JP7476687B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.
従来の画像形成装置は、画像形成ユニット内に現像剤収容体から現像剤を供給し、空回しを行い撹拌部材を回転させることで画像形成ユニット内の現像剤を均一に撹拌するようにしている(例えば、特許文献1参照)。 Conventional image forming devices supply developer from a developer container into the image forming unit, and run the device idly to rotate the stirring member to uniformly stir the developer in the image forming unit (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の技術においては、撹拌部材を回転させる撹拌動作に過不足が発生する場合があるという問題があった。 However, the conventional technology had the problem that the stirring action of rotating the stirring member could be excessive or insufficient.
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、撹拌動作の過不足を抑制することを目的とする。 The present invention aims to solve these problems and suppress over- and under-stirring.
そのため、本発明は、現像剤を収容する現像剤収容体と、前記現像剤収容体から前記現像剤が補給され、現像剤像を形成する画像形成部と、を有し、前記画像形成部は、前記現像剤を格納する現像剤格納部と、前記現像剤格納部に設けられ、前記現像剤格納部の現像剤を撹拌する撹拌部材と、を含み、前記画像形成部に前記現像剤収容体から前記現像剤が補給されたとき、当該補給前の前記現像剤格納部に格納された現像剤の残量が規定量以下になってから前記現像剤が補給されたときまでの間に形成された前記現像剤像の印字率が第1の印字率である場合、前記第1の印字率よりも低い第2の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くすることを特徴とする。 Therefore, the present invention has a developer container that contains developer, and an image forming unit that receives the developer from the developer container and forms a developer image, and the image forming unit includes a developer storage section that stores the developer, and a stirring member that is provided in the developer storage section and stirs the developer in the developer storage section, and is characterized in that when the developer is replenished from the developer container to the image forming unit, if the print rate of the developer image formed between the time when the remaining amount of developer stored in the developer storage section before the replenishment becomes equal to or less than a specified amount and the time when the developer is replenished is a first print rate, the stirring time of the stirring member is shorter than when the print rate is a second print rate lower than the first print rate.
このようにした本発明は、撹拌動作の過不足を抑制することができるという効果が得られる。 In this way, the present invention has the effect of preventing over- or under-stirring.
以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。 Below, an embodiment of an image forming device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は第1の実施例における画像形成装置の概略側断面図である。 Figure 1 is a schematic cross-sectional side view of an image forming apparatus in the first embodiment.
図1において、画像形成装置1は、電子写真方式により現像剤を用いて画像を形成する印刷装置であり、本実施例ではカラー印刷が可能なプリンタである。また、本実施例で用いている現像剤は、非磁性1成分負帯電性のトナーである。
In FIG. 1, the
画像形成装置1は、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kと、転写ローラ8Y、8M、8C、8Kと、トナーカートリッジ14Y、14M、14C、14Kと、加熱ローラ17と、加圧ローラ18と、転写ベルトユニット19と、給紙カセット20と、給紙ローラ21と、搬送ローラ22と、排出ローラ28と、スタッカ部29と、濃度センサ65とを有している。
The
画像形成部としての画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の色のトナーを有しており、トナーカートリッジ14Y、14M、14C、14Kから各色に対応したトナーが補給され、トナー像を形成するものである。
The
また、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kは画像形成装置1から各々着脱自在となっている。画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kは、この順に1列に配列されており、画像形成ユニット2Kが最下流側に位置している。
In addition,
また、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kは、その中に含むトナー以外は同一の構成であるため、以下、画像形成ユニット2と略記することがある。なお、画像形成ユニット2の構成については後述する。
In addition,
転写ローラ8Y、8M、8C、8Kは、後述するベルト27を挟んで感光体ドラム3Y、3M、3C、3Kと対向するようにそれぞれ配設され、感光体ドラム3の表面に形成された現像剤像(トナー像)を媒体Pに転写するものである。転写ローラ8Y、8M、8C、8Kは、後述する転写ベルトユニット19の一部を構成する。また、転写ローラ8Y、8M、8C、8Kは、同一の構成であるため、以下、転写ローラ8と略記することがある。
現像材収容体としてのトナーカートリッジ14Y、14M、14C、14Kは、画像形成装置1に対して着脱自在であり、トナーを収容するものである。また、トナーカートリッジ14Y、14M、14C、14Kは、その中に含むトナー以外は同一の構成であるため、以下、トナーカートリッジ(TC)14と略記することがある。
また、トナーカートリッジ14(図2中点線で囲んだ部分)は、未使用トナーを収容する未使用トナー室54と、廃トナーを収容する廃トナー室55との2室を備えている。なお、未使用トナー室54と廃トナー室55は壁で仕切られ、未使用トナー室54内の未使用トナーと廃トナー室55内の廃トナーが混合することはない。
The toner cartridge 14 (the area surrounded by the dotted line in Figure 2) has two chambers: an
また、トナーカートリッジ14内には、廃トナー搬送部材B31が設けられている。クリーニングブレード9により感光体ドラム3から除去された廃現像剤は、廃トナー搬送部材A30、図示せぬ搬送部材、廃トナー搬送部材B31により搬送され、最終的に廃トナー室55に収容される。それぞれの搬送部材には、例えばスパイラル形状のものが使用される。
A waste toner transport member B31 is also provided inside the
加熱ローラ17および加圧ローラ18は、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kから媒体Pに転写された現像剤像を媒体Pに加熱・加圧によって定着するものである。
The
転写ベルトユニット19は、画像形成装置1から着脱自在であり、各画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kの下側に配設され、媒体Pを保持して搬送するものである。
The
また、転写ベルトユニット19は、転写駆動ローラ23と、転写従動ローラ24と、ベルト27と、転写クリーニングブレード25と、ベルト廃トナー収容部26とを有している。
The
転写駆動ローラ23は、後述するベルト駆動モータ33から得られるモータ駆動力により回転し、図中矢印Aで示す方向にベルト27を回転搬送するものである。
The
ベルト27は、媒体Pを静電吸着し、転写駆動ローラ23および転写従動ローラ24に回転可能に張架されることで、媒体Pを図中矢印Aで示す方向に搬送させるものである。
The
給紙カセット20は、記録媒体(例えば印刷用紙)Pを搭載して保持するものである。
The
給紙ローラ21は、給紙カセット20に保持された媒体Pを一枚ずつ搬送路に送り出すものである。
The
搬送ローラ22は、給紙ローラ21により送り出された媒体Pを画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kに向けて搬送するものである。
The
転写クリーニングブレード25は、転写ベルトユニット19の下部にベルト27の外周面に接するように配設され、ベルト27の外周面に残る現像剤を除去するものである。
The
ベルト廃トナー収容部26は、転写クリーニングブレード25により掻き取られたトナーを収容するものである。
The belt waste
排出ローラ28は、定着された媒体Pを装置外部に排出するものである。
The
スタッカ部29は、装置外部に排出された媒体Pを積載するものである。
The
センサ部65は、転写ベルトユニット19のベルト27に対向するように配設され、濃度補正実施時に濃度を検出するものである。
The
図2は第1の実施例における画像形成ユニットの概略側断面図である。 Figure 2 is a schematic cross-sectional side view of the image forming unit in the first embodiment.
図2において、画像形成ユニット2は、感光体ドラム3と、帯電ローラ4と、帯電クリーニングローラ5と、LEDヘッド6と、現像ローラ7と、クリーニングブレード9と、供給ローラ10と、撹拌バー11と、現像ブレード12と、除電光13と、現像トナー槽15と、トナーロー検知バー16とを有している。
In FIG. 2, the
潜像担持体としての感光体ドラム3は、円筒状であり、その表面に静電潜像が形成されるものである。感光体ドラム3は、後述するドラム駆動モータ34から得られるモータ駆動力により一方向(ここでは反時計回り)に回転する。なお、本実施例では、感光体ドラム3は導電性支持体の表面に感光層を設けて構成される。
The
また、感光体ドラム3の周囲には、帯電ローラ4と、LEDヘッド6と、現像ローラ7とが配置されている。
A charging roller 4, an
帯電部材としての帯電ローラ4は、後述する帯電ローラ用電源35から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム3の回転に伴って従動回転し、感光体ドラム3の表面を均一に帯電するものである。本実施例では、帯電ローラ4は、金属製のシャフトに半導電性弾性層を形成したものである。
The charging roller 4, which serves as a charging member, is given a predetermined bias voltage from the charging
帯電クリーニングローラ5は、帯電ローラ4に接触して配置され、帯電ローラ4の回転に伴って従動回転あるいは周速差をつけて回転し、帯電ローラ4に付着するトナー及びトナーの外添剤を掻き取るものである。
The charging
露光部材としてのLEDヘッド6は、主走査方向(感光体ドラム3の回転軸方向)に配列された複数の発光素子であるLED(Light Emitthing Diode)とロッドレンズアレイとを有し、印刷データに応じて発光する発光素子の光をロッドレンズアレイによって感光体ドラム3上に結像することにより、感光体ドラム3の帯電された表面を露光し、静電潜像を形成するものである。
The
現像剤担持体としての現像ローラ7は、後述する現像ローラ用電源36から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム3との接触部で感光体ドラム3と同一方向に回転し、感光体ドラム3の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像するものである。本実施例では、現像ローラ7は金属製のシャフトに半導電性弾性層を形成したものである。
The developing
また、現像ローラ7の回転方向における感光体ドラム3との接触部より下流側に、供給ローラ10と現像ブレード12がこの順番に配置されている。
In addition, a
転写ローラ8は、後述する転写ローラ用電源38から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム3の表面に形成された現像剤像としてのトナー像を媒体Pに転写するものである。
The
また、転写ローラ8は、画像形成ユニット2と転写ベルトユニット19とが画像形成装置1に組み込まれるとき、感光体ドラム3がベルト27と接触することで、ベルト27を挟んで感光体ドラム3の反対側に配設された状態になる。
When the
クリーニングブレード9は、感光体ドラム3の回転方向における転写ローラ8よりも下流側に配設され、感光体ドラム3に接触しており、転写後に感光体ドラム3の表面に残存する現像剤を除去するものである。本実施例では、クリーニングブレード9は、ポリウレタンゴムからなるブレードである。なお、クリーニングブレード9の下に、廃トナー搬送部材A30が設けられている。
The
現像剤供給部材としての供給ローラ10は、後述する供給ローラ用電源37から所定のバイアス電圧を付与され、現像ローラ7との接触部で現像ローラ7とは逆方向に回転し、現像ローラ7の表面にトナーを供給するものである。本実施例では、供給ローラ10は金属製のシャフトに発泡性シリコンゴム層を形成したものである。
The
撹拌部材としての撹拌バー11は、現像トナー槽15に設けられ、現像トナー槽15のトナーを撹拌するものである。
The stirring
また、撹拌バー11は、供給ローラ10の上部に設けられたクランク形状のものであり、回転駆動することにより供給ローラ10の周辺のトナーを撹拌したり、現像ローラ7方向へのトナー搬送を助けたりするものである。
The stirring
現像剤規制部材としての現像ブレード12は、現像ローラ7の表面を押圧するように配置され、この押圧力により現像ローラ7上の現像剤層(トナー層)の厚さを規制し、現像ローラ7上にトナー薄層を形成するものである。
The developing
また、現像ブレード12は、後述する供給ローラ用電源37から所定のバイアス電圧を付与される。本実施例では、現像ブレード12は主走査方向に長い長尺上の板状部材を屈曲させて形成しており、材料としてはステンレスを使用している。また、その屈曲部が現像ローラ7表面を押圧するようにしている。
The developing
除電光13は、感光体ドラム3の回転方向におけるクリーニングブレード9よりも下流側に感光体ドラム3と非接触で配設され、感光体ドラム3の残電荷を除去するものである。
The
また、除電光13は、例えばLEDにより構成される。
The
現像剤格納部としての現像トナー槽15は、トナーを格納(貯蔵)するものである。
The
現像剤量検知手段としてのトナーロー検知バー16は、現像剤収容部内の撹拌バー11よりも上部の位置に設けられ、現像トナー槽(現像剤収容部)15内のトナー残量(トナーレベル)とトナーロー検知バー16の設置高さの高低の位置関係により異なる動作をすることで、トナー残量を検知するものである。なお、具体的なトナー残量の検知方法については後述する。
The toner-
図3は第1の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 Figure 3 is a block diagram showing the control configuration of the image forming device in the first embodiment.
図3において、画像形成装置1は、印刷制御部39と、高圧制御部40と、露光制御部41と、除電光用電源42と、定着制御部43と、駆動制御部44と、判定部45と、ユーザーインターフェース部46と、表示部47と、印刷データ受信部48と、印刷データ変換部49と、ドラム回転数計測部50と、ヘッド発光数計測部51と、計算部52と、記憶部53と、濃度センサ65とを有している。
In FIG. 3, the
印刷制御部39は、CPU(Central Processing Unit)等の制御手段を備え、メモリ等の記憶部に記憶された制御プログラム(ソフトウェア)に基づいて画像形成装置1全体の動作を制御するものである。
The
また、印刷制御部39は、トナーロー以降において形成されたトナー像の印刷duty(デューティー)に応じてdutyフラグを立て、そのフラグを記憶部53に記憶させるものである。
In addition, the
また、印刷制御部39は、dutyフラグに応じて、撹拌バー11による撹拌動作の時間(撹拌時間)を変化させる。
The
印字率としての印刷dutyは、A4用紙1枚印刷あたりの印字率を示す。 The print duty as a printing rate indicates the printing rate per printing one sheet of A4 paper.
例えば、1枚印刷時のドットカウントが(792/5)ドットカウントであった場合の印刷dutyは、(792/5)/(792/5)/1=1%duty、3枚印刷時のドットカウントが9504ドットカウントであった場合の印刷dutyは、9504/(792/5)/3=20%dutyのように計算される。 For example, if the dot count when printing one sheet is (792/5) dot count, the print duty is calculated as (792/5)/(792/5)/1 = 1% duty, and if the dot count when printing three sheets is 9504 dot count, the print duty is calculated as 9504/(792/5)/3 = 20% duty.
すなわち、印刷dutyは、トナー像が形成され得る全画素数に対するトナー像が形成された画像数の割合を示す。 In other words, the print duty indicates the ratio of the number of images on which a toner image is formed to the total number of pixels on which a toner image can be formed.
高圧制御部40は、帯電ローラ4に所定の電圧を印加する帯電ローラ用電源35、現像ローラ7に所定の電圧を印加する現像ローラ用電源36、供給ローラ10と現像ブレード12とに所定の電圧を印加する供給ローラ用電源37、および転写ローラ8に所定の電圧を印加する転写ローラ用電源38を統括して制御するものである。
The high
露光制御部41は、LEDヘッド6の発光を制御するものである。
The
除電光用電源42は、除電光13を発光するのに所定の電圧を印加するものである。 The static elimination light power supply 42 applies a predetermined voltage to emit the static elimination light 13.
定着制御部43は、加熱ローラ17と加圧ローラ18の動作を制御するものである。
The fixing
駆動制御部44は、給紙ローラ21と搬送ローラ22を駆動する搬送駆動モータ32、転写駆動ローラ23を駆動するベルト駆動モータ33、および感光体ドラム3を駆動するドラム駆動モータ34を制御するものである。
The
判定部45は、トナーロー検知バー16の検出信号に基づいて、現像トナー槽15に格納されたトナーの残量が規定量以下になっているか否かを判定、すなわちトナーロー(T/L)か否かを判定するものである。なお、具体的なトナーローの判定方法については後述する。
The
ユーザーインターフェース部46は、表示部を制御するものである。
The
表示部47は、トナーロー検知バー16の検出信号に基づいてユーザーにトナーカートリッジ14の交換タイミングを表示するものである。
The display unit 47 informs the user of the timing for replacing the
印刷データ受信部48は、外部装置、例えばパーソナルコンピュータなどから印刷データを受信するものである。
The print
印刷データ変換部49は、印刷データ受信部48が受信した印刷データを、LEDヘッド6に対するヘッド発光命令データに変換するものである。
The print
潜像担持体回転数計測手段としてのドラム回転数計測部50は、感光体ドラム3の回転数を計測するものである。
The drum rotation speed measuring unit 50, which serves as a latent image carrier rotation speed measuring means, measures the rotation speed of the
発光数計測手段としてのヘッド発光数計測部51は、LEDヘッド6のヘッド発光命令データに対応する発光素子の発光数を計測するものである。
The head light emission count measurement unit 51, which serves as a light emission count measurement means, measures the number of lights emitted by the light-emitting elements of the
計算手段としての計算部52は、ドラム回転数計測部50およびヘッド発光数計測部51の各測定結果に基づいて、所定の間の印刷dutyを計算するものである。
The
記憶部53は、ドラム回転数計測部50とヘッド発光計測部51の計測結果と計算部52の計算結果とを記憶するものである。
The
濃度センサ65は、濃度補正時にベルト27上に出力された濃度パッチの濃度を読んで検出するものである。
The
次に、トナーロー検知バー16によるトナー残量の検知方法について説明する。
Next, we will explain how to detect the remaining toner amount using the toner-
図4は第1の実施例におけるトナーロー検知バーの構成を説明する図である。 Figure 4 is a diagram explaining the configuration of the toner-low detection bar in the first embodiment.
図4において、トナーロー検知バー16は、クランクバー56と、駆動ギア57と、スリットディスク58とから構成されている。
In FIG. 4, the toner-
クランクバー56の一方の端部には駆動ギア57が接続されている。
A
駆動ギア57の内部には突起部59があり、駆動ギア57の回転に従って突起部59がクランクバー56端部と接触して押すことにより、クランクバー56は回転する。
There is a
また、スリットディスク58には、図示するようにスリット60が設けられている。スリット60は、クランクバー56の凸部と逆側、すなわちクランクバー56の凸部が下側を向いているときスリット60が上側を向くように設けられている。
The
図示せぬモータからの伝達系による駆動で駆動ギア57、突起部59が一緒に一定速度で回転する。また、突起部59がクランクバー56を押すことによってクランクバーの回転力が得られ、クランクバー56とスリットディスク58が一緒に回転することができる。
Driven by a transmission system from a motor (not shown), the
図5は第1の実施例におけるトナーロー検知バーの動作を説明する図である。 Figure 5 is a diagram explaining the operation of the toner-low detection bar in the first embodiment.
図5中(a)~(g)は、駆動ギア57の断面を後述する各状態に対して示したものである。また、曲線の矢印は、駆動ギア57の回転方向を、ブロック矢印は動作の順番を示す。
In Figure 5, (a) to (g) show cross sections of the
図5において、状態(a)では、クランクバー56が下死点にあり、突起部59がクランクバー56に接触して押し出す。その後、状態(b)を経由して、状態(c)にてクランクバー56は上死点に到達する。
In FIG. 5, in state (a), the
状態(c)に示すようなクランクバー56が回転の上死点に到達した状態以降では、クランクバー56は突起部59から離れて自重落下可能な構造となっているため、状態(c)以降の動作は、クランクバー56がトナーに埋もれているか否かで動作が分かれる。
After the
クランクバー56がトナーに埋もれている場合は、状態(d)、状態(e)、状態(a)のように、クランクバー56の回転は突起部59の回転に追従する。
When the
クランクバー56がトナーに埋もれていない場合は、状態(f)のように、クランクバー56はバー自身の自重により下死点まで落下する。その後状態(g)、状態(a)に示すように、突起部59が下位置に至るまでクランクバー56は下死点で静止したままとなる。
If the
ここには図示しないが、トナーの上面レベル(液位)がクランクバー56の回転領域内すなわち、上死点と下死点の間にあった場合、状態(c)以降において、クランクバー56は上死点からトナーの上面レベルまで自重落下し、突起部59がクランクバー56に追いつくまでクランクバーはトナーの上面レベルで静止したままとなる。突起部59がクランクバー56に追いついたら、再び突起部59がクランクバー56に接触して押し出し、状態(a)に戻る。
Although not shown here, if the top surface level (liquid level) of the toner is within the rotational range of
次に、上述したような動作を行うトナーロー検知バー16からの信号を受け、トナーの残量が規定量以下の残量レベルであるか否かの検知を行う判定部45について説明する。
Next, we will explain the
図6は第1の実施例における判定部45の構成を説明する図である。
Figure 6 is a diagram explaining the configuration of the
図6において、判定部45は、フォトセンサー発光部61と、フォトセンサー受光部62と、準透明な樹脂で成型された発光部側導光路63と、受光部側導光路64とから構成されている。
In FIG. 6, the
発光部側導光路63は、一方の端部がスリットディスク58のディスク面の表面に対向して設けられ、もう一方の端部がフォトセンサー発光部61に対向して設けられている。
The light-emitting section side
受光部側導光路64は、一方の端部がスリットディスク58のディスク面の裏面に対向して設けられ、もう一方の端部がフォトセンサー受光部62に対向して設けられている。
One end of the light receiving section side
なお、導光路63、64の設置高さは、クランクバー56の回転が下死点にある場合、すなわちスリット60が上側にある場合にフォトセンサー受光部62がフォトセンサー発光部61からの光を受けることができるように設定される。
The height at which the light guides 63 and 64 are installed is set so that the photosensor
このとき、クランクバー56の回転が下死点にない場合は、スリットディスク58のスリット60の位置が導光路63、64の位置から外れることによりフォトセンサー発光部61からの光が遮断されるため、フォトセンサー受光部62はフォトセンサー発光部61からの光を受光することができない。
At this time, if the rotation of the
上述した構成の作用について説明する。 The function of the above-mentioned configuration will be explained.
画像形成装置が行う印刷処理を図1~図3に基づいて説明する。 The printing process performed by the image forming device is explained with reference to Figures 1 to 3.
画像形成装置1の印刷制御部39は、図示せぬパーソナルコンピュータ等の上位装置から印刷データ受信部48で印刷データを受信すると、印刷処理を開始する。
When the print
印刷制御部39は、駆動制御部44よりドラム駆動モータ34を駆動させ感光体ドラム3に回転駆動力を与え、感光体ドラム3を図2中矢印の向きに一定の周速度で回転させる。
The
感光体ドラム3の回転による駆動力は図示せぬギア列によって伝達され、現像ローラ7、供給ローラ10、撹拌バー11およびトナーロー検知バー16がそれぞれ図2中矢印Aの向きに回転し、後述の動作でクリーニングブレード9によりかき取られた廃現像剤は廃トナー搬送部材A30により搬送される。廃トナー搬送部材A30により搬送された廃現像剤は、その後図示せぬ搬送部材により運ばれ、廃トナー搬送部材B31に渡されたのち、最終的には廃トナー室55に収容される。
The driving force from the rotation of the
帯電ローラ4はこれらの駆動ギアと連結されておらず、感光体ドラム3と連れ周りで図2中矢印の向きに回転する。このとき、感光体ドラム3の表面に接触もしくは圧接して設けられた帯電ローラ4に対し、帯電ローラ用電源35から直流電圧が印加され、感光体ドラム3の表面は一様または均一に帯電される。
The charging roller 4 is not connected to these drive gears, and rotates together with the
本実施例では、感光体ドラム3のアルミ素管を接地しており、帯電ローラ4に直流電圧を-1000V印加することで、感光体ドラム3の表面は-500V程度に帯電される。
In this embodiment, the aluminum tube of the
次に、帯電された感光体ドラム3の表面に対し、ヘッド発光命令データに対応した光がLEDヘッド6から照射され、感光体ドラム3上に静電潜像が形成される。本実施例では、露光された部分の感光体ドラム3上の電位は-50V程度になる。
Next, the
さらに、感光体ドラム3上の静電潜像がトナーにより現像され、感光体ドラム3上にトナー像が形成される。本実施例では、現像ローラ7には、現像ローラ用電源36より直流電圧-200Vが印加されている。また、薄層化された現像ローラ7上でのトナー層の電位は-50V程度となる。
The electrostatic latent image on the
トナー薄層の電位と現像ローラ7に印加される電圧との合計が、感光体ドラム3上の露光部分の電位を越えるため、感光体ドラム3上の露光部分はトナーで現像される。
The sum of the potential of the thin toner layer and the voltage applied to the developing
トナー薄層の電位と現像ローラ7に印加される電圧との合計は感光体ドラム3の未露光部分の電位を越えないため、感光体ドラム3上の未露光部分はトナーで現像されない。
The sum of the potential of the thin toner layer and the voltage applied to the developing
一方、駆動制御部44を介して搬送駆動モータ32に接続されている給紙ローラ21を回転させ、給紙カセット20から媒体Pを1枚ずつ分離して搬送路に送り出す。
Meanwhile, the
搬送駆動モータ32に接続されている搬送ローラ22の回転により、媒体Pは転写ベルトユニット19の上部に搬送される。さらに、駆動制御部44よりベルト駆動モータ33を駆動させ転写駆動ローラ23に回転駆動力を与え、ベルト27が図1中矢印Aの向きに回転する。媒体Pはベルト27に吸着保持され、ベルト27の回転移動により搬送され、画像形成ユニット2Yの下に向かう。
By the rotation of the
感光体ドラム3に対向して設けられた転写ローラ8には、転写ローラ用電源38より直流電圧+2000Vが印加されている。
A DC voltage of +2000V is applied to the
転写ローラ8(+2000V)と感光体ドラム3の素管(接地されている)との間に生じる電界により、感光体ドラム3上に形成されたトナー像が媒体P上に転写される。
The toner image formed on the
ベルト27の回転により、媒体Pはまず画像形成ユニット2Yの下を通過する際にYのトナー像が転写される。その後、画像形成ユニット2M、2C、2Kの下を通過するたびに、M、C、Kのトナー像が媒体P上に順に転写される。ブラックの画像形成ユニット2Kを通過した後の媒体P上には、最大でY、M、C、K、4色のトナー像が重ね合わせられる。
As
その後、媒体Pはさらに定着器を構成する加熱ローラ17と加圧ローラ18の間を通過し、熱及び圧力により、媒体P上のトナーが溶融して媒体Pの繊維間に浸透し、トナー像の媒体Pへの定着が行われる。トナー像が定着された媒体Pは、排出ローラ28により排出され、スタッカ部29に積載される。
The medium P then passes between the
また、転写後の感光体ドラム3上には若干量のトナーが残留する場合があるが、この残留トナー(廃現像剤)は、クリーニングブレード9により除去される。ここで、廃現像剤や外添剤の一部がクリーニングブレード9をすり抜けてしまい、帯電ローラ4に巻きついてしまう場合があるが、これらは帯電クリーニングローラ5により除去される。
In addition, a small amount of toner may remain on the
さらに、除電光13が発光し感光体ドラム3に照射されることにより、感光体ドラム3上の未露光電荷が除去される。電荷が除去された感光体ドラム3の表面は、再び帯電ローラ4により帯電される。このようにして感光体ドラム3は繰り返し画像形成に利用される。
Furthermore, the charge on the
さらに、転写後のベルト27上には若干量のトナーが残留する場合があるが、この残留トナーは、転写クリーニングブレード25により除去される。転写クリーニングブレード25により除去されたトナーは、図示せぬベルト廃トナー搬送部材、例えばスパイラルやパドルにより搬送され、ベルト廃トナー収容部26に回収される。このようにしてベルト27は繰り返し画像形成に利用される。
Furthermore, a small amount of toner may remain on the
ここで、画像形成ユニット内で行われる動作を説明する。 Here we explain the operations that take place within the image forming unit.
現像ローラ7、供給ローラ10は、前述のように感光体ドラム3の回転駆動力を得て図2中矢印Aの向きに回転している。
As described above, the developing
現像トナー槽15に貯蔵されているトナーは、供給ローラ10の回転によって、現像ローラ7へ送られる。供給ローラ10と現像ローラ7は、その接触部において逆向きに回転しているため、トナーを摩擦で負に帯電させる。
The toner stored in the developing
現像ローラ7へ送られたトナーは、現像ローラ7の回転により現像ブレード12との接触部を通過する際、現像ローラ7と現像ブレード12とにより摩擦帯電されながら薄層化される。本実施例では、供給ローラ用電源37より直流電圧-300Vが供給ローラ10と現像ブレード12に印加されている。
When the toner sent to the developing
その後、薄層化された現像ローラ7上のトナーは、感光体ドラム3上に形成された静電潜像に対応して現像され、静電潜像は現像剤像(トナー像)となる。
The thin layer of toner on the developing
次に、本実施例における印刷処理時のトナー残量判定について図7を参照しながら説明する。なお、図7は第1の実施例におけるフォトセンサー受光部が検知した信号の波形の
説明図である。
Next, the determination of the remaining toner amount during printing in this embodiment will be described with reference to Fig. 7. Fig. 7 is an explanatory diagram of the waveform of a signal detected by the light receiving portion of the photosensor in the first embodiment.
本実施例で用いるフォトセンサーは、発光部からの光を受光部が受けた場合、「透過」状態となり、この間、「OFF信号」として0Vを出力する。一方、発光部からの光を受光部が受けていない場合、「非透過」状態となり、「ON信号」として5Vを出力する。 The photosensor used in this embodiment goes into a "transparent" state when the light-receiving section receives light from the light-emitting section, and during this time outputs 0V as an "OFF signal." On the other hand, when the light-receiving section does not receive light from the light-emitting section, it goes into a "non-transparent" state and outputs 5V as an "ON signal."
そこで、判定部45は、OFF信号の長さでトナー残量を検知し、OFF信号の長さが閾値以上となった場合に、トナー残量が規定量以下である「トナーロー」状態と判定する。
Therefore, the
具体的に、印刷処理時において、図示せぬギア列によって感光ドラム3の駆動が伝達されてクランクバー56の駆動ギア57が回転すると、突起部59がクランクバー56端部と接触して押すことによりクランクバー56は回転するが、現像トナー槽15内のトナー残量が規定量よりも多い場合、例えばクランクバー56がトナー内に埋没しているような場合は、回転時にトナーからの抵抗を受けるので、回転の上死点に至っても、クランクバー56は先述のような自重回転ができず、駆動ギア57の突起部59から押されることにより、駆動ギア57の回転速度と同速度で回転する。
Specifically, during printing, when the drive of the
従って、フォトセンサー受光部62がフォトセンサー発光部61からの光を受けて、OFF信号を出力する時間は、スリットディスク58のスリット60が、駆動ギア57の回転速度と同速度で導光路63、64の間を通過する時間のみとなる。この状態が図7に実線で示すトナーフルの状態である。
Therefore, the time during which the photosensor
一方、現像トナー槽15内のトナー残量が減少すると、クランクバー56の近傍にトナーは存在しなくなる。この場合は、クランクバー56が回転時にトナーからの抵抗を受けなくなるので、先述の様に回転の上死点に至ると、クランクバー56は自重回転し、駆動ギア57による回転時よりも早く下死点に至り、駆動ギア57の回転によって突起部59が再びクランクバー56に接触するまでは、クランクバー56は下死点にとどまるため、この間は、フォトセンサー受光部62はフォトセンサー発光部61からの光を受けるOFF信号を出力し続ける時間が長くなる。
On the other hand, when the amount of toner remaining in the developing
トナー残量が回転の下死点よりも下回るまでの間は、トナー残量が少ないほど1周期におけるOFF信号を出力する時間は長くなるが、本実施例では、駆動ギア57の回転周期Tの0.46倍を閾値とした。すなわち、OFF信号の長さが0.46Tよりも長い状態が図7に点線で示すトナーローの状態である。
Until the remaining toner amount falls below the bottom dead center of rotation, the less the remaining toner amount, the longer the time for which the OFF signal is output in one cycle, but in this embodiment, the threshold value is set to 0.46 times the rotation period T of the
そこで、本実施例では、判定部45は、OFF信号(トナーロー検知バー16の検出信号)の長さが閾値以上であることを連続で2回以上検知した場合にトナーロー(現像トナー槽15に格納されたトナーの残量が規定量以下)と判定し、トナーカートリッジ14の交換を促す文言を表示部47に表示する。
In this embodiment, when the
なお、トナーカートリッジ14の交換を促す文言が表示部47に表示されても、そのことで印刷処理がすぐに停止するわけではない。次にトナーエンプティ(T/E)であると印刷制御部39により判定されるまでの間、印刷処理が可能である。トナーエンプティ(T/E)であると印刷制御部39により判定されると印刷処理は停止し、トナーカートリッジ14が交換されない限り印刷処理を再開できない。
Note that even if a message prompting the user to replace the
画像形成装置1は、トナーカートリッジ14の交換を受け付ける。
The
画像形成装置1は、交換されたトナーカートリッジ14からトナーが補給されたとき、撹拌動作(空回し)を行うことで、現像トナー槽15内のトナー特性の変化による濃度ムラの発生を抑制する。
When toner is replenished from a replaced
ここで、トナーカートリッジ14交換後に行われる空回し時間は、以下の式(1)に示すように2つの項の和で表すことができる。
Here, the idle time after replacing the
空回し時間=(トナー搬送および供給時間)+トナーの撹拌時間・・・(1)
式(1)中(トナー搬送および供給時間)は、トナーロー検知バー16の設置高さが同じである限り、印刷デューティーによってトナー供給量や供給時間は変わらないため、空回し時間が増えることによって変わっているのは撹拌時間である。
Idle time=(toner transport and supply time)+toner mixing time (1)
In equation (1) (toner transport and supply time), as long as the installation height of the toner-
以下、撹拌時間を空回し時間として説明する。 In the following, mixing time will be explained as idle time.
なお、本実施例では、トナーロー検知として自由落下式回転バーを用いる方法を説明したが、それに限定されず透過型光学検知を用いた方法でもよい。 In this embodiment, a method using a free-fall rotating bar to detect toner-low has been described, but the method is not limited to this and may also use a method using transmissive optical detection.
さらに、画像形成装置1は、撹拌動作の後に濃度補正を実施する。
In addition, the
次に、画像形成装置が行う撹拌処理を図8の第1の実施例における撹拌処理の流れを示すフローチャートの図中Sで表すステップに従って図1から図7を参照しながら説明する。 Next, the mixing process performed by the image forming device will be described with reference to Figures 1 to 7, following the steps indicated by S in the flow chart of the mixing process in the first embodiment of Figure 8.
S101:印刷制御部39は、判定部45によりトナーローであるか否かを判定し、トナーローと判定する場合はステップS102へ移行し、トナーローと判定しない場合は印刷処理を継続する。
S101: The
S102:印刷制御部39は、表示部47にトナーカートリッジ14交換を促すメッセージを表示する。
S102: The
S103:印刷制御部39は、ドラム回転数計測部50およびヘッド発光数計測部51によりドラムカウントおよびドットカウントの計測を開始する。
S103: The
ドラムカウントとは、感光体ドラム3の回転数(印刷距離)の測定値であり、感光体ドラム3が回転する限りカウントアップしていく。本実施例では、A4用紙(横210mm × 縦297mm)1枚印刷時に1ドラムカウント進むものとする。
The drum count is a measurement of the number of rotations (printing distance) of the
また、ドットカウントとは、LEDヘッド6で印刷パターンに合わせたドット形成を行う際のドット点灯数であり、点灯するたびにカウントアップしていく。本実施例では、A4用紙の余白を除く印刷領域をベタ印刷する場合においてその領域のうちの5%面積をLEDヘッドが発光する場合を792ドットカウントと定義する。
The dot count is the number of dots that light up when the
本実施例では、ドラムカウントおよびドットカウントのトナーロー以降の累積値を記憶部53に記憶させるが、トナーカートリッジ14交換実施時にそれらの累積値はゼロにリセットされる。
In this embodiment, the cumulative values of the drum count and dot count after the toner low are stored in the
S104:印刷制御部39は、計算部52により計算された印刷デューティー(duty)に応じて高duty、中duty、低dutyの各dutyフラグを立て、そのフラグを記憶部53に記憶させる。
S104: The
このとき、計算部52は、トナーローが判定されてからトナーカートリッジ14が交換されるまでの間のドラムカウント、ドットカウント、すなわち、記憶部53に記憶されているドラムカウント、ドットカウントに基づいて、印刷dutyを計算する。なお、印刷dutyの計算をトナーロー以降のカウントによって行う理由は後述する。
At this time, the
印刷dutyは、記憶部53に記憶されているドラムカウントとドットカウントとに基づいて以下の式(1)により計算する。
The print duty is calculated using the following formula (1) based on the drum count and dot count stored in the
印刷duty=ドットカウント/(792/5)/ドラムカウント・・・(1)
上述した式により算出された印刷dutyは、トナー補給前のトナーローが判定されてからトナーカートリッジ14が交換されるまでの間に形成されたトナー像の印字率を示す。
Print duty=dot count/(792/5)/drum count (1)
The print duty calculated by the above formula indicates the printing rate of the toner image formed from when the toner-low state before toner replenishment is determined until the
本実施例では、トナーローが判定されてからトナーカートリッジ14が交換されるまでの間、すなわち現像トナー槽15に格納されたトナーの残量が規定量以下になってからトナーが補給され判定部45がトナーフルを判定するときまでの間を所定の間として定義する。
In this embodiment, the predetermined period is defined as the period from when the toner low state is determined to be low until the
また、印刷制御部39は、計算部52の計算結果に応じて、印刷dutyが20%以上の高dutyの場合は第1の印字率として高dutyフラグを立て、印刷dutyが1%以下の低dutyの場合は第2の印字率として低dutyフラグを立て、それ以外の場合に中dutyフラグを立てるものとする。
In addition, depending on the calculation result of the
このように、印刷制御部39は、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷dutyに応じて、高duty、中duty、低dutyの各dutyフラグを立て、そのフラグを記憶部53に記憶させる。
In this way, the
なお、本実施例では、高dutyを印刷dutyが20%以上、低dutyを印刷dutyが1%以下として説明するが、それに限定されない。 In this embodiment, a high duty cycle is defined as a print duty of 20% or more, and a low duty cycle is defined as a print duty of 1% or less, but this is not limited to this.
S105:印刷制御部39は、トナーカートリッジ14が交換されたか否かを判定し、交換されたと判定する場合はステップS108へ移行し、交換されていないと判定する場合はステップS106へ移行する。
S105: The
なお、トナーカートリッジ14の交換の検出は、トナーカートリッジ14に接触や非接触のタグを持たせ、そのタグにトナーカートリッジ14の固有識別情報を記憶させておき、装置側でタグ情報を読み込んだ時にトナーカートリッジ14の固有識別情報が変わったことを検出することによって行ってもよい。
The replacement of the
S106:印刷制御部39は、トナーエンプティ(T/E)か否かを判定する。
S106: The
本実施例におけるトナーエンプティの判定基準は、ステップS103で計測を開始したドットカウントの値が118800(A4、5%デューティー、150枚)を超えた場合としている。トナーエンプティであると判定する場合はステップS107へ移行し、トナーエンプティでないと判定する場合はステップS104へ移行する。 In this embodiment, the criterion for determining whether the toner is empty is when the dot count value measured in step S103 exceeds 118,800 (A4, 5% duty, 150 sheets). If it is determined that the toner is empty, the process proceeds to step S107, and if it is determined that the toner is not empty, the process proceeds to step S104.
S107:印刷制御部39は、印刷を強制終了し、ユーザーによるトナーカートリッジ14の交換を受け付ける。
S107: The
ここで、dutyフラグの更新は、トナーカートリッジ14が交換されるまで繰り返し行われる。判定タイミングは、例えば、印刷データが1枚分であれば1枚印刷後、印刷データが10枚分であれば10枚連続後、印刷データが100枚分のように量が多い場合であれば50枚連続印刷ごとに判定して50枚目と100枚目で判定を行うなどの方法をとることができる。
Here, the duty flag is updated repeatedly until the
S108:印刷制御部39は、トナーカートリッジ14の交換終了後、ドラム回転数計測部50およびヘッド発光数計測部51によるドラムカウントおよびドットカウントの計測を終了する。
S108: After replacing the
このとき、記憶部53には、トナーローが判定されてからトナーカートリッジ14が交換されるまでの間のドラムカウント、ドットカウント累積値、dutyフラグが記憶されている。
At this time, the
S109:印刷制御部39は、表示部47のトナーカートリッジ14交換を促すメッセージを非表示にする。
S109: The
S110:印刷制御部39は、記憶部53に記憶されているdutyフラグが高dutyフラグ(第1の印字率)であるか否かを判定し、高dutyフラグであると判定する場合はステップS111へ移行し、高dutyフラグでないと判定する場合はステップS112へ移行する。
S110: The
S111:印刷制御部39は、トナーカートリッジ14交換後の撹拌動作を短時間(本実施例では40秒)行う。
S111: The
S112:印刷制御部39は、記憶部53に記憶されているdutyフラグが低dutyフラグ(第2の印字率)であるか否かを判定し、低dutyフラグであると判定する場合はステップS114へ移行し、低dutyフラグでないと判定する場合はステップS113へ移行する。
S112: The
S113:印刷制御部39は、トナーカートリッジ14交換後の撹拌動作を中時間(2分30秒)行う。
S113: The
S114:印刷制御部39は、トナーカートリッジ14交換後の撹拌動作を長時間(3分)行う。
S114: The
S115:印刷制御部39は、ステップS111、S113、S114の撹拌動作がそれぞれ終わった後、濃度補正を実施する。
S115: After the stirring operations of steps S111, S113, and S114 are completed, the
濃度補正は、画像形成ユニット2Y、2M、2C、2Kのうち少なくともトナーカートリッジ14交換を行った画像形成ユニット2に対して濃度パッチを現像し、ベルト27上に転写して、濃度センサ65で濃度パッチの濃度を測定し、濃度測定値が規定範囲であれば終了する。濃度パッチの濃度が規定範囲内でなければ高圧制御部40や露光制御部41によって、濃度パッチの濃度が規定範囲内になるようバイアス調整やヘッド光量調整を行う。
Density correction involves developing a density patch for at least one of the
このように、印刷制御部39は、画像形成ユニット2にトナーカートリッジ14からトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷dutyが高duty(第1の印字率)である場合、高duty(第1の印字率)よりも低い低duty(第2の印字率)である場合よりも撹拌バー11による撹拌時間を短くする。
In this way, when the
次に、トナーカートリッジ14交換後の撹拌時間と濃度ムラレベルの関係について図9を参照しながら説明する。なお、図9は第1の実施例におけるトナーカートリッジ14交換後の撹拌時間と濃度ムラレベルの関係を説明する図である。また、トナー補給前の所定の間の印刷dutyが低dutyの場合と高dutyの場合とについて示す。
Next, the relationship between the mixing time after replacing the
ここで、濃度ムラレベルとは、濃度ムラの見え方を目視によって10段階のレベル判定をしたもので、レベル10が濃度ムラなし、レベル1が濃度ムラの程度が最も悪いことを示す。本実施例では、レベル7を、濃度ムラOKのレベルとした。
The density unevenness level here is a 10-level assessment of the appearance of density unevenness by visual inspection, with
また、濃度ムラ発生の状態とは、全面ベタ印刷した場合に本来濃度が均一になるにも関わらず、濃度の濃い場所と薄い場所が現れている状態をさしている。 In addition, uneven density refers to a state in which areas of high and low density appear even though the density should be uniform when the entire surface is printed in solid color.
また、濃度ムラの発生する原因には、トナーカートリッジ14を新品に交換した際、現像トナー槽15内に残っているトナーの特性と、交換後の新品トナーカートリッジ14から現像トナー槽15へ供給されるトナーの特性とが異なっており、これらのトナーが十分に混合されていない場合があり、その場合は以降の印刷で濃度ムラが目立ってしまう。
In addition, one of the reasons for the uneven density is that when the
また、濃度ムラレベルは、図9に示すように、トナー補給前の所定の間の印刷dutyが高dutyの場合よりも低dutyの場合に悪くなる。 In addition, as shown in Figure 9, the level of density unevenness worsens when the print duty for a certain period before toner replenishment is low rather than high.
これは、低duty印刷では、現像されないトナーが現像トナー槽15内で撹拌される機会が増え、要素部材間やトナー同士間での摩擦や圧力によってトナー特性の変化が大きくなることから、現像トナー槽15内に残っているトナーの特性と、交換後の新品トナーカートリッジ14から現像トナー槽15へ供給されるトナーの特性差が大きくなるのに対し、高duty印刷では、現像トナー槽15内でのトナー特性変化が小さいうちに消費されることから、現像トナー槽15内に残っているトナーの特性と、交換後の新品トナーカートリッジ14から現像トナー槽15へ供給されるトナーの特性差が小さいからである。
This is because, in low-duty printing, the toner that is not developed is more likely to be agitated in the developing
特に、低duty印刷におけるこのトナーの特性変化は、トナーロー判定以降で顕著になる。トナーロー判定以前ではトナーの特性変化があってもトナー特性変化の起こっていないトナーと撹拌混合されることで、現像トナー槽15内の平均的なトナー特性変化がほとんどないと見なせるのに対し、トナーロー判定以降ではそれ以上トナーカートリッジ14から現像トナー槽15へのトナー供給はなされず、現像トナー槽15内にトナー特性変化の起こっていないトナーの量が少なくなっており、トナーの撹拌混合を行ってもトナー特性変化の影響が強く残ってしまうためである。
This change in toner characteristics during low-duty printing is particularly noticeable after the toner low determination. Before the toner low determination, even if there is a change in the toner characteristics, it is stirred and mixed with toner that has not undergone a change in the toner characteristics, so it can be considered that there is almost no change in the average toner characteristics in the developing
従って、本実施例では、図8中ステップS104における印刷dutyの計算にトナーロー以降のカウントを用いるようにしている。これにより、その後のステップS111、S113、S114にて撹拌時間を適切に設定することができる。 Therefore, in this embodiment, the count after the toner low is used to calculate the print duty in step S104 in FIG. 8. This allows the mixing time to be set appropriately in the subsequent steps S111, S113, and S114.
図9において、トナー補給前の所定の間の印刷dutyが低dutyの場合および高dutyの場合のいずれも、トナーカートリッジ14交換後の撹拌時間を増やすことで濃度ムラは改善する。
In Figure 9, in both cases where the print duty for a certain period before toner replenishment is low duty and where the print duty is high duty, the density unevenness is improved by increasing the mixing time after replacing the
これは、現像トナー槽15内に残っている特性変化の大きいトナーがトナーカートリッジ14から現像トナー槽15へ供給される未使用トナーの中で撹拌混合されることで、撹拌時間の増加にともなって現像トナー槽15内の平均的なトナー特性変化の影響が小さくなっていくためである。
This is because the toner with large changes in characteristics remaining in the developing
トナー補給前の所定の間の印刷dutyが低dutyの場合と高dutyの場合とでは、現像トナー槽15内に存在する特性変化の大きいトナーの量は低dutyの場合の方が多く、濃度ムラレベルも低dutyの場合の方が低い。
When the printing duty for a certain period before toner replenishment is low duty versus high duty, the amount of toner with large characteristic changes present in the developing
従って、濃度ムラレベルが良好(OK)になるまでに必要な撹拌時間は、低dutyの場合の方が高dutyの場合より長くなる。 Therefore, the mixing time required until the concentration unevenness level becomes good (OK) is longer in the case of low duty than in the case of high duty.
すなわち、トナーカートリッジ14の交換により画像形成ユニット2にトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷dutyが低duty(第2の印字率)の場合は、高duty(第1の印字率)の場合よりも撹拌時間が長くなる。
In other words, when toner is replenished to the
また、トナーカートリッジ14の交換により画像形成ユニット2にトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷dutyが高duty(第1の印字率)の場合は、低duty(第2の印字率)の場合よりも撹拌時間が短くなる。
In addition, when toner is replenished to the
比較例の画像形成装置では、トナーエンプティでのトナーカートリッジ14交換後に撹拌動作を行い、その後に濃度補正を実施している。
In the comparative image forming device, after replacing the
また、比較例の画像形成装置では、印刷dutyによらず1分間の撹拌動作が行われるため、トナーカートリッジ14交換前に低duty印刷が行われていた場合はトナーカートリッジ14交換後のイメージドラムユニット(ID)内の残トナーとトナーカートリッジ14内の未使用トナーの特性差が大きく、トナーが均一に混ざりきらず濃度ムラの異常(NG)が発生する場合があった。
In addition, in the image forming device of the comparative example, the stirring operation is performed for one minute regardless of the print duty. Therefore, if low-duty printing was performed before replacing the
一方、トナーカートリッジ14交換前に高duty印刷が行われていた場合は、濃度ムラレベルが良好(OK)であったが、トナーカートリッジ14交換後のID内の残トナーとトナーカートリッジ14内の未使用トナーの特性差がほぼなく、長時間の撹拌動作が必要ないのにも関わらず、余分な撹拌時間を確保しているため、撹拌時間の増加やIDカウントが増加する場合があった。
On the other hand, when high duty printing was performed before replacing the
そこで、本実施例では、トナー補給前の所定の間の印刷dutyが低dutyの場合は撹拌時間を3分とし、高dutyの場合は撹拌時間を40秒とすることで、低dutyおよび高dutyの濃度ムラレベルがいずれもが良好となった。また、高dutyの場合の撹拌時間を比較例よりも短縮することができた。 Therefore, in this embodiment, the mixing time is set to 3 minutes when the print duty is low during the specified period before toner replenishment, and 40 seconds when the print duty is high, resulting in good density unevenness levels for both low and high duty. Also, the mixing time for high duty can be shortened compared to the comparative example.
すなわち、高dutyの場合の撹拌時間を低dutyの場合より短くすることにより、IDカウントを減少させて印刷動作に関わらないダウンタイムを軽減することができる。 In other words, by making the mixing time shorter in the case of high duty than in the case of low duty, the ID count can be reduced, thereby reducing downtime that is not related to printing operations.
従って、本実施例では、撹拌動作の過不足を抑制することができる。 Therefore, in this embodiment, it is possible to suppress over- or under-stirring operation.
このように、第1の実施例では、トナーカートリッジ14の交換により画像形成ユニット2にトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷dutyが高duty(第1の印字率)である場合、高duty(第1の印字率)よりも低い低duty(第2の印字率)である場合よりも撹拌バー11の撹拌時間を短くすることにより、撹拌動作の過不足を抑制することができる。
In this way, in the first embodiment, when toner is replenished to the
また、トナー補給前の所定の間に高duty(第1の印字率)印刷が行われた場合の撹拌時間を短くした場合であっても、画像形成ユニット2内トナーとトナーカートリッジ14内トナーの特性差が低duty印刷が行われた場合に比べ小さいため、トナーカートリッジ14交換前後のトナー特性差による濃度ムラの発生を軽減し、かつ、撹拌時間やIDカウントの無駄な増加を抑制することができる。
In addition, even if the mixing time is shortened when high-duty (first printing rate) printing is performed during the specified period before toner replenishment, the difference in characteristics between the toner in the
また、トナー補給前の所定の間に低duty(第2の印字率)印刷が行われた場合の撹拌時間を長くすることにより、トナーをよく撹拌し未使用トナーの中に低dutyのトナーを均一化させてトナーカートリッジ14交換前後のトナーの特性差を抑制し、濃度ムラの発生を軽減することができる。
In addition, by lengthening the mixing time when low-duty (second printing rate) printing is performed during the specified period before toner replenishment, the toner is thoroughly mixed and the low-duty toner is uniformly mixed in the unused toner, suppressing the difference in toner characteristics before and after replacing the
さらに、濃度補正実施の際の濃度パッチの濃度ムラが軽減されているため、濃度センサの濃度パッチの読み取り濃度が安定するようになり、一定の濃度を安定して出力することができる。 In addition, because uneven density of the density patch is reduced when density correction is performed, the density read by the density sensor becomes stable, allowing a constant density to be stably output.
以上説明したように、第1の実施例では、トナーカートリッジの交換により画像形成ユニットにトナーが補給されたとき、撹拌動作の過不足を抑制することができるという効果が得られる。 As described above, in the first embodiment, when toner is replenished to the image forming unit by replacing the toner cartridge, the effect of suppressing excess or deficiency of the stirring operation can be obtained.
また、濃度ムラの発生を抑制し、かつ、撹拌時間やIDカウントの無駄な増加を抑制することができるという効果が得られる。 In addition, it has the effect of suppressing the occurrence of uneven concentration and preventing unnecessary increases in mixing time and ID count.
さらに、一定の濃度を安定して出力することができるという効果が得られる。 In addition, it has the effect of being able to stably output a constant concentration.
第2の実施例の構成は、第1の実施例の構成と比較し、トナーカートリッジ14から現像トナー槽15へトナーを補給する構成が異なっている。
The configuration of the second embodiment differs from that of the first embodiment in the configuration for replenishing toner from the
以下、上述した第1の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。 In the following, parts similar to those in the first embodiment described above will be given the same reference numerals and their explanation will be omitted.
図10は第2の実施例における画像形成装置の概略側断面図である。 Figure 10 is a schematic cross-sectional side view of an image forming apparatus in the second embodiment.
図10において、画像形成装置101は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の画像形成ユニット102Y、102M、102C、102Kがこの順に配置された構成となっている。
In FIG. 10, the
図11は第2の実施例における画像形成ユニットの概略側断面図である。 Figure 11 is a schematic cross-sectional side view of the image forming unit in the second embodiment.
図11において、画像形成ユニット102は、現像トナー槽15の上部に設けられたトナー供給口166と、トナーカートリッジ14に接続されてトナーを補給する現像剤補給部としてのトナー補給部167と、トナー補給部167の内部に回転自在に設けられた補給スパイラル168と、補給スパイラル168を回転駆動するための補給駆動ギア169とを有している。
In FIG. 11, the
トナー補給部167は、その上部にトナーカートリッジ14(図11において点線で囲んだ部分)が着脱自在に接続され、トナーカートリッジ14内のトナーをトナー供給口166を介して現像トナー槽15に補給する。
The toner cartridge 14 (encircled by a dotted line in FIG. 11) is removably connected to the top of the
本実施例では、トナーカートリッジ14からトナー補給部167を介して画像形成ユニット102にトナーの定量補給を行う。
In this embodiment, a fixed amount of toner is supplied from the
また、トナーカートリッジ14は、未使用トナー室54と廃トナー室55の2室を備えている。
The
図12は、第2の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 Figure 12 is a block diagram showing the control configuration of an image forming device in the second embodiment.
図12において、画像形成装置101は、搬送駆動モータ32、ベルト駆動モータ33、ドラム駆動モータ34および補給駆動モータ170の駆動を制御する駆動制御部44を有している。
In FIG. 12, the
補給駆動モータ170は、補給駆動ギア169に接続され、補給スパイラル168を動作させる。
The
上述した構成の作用について説明する。 The function of the above-mentioned configuration will be explained.
画像形成装置が行う撹拌処理を図13の第2の実施例における撹拌処理の流れを示すフローチャートの図中Sで表すステップに従って図10から図12を参照しながら説明する。 The stirring process performed by the image forming device will be described with reference to Figures 10 to 12, following the steps indicated by S in the flow chart showing the flow of the stirring process in the second embodiment of Figure 13.
S201:印刷制御部39は、判定部45によりトナーローであるか否かを判定し、トナーローと判定する場合はステップS202へ移行し、トナーローと判定しない場合は印刷処理を継続する。
S201: The
S202:印刷制御部39は、表示部47にトナーカートリッジ14の交換を促すメッセージを表示する。
S202: The
S203:印刷制御部39は、ドラム回転数計測部50およびヘッド発光数計測部51によりドラムカウントおよびドットカウントの計測を開始する。なお、ドラムカウントおよびドットカウントの計測方法は第1の実施例と同様のため説明を省略する。
S203: The
本実施例では、ドラムカウントおよびドットカウントは、トナー補給実施時(ステップS207)に初期値(ゼロ)にリセットされ、トナーローが判定されてからトナーの補給が実施されるまでの間計測される。 In this embodiment, the drum count and dot count are reset to their initial values (zero) when toner is replenished (step S207), and are measured from when the toner low level is determined until toner is replenished.
S204:印刷制御部39は、計算部52により印刷dutyを計算し、計算結果に応じて高duty(第1の印字率)、中duty、低duty(第2の印字率)の各dutyフラグを立て、そのフラグを記憶部53に記憶させる。なお、印刷dutyの計算方法は、第1の実施例と同様のため説明を省略する。
S204: The
S205:印刷制御部39は、ドットカウントが118800を超えたか否かを判定し、118800を超えたと判定する場合はステップS206へ移行し、118800を超えていない判定する場合はステップS204へ移行する。
S205: The
ここで、ドットカウント値118800は、第1の実施例と同様、A4、5%デューティー、150枚印刷した場合のカウント値である。 The dot count value of 118,800 here is the count value when printing 150 sheets of A4 size at 5% duty, just like in the first embodiment.
dutyフラグの更新は、ドットカウントが118800を超えるまで繰り返し行われる。また、ドットカウントが118800を超えたか否かの判定タイミングは、ドットカウントが変化するたび逐一行われる。 The duty flag is updated repeatedly until the dot count exceeds 118,800. In addition, the timing of the determination as to whether the dot count has exceeded 118,800 is performed each time the dot count changes.
また、算出された印刷dutyは、トナー補給前の所定の間(現像トナー槽15に格納されたトナーの残量が規定量以下になってからトナーが補給されたときまでの間)に形成されたトナー像の印字率を示す。
The calculated print duty also indicates the printing rate of the toner image formed during a specified period before toner replenishment (the period from when the remaining amount of toner stored in the developing
このように、印刷制御部39は、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷dutyに応じて、高duty、中duty、低dutyの各dutyフラグを立て、そのフラグを記憶部53に記憶させる。
In this way, the
S206:印刷制御部39は、ドラム回転数計測部50およびヘッド発光数計測部51によるドラムカウントおよびドットカウントの計測を終了する。
S206: The
S207:印刷制御部39は、トナー補給部167を介して画像形成ユニット2にトナーを補給する。
S207: The
印刷制御部39は、補給駆動モータ170を動作させることにより補給スパイラル168を動作させ、未使用トナー室54からトナー補給部167を介して現像トナー槽15へのトナーの定量補給(搬送)を行うことによりトナー補給を実施する。
The
S208:印刷制御部39は、トナーフルか否かを判定し、トナーフルと判定する場合はステップS209へ移行し、トナーフルと判定しない場合はステップS207へ移行する。
S208: The
本実施例では、印刷制御部39は、トナー残量検知部26が検知するOFF信号の長さが閾値以下であることを検知した場合にトナーフルと判定する。閾値は駆動ギア57の回転周期Tの0.46倍とした。この一連の制御により、トナーロー判定後は、トナーフル検知するまでトナー補給が行われる。
In this embodiment, the
なお、ステップS210からステップS215までの動作は、図10に示す第1の実施例のステップS110からステップS115と同様の動作のため説明は省略する。 Note that the operations from step S210 to step S215 are similar to steps S110 to S115 of the first embodiment shown in FIG. 10, so a description thereof will be omitted.
また、本実施例では、印刷dutyの計算開始時点をトナーロー検出後として説明したが、それに限定されず、前回のトナー補給終了時としてもよい。 In addition, in this embodiment, the calculation of the print duty is started after the toner low is detected, but this is not limited to this and may be started when the previous toner supply is completed.
また、本実施例では、トナー補給停止タイミングをトナーフル検知するか否かによって判定すると説明したが、それに限定されず、トナー補給開始からのトナー補給モータ170の回転数が閾値を超えるか否かによって判定してもよい。
In addition, in this embodiment, the timing to stop toner supply is determined based on whether or not a toner full state is detected, but this is not limited to this, and the timing may be determined based on whether or not the number of rotations of the
このように、第2の実施例では、トナー補給部167を介して画像形成ユニット2にトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷dutyが高duty(第1の印字率)である場合、高duty(第1の印字率)よりも低い低duty(第2の印字率)である場合よりも撹拌バー11の撹拌時間を短くすることにより、撹拌動作の過不足を抑制することができる。
In this way, in the second embodiment, when toner is replenished to the
また、濃度ムラの発生を抑制し、かつ、撹拌時間やIDカウントの無駄な増加を抑制することができる。 It also helps prevent uneven concentration and unnecessary increases in mixing time and ID count.
さらに、一定の濃度を安定して出力することができる。 In addition, it is possible to stably output a constant concentration.
以上説明したように、トナー補給部を介して画像形成ユニットにトナーが補給されたとき、撹拌動作の過不足を抑制することができるという効果が得られる。 As described above, when toner is replenished to the image forming unit through the toner replenishment section, the effect of suppressing excess or deficiency of the stirring operation is obtained.
また、濃度ムラの発生を抑制し、かつ、撹拌時間やIDカウントの無駄な増加を抑制することができるという効果が得られる。 In addition, it has the effect of suppressing the occurrence of uneven concentration and preventing unnecessary increases in mixing time and ID count.
さらに、一定の濃度を安定して出力することができるという効果が得られる。 In addition, it has the effect of being able to stably output a constant concentration.
なお、第1の実施例および第2の実施例では、画像形成装置をプリンタとして説明したが、それに限定されず、複写機、ファクシミリ装置、複合機(MFP)等としてもよい。 In the first and second embodiments, the image forming device is described as a printer, but is not limited to this and may be a copier, a facsimile machine, a multifunction peripheral (MFP), etc.
1、101 画像形成装置
2(2Y、2M、2C、2K)、102 画像形成ユニット
3(3Y、3M、3C、3K) 感光体ドラム
4 帯電ローラ
5 帯電クリーニングローラ
6 LEDヘッド
7 現像ローラ
8(8Y、8M、8C、8K) 転写ローラ
9 クリーニングブレード
10 供給ローラ
11 撹拌バー
12 現像ブレード
13 除電光
14(14Y、14M、14C、14K) トナーカートリッジ
15 現像トナー槽
16 トナーロー検知バー
17 加熱ローラ
18 加圧ローラ
19 転写ベルトユニット
20 給紙カセット
21 給紙ローラ
22 搬送ローラ
23 転写駆動ローラ
24 転写従動ローラ
25 転写クリーニングブレード
26 ベルト廃トナー収容部
27 ベルト
28 排出ローラ
29 スタッカ部
30 廃トナー搬送部材A
31 廃トナー搬送部材B
32 搬送駆動モータ
33 ベルト駆動モータ
34 ドラム駆動モータ
35 帯電ローラ用電源
36 現像ローラ用電源
37 供給ローラ用電源
38 転写ローラ用電源
39 印刷制御部
40 高圧制御部
41 露光制御部
42 除電光用電源
43 定着制御部
44 駆動制御部
45 判定部
46 ユーザーインターフェース部
47 表示部
48 印刷データ受信部
49 印刷データ変換部
50 ドラム回転数計測部
51 ヘッド発光数計測部
52 計算部
53 記憶部
54 未使用トナー室
55 廃トナー室
56 クランクバー
57 駆動ギア
58 スリットディスク
59 突起部
60 スリット
61 フォトセンサ―発光部
62 フォトセンサ―受光部
63 発光部側導光路
64 受光部側導光路
65 濃度センサ
166 トナー供給口
167 トナー補給部
168 補給スパイラル
169 補給駆動ギア
170 補給駆動モータ
LIST OF
31 Waste toner transport member B
32
Claims (4)
前記現像剤収容体から前記現像剤が補給され、現像剤像を形成する画像形成部と、
を有し、
前記画像形成部は、
前記現像剤を格納する現像剤格納部と、
前記現像剤格納部に設けられ、前記現像剤格納部の現像剤を撹拌する撹拌部材と、
を含み、
前記画像形成部に前記現像剤収容体から前記現像剤が補給されたとき、
当該補給前の前記現像剤格納部に格納された現像剤の残量が規定量以下になってから前記現像剤が補給されたときまでの間に形成された前記現像剤像の印字率が第1の印字率である場合、前記第1の印字率よりも低い第2の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くすることを特徴とする画像形成装置。 a developer container that contains a developer;
an image forming section which receives the developer from the developer container and forms a developer image;
having
The image forming unit includes:
A developer storage section for storing the developer;
a stirring member provided in the developer storage section and configured to stir the developer in the developer storage section;
Including,
When the developer is replenished from the developer container to the image forming unit,
an image forming apparatus characterized in that, when the printing rate of the developer image formed between the time when the remaining amount of developer stored in the developer storage section before the replenishment falls below a specified amount and the time when the developer is replenished is a first printing rate, the stirring time of the stirring member is shorter than when the printing rate is a second printing rate lower than the first printing rate.
前記現像剤収容体の交換により前記画像形成部に前記現像剤が補給されたとき、
当該補給前の前記現像剤格納部に格納された現像剤の残量が規定量以下になってから前記現像剤が補給されたときまでの間に形成された前記現像剤像の印字率が第1の印字率である場合、前記第1の印字率よりも低い第2の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くすることを特徴とする画像形成装置。 2. The printing device according to claim 1,
When the developer is replenished to the image forming unit by replacing the developer container,
an image forming apparatus characterized in that, when the printing rate of the developer image formed between the time when the remaining amount of developer stored in the developer storage section before the replenishment falls below a specified amount and the time when the developer is replenished is a first printing rate, the stirring time of the stirring member is shorter than when the printing rate is a second printing rate lower than the first printing rate.
前記画像形成部は、
前記現像剤収容体に接続され、前記現像剤を補給する現像剤補給部を含み、
前記現像剤補給部を介して前記画像形成部に前記現像剤が補給されたとき、
当該補給前の前記現像剤格納部に格納された現像剤の残量が規定量以下になってから前記現像剤が補給されたときまでの間に形成された前記現像剤像の印字率が第1の印字率である場合、前記第1の印字率よりも低い第2の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くすることを特徴とする画像形成装置。 2. The printing device according to claim 1,
The image forming unit includes:
a developer supply unit connected to the developer container and configured to supply the developer;
When the developer is replenished to the image forming unit through the developer replenishment unit,
an image forming apparatus characterized in that, when the printing rate of the developer image formed between the time when the remaining amount of developer stored in the developer storage section before the replenishment falls below a specified amount and the time when the developer is replenished is a first printing rate, the stirring time of the stirring member is shorter than when the printing rate is a second printing rate lower than the first printing rate.
前記印字率は、前記現像剤像が形成され得る全画素数に対する前記現像剤像が形成された画像数の割合であることを特徴とする画像形成装置。 4. The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus according to the present invention, wherein the printing rate is a ratio of the number of images on which the developer image is formed to the total number of pixels on which the developer image can be formed.
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