JP2024072332A - Image forming device and control method of the same - Google Patents
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Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本開示は、画像形成装置及びその制御方法に関する。 This disclosure relates to an image forming apparatus and a control method thereof.
電子写真方式を用いた画像形成装置では、帯電装置によって感光ドラムの表面が一様に帯電され、露光装置によって感光ドラムの表面に静電潜像が形成され、現像装置によって感光ドラムの表面上に現像剤像(トナー像)が形成され、転写装置によってトナー像が記録媒体上に転写される。現像装置は、現像剤(トナー)を収容する現像剤収容部(トナー収容部)を有し、トナー収容部の上部には現像剤貯蔵部(トナーカートリッジ)が装着される。また、現像装置は、トナーカートリッジの供給口を通してトナー収容部内にトナーを補給するための補給部材である回転シャッタ部材を有している。画像形成装置は、トナー収容部内のトナーの量が規定のロウレベル以下に低下したとき、又はトナーカートリッジを交換した直後に、回転シャッタ部材を回転させて、トナー収容部内のトナーの量が規定のレベル(例えば、トナーフル)になるまでトナーの補給動作を実行する。 In an image forming apparatus using an electrophotographic method, the surface of a photosensitive drum is uniformly charged by a charging device, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum by an exposure device, a developer image (toner image) is formed on the surface of the photosensitive drum by a developing device, and the toner image is transferred onto a recording medium by a transfer device. The developing device has a developer container (toner container) that contains developer (toner), and a developer storage section (toner cartridge) is attached to the top of the toner container. The developing device also has a rotating shutter member, which is a supply member for supplying toner into the toner container through the supply port of the toner cartridge. When the amount of toner in the toner container falls below a specified low level, or immediately after replacing the toner cartridge, the image forming apparatus rotates the rotating shutter member to perform a toner supply operation until the amount of toner in the toner container reaches a specified level (for example, toner full).
しかしながら、上記従来の装置では、トナーカートリッジを交換した直後にトナー収容部内にトナーが補給されると、トナー収容部内に残っているトナー(すなわち、流動性が低下した劣化トナー)と補給されたトナー(すなわち、流動性が高い新品トナー)との特性差により、劣化トナーと新品トナーとが均一に混ざりにくく、印刷画像上に濃度ムラ(例えば、縦帯)が発生するという問題があった。 However, in the above conventional device, when toner is replenished into the toner storage unit immediately after replacing the toner cartridge, the difference in characteristics between the toner remaining in the toner storage unit (i.e., degraded toner with reduced fluidity) and the replenished toner (i.e., new toner with high fluidity) makes it difficult for the degraded toner and new toner to mix uniformly, resulting in uneven density (e.g., vertical bands) on the printed image.
本開示は、現像剤貯蔵部を交換した後における印刷画像の品質の低下を防ぐことを目的とする。 The present disclosure aims to prevent degradation of print image quality after replacing the developer storage unit.
本開示の画像形成装置は、像担持体に供給される現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に装着されている現像剤貯蔵部から前記現像剤収容部内への新品の現像剤の補給動作を実行する補給部材と、前記現像剤収容部内において前記現像剤の撹拌動作を実行する撹拌部材と、前記補給部材に前記補給動作を実行させる補給部材駆動部と、前記撹拌部材に前記撹拌動作を実行させる撹拌部材駆動部と、前記現像剤貯蔵部が交換されたことを検出する検出部と、前記現像剤貯蔵部が交換されたことが検出された後に、前記撹拌動作と前記補給動作とが同時に実行される撹拌補給期間を間欠的に設け、前記撹拌補給期間の間に、前記撹拌動作が実行され前記補給動作が実行されない撹拌期間を設けるように、前記補給部材駆動部と前記撹拌部材駆動部とを制御する間欠動作制御を実行する制御部と、を有することを特徴とする。 The image forming apparatus disclosed herein is characterized by having a developer container that contains developer to be supplied to an image carrier, a supply member that performs a supply operation of new developer from a developer storage unit attached to the developer container to the developer container, a stirring member that performs a stirring operation of the developer in the developer container, a supply member drive unit that causes the supply member to perform the supply operation, a stirring member drive unit that causes the stirring member to perform the stirring operation, a detection unit that detects that the developer storage unit has been replaced, and a control unit that performs intermittent operation control to control the supply member drive unit and the stirring member drive unit so that, after it is detected that the developer storage unit has been replaced, a stirring supply period in which the stirring operation and the supply operation are performed simultaneously is intermittently provided, and a stirring period in which the stirring operation is performed and the supply operation is not performed is provided during the stirring supply period.
本開示の画像形成装置の制御方法は、像担持体に供給される現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に装着されている現像剤貯蔵部から前記現像剤収容部内への新品の現像剤の補給動作を実行する補給部材と、前記現像剤収容部内において前記現像剤の撹拌動作を実行する撹拌部材と、前記補給部材に前記補給動作を実行させる補給部材駆動部と、前記撹拌部材に前記撹拌動作を実行させる撹拌部材駆動部と、前記現像剤貯蔵部が交換されたことを検出する検出部と、を有する画像形成装置によって実行される方法であって、前記現像剤貯蔵部が交換されたことが検出された後に、前記撹拌動作と前記補給動作とが同時に実行される撹拌補給期間を間欠的に設け、前記撹拌補給期間の間に、前記撹拌動作が実行され前記補給動作が実行されない撹拌期間を設けるように、前記補給部材駆動部と前記撹拌部材駆動部とを制御することを特徴とする。 The control method of the image forming apparatus disclosed herein is a method executed by an image forming apparatus having a developer container that contains developer to be supplied to an image carrier, a supply member that performs a supply operation of new developer from a developer storage unit attached to the developer container into the developer container, a stirring member that performs a stirring operation of the developer in the developer container, a supply member drive unit that causes the supply member to perform the supply operation, a stirring member drive unit that causes the stirring member to perform the stirring operation, and a detection unit that detects that the developer storage unit has been replaced, characterized in that after it is detected that the developer storage unit has been replaced, a stirring supply period in which the stirring operation and the supply operation are performed simultaneously is intermittently provided, and a stirring period in which the stirring operation is performed and the supply operation is not performed is provided during the stirring supply period.
本開示によれば、現像剤貯蔵部を交換した後における印刷画像の品質の低下を防ぐことができる。 This disclosure makes it possible to prevent degradation of the quality of printed images after replacing the developer storage unit.
以下に、実施の形態に係る画像形成装置及びその制御方法を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本開示の範囲内で種々の変更が可能である。 The image forming apparatus and the control method thereof according to the embodiment will be described below with reference to the drawings. The following embodiment is merely an example, and various modifications are possible within the scope of this disclosure.
《画像形成装置の構成》
図1は、実施の形態に係る画像形成装置100の構成を示す概略断面図である。画像形成装置100は、現像剤としてのトナーを用いて画像を形成する装置であり、具体的には、電子写真方式によって画像を記録媒体上に形成する印刷装置である。画像形成装置100は、例えば、カラー印刷が可能なプリンタである。
Configuration of Image Forming Apparatus
1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an
画像形成装置100は、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の画像をそれぞれ形成する画像形成ユニット1K、1Y、1M、1C(「画像形成ユニット1」とも表記する。)を有する。画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cは、それぞれ、プロセスユニット10K、10Y、10M、10C(「プロセスユニット10」とも表記する。)と、現像剤貯蔵部としてのトナーカートリッジ20K、20Y、20M、20C(「トナーカートリッジ20」とも表記する。)とを有する。
プロセスユニット10K、10Y、10M、10Cは、それぞれK、Y、M、C色のトナーを用いてトナー像を形成する。プロセスユニット10K、10Y、10M、10Cは、それぞれ、像担持体としての感光ドラム11と、感光ドラム11上の静電潜像をトナーで現像する現像装置14とを含む。各プロセスユニットの感光ドラム11の上方には、ある一定の隙間を置いて静電潜像形成手段としての露光装置であるLED(Light Emitting Diode)ヘッド2が設置され、各感光ドラム11上の静電潜像は、対応するLEDヘッド2によって形成される。各プロセスユニット10は、例えば、画像形成装置100の本体に対して着脱可能に装着される。各現像装置14は、現像剤収容部としてトナー収容部(後述の図2における40)と、トナー収容部に装着されたトナーカートリッジとを含む。
The
トナーカートリッジ20K、20Y、20M、20Cは、K、Y、M、C色の新品のトナーをそれぞれ貯蔵する。トナーカートリッジ20K、20Y、20M、20Cは、プロセスユニット10K、10Y、10M、10Cの現像装置14のトナー収容部の上部にそれぞれ配置され、各トナーカートリッジに貯蔵された新品のトナーは、対応するプロセスユニットの現像装置14のトナー収容部内に補給される。各トナーカートリッジは、例えば、対応するプロセスユニットに対して着脱可能に装着される。
画像形成装置100は、用紙等の記録媒体Pを収容するトレイ3と、トレイ3内の記録媒体Pを1枚ずつ取り出す給紙ローラ4と、給紙ローラ4により取り出された記録媒体Pを画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cに向けて搬送する搬送ローラ5とを有する。記録媒体Pは、搬送路Wに沿って搬送される。
The
記録媒体Pの搬送方向における搬送ローラ5の下流側には、搬送路Wに沿って、画像形成ユニット1K、1Y、1M、1C、転写装置6、定着器7、排出ローラ8a、8b、及び排出部であるスタッカーカバー9が配置される。
Downstream of the
転写装置6は、搬送路Wを挟んで画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cと対向して配置され、各画像形成ユニットにより形成されたトナー像を記録媒体P上に転写する。転写装置6は、搬送ローラ5からの記録媒体Pを画像形成ユニット1K、1Y、1M、1Cに沿って搬送する無端状の転写ベルト6aと、転写ベルト6aを張架して駆動する張架ローラである駆動ローラ6b及び従動ローラ6cと、各画像形成ユニットの感光ドラム11上に形成されたトナー像を転写ベルト6a上の記録媒体Pに転写する4つの転写手段である転写ローラ6dとを有する。
The
定着器7は、転写装置6の媒体搬送方向下流側に配置され、転写装置6により記録媒体P上に転写されたトナー像を定着する。定着器7は、加熱ローラ7a及び加圧ローラ7bを含み、これらのローラ間でトナーに熱及び圧力を付与し、記録媒体Pにトナーを定着する。
The
排出ローラ8a、8bは、定着器7によりトナー像が定着された記録媒体Pを装置外部に排出する。スタッカーカバー9は、排出ローラ8a、8bにより排出された記録媒体Pを保持する。
The
《画像形成ユニットの構成》
図2は、図1に示される画像形成ユニット1Kの構成を示す概略断面図である。以下、図2を参照して、画像形成ユニット1Kの構成を説明する。なお、画像形成ユニット1Y、1M、1Cの構成は、画像形成ユニット1Kの構成と同様である。
Configuration of Image Forming Unit
Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the
プロセスユニット10Kは、ケース19と、このケース19内に配置された感光ドラム11とを有する。感光ドラム11は、静電潜像を担持する部材であり、R11方向に回転する。帯電装置としての帯電ローラ12、現像剤担持体としての現像ローラ41、及びクリーニング装置15は、感光ドラム11の回転方向に沿って順に配置される。帯電ローラ12と現像ローラ41との間には、感光ドラム11と対向してLEDヘッド2が配置される。また、現像ローラ41とクリーニング装置15との間には、感光ドラム11と対向して転写ローラ6dが配置される。
The
帯電ローラ12は、感光ドラム11の表面を一様に帯電させるものであり、ここでは、感光ドラム11と当接して配置される帯電ローラである。LEDヘッド2は、レーザ等の光源を用いた露光装置であってもよい。現像ローラ41は、感光ドラム11上に形成された静電潜像をトナーDにより現像してトナー像を形成する。転写ローラ6dは、感光ドラム11上に形成されたトナー像を記録媒体P上に転写する。クリーニング装置15は、記録媒体Pに転写されずに感光ドラム11の表面に残留したトナーDを除去する。クリーニング装置15は、感光ドラム11に当接してトナーDを掻き取るクリーニングブレード15aと、クリーニングブレード15aで掻き取られたトナーDを排出するための廃トナー搬送部材15bとを有する。
The
現像装置14は、現像剤収容部としてのトナー収容部40、現像剤担持体としての現像ローラ41、現像剤供給部材としての供給ローラ42、現像剤規制部材としての規制ブレード43、撹拌部材44、45、及びトナー量検出部材46を有する。部材41~46は、それぞれ長手方向に長尺な部材であり、それぞれの長手方向が同一方向(図2の紙面に垂直な方向)を向くように配置される。
The developing
トナー収容部40は、トナーDを収容するトナー収容室40aと、トナー収容室40aの下部から側方に開口して感光ドラム11と対向する開口部40bと、トナー収容室40aの上方に開口する開口部40cとを有する。ここでは、トナー収容部40は、プロセスユニット10Kのケース19の一部として構成される。
The
現像ローラ41は、トナーDを担持し、感光ドラム11上の静電潜像にトナーDを供給し、静電潜像をトナーDで現像する部材である。具体的には、現像ローラ41は、トナー収容室40aの下部の開口部40bに感光ドラム11と当接して配置され、R41方向に回転する。
The developing
供給ローラ42は、現像ローラ41にトナーDを供給する部材である。具体的には、供給ローラ42は、トナー収容室40aの下部に現像ローラ41と当接して配置され、R42方向に回転する。
The
規制ブレード43は、現像ローラ41上のトナーDの量を規制する部材であり、供給ローラ42から現像ローラ41に供給されたトナーDを薄層化する。規制ブレード43は、現像ローラ41の回転方向R41における供給ローラ42の下流側且つ感光ドラム11の上流側で、現像ローラ41に当接して配置される。
The regulating
撹拌部材44、45は、トナー収容部40内のトナーDを撹拌する部材である。 撹拌部材44、45は、クランク形状を有する部材であり、トナー収容部40に回転可能に支持される。撹拌部材44、45は、供給ローラ42の上方且つトナー量検出部材46の下方に配置され、それぞれR44方向、R45方向に回転する。ただし、撹拌部材の数は、2個に限定されず、1個であってもよく、3個以上であってもよい。
The stirring
トナー量検出部材46は、トナー収容部40内のトナーDの量(すなわち、トナー残量)を検出するための部材である。トナー量検出部材46は、トナー収容部40に回転可能に支持される軸部と、この軸部から径方向の一方向に突出する平板部とを有する。
The toner
トナー収容部40の上部には、トナー収容部40の上部の開口部40cを覆うカバー60が配置される。このカバー60の上部には、トナーカートリッジ20Kを受け入れて支持するための凹部61が形成されている。カバー60は、プロセスユニット10Kを構成する部材であってもよい。
A
なお、図2において、現像ローラ41及び供給ローラ42は円形状で示されているが、実際には、両ローラは弾性変形して当接する。また、規制ブレード43及びクリーニングブレード15aは直線形状で示されているが、実際には、それぞれ弾性変形して現像ローラ41及び感光ドラム11に当接する。
In FIG. 2, the developing
以下、図2を参照して、トナー補給機構30の構成を説明する。トナー補給機構30は、以下のように、トナーカートリッジ20K、カバー60、及び補給部材としての回転シャッタ部材90を含む。
The configuration of the
カバー60上には、トナーカートリッジ20Kが設置される。トナーカートリッジ20Kは、現像剤容器としてのトナーカートリッジ70と、トナーカートリッジ70内のトナーDを撹拌する撹拌羽根80とを有する。トナーカートリッジ70は、トナーDを貯蔵するトナー貯蔵室と、トナー貯蔵室内のトナーDをトナーカートリッジ70の外部に排出するための供給口である排出口72とを有する。排出口72は、具体的には、トナーカートリッジ70の下部に設けられ、トナー貯蔵室の下方に開口する開口部である。撹拌羽根80は、トナー貯蔵室内に回転可能に配置される。
本例では、トナーカートリッジ70は、アウター部材であるケース73と、ケース73の内部に配置されるインナー部材である供給口シャッタ74とで構成される。ケース73は、ケース73の下部に、開口部を有する。ケース73は、現像ローラ41の長手方向と平行な長手方向(図2の紙面に垂直な方向)に延び、開口部は、ケース73の長手方向における中央部分に設けられる。
In this example, the
カバー60には、トナーカートリッジ20Kの排出口72の下方に、排出口72と現像装置14のトナー収容部40内とを連通させる開口部であるトナー供給口が形成されている。トナー供給口は、排出口72と対向するように、カバー60の長手方向における中央部分に設けられる。
A toner supply port is formed in the
プロセスユニット10Kには、排出口72から排出されるトナーDをトナー収容部40内へ搬送する搬送部材である回転シャッタ部材90が設けられる。回転シャッタ部材90は、排出口72の下方に回転可能に配置される。図2の例では、回転シャッタ部材90は、回転軸周りに回転可能に配置され、撹拌羽根80と同じ回転方向R90に回転する。
The
回転シャッタ部材90は、外周部(具体的には回転軸の外周部)に周方向に沿って配置された複数の凹状の現像剤室であるトナー室を有する。各トナー室91は、上部に位置するときに排出口72からのトナーDを受け、回転シャッタ部材90の回転に伴ってトナーDを下方に搬送し、現像装置14のトナー収容部40内へ搬送する。回転シャッタ部材90が回転することによって、トナーは連続的に搬送される。
The
また、トナーカートリッジ20Kからトナー収容部40内へのトナー供給が行われない場合には、回転シャッタ部材90は、回転せず、トナーカートリッジ20Kからトナー収容部40内へのトナーの移動を阻止する役割を果たす。
In addition, when toner is not being supplied from the
《制御系の構成》
図3は、実施の形態に係る画像形成装置100の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。画像形成装置100は、制御部110、受信部131、トナー量検出部132、カートリッジ検出部133、駆動制御部120、補給部材駆動部121、ドラム駆動部122、ベルト駆動部123、定着制御部124、露光制御部125、電圧制御部126、定着器7、LEDヘッド2、帯電ローラ12、現像ローラ41、供給ローラ42、規制ブレード43、及び転写ローラ6dを有する。制御部110は、トナー補給制御部111と、トナー残量判定部112とを含む。また、駆動制御部120、定着制御部124、露光制御部125、及び電圧制御部126は、制御部110の一部であってもよい。制御部110は、例えば、半導体集積回路などの処理回路によって構成される。処理回路は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサと、このプロセッサによって実行されるソフトウエアであるプログラムを記憶する記憶装置としてのメモリとから構成されてもよい。
<Control system configuration>
3 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the
画像形成装置100は、図示されない上位装置より印刷指示を受信部131で受けると、印刷指示を制御部110へ送る。制御部110は、印刷指示を受けると印刷情報を駆動制御部120、定着制御部124、露光制御部125、及び電圧制御部126へ送り、印刷動作の指示を出す。駆動制御部120は、制御部110より指示を受けるとドラム駆動部122とベルト駆動部123を回転させることで、感光ドラム11と駆動ローラ6bを回転させる。電圧制御部126は、制御部110より指示を受けると、帯電ローラ12、現像ローラ41、供給ローラ42、規制ブレード43、及び転写ローラ6dへ印加する電圧を制御する。露光制御部125は、制御部110からの指示によりLEDヘッド2を発光させる。定着制御部124は、制御部110より指示を受けると、定着器7の温度を制御する。トナー残量判定部112は、トナー量検出部132の検出結果により、トナー収容部40内のトナー量が減っているかを判断する。トナー残量判定部112は、トナー量が減っていると判断した場合にトナー補給制御部111へ情報を送り、トナー補給制御部111は、駆動制御部120へトナー補給動作の指示を出す。駆動制御部120は、トナー補給動作の指示を受けると、補給部材駆動部121を駆動させ回転シャッタ部材90を回転させることでトナー収容部40内へトナーを供給する。カートリッジ検出部133は、トナー収容部40の上部のトナーカートリッジが交換されたことを検出する検出部である。
When the
本実施の形態では、制御部110は、トナーカートリッジ20が交換されたことが検出された後(例えば、直後)に、撹拌部材44,45による撹拌動作と回転シャッタ部材90による補給動作とが同時に実行される撹拌補給期間(例えば、S3)を間欠的に設け、隣り合う撹拌補給期間の間に、撹拌動作が実行され補給動作が実行されない撹拌期間(例えば、S4)を設けるように、補給部材駆動部121と撹拌部材駆動部とを制御する間欠動作制御を実行する。また、制御部110は、撹拌補給期間と撹拌期間とが交互に繰り返されるように、間欠動作制御を実行することが望ましい。また、制御部110は、1回あたりの撹拌補給期間(例えば、S3)を第1の時間に設定し、1回あたりの撹拌期間(例えば、S4)を第2の時間に設定し、第2の時間を第1の時間以上に設定することが望ましい。また、制御部110は、1回あたりの撹拌補給期間(例えば、S3)を第1の時間に設定し、トナーカートリッジ20が交換されたことが検出された直後以外における現像剤補給期間(例えば、S1)を第3の時間に設定し、第1の時間を第3の時間以下に設定することが望ましい。なお、制御部110は、トナーの残量がトナーカートリッジ20の交換が必要なレベルであるトナーエンプティレベルであり、且つトナーカートリッジ20が新品に交換されたことが検出された直後に、間欠動作制御を実行する制御方法を採用してもよい。
In this embodiment, the
《動作》
印刷工程について説明する。電圧制御部126より帯電ローラ12に帯電電圧を印加して感光ドラム11の表面を一様に帯電させた後、露光制御部125からの指示に従いLEDヘッド2を発光させ、感光ドラム11の表面に静電潜像を形成する。そして、表面にトナー薄層が形成された現像ローラ41に、電圧制御部126より現像電圧を印加して、感光ドラム11上の静電潜像を現像する。ここで、供給ローラ42と規制ブレード43には、現像ローラ41上のトナー薄層の層厚を均一に形成し、トナー薄層中のトナーの帯電量を所定の値とするため、電圧制御部126より供給電圧と規制電圧が印加されている。
"motion"
The printing process will be described. After applying a charging voltage to the charging
次に、電圧制御部126より転写ローラ6dに転写電圧を印加して、感光ドラム11上のトナー像を記録媒体P上へ転写させた後、記録媒体P上のトナー像を定着器7により記録媒体Pに定着する。定着された記録媒体Pは、排出ローラ31にて装置外へ排出され印刷動作が完了する。転写されずに感光ドラム11上に残ったトナーは、クリーニング装置により除去される。また、感光ドラム11の表面電位は、除電光による露光によりリセットされる。
Next, a transfer voltage is applied to the
負帯電性トナーを用いて画像形成装置を常温常湿環境で動作させる場合、印加電圧設定は、例えば、帯電ローラ12の帯電電圧を-1050V、現像ローラ41の現像電圧を-200V、供給ローラ42の供給電圧を-300V、規制ブレード43のブレード電圧を-300Vとする。感光ドラム11の表面は、所定の値以上の帯電電圧を帯電ローラ12に印加すると帯電され、印加する帯電電圧に比例して表面電位が変化する。本実施の形態において帯電電圧を-1050V印加した場合、感光ドラム11の表面電位は、-500Vとなる。そして、LEDヘッド2の発光により形成された静電潜像の電位は、-50Vとなり、静電潜像に現像ローラ41からトナーが反転現像される。なお、トナーDが正帯電性トナーである場合は、各部の電圧の符号が逆になる。
When the image forming apparatus is operated in a normal temperature and humidity environment using negatively charged toner, the applied voltage settings are, for example, -1050V for the charging
図4(a)及び(b)は、トナー収容部40内におけるトナー量の検出動作を説明するための図である。図5は、トナー収容部40内におけるトナー量の検出動作を説明するためのタイムチャートである。初期状態(時刻t=0)において、トナー量検出部材46は、図4(a)に示す状態にあるものとする。図4(a)では、トナー量検出部材46(又はその重心)は、その回転軌跡の最下点に位置している。
Figures 4(a) and (b) are diagrams for explaining the operation of detecting the toner amount in the
トナー量検出部材46は、ドラム駆動部122からの駆動力を受けてR46方向に回転周期Tで回転する。ドラム駆動部122からの駆動力により、トナー量検出部材46は押し上げられるように回転させられ、時間T/2経過後(時刻t=T/2)に、図4(a)の一点鎖線のように、その回転軌跡の最上点に達する。そして、トナー量検出部材46は、自重で回転しながら落下する。このとき、図4(a)のように、トナー収容部40内のトナーDの量が少なく、トナー上面が低い位置H1にある状態(トナーロウ)では、トナー量検出部材46は、トナーDの圧力をあまり受けないため、図4(a)に実線で示されるように、最下点まで自重落下し、時刻t=T/2+Δt(0<Δt<T/2)において、最下点に到達する。このとき、トナー残量判定部112は、ハイレベルの信号を出力する。制御部110は、ハイレベルの信号を受けている期間の長さ(すなわちトナー量検出部材46の下部での滞在時間)T1を検知する。そして、制御部110は、図5のように、滞在時間T1が予め設定された設定時間Tlowより長いとき、トナーロウ(トナーが不足する状態)を検知する。
The toner
一方、トナー収容部40内のトナー上面が高い位置H2にある状態(トナーフル)では、トナー量検出部材46に対するトナーの圧力が大きいため、トナー量検出部材46は、自重落下することなく図示しない駆動部と同期して回転する。トナー残量判定部112により検知されるトナー量検出部材46の下部での滞在時間T1は、トナー収容部40内に堆積するトナー量が多いほど短く、設定時間Tlowより短い時、トナー残量判定部112は、トナーフル(トナーが十分に堆積した状態)と判定する。
On the other hand, when the top surface of the toner in the
トナー補給動作について説明する。トナー残量判定部112がトナーロウを検知すると、トナー補給制御部111は、駆動制御部120にトナー補給動作を指示し、駆動制御部120は、補給部材駆動部121を動作させる。これにより、回転シャッタ部材90が回転し、回転シャッタ部材90が回転している期間、トナーカートリッジ20内のトナーをトナー収容部40内へ連続的に供給する。この間、駆動制御部120は、ドラム駆動部122を動作させる。
The toner supply operation will now be described. When the toner remaining
トナー補給動作を継続したがトナーロウの判定を繰り返す場合は、制御部110は、トナーカートリッジ20が空になったと判定し、所定枚数印刷後にトナーの量がエンプティレベルであると判定し、トナーカートリッジ交換を促す。
If the toner supply operation continues but the toner low judgment is repeated, the
本実施の形態において、トナー収容部40内のトナー量は、トナーフルの状態で35g、トナーロウの状態で33g、トナーエンプティの状態で29gとなるように設定している。また、回転シャッタ部材90の回転によるトナー供給量は、0.3g/秒である。ただし、これらの数値は、例示であり、他の値であってもよい。
In this embodiment, the amount of toner in the
図6は、通常時におけるトナー補給動作を説明するためのタイムチャートである。ここで、通常時とは、トナーカートリッジの交換の直後以外のときである。ドラム駆動部122の駆動中にトナー残量判定部112がトナーロウを判定すると、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、補給部材駆動部121を動作させて補給部材としての回転シャッタ部材90を回転させ、トナーカートリッジ20からトナー収容部40内へ新品のトナーを補給する。本実施の形態では、通常時におけるトナー補給動作では、トナーロウ状態からトナーフル状態にするためにトナー2g(=35g-33g)の補給が必要となるため、期間S1の間(例えば、7秒間)、補給部材駆動部121を駆動して、回転シャッタ部材90を回転させ、約2g(≒0.3g/秒×7秒)のトナーを補給する。ただし、トナー残量判定部112が期間S1の間にトナーフルを検出した場合は、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、その時点で、補給部材駆動部121を停止する。また、期間S1の間にトナーフルを検出できない場合は、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、再度、補給部材駆動部121を駆動する。本実施の形態では、ドラム駆動部122は、感光ドラム11を回転させるが、撹拌部材44、45は感光ドラム11の回転に連動して動作する。ドラム駆動部122は、トナー補給動作の終了後、期間Qが経過した後に停止する。期間Qは、0秒以上の長さの時間に適宜設定可能である。期間Qは、例えば、1秒である。なお、通常時のトナー補給動作で説明した期間S1の長さは例示であり、他の値を用いてもよい。
Figure 6 is a time chart for explaining the toner supply operation under normal circumstances. Here, normal circumstances refers to any time other than immediately after the replacement of the toner cartridge. When the toner remaining
図7は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行されるトナー補給及びトナー撹拌が、印刷画像に与える影響を縦帯の発生状況の評価を行った結果を表形式で示す図である。図7には、比較例C1、C2、C3及び実施例E1、E2の5種類のトナー補給及びトナー撹拌後における印刷画像の目視確認の結果が示されている。図7において、はっきりとした縦帯が発生したものは印刷品質不良を示す「×」印、わずかに縦帯が発生したものは印刷品質やや不良を示す「△」印、縦帯が発生しなかったものは印刷品質良好を示す「〇」印を記載している。
Figure 7 is a table showing the results of an evaluation of the occurrence of vertical bands, which is the effect on printed images of toner replenishment and toner stirring performed immediately after replacing the
比較例C1は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行されるトナー補給撹拌動作が、従来技術の動作である場合の例である。比較例C1のトナー補給撹拌動作は、後述の図8に示される。比較例C2の、トナーカートリッジ20の交換直後に実行されるトナー補給撹拌動作は、後述の図9に示される。比較例C3の、トナーカートリッジ20の交換直後に実行されるトナー補給撹拌動作は、後述の図10に示される。実施例E1は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行されるトナー補給撹拌動作が本実施の形態の動作である場合の例である。実施例E1のトナー補給撹拌動作は、後述の図11に示される。実施例E2は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行されるトナー補給撹拌動作が本実施の形態の動作である場合の例である。実施例E2のトナー補給撹拌動作は、後述の図12に示される。
Comparative Example C1 is an example of a case where the toner supply stirring operation performed immediately after replacing the
図8は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行される比較例C1のトナー補給撹拌動作を示すタイムチャートである。トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするためには、トナー6g(=35g-29g)の補給が必要となるため、期間S2(例えば、20秒間)の間、補給部材駆動部121を駆動して、回転シャッタ部材90を回転させ、約6g(≒0.3g/秒×20秒)のトナーを補給する。ただし、トナー残量判定部112が期間S2の間にトナーフルを検出した場合は、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、その時点で、補給部材駆動部121を停止させる。また、期間S2の間にトナーフルを検出できない場合は、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、再度、補給部材駆動部121を駆動する。比較例C1では、ドラム駆動部122は、感光ドラム11を回転させるが、撹拌部材44、45は感光ドラム11の回転に連動して動作する。ドラム駆動部122は、トナー補給動作の終了後、期間Qが経過した後に停止する。期間Qは、0秒以上の長さの時間に適宜設定可能であり、例えば、1秒である。図7の表に示されるように、比較例C1の場合には、印刷画像に、はっきりとした縦帯が発生した。これは、トナー収容部40内に残留しているトナーの流動性が低下しており、補給された新品のトナーの流動性が高いため、撹拌部材44、45の撹拌によってトナーが均一に混合されていないためであると考えられる。
Figure 8 is a time chart showing the toner supply stirring operation of Comparative Example C1 executed immediately after replacing the
図9は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行される比較例C2のトナー補給撹拌動作を示すタイムチャートである。トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするためには、トナー6gの補給が必要となるため、期間S3(例えば、7秒間)の間、補給部材駆動部121を駆動して、回転シャッタ部材90を回転させる補充撹拌動作を、撹拌動作を継続し補充動作を期間S4(S3>S4)中断させて予め決められた回数(例えば、3回)実行させ、約6g(≒0.3g/秒×7秒×3回)のトナーを補給する。トナー残量判定部112が期間S3の間にトナーフルを検出した場合は、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、その時点で、補給部材駆動部121を停止させる。また、3回の期間S3の間にトナーフルを検出できない場合は、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、再度、補給部材駆動部121を駆動する。比較例C2では、ドラム駆動部122は、感光ドラム11を回転させるが、撹拌部材44、45は感光ドラム11の回転に連動して動作する。ドラム駆動部122は、トナー補給動作の終了後、期間Qが経過した後に停止する。図7の表に示されるように、比較例C2の場合には、印刷画像に、わずかに縦帯が発生した。これは、撹拌部材44、45による撹拌が行われる期間S4が短いため、流動性の異なるトナーが均一に混合されていないためであると考えられる。
9 is a time chart showing the toner supply stirring operation of Comparative Example C2 executed immediately after replacing the
図10は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行される比較例C3のトナー補給撹拌動作を示すタイムチャートである。トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするためには、トナー6gの補給が必要となるため、期間S2(例えば、20秒間)の間、補給部材駆動部121を駆動して、回転シャッタ部材90を回転させる補充撹拌動作を、撹拌動作を継続し補充動作を中断させて予め決められた期間(例えば、22秒)、1回実行させる。ただし、トナー残量判定部112が期間S2の間にトナーフルを検出した場合は、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、その時点で、補給部材駆動部121を停止させる。また、期間S2の間にトナーフルを検出できない場合は、駆動制御部120は、制御部110からの指令に基づいて、再度、補給部材駆動部121を駆動する。比較例C3では、ドラム駆動部122は、感光ドラム11を回転させるが、撹拌部材44、45は感光ドラム11の回転に連動して動作する。ドラム駆動部122は、トナー補給動作の終了後、期間Qが経過した後に停止する。図7の表に示されるように、比較例C3の場合には、印刷画像に、わずかに縦帯が発生した。これは、撹拌部材44、45による撹拌が行われる期間S2を長くしても、1回のトナー補給動作によって大量の新品のトナーを補給した場合には、流動性の異なるトナーが均一に混合されないためであると考えられる。
Figure 10 is a time chart showing the toner supply stirring operation of Comparative Example C3 executed immediately after replacing the
図11は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行される実施例E1のトナー補給撹拌動作を示すタイムチャートである。トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするためには、トナー6gの補給が必要となるため、期間S3(例えば、7秒間)の間、補給部材駆動部121を駆動して、回転シャッタ部材90を回転させる補充撹拌動作を、撹拌動作を継続し補充動作を期間S4中断させて予め決められた回数(例えば、3回)実行させる。実施例E1では、トナーエンプティ後のトナーカートリッジ20の交換直後に発生する縦帯を防止するため、トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするまでの期間において、トナー補給動作と撹拌動作の両方を行う期間と、撹拌のみを行う期間を交互に設けることとした。通常時のトナー補給動作における補給部材駆動部の動作期間をS1(図6に示される)とし、トナーカートリッジ20の交換後の補給部材駆動部121の動作期間をS3とし、補給部材駆動部121を停止しドラム駆動部122のみ駆動する期間をS4とした場合、実施例E1では、以下の関係(1)、(2)を満たすように制御する。
S3≦S1 …(1)
S3=S4 …(2)
11 is a time chart showing the toner supply stirring operation of embodiment E1 executed immediately after replacing the
S3≦S1 ... (1)
S3 = S4 ... (2)
式(1)で示す通り、補給部材駆動部121の動作期間S3は、通常時のトナー補給動作期間S1以下とする。これは、劣化トナーと新品トナーの混ざり具合に問題がない期間S1を最長とすることで、劣化トナーと新品トナーの混ざりムラを防止するためである。また、式(2)で示す通り、図7の比較例C2の結果を参照し、補給部材駆動部121の動作期間S3は、ドラム駆動部122のみ駆動する期間S4と等しくする。図7の表に示されるように、実施例E1の場合には、印刷画像に縦帯が発生しない良好な品質の画像を得ることができた。
As shown in formula (1), the operating period S3 of the supply
図12は、トナーカートリッジ20の交換直後に実行される実施例E2のトナー補給撹拌動作を示すタイムチャートである。トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするためには、トナー6gの補給が必要となるため、期間S3(例えば、7秒間)の間、補給部材駆動部121を駆動して、回転シャッタ部材90を回転させる補充撹拌動作を、撹拌動作を継続し補充動作を期間S4中断させて予め決められた回数(例えば、3回)実行させる。実施例E2では、トナーエンプティ後のトナーカートリッジ20の交換直後に発生する縦帯を防止するため、トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするまでの期間において、トナー補給動作と撹拌動作の両方を行う期間と、撹拌のみを行う期間を交互に設けることとした。通常時のトナー補給動作における補給部材駆動部121の動作期間をS1とし、トナーカートリッジ20の交換後の補給部材駆動部121の動作期間をS3とし、補給部材駆動部121を停止しドラム駆動部122のみ駆動する期間をS4とした場合、実施例E2では、以下の関係(1)、(3)を満たすように制御する。
S3≦S1 …(1)
S3<S4 …(3)
12 is a time chart showing the toner supply stirring operation of embodiment E2 executed immediately after replacing the
S3≦S1 ... (1)
S3<S4 ... (3)
式(1)で示す通り、補給部材駆動部121の動作期間S3は、通常時のトナー補給動作期間S1以下とする。これは、劣化トナーと新品トナーの混ざり具合に問題がない期間S1を最長とすることで、劣化トナーと新品トナーの混ざりムラを防止するためである。また、式(3)式で示す通り、図7の比較例C2の結果を参照し、ドラム駆動部122のみ駆動する期間S4を補給部材駆動部121の動作期間S3より長くする。図7の表に示されるように、実施例E2の場合には、印刷画像に縦帯が発生しない良好な品質の画像を得ることができた。図8の結果を参照し、補給部材駆動部121の動作期間S3は、ドラム駆動部122のみ駆動する期間S4より短くする。図7の表に示されるように、実施例E2の場合には、合計駆動時間が長いが、印刷画像に縦帯が発生しない良好な品質の画像を得ることができた。
As shown in formula (1), the operation period S3 of the supply
《効果》
以上のように、本実施の形態(例えば、実施例E1、E2)によれば、トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするまでの期間において、トナー補給動作と撹拌動作の両方を行う補給撹拌期間と、補給を停止して撹拌のみを行う撹拌期間とを交互に設けることとしたため、トナー収容部40内の劣化トナーとトナーカートリッジ20から補給される新品トナーの混ざりにムラが無くなるため、縦帯などの画像不良を防止することができる。
"effect"
As described above, according to this embodiment (for example, Examples E1 and E2), during the period from the toner empty state to the toner full state, a replenishment and mixing period in which both toner replenishment and mixing operations are performed is alternated with a mixing period in which replenishment is stopped and only mixing is performed. This eliminates unevenness in the mixing of deteriorated toner in the
また、近年、省エネルギー化を目的として、トナーの低融点化が進められているため、トナー収容部40内のトナーが劣化しやすくなっている。このため、トナー収容部40内の劣化トナーとトナーカートリッジ20内の新品トナーとの間で、トナーの流動性及び帯電特性に差が生じやすい。トナー収容部40内のトナーを撹拌部材44、45にて撹拌し、トナー収容部40内の劣化トナーとトナーカートリッジ20から補給される新品トナーを混ぜているが、トナーエンプティ後のトナーカートリッジ20の交換時のように、トナー収容部40内のトナーが少なく、トナーカートリッジ20から補給される新品トナーの割合が多い場合に、撹拌部材44、45による撹拌で均一に混ぜることができず、トナー特性の差が印刷画像上に縦帯などの濃度ムラとして現れてしまう。本実施の形態では、トナーエンプティ後のトナーカートリッジ20の交換直後に発生する縦帯を防止するため、トナーエンプティ状態からトナーフル状態にするまでの期間において、トナー補給動作と撹拌動作の両方を行う期間と、撹拌のみを行う期間を交互に設けることとしたため、合計駆動時間の増加を抑制しつつ、画像不良の発生を防止することができる。
In addition, in recent years, toner melting points have been lowered for the purpose of energy saving, so the toner in the
なお、本開示の画像形成装置がプリンタである場合について説明したが、複写機又は複合機などにも適用可能である。 Note that although the image forming device of this disclosure has been described as a printer, it can also be applied to a copier or multifunction device, etc.
1、1K、1Y、1M、1C 画像形成ユニット、 10、10K、10Y、10M、10C プロセスユニット、 11 感光ドラム(像担持体)、 20、20K、20Y、20M、20C トナーカートリッジ(現像剤貯蔵部)、 40 トナー収容部(現像剤収容部)、 44、45 撹拌部材、 90 回転シャッタ部材(補給部材)、 100 画像形成装置、 110 制御部、 121 補給部材駆動部、 122 ドラム駆動部(撹拌部材駆動部)、 132 トナー量検出部、 133 カートリッジ検出部、 D トナー(現像剤)、 S3 撹拌補給期間、 S4 撹拌期間。 1, 1K, 1Y, 1M, 1C image forming unit, 10, 10K, 10Y, 10M, 10C process unit, 11 photosensitive drum (image carrier), 20, 20K, 20Y, 20M, 20C toner cartridge (developer storage section), 40 toner storage section (developer storage section), 44, 45 stirring member, 90 rotating shutter member (supply member), 100 image forming device, 110 control section, 121 supply member drive section, 122 drum drive section (stirring member drive section), 132 toner amount detection section, 133 cartridge detection section, D toner (developer), S3 stirring supply period, S4 stirring period.
Claims (7)
前記現像剤収容部に装着されている現像剤貯蔵部から前記現像剤収容部内への新品の現像剤の補給動作を実行する補給部材と、
前記現像剤収容部内において前記現像剤の撹拌動作を実行する撹拌部材と、
前記補給部材に前記補給動作を実行させる補給部材駆動部と、
前記撹拌部材に前記撹拌動作を実行させる撹拌部材駆動部と、
前記現像剤貯蔵部が交換されたことを検出する検出部と、
前記現像剤貯蔵部が交換されたことが検出された後に、前記撹拌動作と前記補給動作とが同時に実行される撹拌補給期間を間欠的に設け、前記撹拌補給期間の間に、前記撹拌動作が実行され前記補給動作が実行されない撹拌期間を設けるように、前記補給部材駆動部と前記撹拌部材駆動部とを制御する間欠動作制御を実行する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 a developer container that contains a developer to be supplied to an image carrier;
a supply member that supplies new developer from a developer storage unit attached to the developer accommodating unit to the developer accommodating unit;
a stirring member that stirs the developer in the developer accommodating portion;
a supply member driving unit that causes the supply member to perform the supplying operation;
an agitation member driving unit that causes the agitation member to perform the agitation operation;
a detection unit for detecting that the developer storage unit has been replaced;
a control unit that performs intermittent operation control to control the supply member driving unit and the stirring member driving unit so that, after it is detected that the developer storage unit has been replaced, a stirring supply period during which the stirring operation and the supply operation are simultaneously performed is intermittently provided, and a stirring period during which the stirring operation is performed and the supply operation is not performed is provided during the stirring supply period;
An image forming apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the control unit executes the intermittent operation control such that the mixing and supplying period and the mixing period are alternately repeated.
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。 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets the mixing period per one time to a first time, sets the mixing period per one time to a second time, and sets the second time to be equal to or longer than the first time.
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。 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets the mixing replenishment period per one time to a first time, sets the developer replenishment period other than immediately after it is detected that the developer storage unit has been replaced to a third time, and sets the first time to be equal to or shorter than the third time.
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 forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the supply member is a rotating shutter member that is rotatably supported in the developer accommodating portion and that performs a supply operation of new developer from the developer storage portion to the developer accommodating portion by rotating.
前記制御部は、前記現像剤の量が前記現像剤貯蔵部の交換が必要なレベルであるエンプティレベルであり、且つ前記現像剤貯蔵部が交換されたことが検出された直後に、前記間欠動作制御を実行する
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。 a developer amount detection unit that detects the amount of developer in the developer storage unit,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit executes the intermittent operation control immediately after it is detected that the amount of the developer is at an empty level, which is a level at which the developer storage unit needs to be replaced, and the developer storage unit has been replaced.
前記現像剤収容部に装着されている現像剤貯蔵部から前記現像剤収容部内への新品の現像剤の補給動作を実行する補給部材と、
前記現像剤収容部内において前記現像剤の撹拌動作を実行する撹拌部材と、
前記補給部材に前記補給動作を実行させる補給部材駆動部と、
前記撹拌部材に前記撹拌動作を実行させる撹拌部材駆動部と、
前記現像剤貯蔵部が交換されたことを検出する検出部と、
を有する画像形成装置によって実行される制御方法であって、
前記現像剤貯蔵部が交換されたことが検出された後に、前記撹拌動作と前記補給動作とが同時に実行される撹拌補給期間を間欠的に設け、前記撹拌補給期間の間に、前記撹拌動作が実行され前記補給動作が実行されない撹拌期間を設けるように、前記補給部材駆動部と前記撹拌部材駆動部とを制御する
ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。 a developer container that contains a developer to be supplied to an image carrier;
a supply member that supplies new developer from a developer storage unit attached to the developer accommodating unit to the developer accommodating unit;
a stirring member that stirs the developer in the developer accommodating portion;
a supply member driving unit that causes the supply member to perform the supplying operation;
an agitation member driving unit that causes the agitation member to perform the agitation operation;
a detection unit for detecting that the developer storage unit has been replaced;
A control method executed by an image forming apparatus having
a control method for an image forming apparatus, comprising: controlling the supply member driving unit and the stirring member driving unit so as to intermittently provide a stirring supply period during which the stirring operation and the supply operation are performed simultaneously after it is detected that the developer storage unit has been replaced, and to provide a stirring period during which the stirring operation is performed but the supply operation is not performed during the stirring supply period.
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