を奏する。 In this embodiment, the amount of toner supplied to the process cartridge 70 can be suppressed by 200 g as compared with the second embodiment. Therefore, when the life of the process cartridge 70 is reached, the toner in the process cartridge 70 is described in the second embodiment. Can be reduced. That is, it is possible to suppress the deterioration of toner while suppressing the amount of toner replenished to the process cartridge 70, and to suppress the occurrence of image defects.

また例えば、累積使用量１８０Ｋ枚時点から印字率１．０％の画像形成モードが続いた場合には、実施例２で説明したように供給比を１．０よりも大きくする事でトナー吐き出しモードを実行する必要がなくなる。 Further, for example, when the image formation mode having a print rate of 1.0% continues from the time when the cumulative usage amount is 180 K sheets, the toner discharge mode is set by increasing the supply ratio to more than 1.0 as described in the second embodiment. Eliminates the need to run.

図２０は実施例３におけるトナー量制御を表すフローチャートであり、本実施例で行っている前述の制御におけるトナー消耗度を閾値以下に保つ為のトナー吐き出し量とトナー補給量を決定するためのフローチャートである。 FIG. 20 is a flowchart showing the toner amount control in the third embodiment, and is a flowchart for determining the toner discharge amount and the toner replenishment amount for keeping the toner consumption degree in the above-mentioned control performed in the present embodiment below the threshold value. Is.

プロセスカートリッジ７０の累積使用量（現像ローラの回転数、走行距離）が、４０Ｋ枚相当未満かどうかを判断する（Ｓ４０１）。Ｓ４０１でＹＥＳであれば、予め決められた区間の画像形成モードにおける平均印字率が１．０％未満かどうかを判断する（Ｓ４０２）。Ｓ４０２でＹＥＳであれば、区間のトナー消費量が、印字率が１．０％の画像形成モードにおけるトナー消費量相当となるようにトナー吐き出しモードを実行（Ｓ４０３）し、供給比を１．０に設定する。（Ｓ４０５）。Ｓ４０５では、画像形成モード及びトナー吐き出しモードで消費したトナー量分だけ補給する。 It is determined whether or not the cumulative usage amount of the process cartridge 70 (rotational speed of the developing roller, mileage) is less than 40 K sheets (S401). If YES in S401, it is determined whether or not the average print rate in the image formation mode of the predetermined section is less than 1.0% (S402). If YES in S402, the toner ejection mode is executed (S403) so that the toner consumption in the section is equivalent to the toner consumption in the image formation mode in which the printing rate is 1.0%, and the supply ratio is 1.0. Set to. (S405). In S405, only the amount of toner consumed in the image forming mode and the toner ejection mode is replenished.

Ｓ４０２でＮＯであれば、トナー吐き出しモードを実行せず（Ｓ４０４）、画像形成モードで消費したトナー量分だけ補給する。（供給比＝１）（Ｓ４０５）。 If NO in S402, the toner discharge mode is not executed (S404), and only the amount of toner consumed in the image formation mode is replenished. (Supply ratio = 1) (S405).

Ｓ４０１でＮＯであれば、トナー消耗度Ｗが閾値未満であるかどうかを判断する（Ｓ４０６）。Ｓ４０６でＹＥＳであれば、現像ユニット４の残トナー量ＴＭが４００ｇ未満かどうかを判断する（Ｓ４０７）。Ｓ４０７でＹＥＳであれば、予め決められた区間の画像形成モードの平均印字率が１．０％未満かどうかを判断する（Ｓ４０８）。Ｓ４０８でＹＥＳであれば、区間のトナー消費量が印字率１．０％の画像形成モードのトナー消費量相当になるようにトナー吐き出しモードを実行する（Ｓ４０９）。そして、トナー補給量は、供給比が２．０になるようにトナー補給量を設定してトナー補給を行う（Ｓ４１０）。本実施例においては、供給比を２．０に設定したものの、これに限定されない。１．０よりも大きい供給比であれば、現像ユニット４のトナー残量は増えるのでトナー消耗度の上昇を抑制することができる。 If NO in S401, it is determined whether the toner consumption degree W is less than the threshold value (S406). If YES in S406, it is determined whether the residual toner amount TM of the developing unit 4 is less than 400 g (S407). If YES in S407, it is determined whether or not the average print rate of the image formation mode of the predetermined section is less than 1.0% (S408). If YES in S408, the toner ejection mode is executed so that the toner consumption in the section corresponds to the toner consumption in the image forming mode having a printing rate of 1.0% (S409). Then, as for the toner replenishment amount, the toner replenishment amount is set so that the supply ratio becomes 2.0, and the toner is replenished (S410). In this embodiment, the supply ratio is set to 2.0, but the present invention is not limited to this. If the supply ratio is larger than 1.0, the remaining amount of toner in the developing unit 4 increases, so that an increase in the degree of toner consumption can be suppressed.

Ｓ４０６でＮＯであれば、区間の画像形成モードの平均印字率が２．０％未満かどうかを判断する（Ｓ４１１）。Ｓ４１１でＹＥＳであれば、区間のトナー消費量が印字率２．０％の画像形成モードのトナー消費量相当になるようにトナー吐き出しモードを実行する（Ｓ４１２）。 If NO in S406, it is determined whether or not the average print rate in the image formation mode of the section is less than 2.0% (S411). If YES in S411, the toner ejection mode is executed so that the toner consumption in the section corresponds to the toner consumption in the image forming mode having a printing rate of 2.0% (S412).

Ｓ４１１でＮＯであれば、トナー吐き出しモードを実行しない。そして、残トナー量ＴＭが２００ｇよりも大きいかどうかを判断する（Ｓ４１４）。Ｓ４１４でＹＥＳであれば、画像形成モードにおける印字率に応じて予め決められた１．０よりも小さい供給比（表１参照）に設定してトナー補給を行う（Ｓ４１５）。 If NO in S411, the toner discharge mode is not executed. Then, it is determined whether or not the remaining toner amount TM is larger than 200 g (S414). If YES in S414, toner is replenished by setting a supply ratio smaller than 1.0 (see Table 1) determined in advance according to the printing rate in the image formation mode (see Table 1).

Ｓ４１４でＮＯであれば、画像形成モードで消費したトナー量分だけ補給する。（供給比＝１）（Ｓ４０５）。 If NO in S414, the amount of toner consumed in the image formation mode is replenished. (Supply ratio = 1) (S405).

Figure 2021107868
Figure 2021107868

図２０において、プロセスカートリッジ７０の累積使用量が４０Ｋ枚以上である時、平均印字率が２．０％（第１印字率）の画像形成モードを実行した場合は、供給比は１．０（第１比率）である。平均印字率が２．０％よりも低い１．０％（第２印字率）の画像形成モードを実行した場合は、供給比は１．０より大きい２．０（第２比率）である。つまり、現像ユニット４内のトナー消耗がある程度進んでいる時に、平均印字率がトナー吐き出しモードが必要である範囲で、平均印字率が相対的に低い画像形成モードを実行する場合は次のようにする。平均印字率が相対的に低い画像形成モードの方が、平均印字率が相対的に高い画像形成モードを実行する時よりも供給比を大きくする。これによって、平均印字率が相対的に低い画像形成モードであっても現像ユニット４内のトナー残量を増加させることで、トナー吐き出しモードを実行しなくてもトナー劣化を抑制して画像不良の発生を抑えることができる。尚、本実施例においては、トナー消耗度を閾値以下にするためにトナー吐き出しモードが必要である印字率の範囲は２．０％未満である。 In FIG. 20, when the cumulative usage of the process cartridge 70 is 40 K or more and the image formation mode having an average print rate of 2.0% (first print rate) is executed, the supply ratio is 1.0 (1st print rate). 1st ratio). When the image formation mode of 1.0% (second printing rate) in which the average printing rate is lower than 2.0% is executed, the supply ratio is 2.0 (second ratio) larger than 1.0. That is, when the toner consumption in the developing unit 4 has progressed to some extent and the image forming mode in which the average printing rate is relatively low is executed within the range where the toner ejection mode is required, the average printing rate is as follows. do. The image formation mode in which the average print rate is relatively low has a larger supply ratio than the image formation mode in which the average print rate is relatively high. As a result, even in the image forming mode in which the average printing rate is relatively low, the remaining amount of toner in the developing unit 4 is increased, so that the toner deterioration is suppressed even if the toner ejection mode is not executed, and the image is defective. Occurrence can be suppressed. In this embodiment, the range of the printing rate in which the toner ejection mode is required in order to reduce the degree of toner consumption to the threshold value or less is less than 2.0%.

また、図２０において、プロセスカートリッジ７０の累積使用量が４０Ｋ枚以上、現像ユニット４のトナー残量が２００ｇ以上、平均印字率がトナー吐き出しモードを実行する必要ない範囲（印字率２．０％以上）、である場合は次のようにする。表１に示すように、画像形成モードの平均印字率が高いほど供給比を小さくする。 Further, in FIG. 20, the cumulative usage of the process cartridge 70 is 40 K or more, the remaining amount of toner in the developing unit 4 is 200 g or more, and the average printing rate is in a range where it is not necessary to execute the toner ejection mode (printing rate 2.0% or more). ), If so, do as follows. As shown in Table 1, the higher the average printing rate in the image forming mode, the smaller the supply ratio.

以上説明したように本実施例の構成によれば、トナー消耗度を閾値以下に保つ制御によって、必要以上のトナー消費またはトナー供給を抑制する事ができる。更に、プロセスカートリッジ（現像ユニット）のトナーの状況に応じてトナー補給量と、トナー吐き出し量と、を制御することで、トナーの必要以上の消費または供給を抑制することができる。
尚、実施例３及び４では、トナー消費量に対するトナー補給量の比率である供給比によってトナー収容部のトナー残量を制御したが、これに限定されない。トナー収容部の剤面位置を検知する剤面検知部材を設けて、剤面目標値を設定し、その剤面目標値になるようにトナー補給を行う制御でも良い。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to suppress excessive toner consumption or toner supply by controlling the degree of toner consumption to be kept below the threshold value. Further, by controlling the toner replenishment amount and the toner discharge amount according to the toner condition of the process cartridge (development unit), it is possible to suppress the consumption or supply of toner more than necessary.
In Examples 3 and 4, the remaining amount of toner in the toner accommodating portion is controlled by the supply ratio, which is the ratio of the amount of toner replenished to the amount of toner consumed, but the present invention is not limited to this. A control may be performed in which a agent surface detection member for detecting the agent surface position of the toner accommodating portion is provided, a agent surface target value is set, and toner is replenished so as to reach the agent surface target value.

本実施例においては、実施例１〜３の制御に加えて、トナーカートリッジ９からプロセスカートリッジ７０（現像ユニット４）にトナー供給されない状態であっても画像形成を可能にするモードを設ける。 In this embodiment, in addition to the control of Examples 1 to 3, a mode is provided that enables image formation even when toner is not supplied from the toner cartridge 9 to the process cartridge 70 (development unit 4).

トナーカートリッジ９内のトナー残量が所定量を下回ったという情報を取得した場合は、トナーカートリッジ９のトナー残量もしくは交換に関する情報を報知する。これと同時に、まだ画像形成モードが実行可能であることを報知する。以後、トナーカートリッジ９のトナー残量もしくは交換に関する情報を報知した前後の画像形成モードをそれぞれ報知前画像形成モード及び報知後画像形成モードとする。 When the information that the remaining amount of toner in the toner cartridge 9 has fallen below a predetermined amount is acquired, the information regarding the remaining amount of toner in the toner cartridge 9 or the replacement is notified. At the same time, it notifies that the image formation mode is still executable. After that, the image formation modes before and after notifying the information regarding the remaining amount of toner or the replacement of the toner cartridge 9 are set as the pre-notification image formation mode and the post-notification image formation mode, respectively.

報知後画像形成モードにおいては、プロセスカートリッジ７０にトナー供給ができなくなりトナー入れ替え効果が期待できないため、トナー消耗度が上昇する。しかしながら、トナー消耗度が第１閾値未満であれば画像弊害が起こらないことが分かっているので、第２閾値を超えても第１閾値未満である間は報知後画像形成モードを実行できるようにする。 In the image formation mode after notification, the toner cannot be supplied to the process cartridge 70 and the toner replacement effect cannot be expected, so that the degree of toner consumption increases. However, since it is known that if the degree of toner consumption is less than the first threshold value, no image adverse effect occurs. Therefore, even if the second threshold value is exceeded, the post-notification image formation mode can be executed while the toner consumption is less than the first threshold value. do.

つまり、トナーカートリッジ９からプロセスカートリッジ７０（現像ユニット４）にトナー供給できる状態においては、トナー消耗度は実施例３における第２閾値（図１８）を超えないように制御される。トナーカートリッジ９からプロセスカートリッジ７０にトナー供給できない状態においては、トナー消耗度が第2閾値を超えても実施例３における第１閾値（図１８）に達するまでは画像形成モードを実行し、第１閾値に達した時点で画像形成モードを停止する。これによって、プロセスカートリッジのトナー消耗度が第１閾値よりも大きくなることを抑制できる。また、トナー消耗度が第１閾値よりも大きくなっても更なる警告メッセージを報知した上で報知後画像形成モードを実行できるようにしても良い。 That is, in a state where the toner can be supplied from the toner cartridge 9 to the process cartridge 70 (development unit 4), the degree of toner consumption is controlled so as not to exceed the second threshold value (FIG. 18) in the third embodiment. In a state where the toner cannot be supplied from the toner cartridge 9 to the process cartridge 70, the image formation mode is executed until the first threshold value (FIG. 18) in Example 3 is reached even if the toner consumption exceeds the second threshold value, and the first The image formation mode is stopped when the threshold value is reached. As a result, it is possible to prevent the degree of toner consumption of the process cartridge from becoming larger than the first threshold value. Further, even if the degree of toner consumption becomes larger than the first threshold value, the image formation mode may be executed after notifying a further warning message.

また、トナーカートリッジ９からプロセスカートリッジ７０にトナーが補給されない状況としては、トナーカートリッジ９のトナー残量が少ないもしくはない場合に限らない。例えば、メンテナンス等の理由でトナーカートリッジ９が挿入されていない状態であっても前述した報知後画像形成モードと同様の条件で画像形成を可能にしても良い。またトナーカートリッジ９やトナー搬送装置１８などの故障によってプロセスカートリッジ７０にトナーが供給されない場合がある。このような故障を検知した際に、前述した報知後画像形成モードと同様の条件で画像形成を可能にしても良い。 Further, the situation in which the toner is not replenished from the toner cartridge 9 to the process cartridge 70 is not limited to the case where the remaining amount of toner in the toner cartridge 9 is low or absent. For example, even if the toner cartridge 9 is not inserted due to maintenance or the like, image formation may be possible under the same conditions as the post-notification image formation mode described above. Further, toner may not be supplied to the process cartridge 70 due to a failure of the toner cartridge 9 or the toner transfer device 18. When such a failure is detected, image formation may be possible under the same conditions as the post-notification image formation mode described above.

以上述べたように、本実施例によると、トナーカートリッジからプロセスカートリッジにトナーが補給されない状況においても一定の条件の下、画像形成を実行できるのでユーザビリティが向上する。 As described above, according to the present embodiment, even in a situation where toner is not replenished from the toner cartridge to the process cartridge, image formation can be performed under certain conditions, so that usability is improved.

４ 現像ユニット
９ トナーカートリッジ
２５ 現像ローラ
３１ａ トナー収容室
７０ プロセスカートリッジ
７７ 制御部
５００ 装置本体
７７１ 取得部
７７２ 算出部
７７３ カウント部 4 Development unit 9 Toner cartridge 25 Development roller 31a Toner storage chamber 70 Process cartridge 77 Control unit 500 Device main unit 771 Acquisition unit 772 Calculation unit 773 Count unit

Claims (7)

トナー画像を担持する感光ドラムと、前記感光ドラムに供給するためのトナーを担持する現像ローラと前記現像ローラに担持させるための前記トナーを収容するトナー収容部とを有する現像容器と、を備える装置本体と、
前記トナー収容部に補給するためのトナーが貯蔵され、前記装置本体に対して着脱可能であるトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジから前記トナー収容部にトナー補給を行うトナー補給部と、
前記現像容器の新品からの累積使用量をカウントするカウント部と、
前記累積使用量と、画像形成時の平均印字率と、を取得する取得部と、
を有し、
前記現像ローラから前記感光ドラムにトナーを供給し、前記トナーを用いて記録材にトナー画像を形成する画像形成モードと、前記トナー収容部からトナーを排出するために前記現像ローラから前記感光ドラムにトナーを供給するトナー排出モードと、を実行する制御部であって、前記トナー収容部のトナー消費量に応じて前記トナー補給部を制御する制御部と、
を有する画像形成装置において
前記トナー排出モードは、
前記平均印字率が第１印字率の前記画像形成モードを実行する場合は前記累積使用量によらず実行されず、
前記平均印字率が前記第１印字率よりも低い第２印字率の前記画像形成モードを実行する場合は実行され、前記トナー排出モードのトナー排出量は、前記累積使用量が所定使用量よりも少ない時の方が、前記累積使用量が前記所定使用量よりも多い時よりも少ないことを特徴とする画像形成装置。 An apparatus including a photosensitive drum for carrying a toner image, a developing roller for supporting the toner to be supplied to the photosensitive drum, and a developing container having a toner accommodating portion for accommodating the toner to be supported on the developing roller. With the main body
A toner cartridge in which toner for replenishment is stored in the toner accommodating portion and which can be attached to and detached from the apparatus main body, and
A toner replenishing unit that replenishes toner from the toner cartridge to the toner accommodating unit,
A counting unit that counts the cumulative usage of the developing container from a new product,
An acquisition unit that acquires the cumulative usage amount and the average print rate at the time of image formation, and
Have,
An image forming mode in which toner is supplied from the developing roller to the photosensitive drum and a toner image is formed on a recording material using the toner, and an image forming mode in which toner is discharged from the toner accommodating portion from the developing roller to the photosensitive drum. A control unit that executes a toner discharge mode for supplying toner, and a control unit that controls the toner replenishment unit according to the toner consumption of the toner accommodating unit.
In the image forming apparatus having the above, the toner discharge mode is
When the image formation mode in which the average print rate is the first print rate is executed, it is not executed regardless of the cumulative usage amount.
It is executed when the image formation mode having a second printing rate in which the average printing rate is lower than the first printing rate is executed, and the toner discharging amount in the toner discharging mode is such that the cumulative usage amount is larger than the predetermined usage amount. An image forming apparatus, characterized in that when the amount is small, the cumulative amount used is smaller than when the amount used is larger than the predetermined amount. 前記トナー排出モードは、前記平均印字率が前記第２印字率より高く前記第１印字率よりも低い第３印字率の前記画像形成モードを実行した場合は、前記累積使用量が所定使用量よりも小さい時は実行されず、前記累積使用量が前記所定使用量より大きい時は実行されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 In the toner discharge mode, when the image formation mode having a third printing rate in which the average printing rate is higher than the second printing rate and lower than the first printing rate is executed, the cumulative usage amount is greater than the predetermined usage amount. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is not executed when the amount is small, and is executed when the cumulative usage amount is larger than the predetermined usage amount. 前記トナー補給部は、前記トナー収容部の前記トナーが所定量だけ消費される度に前記所定量の前記トナーを前記トナー収容部に補給することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。 The image according to claim 1 or 2, wherein the toner replenishing unit replenishes the toner accommodating unit with the predetermined amount of the toner each time the toner in the toner accommodating unit is consumed by a predetermined amount. Forming device. 前記累積使用量は、前記現像ローラの累積回転数であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the cumulative usage amount is the cumulative rotation speed of the developing roller. トナー画像を担持する感光ドラムと、前記感光ドラムに供給するためのトナーを担持する現像ローラと前記現像ローラに担持させるための前記トナーを収容するトナー収容部とを有する現像容器と、を備える装置本体と、
前記トナー収容部に補給するためのトナーが貯蔵され、前記装置本体に対して着脱可能であるトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジから前記トナー収容部にトナー補給を行うトナー補給部と、
前記累積使用量と、画像形成時の平均印字率と、前記トナー収容部のトナー消費量と、を取得する取得部と、
を有し、
前記現像ローラから前記感光ドラムにトナーを供給し、前記トナーを用いて記録材にトナー画像を形成する画像形成モードを実行する制御部であって、前記トナー消費量に対するトナー補給量の比率が所定比率になるように前記トナー補給部を制御する制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記制御部は、前記トナー消費量が所定消費量に達する毎に前記所定比率の前記トナー補給が行われるように前記トナー補給部を制御し、
前記平均印字率が第１印字率である前記画像形成モードにおいて行われる前記トナー補給の前記所定比率は第１比率であり、前記平均印字率が前記第１印字率よりも低い第２印字率の画像形成モードで行われる前記トナー補給の前記所定比率は前記第１比率より大きく且つ１．０より大きい第２比率である、
ことを特徴とする画像形成装置。 An apparatus including a photosensitive drum for carrying a toner image, a developing roller for supporting the toner to be supplied to the photosensitive drum, and a developing container having a toner accommodating portion for accommodating the toner to be supported on the developing roller. With the main body
A toner cartridge in which toner for replenishment is stored in the toner accommodating portion and which can be attached to and detached from the apparatus main body, and
A toner replenishing unit that replenishes toner from the toner cartridge to the toner accommodating unit,
An acquisition unit that acquires the cumulative usage amount, the average printing rate at the time of image formation, and the toner consumption amount of the toner storage unit.
Have,
A control unit that executes an image forming mode in which toner is supplied from the developing roller to the photosensitive drum and a toner image is formed on a recording material using the toner, and the ratio of the toner replenishment amount to the toner consumption amount is predetermined. A control unit that controls the toner replenishment unit so as to have a ratio,
In the image forming apparatus having
The control unit controls the toner replenishment unit so that the toner replenishment at the predetermined ratio is performed each time the toner consumption reaches a predetermined consumption amount.
The predetermined ratio of the toner replenishment performed in the image formation mode in which the average printing rate is the first printing rate is the first ratio, and the average printing rate is lower than the first printing rate. The predetermined ratio of the toner replenishment performed in the image forming mode is a second ratio larger than the first ratio and larger than 1.0.
An image forming apparatus characterized in that. 前記取得部は、前記トナー収容部のトナー残量に関する情報を取得するように構成され、
前記平均印字率が前記第２印字率の画像形成モードを実行している時に、前記トナー収容部の前記トナー残量が所定残量に達した時、前記トナー補給の前記所定比率は前記第２比率から前記第１比率に変更されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。 The acquisition unit is configured to acquire information regarding the remaining amount of toner in the toner storage unit.
When the remaining amount of toner in the toner accommodating portion reaches a predetermined amount while the image formation mode in which the average printing rate is the second printing rate is being executed, the predetermined ratio of the toner replenishment is the second. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the ratio is changed to the first ratio. 前記制御部は、前記平均印字率が前記第２印字率の画像形成モードを実行している時に前記トナー補給の前記所定比率は前記第２比率から前記第１比率に変更された場合、前記画像形成モードに続いて、前記トナー収容部からトナーを排出するために前記現像ローラから前記感光ドラムにトナーを供給するトナー排出モードを実行することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。 When the predetermined ratio of the toner replenishment is changed from the second ratio to the first ratio when the average printing rate is executing the image forming mode of the second printing rate, the control unit performs the image. The image forming apparatus according to claim 6, wherein following the forming mode, a toner discharging mode in which toner is supplied from the developing roller to the photosensitive drum in order to discharge toner from the toner accommodating portion is executed.
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