JP4062351B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

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Description

この発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するカラープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置(カラープリンタ)は、感光体と、その感光体の外周面を帯電させる帯電手段と、感光体の外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光ユニットと、前記静電潜像をトナー像に現像する現像ユニットを備えている。また、画像形成装置は前記トナー像を転写対象に転写させる転写ユニットを備えている。感光体の隣接位置には略円筒状をなし回転可能に保持された現像ユニット保持体としての現像ロータリーが設置され、その現像ロータリーは4色(イエローY、マゼンダM、シアンC、ブラックK)の現像ユニットを着脱可能に形成されている。
そして、現像ロータリーが回転制御されて、4色の現像ユニットのうちいずれか1体が感光体と対向する位置(現像位置)に配置され、帯電手段及び露光ユニットによって静電潜像が形成された感光体の外周面上に現像ユニット内に収容されているトナーを移送することで、感光体上の静電潜像がトナーにより現像されるようになっている。
このように現像ユニット内に収容されたトナーは順次現像に使用されるが、その一部は感光体側に移送されながらも現像には使用されずに現像ユニット内に回収される。このとき、感光体側に移送されたトナーは帯電した感光体によって帯電される。このような帯電トナーが偏って点在するトナーが現像に使用されると、感光体上に形成された静電潜像を正しく現像することができないため、画像品質が低下してしまうという問題があった。
この発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、帯電トナーが大量に偏って点在するトナーにより静電潜像が現像されることによる画像品質の低下を抑制することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明の画像形成装置は、周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、トナーを収容可能なケースを備え、当該ケース内に収容したトナーにより前記静電潜像を現像する現像ユニットと、前記現像ユニットを複数保持可能な回転体からなる現像ユニット保持体と、前記現像ユニット保持体の動作を制御して、現像に使用される現像ユニットを複数の現像ユニットのなかから選択的に切り替える前記現像ユニット保持体の制御手段とを備える画像形成装置において、前記現像ユニットは該現像ユニットを現像位置に位置させた場合に前記ケース内においてケース内面下部位から上方に向けて立ち上がりケース内面上部位と離間するように形成された仕切板により前記ケース内が現像に使用されるトナーを供給する側とケース内奥側とに区切られており、前記静電潜像は、前記ケース内の前記トナーを供給する側で帯電された帯電トナーによって現像され、前記制御手段は、前記複数の現像ユニットのうちのいずれか1体の現像ユニットを使用しての現像中に、前記現像ユニット保持体を所定のタイミングで回転駆動させることにより、前記現像に使用中の1体の現像ユニットの前記ケース内において前記トナーを供給する側の帯電トナーと前記ケース内奥側の未使用トナーとを混合攪拌すると共に、当該1つの現像ユニットを現像位置に再度位置させて現像に使用し続けるように前記現像ユニット保持体の動作を制御することを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明の画像形成装置は、請求項1に記載の発明において、前記制御手段は、前記所定のタイミングで前記現像ユニット保持体を360°回転駆動させることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明の画像形成装置は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記現像ユニットはトナーの消費量を記憶する記憶手段を備え、前記所定のタイミングを前記トナーの消費量が所定値に達したときに設定したことを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明の画像形成方法は、現像ユニット保持体に保持された複数の現像ユニットに各々備えられたケース内に収容されたトナーの色情報を識別手段により識別し、前記現像ユニット保持体の制御手段により現像に使用される現像ユニットを複数の現像ユニットのなかから選択的に切り替えて現像を行う画像形成装置による画像形成方法おいて、前記制御手段により前記複数の現像ユニットのうちのいずれか1体を現像位置に移動させる工程と、現像位置に位置した場合に前記ケース内においてケース内面下部位から上方に向けて立ち上がりケース内面上部位と離間するように形成された仕切板により前記ケース内が現像に使用されるトナーを供給する側とケース内奥側とに区切られた前記現像ユニットの、前記ケース内の前記トナーを供給する側で帯電された帯電トナーによる現像中に、前記制御手段により前記現像ユニット保持体を所定のタイミングで回転駆動させて当該現像ユニットの前記ケース内において前記トナーを供給する側の帯電トナーと前記ケース内奥側の未使用トナーとを混合攪拌する工程と、現像位置に再度位置した前記現像ユニット内のトナーを使用し続けて現像を行う工程とよりなることを特徴とするものである。
(第1実施形態)
以下、本発明を画像形成装置(カラープリンタ)に具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。図1は画像形成装置10内を模式的に示す概略図である。なお、この第1実施形態では4体の現像ユニット23(231〜234)に収容されたブラックのトナーを使用した単色のトナーによる印字、即ちモノクロ印字に具体化して説明する。
まず、画像形成装置10内の概要について説明する。図1に示すように、画像形成装置10内には、周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体としての感光体17と、トナーを収容し、当該トナーにより前記静電潜像を現像する現像ユニット23と、前記現像ユニット23を複数保持可能な現像ユニット保持体としての回転体からなる現像ロータリー22が設けられている。また、露光ユニット21、中間転写ユニット12、定着ユニット13、給紙装置16及び図3に示す画像形成装置10全体の制御を行う制御ユニット14が設けられている。
図1に示すように、前記感光体17はドラム状をなし、その感光体17の隣接位置には感光体17の外周面に摺接して外周面を一様に帯電させる帯電器19が設置されている。そして、感光体17の外周面が帯電器19により帯電された後、前記露光ユニット21によって所望の画像情報に応じた選択的な露光が感光体17の感光層(図示せず)になされると、その感光層には前記画像情報に応じた静電潜像が形成される。
前記現像ロータリー22は感光体17の隣接位置に回転駆動可能に配置され、4体の現像ユニット23(以下、本明細書では第1、第2、第3、第4現像ユニット231,232,233,234と称す)を保持可能に構成されている。また、現像ロータリー22には、保持される現像ユニット23の位置をそれぞれ識別可能な位置識別手段(図示せず)が設けられ、その位置識別手段は位置情報を制御ユニット14へ出力可能に構成されている。
図2に示すように、各現像ユニット231〜234はそれぞれ同一形状に形成され、トナーを収容可能なケース23aを備えている。また、ケース23aには、同ケース23aに回転可能に支持された現像ローラ23bと、ケース23aに回転可能に支持されるとともに、前記現像ローラ23bに圧接することにより、前記トナーを現像ローラ23bの表面に供給する供給ローラ23cとを備えている。さらに、ケース23a内には仕切板23dが設けられ、その仕切板23dによりケース23a内が、供給ローラ23c側とケース23a内奥側とに仕切られている。そして、各現像ユニット231〜234にはそれぞれブラックのトナーが収容されている。
また、図3に示すように、各現像ユニット231〜234にはそれぞれROMよりなる不揮発性メモリ23e(図3ではメモリと示す)が色情報記憶手段及びトナーの消費量記憶手段として設けられ、各不揮発性メモリ23eにはそれぞれケース23a内に収容されたトナーの色情報、消費量情報、製造年月日等の各現像ユニット231〜234をそれぞれ個別に識別可能とする識別情報が記憶されている。
加えて、図1に示すように、各現像ユニット231〜234にはそれぞれ現像側コネクタ24が設けられ、それら現像側コネクタ24にはそれぞれ前記不揮発性メモリ23eが接続されている。一方、現像ロータリー22の近傍位置には前記現像側コネクタ24と接続可能であり、その接続位置及び非接続位置との間を移動可能に構成された制御側コネクタ25が設けられている。
4体の現像ユニット231〜234が現像ロータリー22に保持、具体的には装着された状態において、各現像ユニット231〜234のうちのいずれかの現像側コネクタ24と前記制御側コネクタ25とが接続可能な位置となるように制御ユニット14により現像ロータリー22が回転駆動される。そして、両コネクタ24,25が接続されて不揮発性メモリ23eの色情報を含む識別情報が読み込まれて、4体の現像ユニット231〜234の識別情報が制御ユニット14に記憶される。さらに、現像ロータリー22における現像ユニット231〜234の色情報と、前記位置識別手段から識別された位置情報とが関連付けられて、現像ロータリー22のどの位置にどの色の現像ユニット231〜234が装着されているかが制御ユニット14に記憶される。
また、前記装着状態において、制御ユニット14により現像ロータリー22が回転制御されることにより、各現像ユニット231〜234のうちいずれか1体の現像ローラ23bが感光体17の対向する位置(現像位置)に配置される。この現像位置で供給ローラ23cの回転により摩耗帯電されたトナーが現像ローラ23b側へ供給され、そのトナーが現像ローラ23bの表面に担持された状態で感光体17の感光層へ移送される。すると、感光体17上の静電潜像がトナーにより現像(トナー像)され顕像化される。
さらに、各現像ユニット231〜234のケース23a内の供給ローラ23c側にあり、現像の際に使用された後、回収された帯電トナーは現像ロータリー22の回転制御に伴い供給ローラ23c側からケース23a内奥方へ排出される。続けて、現像ロータリー22の回転制御により、帯電トナーは未使用のトナーと混合攪拌されて、両トナーが均一に分散されてリフレッシュされる。そして、現像位置に再度位置したときリフレッシュされたトナーが供給ローラ23c側へ供給される。
図1に示すように、感光体17の上方位置に配置された前記中間転写ユニット12は駆動ローラ29と、一次転写サポートローラ27と、テンションローラ28と、クリーナバックアップローラ26と、それら各ローラ26〜29間に張架された無端状の中間転写ベルト30と、クリーニング手段(図示せず)とから構成されている。前記一次転写サポートローラ27の中間転写ベルト30を介した対向位置には前記感光体17が配置され、駆動ローラ29の中間転写ベルト30を挟んだ対向位置には二次転写ローラ31が配置されている。
前記駆動ローラ29は、その端部に固定された歯車(図示せず)が、前記感光体17の駆動モータの駆動用歯車(図示せず)と噛み合っていることにより、感光体17と略同一の周速で回転駆動可能に構成されている。即ち、中間転写ベルト30が感光体17と略同一の周速で循環駆動される。
そして、中間転写ベルト30が循環駆動される過程で、前記一次転写サポートローラ27と感光体17との圧接部において、感光体17上に形成されたトナー像が中間転写ベルト30に転写される。さらに、中間転写ベルト30に転写されたトナー像は、二次転写ローラ31と駆動ローラ29との圧接部において、前記給紙装置16から供給された用紙等の記録媒体32に転写される。中間転写ユニット12に隣接する位置に設置された前記定着ユニット13は熱源を有する定着ローラ33と、この定着ローラ33に圧接されている加圧ローラ34とより構成されている。
最後に、記録媒体32に転写されたトナー像が、定着ユニット13により記録媒体32上に定着された後、その記録媒体32がカラープリンタ外へ排出される。なお、感光体17に残留するトナーは、感光体17の隣接位置に設置されたクリーニング器20により除去する。
次いで、上記画像形成装置10を制御する制御ユニット14について説明すると、図3に示すように、制御ユニット14はコントローラ部38とエンジン制御部35とから構成され、両者はインターフェイス線を通じて接続されている。前記コントローラ部38はホストコンピュータ36との通信を行い、パソコン(図示せず)のアプリケーションソフトウェア等により作製された画像情報等の各種情報がホストコンピュータ36からコントローラ部38へ送られるようになっている。前記コントローラ部38はホストコンピュータ36から送られてきた画像情報信号としてのレッド、グリーン、ブルーのRGBデータをイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの画像データへと変換する機能を有する。さらに、画像データをコントローラ部38のメモリ(図示せず)に保存する機能を有する。なお、本実施形態においては、モノクロ印字を行うため、前記RGBデータはブラックの画像データに変換される。
前記エンジン制御部35は、識別手段及び制御手段としてのCPU40を備え、その他にRAM41、ROM42、I/O制御部43、A/Dコンバータ44、D/Aコンバータ45、本体メモリ46等を備えている。前記CPU40は画像形成装置10を構成する各部を制御するとともに、現像ユニット231〜234におけるトナーの色情報及び消費量情報を識別する。そして、トナーの消費量が所定量に達したと判断すると、所定のタイミングで現像ロータリー22の回転駆動を制御する。また、トナーの使用量が所定サイズの記録媒体32に印字するのに必要な量に換算して所定頁分に達したと判断すると、現像ロータリー22の回転駆動を制御する。
また、CPU40は各現像ユニット231〜234のうちのいずれかの現像側コネクタ24と前記制御側コネクタ25とが接続されたとき、不揮発性メモリ23eと通信可能となり、不揮発性メモリ23eの識別情報を読み込み可能又は不揮発性メモリ23eに新たな識別情報を書き込み可能に構成されている。さらに、CPU40は前記識別情報と各現像ユニット231〜234の現像ロータリー22における位置情報とを関連付けて、どの位置にどの色の現像ユニット231〜234が装着されているかを識別するようになっている。
そして、CPU40は現像ロータリー22の現像ユニット231〜234の位置と色を識別して、指定された色のトナーを収容した現像ユニット231〜234を現像位置へ位置させるべく現像ロータリー22を回転させる制御を行う。特に、CPU40は、単色のトナーによる現像中に、所定のタイミングで当該現像に使用されていたトナーと同色のトナーを収容した別の現像ユニット23に切り替える制御を行う。
前記RAM41は画像形成装置10に関する各種情報を一時的に記憶する。また、前記ROM42は画像形成装置10を制御するための各種プログラムを記憶し、I/O制御部43は入出力データを制御する。前記A/Dコンバータ44は画像形成装置10におけるアナログ信号をデジタル信号に変換し、D/Aコンバータ45はデジタル信号をアナログ信号に変換する。前記本体メモリ46は、前記現像ロータリー22における現像ユニット231〜234の有無情報、不揮発性メモリ23eに書き込まれたトナー色情報、トナー消費量情報等の各種識別情報及び位置情報を格納する。そして、識別情報と位置情報とにより現像ロータリー22のどの位置にどの色のトナーを収容した現像ユニット231〜234が装着されているかが記憶されている。
次いで、上記構成の画像形成装置10によるモノクロ印字を行うために4体の現像ユニット231〜234(なお、第1現像ユニット231、第2現像ユニット232、第3現像ユニット233,第4現像ユニット234とする)を使用して現像を行う動作を図4に示すフローチャートを使用して説明する。なお、この動作はROM42に記憶されたプログラムに基づき、CPU40の制御により実行される。また、各現像ユニット231〜234の不揮発性メモリ23eにはそれぞれブラックのトナーが収容されている旨の識別情報が格納されている。
そして、現像動作の前に各現像ユニット231〜234とCPU40とが通信されて、本体メモリ46には4体の現像ユニット231〜234の有情報及び各現像ユニット231〜234の識別情報が格納されているとともに、どの位置にどの現像ユニット231〜234が装着されているかが記憶されている。
さて、ホストコンピュータ36からの印字指令信号(画像情報信号)がコントローラ部38でブラックの画像データに変換された後、コントローラ部38のメモリに保存され、所定量の画像データの変換が終了すると、エンジン制御部35に現像開始を要求する旨の情報が送信される。すると、帯電器19及び露光ユニット21により静電潜像が形成される。
続けて、現像ロータリー22が回転駆動され、第1現像ユニット231が現像位置へ移動される{ステップ101(以下、単にS101と称す)}。次いで、第1現像ユニット231内のトナーを使用して前記静電潜像の現像が行われる(S102)。次に、第1現像ユニット231内におけるトナーの消費量が、ケース23aの仕切板23dより供給ローラ23c側に収容可能なトナー量に達したと判断される。すると、現像ロータリー22の360度の回転駆動が制御され(S103)、第1現像ユニット231内のトナーの攪拌が行われるとともに、ケース23a内奥に存在するトナーが供給ローラ23c側に供給される。
そして、現像ロータリー22の回転後、第1現像ユニット231内のトナーの消費量が読み込まれ、トナーの有無が判別される(S104)。トナー消費量が第1現像ユニット231内に収容されていたトナー量に達しておらず第1現像ユニット231内にトナーが有ると判別されると(S104でNO)、続けて第1現像ユニット231のトナーを使用して現像が行われる。
トナー消費量が第1現像ユニット231内に収容されていたトナー量に達し、第1現像ユニット231内にトナーがほとんど無いと判別されると(S104でYES)、現像ロータリー22が90度回転駆動され、第2現像ユニット232が現像位置へ移動され(S105)、ブラックのトナーを収容した別の第2現像ユニット232に切り替えられる。次いで、第2現像ユニット232のトナーを使用して静電潜像の現像が行われる(S106)。
そして、第1現像ユニット231のときと同様に、以後、現像ロータリー22の360度の回転駆動により第2現像ユニット232内のトナーの攪拌、供給が行われる(S107)。現像ロータリー22の回転後、トナーの有無が判別され(S108)、第2現像ユニット232内にトナーが有ると判別されると(S108でNO)、続けて第2現像ユニット232のトナーを使用して現像が行われる。一方、第2現像ユニット232内にトナーが無いと判別されると(S108でYES)、現像ロータリー22が90度回転駆動され、第3現像ユニット233が現像位置へ移動される(S109)。そして、第3現像ユニット233のトナーを使用して現像が行われる(S110)。
続けて、現像ロータリー22の360度の回転駆動により第3現像ユニット233内のトナーの攪拌、供給が行われる(S111)。現像ロータリー22の回転後、トナーの有無が判別され(S112)、第3現像ユニット233内にトナーが有ると判別されると(S112でNO)、続けて第3現像ユニット233のトナーを使用して現像が行われる。一方、第3現像ユニット233内にトナーが無いと判別されると(S112でYES)、現像ロータリー22が90度回転駆動され、第4現像ユニット234が現像位置へ移動される(S113)。
さらに、第4現像ユニット234のトナーを使用して現像が行われる(S114)。そして、現像ロータリー22の360度の回転駆動により第4現像ユニット234内のトナーの攪拌、供給が行われる(S115)。現像ロータリー22の回転後、トナーの有無が判別され(S116)、第4現像ユニット234内にトナーが有ると判別されると(S116でNO)、続けて第4現像ユニット234のトナーを使用して現像が行われる。一方、第4現像ユニット234内にトナーが無いと判別されると(S116でYES)、画像形成装置10の表示部(図示せず)にトナーが無いことを示す旨のメッセージが表示される(S117)とともに、単色のトナーによる現像、即ち印字処理が終了される。
前記第1実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
(1) CPU40は現像ロータリー22の全ての位置にブラックのトナーを収容した現像ユニット231〜234が装着されていることを識別している。そのため、CPU40が1体の現像ユニット23のブラックのトナーが無くなったと識別したら、同色のトナーを収容した現像ユニット23の位置を識別して、隣接位置にある現像ユニット23を現像位置へ移動させた。そのため、トナーが無くなり次第、順次隣接する現像ユニット231〜234のトナーを使用して単色の現像を行うことができる。従って、4体の現像ユニット231〜234のうちの1体だけに収容されたブラックのトナーを使用してモノクロ印字を行った従来と異なり、トナー量を大量に確保してトナーが無くなる時間を遅くすることができ、トナー補給に伴う現像ユニット231〜234の取り替え作業回数を減少することができるとともに、モノクロ現像、即ちモノクロ印字を大量に行うことができる。
(2) 同形状をなす現像ユニット231〜234を使用したため、トナーの収容量を多く確保するために現像ユニット231〜234の設計変更を行い、その現像ユニット231〜234を装着可能とするために現像ロータリー22の設計変更を行う必要が無くなる。従って、従来の画像形成装置10を設計変更することなく、モノクロ現像、即ちモノクロ印字を大量に行うことができ、設計変更に伴い製造コストが嵩むといった不具合をなくすことができる。
(3) トナーが無くなり次第、第1現像ユニット231,第2現像ユニット232,第3現像ユニット233,第4現像ユニット234と隣接する現像ユニット231〜234を使用して現像を行う。そのため、対向する位置にある、例えば第1現像ユニット231と第3現像ユニット233を使用して現像を行う場合と比較して現像ロータリー22の回転駆動に要する時間を短縮して、所定時間内の現像処理、即ち印字処理量を向上させることができる。
(4) 各現像ユニット231〜234による現像の途中で現像ロータリー22を回転させて仕切板23dよりケース23a内奥方にあるトナーを仕切板23dより供給ローラ23c側へ供給させた。そのため、トナーの消費量が所定量に達していないのもかかわらず、供給ローラ23c側にトナーが無くなり現像が行われなくなるといった不具合をなくすことができる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と同一の部材については同一の符号を付して説明する。第2実施形態において、前記ROM42には、CPU40により所定の判断基準に基づいたタイミングで現像ロータリー22の回転駆動を制御させるためのプログラムが記憶されている。前記タイミングはトナーの使用量がA4サイズの記録媒体32に印字するのに必要な量に換算して連続10頁分に達したか否かに設定されている。
そして、第2実施形態においては、上記構成の画像形成装置10によるモノクロ印字を第1〜第4現像ユニット231〜234のうち相対向する位置に装着された2体の第1及び第2現像ユニット231,232を使用して現像をして行う動作を図5に示すフローチャートを使用して説明する。即ち、現像ロータリー22の相対向する位置に装着された第1及び第2現像ユニット231,232をCPU40により識別し、両現像ユニット231,232がそれぞれ現像位置に位置するように現像ロータリー22の回転を制御させる。また、第1及び第2現像ユニット231,232の不揮発性メモリ23eにはそれぞれブラックのトナーが収容されている旨の識別情報が格納され、本体メモリ46には2体の現像ユニット231,232の有情報及び各現像ユニット231,232の識別情報が格納されている。
さて、ホストコンピュータ36からの印字指令信号(画像情報信号)がコントローラ部38でブラックの画像データに変換され、所定の処理が行われた後、エンジン制御部35に現像開始を要求する旨の情報が送信される。すると、帯電器19及び露光ユニット21により静電潜像が形成される。
続けて、現像ロータリー22が回転駆動され、第1現像ユニット231が現像位置へ移動される(S201)。次いで、印字の有無が判別される(S202)。印字が有ると判別されると(S202でYES)、第1現像ユニット231内のトナーの有無が判別される(S203、なお、図5では第1トナー有り?と示す)。一方、印字が無しと判別されると(S202でNO)、印字処理が終了される。
そして、前記S203において、第1現像ユニット231内にトナーが有ると判別されると(S203でYES)、第1現像ユニット231のトナーを使用して現像が行われる(S204)。続いて、第1現像ユニット231のトナーの使用量が前記判断基準に基づいて判断される(S205)。第1現像ユニット231のトナー使用量が連続10頁分に達していないと判断されると(S205でNO)、前記S202に戻り、印字残りの有無が判別される(S202)。印字残りが無しと判別されると(S202でNO)、現像処理、即ち印字処理が終了される。印字残りが有りと判別されると(S202でYES)、上記と同様の処理が再度行われる。
さて、前記S205において、第1現像ユニット231のトナー使用量が連続10頁分に達したと判断されると(S205でYES)、現像ロータリー22が180度回転駆動されて、第2現像ユニット232が現像位置へ移動される(S206)。次いで、印字の有無が判別される(S207)。印字が有ると判別されると(S207でYES)、第2現像ユニット232内のトナーの有無が判別される(S208、なお、図5では第2トナー有り?と示す)。一方、印字が無しと判別されると(S207でNO)、印字処理が終了される。
そして、前記S208において、第2現像ユニット232内にトナーが有ると判別されると(S208でYES)、第2現像ユニット232のトナーを使用して現像が行われる(S209)。続いて、第2現像ユニット232のトナーの使用量が前記判断基準に基づいて判断される(S210)。第2現像ユニット232のトナー使用量が連続10頁分に達していないと判断されると(S210でNO)、前記S207に戻り、印字残りの有無が判別される(S207)。印字残りが無しと判別されると(S207でNO)、印字処理が終了される。印字残りが有りと判別されると(S207でYES)、上記と同様の処理が再度行われる。
さて、前記S210において、第2現像ユニット232のトナー使用量が連続10頁分に達したと判断されると(S210でYES)、現像ロータリー22が180度回転駆動されて、第1現像ユニット231が現像位置へ移動される(S201)。そして、上記と同様にS201からの処理が再度行われ、印字残りが無くなるまで第1現像ユニット231と第2現像ユニット232との切換が行われながら現像が行われ、印字が無くなると現像処理、即ち印字処理が終了する。
なお、上記S203で第1現像ユニット231のトナーが無いと判断されると(S203でNO)、第2現像ユニット232内のトナーの有無が判別される(211)。そして、第2現像ユニット232内にトナーが有ると判別されると(S211でYES)、第2現像ユニット232を使用した現像を行うべく現像ロータリー22が180度回転駆動されて、第2現像ユニット232が現像位置へ移動される(S206)。そして、上記と同様にS206からの処理が行われる。
一方、上記S211で第2現像ユニット232のトナーが無いと判断されると(S211でNO)、画像形成装置10の表示部(図示せず)に第1又は第2現像ユニット231,232にトナーが無いことを示す旨のメッセージが表示され(S213)、その後、印字処理が終了される。
さらに、上記S208で第2現像ユニット232のトナーが無いと判断されると(S208でNO)、第1現像ユニット231内のトナーの有無が判別される(S212)。そして、第1現像ユニット231内にトナーが有ると判別されると(S212でYES)、第1現像ユニット231を使用した現像を行うべく現像ロータリー22が180度回転駆動されて、第1現像ユニット231が現像位置へ移動される(S201)。そして、上記と同様にS201からの処理が行われる。
一方、上記S212で第1現像ユニット231のトナーが無いと判断されると(S212でNO)、画像形成装置10の表示部(図示せず)に第1又は第2現像ユニット231,232にトナーが無いことを示す旨のメッセージが表示され(S213)、その後、印字処理が終了される。
従って、第2実施形態においては、CPU40により現像ロータリー22の相対向する位置に装着された第1現像ユニット231と第2現像ユニット232とを識別し、各現像ユニット231,232をそれぞれ現像位置に位置させるべく制御を行わせた。そのため、印字が終了するまで、トナーの使用量に応じて第1現像ユニット231と第2現像ユニット232とが切り換えて使用され、大量、かつ連続的なモノクロ現像、即ちモノクロ印字が可能となる。
また、第2実施形態においても、第1実施形態の(1)、(2)の効果に加え、所定現像量毎に使用する現像ロータリー22を180度回転させて、使用される現像ユニット231,232を変更するため、その回転により供給ローラ23c側に存在する使用済みの帯電トナーと、ケース23a内の未使用のトナーとが均一に混合されてリフレッシュされる。そして、現像ロータリー22が再度180度回転されると、リフレッシュされたトナーが供給ローラ23c側に供給されてそのリフレッシュされたトナーによる現像が行われる。その結果、帯電トナーが大量に点在するトナーにより静電潜像が現像されるのが防止され、得られる画像品質の低下を防止することができる。
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・第1実施形態において、不揮発性メモリ23eにトナー消費量を記憶させ、そのトナー消費量に基づいて現像ロータリー22を回転させたが、トナーカウンターを設け、そのトナーカウンターによりトナーが所定量消費されたら現像ロータリー22を回転させてもよい。
・第2実施形態では、トナーの使用量を印字頁数に換算して所定頁数に達したときを現像ユニット23の切り替えのタイミングに設定したが、切り替えのタイミングを、トータルの印字時間、現像回数、印字ドット数、垂直同期信号(VSYNC)の周期等に変更してもよい。
・第2実施形態では、現像ユニット231,232のトナーの使用量がA4サイズの記録媒体32に現像、即ち印字するのに必要な量に換算して連続10頁分に達したか否かを切り替えのタイミングとしたが、記録媒体32の用紙サイズをA3,A5,B4,B5,はがき等に変更してもよく、換算した量を連続20頁、30頁、40頁等と適宜変更してもよい。
・各実施形態において、現像ロータリー22を5体以上の現像ユニット23を装着可能に構成し、イエロー、シアン、マゼンダのトナーを収容した現像ユニット23を装着するとともに、ブラックのトナーを収容した現像ユニット23を2体以上装着してもよい。このように構成した場合、ブラックのトナーによる現像とフルカラー現像が可能になる。
・第1実施形態において、第1〜第4現像ユニット231〜234のうちのいずれか1体のみを使用した単色の現像、第1、第2現像ユニット231,232を使用した単色の現像、第1〜第3現像ユニット231〜233を使用した単色の現像、第2、第3現像ユニット232,233を使用した単色の現像、第1〜第4現像ユニット231〜234を使用した単色の現像、第2〜第4現像ユニット232〜234を使用した単色の現像及び第3、第4現像ユニット233,234を使用した単色の現像のうちのいずれかを行ってもよい。
・第2実施形態において、現像ロータリー22の相対向する位置にブラックの現像ユニット231,232を装着し、別の相対向する位置に別の色の同色の現像ユニット233,234を装着してもよい。このように構成した場合、画像形成装置10はブラックのトナーによる単色の現像と、その他の色のトナーによる単色の現像との2色の印字が可能となる。
・第2実施形態において、第1又は第2現像ユニット231,232のみを使用した現像を行ってもよい。
・各実施形態においては、現像ロータリー22を一方向へ回転駆動可能としたが、正逆両方向へ回転駆動可能に構成し、例えば、隣接する位置に少なくとも2体の同色の現像ユニット23を装着して両現像ユニット231,232の間で所定の判断基準に基づいて使用する現像ユニット231,232を切り替えてもよい。
・各実施形態では、ブラックのトナーを使用した現像によりモノクロ印字としたが、イエロー、シアン又はマゼンダのトナーを収容した現像ユニット23を現像ロータリー22に装着してイエロー、シアン又はマゼンダのモノカラー印字としてもよい。
・第1実施形態では、4体の現像ユニット231〜234を現像ロータリー22に装着したが、2体の現像ユニット231,232又は3体の現像ユニット231,232,233を装着し、それらを順番に使用して現像を行ってもよい。なお、このとき、現像ロータリー22には、トナーが未収容の現像ユニット23を装着してもよい。また、5体以上の現像ユニット23を装着可能な現像ロータリー22に、少なくとも2体の同色のトナーを収容した現像ユニット23を装着して単色の現像を行ってもよい。
・第1実施形態において、ケース23a内のトナーを攪拌する攪拌部材を設けてもよい。このように構成した場合、攪拌部材によりケース23a内のトナーがリフレッシュされるため、帯電トナーが大量に点在するトナーによって静電潜像が現像されるのが防止され、得られる画像の品質の低下を防止することができる。
・各実施形態では、同形状をなす第1〜第4現像ユニット231〜234を使用したが、形状が異なる第1〜第4現像ユニット231〜234を使用してもよい。
・各実施形態では、第1〜第4現像ユニット231〜234の記憶手段としての不揮発性メモリ23eに記憶された色情報と位置情報に基づいて、現像ロータリー22における同色の現像ユニット231〜234を識別したが、各現像ユニット231〜234の不揮発性メモリ23eを省略してもよい。そして、第1〜第4現像ユニット231〜234にそれぞれ突起、反射ミラーの反射角度等の各現像ユニット231〜234を色毎に識別可能とする色情報を形成し、その色情報をCPU40により識別するとともに、色情報を現像ロータリー22における位置情報に関連付けて本体メモリ46に記憶させる。そして、CPU40が本体メモリ46に記憶された情報に基づいて同色の現像ユニット23を識別して現像ロータリー22の回転を制御して単色の現像を行ってもよい。
・各実施形態では、第1〜第4現像ユニット231〜234の不揮発性メモリ23eに色情報を含む識別情報を記憶させたが、識別情報を本体メモリ46に記憶させてもよい。そして、本体メモリ46に記憶された識別情報と位置情報を関連付けて同色の現像ユニット23を識別して単色の現像を行ってもよい。
・各実施形態では、不揮発性メモリ23eに記憶された色情報に基づいて各現像ユニット231〜234を識別したが、色情報の他にトナーの残量情報、トナーの品質情報、トナーの製造年月日等の各種情報に基づいて各現像ユニット231〜234を識別してもよい。
・感光体17を現像ロータリー22の下方位置に配置し、その現像ロータリー22の真下に位置する現像ユニット23により現像を行うように構成してもよい。このように構成した場合、現像ロータリー22を正逆両方向へ回転駆動可能に構成し、例えば、隣接する位置に現像ユニット23を装着して両現像ユニット23の間で使用する現像ユニット23を切り替えたとき、トナーの攪拌混合が効果的に行われ、トナーのリフレッシュが行われる。
・第1実施形態において、使用している現像ユニット23のトナーが無くなった場合、現像ロータリー22を180度回転させて、相対向する位置の現像ユニット23を使用して現像してもよい。このように構成した場合、現像ユニット23を切り替えたとき、トナーの攪拌混合が効果的に行われ、トナーのリフレッシュが行われる。
・各実施形態では感光体17に現像ローラ23bが摺接して現像を行わせたが、ジャンピング形式により現像を行わせてもよい。
・各実施形態では記憶手段としてROMに具体化したが、記憶手段をバーコード、磁気テープ等に具体化してもよい。
・実施形態では画像形成装置10としてカラープリンタに具体化したが、モノカラープリンタ、ファクシミリに具体化してもよい。
次に上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
・前記現像ユニット保持体における相対向する位置に現像ユニットを装着して、制御手段により現像ユニットが反転すべく現像ユニット保持体を回転駆動可能に構成したことを特徴とする請求項3〜請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置。このように構成した場合、現像ユニットを切り替えたとき、トナーの攪拌混合が効果的に行われ、トナーのリフレッシュが行われる。
この発明は、以上のように構成されているため、使用済みの帯電トナーと、未使用のトナーとを攪拌混合してトナー全体をリフレッシュすることができ、帯電トナーが大量に偏って点在するトナーにより静電潜像が現像されることによる画像品質の低下を抑制することができる。
実施形態の画像形成装置を示す概略図。 実施形態の現像ロータリー及び現像ユニットを示す断面図。 実施形態の制御ユニットを示すブロック図。 第1実施形態の現像動作を示すフローチャート。 第2実施形態の現像動作を示すフローチャート。
符号の説明
10 画像形成装置
17 静電潜像担持体としての感光体
22 現像ユニット保持体としての現像ロータリー
23(231,232,233,234) 現像ユニット
23e 記憶手段としての不揮発性メモリ
40 識別手段及び制御手段としてのCPU

Claims (4)

  1. 周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
    トナーを収容可能なケースを備え、当該ケース内に収容したトナーにより前記静電潜像を現像する現像ユニットと、
    前記現像ユニットを複数保持可能な回転体からなる現像ユニット保持体と、
    前記現像ユニット保持体の動作を制御して、現像に使用される現像ユニットを複数の現像ユニットのなかから選択的に切り替える前記現像ユニット保持体の制御手段と
    を備える画像形成装置において、
    前記現像ユニットは該現像ユニットを現像位置に位置させた場合に前記ケース内においてケース内面下部位から上方に向けて立ち上がりケース内面上部位と離間するように形成された仕切板により前記ケース内が現像に使用されるトナーを供給する側とケース内奥側とに区切られており、
    前記静電潜像は、前記ケース内の前記トナーを供給する側で帯電された帯電トナーによって現像され、
    前記制御手段は、前記複数の現像ユニットのうちのいずれか1体の現像ユニットを使用しての現像中に、前記現像ユニット保持体を所定のタイミングで回転駆動させることにより、前記現像に使用中の1体の現像ユニットの前記ケース内において前記トナーを供給する側の帯電トナーと前記ケース内奥側の未使用トナーとを混合攪拌すると共に、当該1つの現像ユニットを現像位置に再度位置させて現像に使用し続けるように前記現像ユニット保持体の動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、前記所定のタイミングで前記現像ユニット保持体を360°回転駆動させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記現像ユニットはトナーの消費量を記憶する記憶手段を備え、前記所定のタイミングを前記トナーの消費量が所定値に達したときに設定したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 現像ユニット保持体に保持された複数の現像ユニットに各々備えられたケース内に収容されたトナーの色情報を識別手段により識別し、前記現像ユニット保持体の制御手段により現像に使用される現像ユニットを複数の現像ユニットのなかから選択的に切り替えて現像を行う画像形成装置による画像形成方法おいて、
    前記制御手段により前記複数の現像ユニットのうちのいずれか1体を現像位置に移動させる工程と、
    現像位置に位置した場合に前記ケース内においてケース内面下部位から上方に向けて立ち上がりケース内面上部位と離間するように形成された仕切板により前記ケース内が現像に使用されるトナーを供給する側とケース内奥側とに区切られた前記現像ユニットの、前記ケース内の前記トナーを供給する側で帯電された帯電トナーによる現像中に、前記制御手段により前記現像ユニット保持体を所定のタイミングで回転駆動させて当該現像ユニットの前記ケース内において前記トナーを供給する側の帯電トナーと前記ケース内奥側の未使用トナーとを混合攪拌する工程と、
    現像位置に再度位置した前記現像ユニット内のトナーを使用し続けて現像を行う工程とよりなることを特徴とする画像形成方法。
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