JP2008164909A - Image forming apparatus - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に関する。特に、トナーにより静電潜像を現像する電子写真式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine. In particular, the present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus that develops an electrostatic latent image with toner.
一般に、電子写真方式の画像形成装置(複写機、プリンタ等)では、像担持体上に静電潜像が形成され、その像担持体にトナーが供給され、このトナーにより現像されたトナー像を用紙等に転写し定着させて画像形成が行われる。ここで、像担持体に対しトナーを供給する役割を果たすのが、現像装置である。具体的には、現像装置はトナーを所定の電位に帯電させ、帯電したトナーが像担持体上の静電潜像にむけて供給され、静電潜像の現像が行われる。 In general, in an electrophotographic image forming apparatus (such as a copying machine or a printer), an electrostatic latent image is formed on an image carrier, and toner is supplied to the image carrier, and a toner image developed with the toner is displayed. An image is formed by transferring and fixing it onto a sheet or the like. Here, the developing device plays a role of supplying toner to the image carrier. Specifically, the developing device charges the toner to a predetermined potential, the charged toner is supplied toward the electrostatic latent image on the image carrier, and the electrostatic latent image is developed.
そして、一般に現像装置には、1成分現像方式によるものと2成分現像方式によるものが存在する。1成分現像方式は、主としてトナーからなる現像剤を用いる方式であり、2成分現像方式は、主としてトナーとキャリア(磁性体)からなる現像剤を用いる方式である。1成分現像方式による現像装置は、2成分現像方式のものに比べ、一般に低コストで小型であるため従来使い捨てられていたが、近年の環境意識の高まりや資源の有効利用の観点から現像装置の方式を問わず、長寿命の現像装置が求められるようになっている。 In general, a developing device includes a one-component developing method and a two-component developing method. The one-component development method is a method using a developer mainly composed of toner, and the two-component development method is a method using a developer mainly composed of toner and a carrier (magnetic material). Development devices based on the one-component development system have been conventionally disposable because they are generally lower in cost and smaller than those based on the two-component development method. However, in recent years, development devices have been developed from the viewpoint of increasing environmental awareness and effective use of resources. Regardless of the system, a long-life developing device has been demanded.
しかし、現像装置の内部に収容されるトナーを使い尽くすと、その現像装置は使用できなくなるから、長く使用するためには、現像装置にトナーを追加的に補給する必要がある。従来、トナーを追加的に補給するために、ボトルやコンテナ等のトナー収納容器を画像形成装置に備え、このトナー収納容器から現像装置に対しトナーを補給する構成が取られる。このような構成を有する発明として、特許文献1記載の発明が提案されている。 However, if the toner contained in the developing device is exhausted, the developing device cannot be used. Therefore, in order to use the toner for a long time, it is necessary to additionally supply the developing device with toner. 2. Description of the Related Art Conventionally, in order to replenish toner, a toner storage container such as a bottle or a container is provided in an image forming apparatus, and a configuration is adopted in which toner is supplied from the toner storage container to a developing device. The invention described in Patent Document 1 has been proposed as an invention having such a configuration.
特許文献1には、トナーの欠乏時に現像装置の設置箇所にてトナーの充填が行える構成を有する現像装置が記載されている。具体的には、トナーの充填を行うための構成として現像装置には、現像装置にトナーを補給するためのトナー補給部と、トナー補給部に形成されたトナーを現像装置に充填するための充填部と、充填部は、トナー充填時以外は閉塞状態を維持する弁構造が備えられている(特許文献1:請求項1、請求項2、図15参照)。このように構成し、現像装置内でトナーが欠乏した場合、トナーを補給できるようにしている。
ここで、現像装置へのトナー補給において、一度に大量にトナーを補給すると、現像装置内のトナーの帯電量が低下し、形成される画像の品質が低下するという問題がある。即ち、補給された直後の十分に帯電していないトナーが、現像装置内の現像ローラ等から像担持体上に供給され、現像に用いられると、用紙等の表面に形成される画像に筋状のムラが発生したり、本来印刷されてはならない用紙等の白地部分にトナーがのってしまったりして(いわゆるカブリ)、形成される画像の品質が低下してしまう。 Here, in supplying toner to the developing device, if a large amount of toner is supplied at a time, there is a problem that the charge amount of the toner in the developing device is lowered and the quality of the formed image is lowered. That is, when the toner, which is not sufficiently charged immediately after being supplied, is supplied onto the image carrier from the developing roller or the like in the developing device and used for development, a streak is formed on the image formed on the surface of the paper or the like. This causes unevenness, or toner is deposited on a white background portion of paper or the like that should not be printed (so-called fogging), so that the quality of the formed image is deteriorated.
特に、カラー対応の画像形成装置では、従来のモノクロの画像形成装置よりも装置本体を大型化せず、若しくは、従来よりも更に画像形成装置を小型化するためには、現像装置の小型化が求められる。そして、小型化された現像装置では、現像装置内に収容できるトナーの量が、もともと少ないため、トナーの帯電に関しトナーの補給が与える影響は、相対的に大きい。 In particular, in a color-compatible image forming apparatus, the developing apparatus is downsized in order to make the apparatus main body larger than a conventional monochrome image forming apparatus or to further reduce the size of the image forming apparatus than the conventional one. Desired. In the downsized developing device, since the amount of toner that can be accommodated in the developing device is originally small, the influence of toner replenishment on toner charging is relatively large.
そうすると、形成される画像にムラやカブリの発生を防ぎ、形成される画像の品質を維持するためには、現像装置内や補給するトナー量、補給タイミング等を適切にコントロールする必要がある(特に小型化された現像装置)。具体的にいえば、トナーの帯電不足を回避するため、現像装置内のトナー量は、例えば、満杯に近い状態のような所定量以上を確保し、かつ、補給するトナー量は少量が好ましい。 Then, in order to prevent unevenness and fogging in the formed image and maintain the quality of the formed image, it is necessary to appropriately control the developing device, the amount of toner to be replenished, the replenishment timing, etc. Miniaturized developing device). Specifically, in order to avoid insufficient charging of the toner, it is preferable that the amount of toner in the developing device is ensured to be a predetermined amount or more, for example, almost full, and the amount of toner to be replenished is small.
そこで、特許文献1記載の発明を見てみると、特許文献1には、1度に補給すべきトナー量についての詳細な言及はない。しかも、特許文献1記載の発明は、残量検知センサで現像装置内でのトナー量が残り少なくなったこと、又は、無くなったことを検知し、満杯検知センサで満杯を検知するまでトナー補給を行う(特許文献1:段落0045、0049参照)。従って、特許文献1記載の発明では、1度の補給で、トナーは、現像装置内で空の状態から満杯まで補給され、大量のトナーが1度に補給される可能性がある。 Therefore, looking at the invention described in Patent Document 1, Patent Document 1 does not have a detailed reference to the amount of toner to be replenished at one time. Moreover, the invention described in Patent Document 1 detects that the remaining toner amount in the developing device is low or no longer detected by the remaining amount detection sensor, and supplies toner until the fullness detection sensor detects fullness. (See Patent Document 1: Paragraphs 0045 and 0049). Therefore, in the invention described in Patent Document 1, there is a possibility that toner is replenished from empty to full in the developing device with a single replenishment, and a large amount of toner may be replenished at a time.
そうすると、特許文献1記載の現像装置は、新たに補給されたばかりで未だ十分に帯電していないトナーが、現像に多量に用いられ得る構成を有する。従って、補給した直後のトナーを現像に用いると、ムラやカブリが生ずるという問題に、特許文献1記載の発明は対応できないものである。 Then, the developing device described in Patent Document 1 has a configuration in which a large amount of toner that has just been newly supplied and has not been sufficiently charged can be used for development. Therefore, the invention described in Patent Document 1 cannot cope with the problem that unevenness and fogging occur when toner immediately after replenishment is used for development.
更に、上述したように小型化された現像装置においては、元来現像装置内のトナー量が少ない。しかし、特許文献1記載の発明は、残量検知センサにより残トナー量の検知を行うから、現像装置内のトナー量は極めて少なくなる。従って、特許文献1記載の発明を小型化された現像装置に適用すると、補給直後の帯電不足のトナーを現像に使用することになり易い。即ち、現像装置の小型化に対応できないという問題がある。又、特許文献1記載の発明では、残量検知センサ及び満杯検知センサという2つのセンサを設ける必要があり、この点でも現像装置の小型化に対応し難く、コスト面でも問題がある。 Furthermore, in the developing device miniaturized as described above, the amount of toner in the developing device is originally small. However, in the invention described in Patent Document 1, since the remaining toner amount is detected by the remaining amount detection sensor, the toner amount in the developing device is extremely small. Therefore, when the invention described in Patent Document 1 is applied to a miniaturized developing device, toner that is insufficiently charged immediately after replenishment is likely to be used for development. That is, there is a problem that the development apparatus cannot be reduced in size. In the invention described in Patent Document 1, it is necessary to provide two sensors, a remaining amount detection sensor and a fullness detection sensor. In this respect, it is difficult to cope with downsizing of the developing device, and there is a problem in terms of cost.
尚、一般に、1成分現像方式の現像装置は、2成分現像方式のものに比べ、トナーの帯電が不安定になりやすいとされる。その上、トナーが大量に補給されると、尚更1成分現像方式の現像装置では、トナーの帯電が不安定になりやすい(尚、特許文献1記載の発明は2成分系現像剤を用いる。特許文献1の段落0021参照)。従って、特許文献1記載の発明は、1成分現像方式の現像装置に適用し難いという問題もある。 In general, a one-component developing type developing device is likely to be unstable in charging of toner compared to a two-component developing type. In addition, when a large amount of toner is replenished, the charging of the toner tends to become unstable in the developing device of the one-component developing system (note that the invention described in Patent Document 1 uses a two-component developer). (Refer paragraph 1 of literature 1). Therefore, the invention described in Patent Document 1 also has a problem that it is difficult to apply to a single-component developing type developing apparatus.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、現像装置へのトナーの追加補給及び現像装置の小型化に対応するとともに、現像装置へのトナー補給の制御を的確に行い、現像に使用されるトナーの帯電不足が生じないようにして、形成される画像の品質が高く、かつ、安定した長寿命の画像形成装置を提供することを目的とする。特に、小型化された1成分現像方式の現像装置にも適応した、高品質の画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and can cope with the additional replenishment of toner to the developing device and the downsizing of the developing device, and accurately controls the toner replenishment to the developing device. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a high quality and a stable long life so that the toner used for development does not become insufficiently charged. In particular, it is an object of the present invention to provide a high-quality image forming apparatus adapted to a miniaturized one-component developing type developing apparatus.
請求項1に係る発明は、像担持体上に形成される静電潜像を現像するために前記像担持体にトナーを供給する現像装置と、前記現像装置内のトナー量を検知するための検知部と、前記検知部が前記現像装置内のトナー量が所定量に達していないことを検知した場合、前記現像装置内にトナーを補給する補給部と、前記検知部が前記現像装置内のトナー量を所定の時間的間隔ごとに検知するように制御する制御部とを備え、前記補給部が行った補給動作において、補給開始時から補給終了時までの時間が所定の補給時間よりも短かった又は長かった場合、前記制御部は、前記検知部が次に前記現像装置内のトナー量を検知するまでの前記所定の時間的間隔を短くするように制御することとした。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a developing device that supplies toner to the image carrier to develop an electrostatic latent image formed on the image carrier, and a toner amount in the developing device. When the detection unit, the detection unit detects that the toner amount in the developing device has not reached a predetermined amount, the replenishing unit that replenishes toner in the developing device, and the detection unit is provided in the developing device. And a controller that controls the toner amount to be detected at predetermined time intervals. In the replenishment operation performed by the replenishment unit, the time from the start of replenishment to the end of replenishment is shorter than the predetermined replenishment time. If it is longer or longer, the control unit controls to shorten the predetermined time interval until the detection unit next detects the toner amount in the developing device.
又、請求項2係る発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記制御部は、前記検知部が次に前記現像装置内のトナー量を検知するまでの所定の時間的間隔を定めるために、前記像担持体上に形成される画像のうちトナーをのせるべき画素数の積算値であるドットカウント値を用いることとした。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the control unit determines a predetermined time interval until the detection unit next detects the toner amount in the developing device. In addition, a dot count value which is an integrated value of the number of pixels on which toner is to be placed in the image formed on the image carrier is used.
又、請求項3に係る発明は、請求項1又は2記載の画像形成装置において、前記検知部が前記現像装置内のトナー量が所定量に達していないと検知し、前記補給部が前記現像装置内にトナーを補給する場合において、前記制御部は、前記現像装置内のトナーが所定量以上に達するまで前記検知部が検知を行うように制御し、前記補給部は、前記現像装置内のトナー量が所定量以上に達するまでトナーが補給されたことを前記検知部が検知するまで補給を行うこととした。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the detection unit detects that the amount of toner in the developing device has not reached a predetermined amount, and the replenishment unit detects the development. When replenishing toner in the apparatus, the control unit controls the detection unit to perform detection until the toner in the developing device reaches a predetermined amount or more, and the replenishing unit Replenishment is performed until the detection unit detects that the toner has been replenished until the toner amount reaches a predetermined amount or more.
請求項1記載の発明によれば、検知部が現像装置内のトナーが所定量以下になったことを検知し、その際にトナー補給が行われるから、現像装置内に所定量以上のトナーが存在する状態を維持できる。そして、補給時間が所定の時間よりも短く少量のトナーしか補給されない補給が行われると、次の補給動作では所定量以上に戻すためトナーの補給量が多くなってしまうが、制御部は、次に検知部がトナー量を検知するまでの時間的間隔を短くするように制御し、現像装置内のトナー量が少なくなる前にトナーの補給動作が行われ、一度に大量のトナー補給が行われることを回避することができる。従って、常に所定量以上のトナーが現像装置内で収容される状態が維持され、補給によるトナーの帯電量の低下が相対的に小さく止められ、かつ、一回で補給されるトナーが少量に抑えられる。即ち、トナーの帯電不足が防止され、形成される画像に筋が入ることやカブリが防止される。 According to the first aspect of the present invention, the detection unit detects that the toner in the developing device has become a predetermined amount or less, and at that time, the toner is replenished. The existing state can be maintained. When the replenishment time is shorter than the predetermined time and only a small amount of toner is replenished, the amount of toner replenishment increases in the next replenishment operation because the toner is returned to the predetermined amount or more. The time until the detection unit detects the toner amount is controlled to be short, and the toner replenishment operation is performed before the toner amount in the developing device decreases, and a large amount of toner is replenished at a time. You can avoid that. Therefore, a state where a predetermined amount or more of toner is always accommodated in the developing device is maintained, a decrease in toner charge amount due to replenishment is relatively small, and a small amount of toner is replenished at one time. It is done. That is, insufficient toner charging is prevented, and streaks and fogging are prevented from being formed.
一方、補給時間が所定の時間よりも長いと、現像装置へのトナー補給用のトナー収納容器でトナーが少なくなっている場合があり、この場合、現像装置へのトナー補給速度が低下し得る。即ち、補給時間が長くても、実際は少量しかトナーが補給されない場合があり得る。この場合も、次の検知までの時間的間隔を短くし、現像装置内のトナー量が少なくなる前にトナーの補給動作を行い、大量のトナー補給が一度に行われることを防ぐ。 On the other hand, if the replenishment time is longer than the predetermined time, the toner may be low in the toner container for replenishing toner to the developing device, and in this case, the toner replenishing speed to the developing device may be reduced. That is, even if the replenishment time is long, the toner may actually be replenished only in a small amount. Also in this case, the time interval until the next detection is shortened, and the toner replenishing operation is performed before the toner amount in the developing device decreases, thereby preventing a large amount of toner from being replenished at a time.
更に、現像装置内のトナー量を検知するための検知部は、所定の時間的間隔ごとに動作し、常に動作しているわけではないから、検知部の寿命が長くなる。検知部の寿命も長くなり、長寿命な画像形成装置を提供できる。 Furthermore, since the detection unit for detecting the toner amount in the developing device operates at predetermined time intervals and does not always operate, the life of the detection unit is extended. The life of the detection unit is also extended, and a long-life image forming apparatus can be provided.
更に、小型化された現像装置(特に、1成分現像方式の現像装置が小型化に有利とされる)は、現像装置内に収容されるトナー量は少なくなるが、本発明は現像装置内のトナー量を一定以上に確保するとともに少量ずつトナーを補給するから、トナーの帯電低下が生じ難く、現像方式を問わず小型化された現像装置に対応することができる。又、残量と満杯を検知するために2つのセンサを設けなくてもよくコスト面で有利であるとともに、センサのスペースが少なくてすむ点においても現像装置の小型化に対応したものとなる。 In addition, in a developing device that is downsized (particularly, a one-component developing type developing device is advantageous for downsizing), the amount of toner stored in the developing device is reduced. Since the toner amount is secured above a certain level and the toner is replenished in small amounts, the toner charge is unlikely to decrease, and the development device can be made compact regardless of the development method. Further, it is not necessary to provide two sensors for detecting the remaining amount and fullness, which is advantageous in terms of cost, and corresponds to the downsizing of the developing device in that the space for the sensors can be reduced.
又、請求項2記載の発明によれば、時間的間隔を定めるために、ドットカウント値を用いるから、トナーの消費量の予測が容易に行える。従って、一定のトナーが消費されたと認められるタイミングで検知部が作動するから、補給されるトナー量が安定し、一度に大量のトナーが補給されることが少なくなる。即ち、現像装置内のトナーの帯電が画質低下を生ずるほどにまで低下しないトナー補給を常に行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, since the dot count value is used to determine the time interval, the toner consumption can be easily predicted. Accordingly, since the detection unit operates at a timing when it is recognized that a certain amount of toner has been consumed, the amount of toner to be replenished is stabilized, and a large amount of toner is less likely to be replenished at a time. That is, it is possible to always perform toner replenishment in which the charging of the toner in the developing device does not decrease to such an extent that the image quality deteriorates.
又、請求項3記載の発明によれば、現像装置内のトナー量を所定量以上になるように確実に保つことができる。例えば、所定量を満杯に近い値に設定しておくと、大量のトナーが一度に補給されることがなくなり、又、トナーが補給されても、現像装置内のトナーの帯電量の低下を相対的に小さくできる。 According to the third aspect of the present invention, the toner amount in the developing device can be reliably maintained to be a predetermined amount or more. For example, if the predetermined amount is set to a value close to full, a large amount of toner will not be replenished at once, and even if the toner is replenished, the decrease in the charge amount of the toner in the developing device will be relative. Can be made small.
以下、本発明の実施形態について図1〜7を参照しつつ説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. However, each element such as configuration and arrangement described in this embodiment does not limit the scope of the invention and is merely an illustrative example.
まず、図1を用いて、本発明の実施形態における画像形成装置1の概略を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置1の概略構成を説明するための模型的断面図である。尚、本実施形態では、ロータリ式現像装置2を備えた画像形成装置1について説明する。
First, the outline of the image forming apparatus 1 in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a schematic configuration of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the image forming apparatus 1 including the
本実施形態に係る画像形成装置1は、画像形成部10、補給部20、中間転写部24、給紙部30、用紙搬送部35、2次転写部45、定着装置47と等から構成される。
The image forming apparatus 1 according to the present embodiment includes an
図1に示すように、画像形成部10は、感光体ドラム11、帯電ローラ12、ドラムクリーニング装置13、ロータリ式現像装置2、レーザユニット14等から構成される。
As shown in FIG. 1, the
前記感光体ドラム11は、像担持体として表面に静電潜像が形成されるものであり、画像形成装置1のほぼ中央で回転駆動される(回転方向を矢印で図示)。その回転軸(不図示)は、図1の紙面に対して垂直に延びて設けられる。又、感光体ドラム11は、アモルファスシリコンやOPC感光体等の感光層を有するように形成されている。
The
前記帯電ローラ12は、感光体ドラム11の上部に設けられる。又、帯電ローラ12は、感光体ドラム11の表面を一様に帯電させるため感光体ドラム11と接しており、回転可能に支持される。尚、帯電ローラ12の上部に設けられているのは、帯電ローラ12に付着している付着物をクリーニングするためのクリーナー12aである。
The charging
前記ドラムクリーニング装置13は、図1における感光体ドラム11の右側方に設けられていて、感光体ドラム11の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのものである。
The
前記、ロータリ式現像装置2は、感光体ドラム11に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するためのものであり、図1における感光体ドラム11の左側方に隣接して設けられる。又、ロータリ式現像装置2は、回転枠15と、回転枠15に支持された4つの現像装置16B、16Y、16C、16Mとを有し、図示しないモータやギアを含む駆動機構によって回転させられる。従って、ロータリ式現像装置2は、軸を中心として回転自在な円筒形状である。ロータリ式現像装置2の回転軸15aは、回転枠15の中心を通り、その軸線方向は、感光体ドラム11の回転軸の軸線方向と平行である。
The
図1に示すように、回転枠15は、回転軸15aの中心から放射状に延びる仕切枠15bによって円周方向に4等分された4つの区画を有している。各区画には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4つのトナー色に対応した現像装置16B、16Y、16C、16Mが配置され、各現像装置16B、16Y、16C、16Mは、それぞれ同様の構成である。そして、ロータリ式現像装置2が回転すると、各現像装置16B、16Y、16C、16Mの現像ローラ53が、感光体ドラム11に所定の隙間を有しつつ対向する。尚、各現像装置16B、16Y、16C、16Mの詳細な構成については、後述する。
As shown in FIG. 1, the rotating
前記レーザユニット14は、外部のコンピュータからの画像情報に基づいて、感光体ドラム11を走査露光するためのものであり、ロータリ式現像装置2の上方に設けられる。レーザユニット14にレーザ光14Lを出力させるためのデータは、画像情報を受け付けるデータ処理部17により作成される。そして、レーザユニット14からはレーザ光14Lが、発射される。そして、レーザ光14Lの光路上には反射ミラー18が設けられ、レーザ光14Lはこの反射ミラー18により感光体ドラム11の表面に照射される(2点鎖線にてレーザ光14Lを図示)。尚、レーザユニット14は、その内部の構成として、レーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している(不図示)。
The
前記補給部20は、トナー収納容器21及びトナー補給装置22等から構成される。トナー収納容器21は、感光体ドラム11及び中間転写ベルト25の上方に設けられ、各色のトナーに対応して、図1の紙面垂直方向に並べて4つ配置されている。各トナー収納容器21はロータリ式現像装置2の各現像装置16B、16Y、16C、16Mに対して補給するトナーを収納する部分である。即ち、各トナー収納容器21は、それぞれ、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのいずれかの色のトナーを収容する。尚、トナー収納容器21は、図1では、1つのトナー収納容器21以外は不可視となっている。
The replenishing
前記トナー補給装置22は、感光体ドラム11の上方において、レーザユニット14とトナー収納容器21との間のスペースに配置されていて、上下動可能に構成され、各色に対応して4本設けられる。各トナー補給装置22は、対応するトナー収納容器21とパイプやホース等で接続され、トナー収納容器21に収容された各色のトナーを対応する現像装置16B、16Y、16C、16Mに供給する。
The
具体的に、トナー補給装置22は、先端が細い形状の差込部22aを有していて、下方に移動した際に、先端が現像装置16B、16Y、16C、16Mに差し込まれトナーを供給する。又、補給が完了すると上方に移動し、ロータリ式現像装置2が回転可能な状態となる。尚、図1では、1本のトナー補給装置22以外は不可視となっている。又、トナー補給装置22の移動方向を破線にて図示する。
Specifically, the
前記中間転写部24は、感光体ドラム11に形成された各色のトナー像が順次転写される中間転写ベルト25、中間転写ベルト25を張架し回転駆動させるための駆動ローラ26、テンションローラ27、感光体ドラム11と中間転写ベルト25を介して隣接する1次転写ローラ28、1次転写ローラ28の近傍であって駆動ローラ26と1次転写ローラの間に設けられた従動ローラ28a、中間転写ベルト25を清掃するためのベルトクリーニング装置29等から構成されている。各ローラに張架された中間転写ベルト25は、回転して感光体ドラム11と1次転写ローラ28とのニップを通過し、各色のトナー像が重ねて1次転写され、この重ねられたトナー像は後に2次転写部45で、用紙Pに転写される。
The
前記給紙部30は、給紙カセット31、手差しトレイ32等から構成される。画像形成装置1の底部には、用紙Pが載置される載置板31aを有する給紙カセット31が設けられる。又、給紙部30は、載置板31a上の用紙Pを1枚ずつ用紙搬送路に送り出すために給紙カセット31の右上部にピックアップローラ33と、ピックアップローラ33の右方に重送防止ローラ対34を有する。更に、装置右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ32が設けられる。そして、手差しトレイ32にも用紙Pを1枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラ33が設けられる。
The
前記用紙搬送部35は、画像形成装置1内で用紙Pを搬送するためのものである。用紙搬送部35は、給紙部30から後述する2次転写ローラ46に至る第1搬送路36と、2次転写ローラ46から定着装置47を経て画像形成済みの用紙Pを排出するための用紙排出口42に至る第2搬送路37と、一度定着装置47よりもシート搬送方向下流側における第2搬送路37の途中から第1搬送路36の途中をつなぐように設けられる反転搬送路38等から構成される。尚、用紙搬送方向は、矢印で図示している。
The
又、湾曲部39が、給紙カセット31から送り出された用紙Pの搬送方向を逆にするため第1搬送路36に設けられる。又、湾曲部39上部では、手差しトレイ32からの搬送路が合流する。2次転写ローラ46の手前には、用紙Pの搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対40が配置される。これら要素が設けられる搬送路には、搬送ローラ対41が複数設けられ、又、用紙Pを案内するガイド板(不図示)も適宜設けられる。
A
前記第2搬送路37は、搬送ローラ対41が複数設けられる。又、用紙Pを案内するガイド板(不図示)も適宜設けられる。尚、第2搬送路37の最後端には、用紙排出口42
が設けられ、又、排出された用紙Pを受け止めるための排出トレイ43が設けられる。
The
And a
反転搬送路38は、両面印刷のための搬送路である。反転搬送路38は、第2搬送路37の途中であって定着装置47の用紙搬送方向下流に位置する分岐爪44から、レジストローラ対40の用紙搬送方向上流側に合流するように設けられる。この反転搬送路38は、給紙カセット31の上方を通るように設けられる。この反転搬送路38も、搬送ローラ対41が複数設けられ、用紙Pを案内するガイド板(不図示)も適宜設けられる。
The
前記2次転写部45は、2次転写ローラ46及び駆動ローラ26から構成される。2次転写ローラ46は、中間転写ベルト25に転写されたトナー像を、2次転写ローラ46と中間転写ベルト25の間に挟まれるように搬送される用紙Pに転写するためのものである。そのため、2次転写ローラ46は、駆動ローラ26と中間転写ベルト25を介してニップを形成するように、回転可能かつ中間転写ベルト25と接離自在に支持される。又、この2次転写ローラ46には、電圧印加手段(不図示)によって、所定のタイミングで用紙Pにトナーが転写されるようにするための電圧が印加される。
The
前記定着装置47は、用紙Pに転写されたトナーを溶融定着させるためのものであり、第2搬送路37の途中であって、ロータリ式現像装置2の下方に設けられる。この定着装置47は、ヒータを内蔵する加熱ローラ48とこれに圧接する加圧ローラ49とを有し、両ローラ間に用紙Pを挟持して搬送する。トナーは加熱・加圧され用紙Pに定着する。
The fixing
次に、画像形成動作について簡単に説明する。この画像形成装置1は、入力された画像データに基づき、以下のように画像形成動作実行する。 Next, an image forming operation will be briefly described. The image forming apparatus 1 executes an image forming operation based on the input image data as follows.
まず、帯電ローラ12により感光体ドラム11が帯電される。この感光体ドラム11に対して、画像データが入力されたデータ処理部17からのデータに従い、レーザユニット14が感光体ドラム11の表面の走査露光を行い、感光体ドラム11には静電潜像が形成される。次に、ロータリ式現像装置2が回転され、対応する色の現像装置16のいずれかが感光体ドラム11に対向する。この状態で、感光体ドラム11の静電潜像が対応する色のトナー供給によって現像される。現像されたトナー像は、中間転写ベルト25に転写される。以上の動作を各色順次繰り返し、中間転写ベルト25上にはフルカラーのトナー像が形成される(フルカラーならば中間転写ベルト25は4回転する)。尚、例えば、黒色の単色画像を形成する場合は、以上の動作を1度行えばよい。尚、感光体ドラム11上に転写後に残留したトナー等は、ドラムクリーニング装置13により清掃される。
First, the
一方で、給紙部30において、給紙カセット31又は手差しトレイ32から1枚の用紙Pがピックアップローラ33により取り出され、レジストローラ対40まで搬送される。その後、用紙Pは、レジストローラ対40から中間転写ベルト25上のトナー像にタイミングを合わせて搬送され、2次転写部45に案内される。2次転写ローラ46は、中間転写ベルト25に当接しつつ所定の電圧が印加され、中間転写ベルト25上のトナー像が用紙Pに転写される。この用紙Pは第2搬送路37により定着装置47に案内され、この定着装置47により用紙Pにトナー像が定着する。そして、片面印刷の場合は、分岐爪44を経て、用紙排出口42から順次排出され、用紙Pを排出トレイ43が受け止める。
On the other hand, in the
一方、両面印刷の場合、定着装置47を通過した用紙Pは、用紙搬送方向において、分岐爪44よりも下流側の第2搬送路37でスイッチバックされ、分岐爪44の案内で反転搬送路38に導入される。その後、表裏反転した用紙Pは、再び第1搬送路36のレジストローラ対40の上流側に戻される。そして、用紙Pの裏面側にタイミングを合わせて2次転写ローラ46からトナー像が転写される。その後は上記と同様である。
On the other hand, in the case of duplex printing, the paper P that has passed through the fixing
次に、ロータリ式現像装置2に支持されている本発明の実施形態に係る現像装置16B、16Y、16C、16Mについて図2を参照しつつ説明する。図2は、本発明の実施形態に係る現像装置16Bの概略構成を示す断面図である。ここで、各現像装置16B、16Y、16C、16Mの有する構成は同様であるから、以下の説明においては、全て特に示さない限り、B、Y、C、Mの符号を省略し現像装置16と統一して説明する。従って以下の説明は、特に説明がない限り現像装置16B、16Y、16C、16Mに共通して適用される。
Next, the developing
この現像装置16は、主として、枠体51、仕切り部材52、現像ローラ53、供給ローラ54、規制部材55、撹拌部材56、トナー補給口57等により構成されている。
The developing
前記枠体51は、現像装置16Bの外殻を構成するものである。そして、この内部にトナーを収容し、他の部材が備え付けられることになる。
The
前記仕切り部材52は、例えば金属の板状部材により形成され、現像装置16の内部をトナー供給部58とトナー収容部59に隔てる。トナー供給部58は、感光体ドラム11にトナーを供給する部分であり、現像ローラ53、供給ローラ54、規制部材55等が配される。トナー収容部59には、撹拌部材56やトナー補給口57が配される。仕切り部材52は、図2において下方から上方に伸びて設けられ、供給ローラ54の軸線方向に伸びて形成される。そして、仕切り部材52は、開口が複数設けられ、供給ローラ54と供給ローラ54に近接する枠体51の間の位置で設けられる第1開口60と、トナー収容部59とトナー供給部58における空間を結ぶ位置に設けられる第2開口61を有する。
The partition member 52 is formed of, for example, a metal plate member, and divides the inside of the developing
図2において下方に位置する第1開口60は、撹拌部材56により押し込むようにトナー収容部59からトナー供給部58にトナーを送り込むためのものである。この第1開口60は1又は複数設けられ、供給ローラ54の軸線方向(図1の紙面垂直方向)に伸びて並べて設けられ得る。第1開口60の数や大きさにより、トナー供給部58に送り込むトナーの量が調整される。
A
図2において上方に位置する第2開口61は、トナー供給部58にトナーが入りすぎた場合、トナー収容部59にトナーを戻すためのものである。第2開口61には、トナー収容部59側から第2開口61を塞ぐように例えばPETのような樹脂製の弁部材62が設けられる。弁部材62は、トナー供給部58でのトナー量が増加して圧力が高くなると、圧力によりトナー収容部59側に開き、トナーがトナー収容部59側に戻される。これにより、トナー供給部58でトナーの圧力が高くなることによるトナー劣化が防がれる。
The
図2に示すように、前記現像ローラ53は、一部が枠体51から飛び出し、感光体ドラム11(図2において一部を破線で図示)に一定の隙間を有しつつ、対向するように回転可能に支持される。そして、ロータリ式現像装置2が回転し、各色のトナーの薄層が形成された現像ローラ53が、感光体ドラム11に対向させられ、感光体ドラム11に対しトナーを供給する。尚、現像ローラ53と枠体51の間には、トナーの漏れ出し防止のためシール部材63が設けられる。
As shown in FIG. 2, a part of the developing
前記供給ローラ54は、現像ローラ53にトナーを搬送するため、現像ローラ53と仕切り部材52の間に現像ローラ53に接するように設けられる。供給ローラ54は回転可能かつ供給ローラ54の軸線と現像ローラ53の軸線は平行になるように支持される。又、供給ローラ54は、ギア、モータ等から構成される駆動機構(不図示)により、現像ローラ53と同方向(図2において時計方向)に回転される。そして、供給ローラ54は、現像ローラ53と供給ローラ54の接触部分において、図2の上方の接触部分では(規制部材55の近傍)、現像ローラ53にトナーを供給し、図2の下方の接触部分では(シール部材63の近傍)、現像に使用されなかったトナーを掻き取るという機能を果たす。
The
前記規制部材55は、樹脂、金属等でフィルム状又はブレード状に形成される。又、規制部材55は、一平面が現像ローラ53の軸線方向に沿って当接するように支持される。このように、規制部材55は、現像ローラ53上にトナーの薄層が形成し、更に、所定の電圧印加手段(不図示)を有し、トナーを帯電させる機能も有する。
The regulating
前記撹拌部材56は、供給ローラ54、現像ローラ53と軸線が略平行かつ並列して設けられ、軸部56a及び撹拌羽根56b等により構成される。軸部56aはトナー収容部59内に架け渡して設けられ回転可能に支持される。図2に示すように軸部56aは、2つの断面L字状の軸部材56c、56dを重ね合わせ、断面コ字状となるように構成される。そして、軸部材56c、56dの間に、例えば、PETのような樹脂で構成されるフィルム状又はシート状の撹拌羽根56bを挟み込み、撹拌部材56が構成される。
The agitating
撹拌部材56は、モータ(不図示)や駆動機構(不図示)から回転駆動力が伝達され回転してトナー収容部59内のトナーを撹拌し、又、第2開口61から戻されたトナーとトナー収容部59内のトナーを混ぜ合わせ、更に、第1開口60からトナー供給部58に向けて新しいトナーを送り込む。このように、現像装置16内のトナーが循環し、劣化のあるトナーと新しいトナーが均等に混ざり合うから、画像の品質が低下しない。
The agitating
トナー補給口57は、補給部20から、トナーの補給を受けるためのものであり、トナー収容部59に、撹拌部材56に近接する枠体51部分と対向する枠体51部分に設けられている(図2において上方の位置)。トナー補給口57には、トナー補給装置22の先端部22aが差し込まれ、トナーが現像装置16に補給される。そのため、トナー補給口57は、トナー補給装置22と対応して設けられる。尚、トナー補給装置22の挿入方向及びトナー補給口57の位置を図2において一点鎖線で示す。
The
次に、図3に基づき、ロータリ式現像装置2に支持されている本発明の実施形態に係る現像装置16B、16Y、16C、16Mが有する検知部65について説明する。図3(a)は、本発明の実施形態に係る現像装置16の検知部65の構成を示す斜視図である。図3(b)は、検知部65の検知のしくみを説明するための説明図である。
Next, the
図3に示すように、検知部65は現像装置16内のトナー量を検知するためのものであり、現像装置16内のトナー収容部59に撹拌部材56に隣接して設けられる。
As shown in FIG. 3, the
検知部65は主として、センサとしての発光部66と受光部67、2本のライトガイド68、69、回転部材70等から構成されている。そして、発光部66と受光部67は、図3(b)に示すように、現像装置16内ではなく画像形成装置1側に設けられていて、各現像装置16B、16Y、16C、16Mが共通で用いている。即ち、ロータリ式現像装置2を適宜回転させ、各現像装置16B、16Y、16C、16Mがトナー量を検知するためのポジションに固定され、その現像装置16のトナー量が検知される。
The detecting
図3(a)及び(b)に示すように、検知部65において、現像装置16内のトナー量を検知するためのセンサとしての発光部66と受光部67とを有する透過型の光センサを用いる。そして、発光部66からの光が、ライトガイド68を通り反射され、対向する位置にあるライトガイド69に向けて進み、ライトガイド69を通り受光部67に光が到達する。この時、光軸がトナー収容部59を横切り、光軸を検出対象であるトナーが遮ることで受光部67での受光量が変化し、現像装置16内のトナー量が検出される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
前記回転部材70は、主としてベース部70aと保持部材70bと清掃部材70cから構成される。ベース部70aは、円盤状若しくは円柱状に形成されモータ(不図示)等から回転駆動力が伝達され、回転駆動するように現像装置16Bの枠体51に支持される。保持部材70bは、本実施形態では2本設けられ、ベース部70aが回転した際にライトガイド68、69の近傍を通過するようにベース部70aに立設される。清掃部材70cは、繊維素材や樹脂等で構成されたシート状の部材であり、保持部材70bに固定される。そして回転部材70が回転し、ライトガイド68、69の光透過面を清掃部材70cが清掃して、トナーが付着して光を遮ることを防いでいる。
The rotating
次に、図4に基づき、本発明の実施形態に係る画像形成装置1が備える制御部80について説明する。図4は、本発明の実施形態に係る制御部80を説明するためブロック図である。
Next, the
図4に示すように、現像装置16に対するトナー補給を制御するための構成として制御部80が設けられ、この制御部80には、少なくとも現像装置16、検知部65、補給部20、データ処理部17が信号線でつながっている。
As shown in FIG. 4, a
ここで、制御部80は、画像形成装置1を使用する上で必要となる画像形成装置1に係る多くの制御も行う中央処理的な制御部80の一部に設けられるようにしてもよいし、トナーの補給を制御するための制御部80を別途設けるようにしてもよい。尚、図4では、トナーの補給を制御するために必要となる部分のみ図示している。
Here, the
制御部80は、中央演算処理装置としてのCPU、読み出し専用の記憶部であるROM読み書き自在の記憶部であるRAMや場合によりハードディスクドライブ等の記憶装置を有する(不図示)。又、制御部80は、現像装置16、検知部65、補給部20、データ処理部17を制御したり、データの入出力を行ったりするため、I/Fを備えている。尚、データや信号をやり取りする具体的な制御については後述する。
The
次に、図5に基づき、本発明の実施形態に係る画像形成装置1が備える制御部80の動作について説明する。図5は、本発明の実施形態に係る制御部80における検知部65の制御を説明するためフローチャートである。
Next, based on FIG. 5, the operation of the
トナー補給のため、画像形成装置1又は各現像装置16にそれぞれ設けられた検知部65は、現像装置16(16B、16Y、16C、16M)内のトナー量を検知するが、常に検知部65のセンサ(発光部66及び受光部67)を作動させると、センサの寿命が短くなる。そのため、制御部80は、検知部65のセンサを所定の時間的間隔を置きつつ検知を行うように制御し、センサの長寿命化を図る。
For toner replenishment, the
ここで、所定の時間的間隔を決定するために、ドットカウント値を用いる。ドットカウント値は、画像形成装置1で形成される画像のうち、トナーをのせるべきドット数(画素数)の積算値である。このドットカウント値によれば、現像装置16で消費されたトナーの量を予測することが可能となる。そして、一定のドットカウント値に達した場合、検知部65が現像装置16内のトナーの量を検知するように、制御部80が検知部65を制御する。このように、検知部65が検知を行う所定の時間的間隔が決定される。言い換えると、一定のドットカウント値に達した場合、制御部80は、一定のドットカウント値に達した色のトナー収容する現像装置16をセンサで検知できるポジションまで回転させ、検知を受けるようにロータリ式現像装置2を制御する。
Here, a dot count value is used to determine a predetermined time interval. The dot count value is an integrated value of the number of dots (number of pixels) on which toner is to be placed in the image formed by the image forming apparatus 1. According to this dot count value, it is possible to predict the amount of toner consumed by the developing
制御部80には、例えば、データ処理部17からドットカウント値の積算に必要なデータが送信される(データ処理部17は、外部のコンピュータ等からの画像情報に基づき、レーザユニット14が感光体ドラム11を走査露光するためのデータを作成するから、トナーをのせるべきドット数(画素数)を算定するための情報を有する)。尚、ドットカウント値は、トナーをのせるべきドット数(画素数)をそのままカウントしてもよいが、各用紙サイズにおいて、全ドット数(画素数)に対するトナーをのせるべきドット数(画素数)の割合、言い換えると画像印字率(画像印刷率ともいう)をデータ処理部17で算定し、画像印字率を制御部80に送信してもよい。又、制御部80で画像印字率の算定を行ってもよい。尚、用紙Pのサイズは複数存在し、トナー消費量も異なるから、画像印字率の算定では、1つの用紙Pサイズ(例えばA4)における画像印字率に換算してもよい。
For example, data necessary for integrating the dot count value is transmitted from the
尚、ドットカウント値を用いると、所定の時間的間隔は、実際のトナーの消費状況にあわせ、画像印字率や用紙サイズ等により変動する。尚、所定の時間的間隔の決定は、制御部80に別途タイマー(不図示)を設けて行うことも可能である。
When the dot count value is used, the predetermined time interval varies depending on the image printing rate, the paper size, and the like according to the actual toner consumption state. The predetermined time interval can be determined by providing a separate timer (not shown) in the
更に、本実施形態に係る画像形成装置1では、制御部80は、検知部65が検知を行う所定の時間的間隔が前に補給部20が行った補給動作における補給時間によっては、短くなるように制御する。即ち、所定の補給時間よりも短い若しくは長い場合に、所定の時間的間隔を短くする。
Further, in the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the
所定の補給時間は、一定の幅を有し、トナー補給装置22から現像装置16内に送り込まれる時間あたりのトナー量、言い換えると、トナー補給速度との関係で決定される。具体的には、例えば、ドットカウント値や画像印字率から予測されるトナー消費量よりも、補給速度から見てトナー補給量が少ないと考えられる時間を基準として定め得る。所定の補給時間よりも短い場合は、トナー補給量が消費量よりも少なかったと判定できる。一方、所定の補給時間よりも長い場合も、トナー収納容器21内のトナーがない、若しくは少なくなったため、トナー補給がされても、ほとんど現像装置16には、トナーが補給されていないと考えられる場合がある。尚、補給動作における補給時間は、補給部20と制御部80はつながっているから、制御部80で容易に管理できる。
The predetermined replenishment time has a certain width and is determined in relation to the amount of toner per time sent from the
そして、所定の時間的間隔を短くするための方法としては、積算すべきドットカウント値のリセットで値をゼロとした後に(ドットカウント値が一定値に達した場合になされる)、一定の値を加算すればよい。例えば、ドットカウント値を積算する上限の一定値に対し半分の値を最初に加算すれば、平均して、半分の時間で検知部65が検知動作を行うようになる。この加算も制御部80で行うようにすればよい。
And, as a method for shortening the predetermined time interval, after resetting the dot count value to be integrated to zero, (when the dot count value reaches a constant value), a fixed value Should be added. For example, when a half value is first added to a fixed upper limit value for integrating the dot count value, the
ここで、図5に示すフローチャートに従い、検知部65が検知を行い、補給動作に移行するまでの動作を説明する。又、理解を容易にするため、本実施形態における現像装置16について具体的な数字を挙げつつ説明する。
Here, according to the flowchart shown in FIG. 5, the operation until the
本実施形態における現像装置16は、小型化されているため、47〜48gと比較的少量の1成分現像剤を収容可能となっている。そして、理由は後述するが、現像装置16の内部には、所定量として、常に40〜46g、より好ましくは43〜44gのトナーが収容されている状態を維持するようになっている。又、トナー補給装置22の補給速度は、約10g/minである。
Since the developing
まず、先のトナー補給動作が完了すると(ST1)、制御部80のドットカウント値がリセットされる(ST2)。尚、本実施形態では、上記したように、ドットカウント値はA4サイズ用紙Pにおける画像印字率に換算されて、制御部80で管理されている。
First, when the previous toner supply operation is completed (ST1), the dot count value of the
ここで、画像印字率の積算値が一定値に達するまで、検知部65は休止状態となるが、本実施形態では、例えば、制御部80で積算される画像印字率の積算値の一定値は、333%とできる。具体的には、A4サイズの用紙Pを3枚〜4枚ベタ塗りした場合におけるトナー消費量とおよそ一致する。通常、画像印字率は6%程度であるから約6%とすれば、50〜60枚程度の用紙Pに画像形成した場合、積算値が一定値に達する。
Here, until the integrated value of the image printing rate reaches a constant value, the
次に、制御部80は、先の補給動作における補給時間が所定の補給時間よりも短い又は長いかを判断する(ST3)。ここで、所定の補給時間は、6〜25秒と幅を有する。6秒以下であると現像装置16へのトナー補給量は、トナー補給速度からみて、約1gとなる。本実施形態の画像形成装置1では、画像印字率の積算値の333%程度の画像形成を行うと、平均して約2gのトナーを消費するから、現像装置16内のトナー量は、減少していくことになり、現像装置16内のトナーを所定量以上に確保しようとすると、次の補給で、大量にトナー補給が行われ得る。
Next,
一方、補給時間が25秒よりも長いと、通常、約4〜5g補給されるが、画像印字率の積算値の333%での平均トナー消費量は約2gであり、約2倍強である。しかし、本実施形態の現像装置16は所定量以上のトナーを維持するから、25秒もの補給は所定量よりも現像装置16内にはトナーが少なくなりつつあるという判定材料になる。即ち、トナー収納容器21内のトナーが少なくなり、トナーの補給速度の低下状態であり得る。又、実際に、ほとんどトナーが補給されていないことも考えられ、次の補給を行えば、大量にトナー補給が行われ得る(特に、新しいトナー収納容器21に交換した場合)。
On the other hand, if the replenishment time is longer than 25 seconds, about 4 to 5 g is normally replenished, but the average toner consumption at 333% of the integrated value of the image printing rate is about 2 g, which is about twice as much. . However, since the developing
しかし、本実施形態では、制御部80は、所定の補給時間よりも短い又は長い場合、積算すべき画像印字率に値を加算する(ST4)。具体的には、本実施形態に係る画像形成装置1では150%の値を加算する。このように次に、検知部65が動作するまでの所定の時間的間隔が短くなり、次の補給動作でトナーが大量に補給されることを防ぐことができ、現像装置16内のトナーの帯電量が大きく下がってしまうことがなくなる。
However, in this embodiment, the
ST4の後、制御部80は、データ処理部17からの情報に基づき、画像印字率を積算し続け(ST5)、画像印字率が一定値(例えば333%)に達したか否かを判断し(ST6)、一定値に達した場合、制御部80は、検知部65を動作させ、トナー補給制御に移行する(ST7)。
After ST4, the
次に、図6に基づき、本実施形態における画像形成装置1のトナー補給制御について述べる。図6は、実施形態に係る画像形成装置1のトナー補給制御を説明するためのフローチャートである。 Next, toner replenishment control of the image forming apparatus 1 in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart for explaining toner supply control of the image forming apparatus 1 according to the embodiment.
制御部80で積算した画像印字率が一定値(例:333%)を超えた場合、トナー補給制御を制御部80が開始する(ST11)。トナー補給制御が開始されると、制御部80は検知部65を作動させる。このとき、検知部65が補給対象となる現像装置16の内部のトナー量が所定量に達するものであるか否かを検知する(ST12)。
When the image printing rate integrated by the
ここで、補給対象となる現像装置16内のトナー量の所定量とは、本実施形態における現像装置16では、40〜46g、より好ましくは43〜44gと定める。即ち、現像装置16が収容可能なトナー量は47〜48gであるから常に、トナー量が満杯に近い状態で推移する。尚、現像装置の形状や大きさにより、収容可能トナー量や所定量の数値は変わるものであるが、本実施形態以外の大きさの現像装置では、収容可能な全トナー量に対し、85%以上、好ましくは90%以上、更に好ましくは、およそ93%以上のトナー量を現像装置が収容することが好ましい。
Here, the predetermined amount of toner in the developing
そして、所定量以上のトナーが現像装置16内に存在していると検知部65が検知すれば、制御部80は、トナー補給制御を終了する(ST12のY)。画像印字率の積算値により予想されるトナー消費量と、実際の消費量にズレがある場合もあるからである。
If the
一方、現像装置16B等内のトナー量が所定量以下と検知部65が検知すれば、制御部80は、補給対象の現像装置16を補給位置に移動させる(ST13)。具体的には、トナー補給装置22が下方に移動した位置に、補給対象の現像装置16のトナー補給口57が位置するように移動させる(図1参照)。その後トナー補給装置22が現像装置16のトナー補給口57に挿入され(ST14)、補給対象となる現像装置16を稼働させ撹拌部材56でトナーを撹拌し、補給されるトナーの撹拌が行われる(ST15)。
On the other hand, when the
そして、制御部80は、トナー収納容器21内のトナーをトナー補給装置22に搬送して、補給対象となる現像装置にトナーの補給を開始する信号を出し(ST16)、トナーの補給が開始される。その間、制御部80は、検知部65を作動させ続け、検知部65の検知状況を確認し、現像装置16内のトナー量が所定量に達したか否か判断する(ST17)。トナーの補給がされ続け、検知部65が現像装置16内のトナーが所定量以上になったことを検知すると、制御部80は補給部20に対しトナー補給を停止するための信号を発し、補給部20はトナー補給を停止する(ST18)。
Then, the
このように、トナー補給制御を行うから、常に現像装置16の内部には一定量以上のトナーが存在し、満杯に近い状態で推移する。トナーが満杯に近い状態を維持するから、補給された直後の帯電不足のトナーが現像に用いられることを防ぐことができる。特に、小型化された1成分現像方式における現像装置16であっても、現像装置16内のトナー量が極端に少なくなることや、大量にトナーが補給されることによるトナーの帯電不足がなくなり、小型化に十分に対応した現像装置16となる。
Since toner replenishment control is performed in this way, there is always a certain amount or more of toner in the developing
トナー補給が停止された後(ST18)、制御部80は、画像印字率の積算値をリセットし(ST19、ST2)、補給対象の現像装置16を停止させる(ST20)。更に、制御部80は、トナー補給装置22を上方に移動させる信号を発し(図1参照)、トナー補給装置22を待機位置に移動させる(ST21)。そして、トナー補給制御が終了し(ST22)、以後、画像形成装置1で、画像形成されるに従い、制御部80は、画像印字率を積算する制御に移行し、トナー補給制御と交互に行われることになる。
After the toner supply is stopped (ST18), the
尚、トナー補給制御は、画像形成装置1の起動時や、画像形成動作をしていない状態が一定時間以上続いた場合にも行ってもよい。 Note that the toner replenishment control may be performed when the image forming apparatus 1 is started or when an image forming operation is not performed for a predetermined time or longer.
次に、図7に基づき、本実施形態に係る画像形成装置1において、トナーの補給制御を行う場合と行わない場合の補給されるトナー量の差について述べる。図7は、本発明の実施形態に係る制御部80を行った場合と、行わなかった場合を比較したグラフである。
Next, based on FIG. 7, the difference in the amount of toner to be replenished when the toner replenishment control is performed and when it is not performed in the image forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 7 is a graph comparing the case where the
尚、図7において、現像装置16に収容できるトナー量の最大収容量を図7の左右方向に実線で示し、維持すべき所定量を一点鎖線で示す(図7において、上述したように、本実施形態における現像装置16では、最大収容量は47gとし、所定量を44gとする)。又、図7において、下向き矢印の実線は、トナー消費量を示し、上向き矢印の破線は、トナー補給量を示す。
In FIG. 7, the maximum amount of toner that can be accommodated in the developing
まず、本発明に係る制御を行わない場合について説明する。図7において、(a)、(b)のグラフがトナーの補給制御を行わない場合のものである。(a)に示すように、トナーが消費されて所定量以下になり、その後、検知部65が動作し、トナー補給制御が行われ、所定量以上になるまで、現像装置16にトナーが補給される。
First, a case where the control according to the present invention is not performed will be described. In FIG. 7, the graphs (a) and (b) are for the case where toner replenishment control is not performed. As shown in (a), the toner is consumed and becomes a predetermined amount or less, and thereafter, the
トナーの補給の際、検知部65がトナー量が所定量以上になったことを検知するまで、トナー補給がされる。ここで、検知部65の検知にはある程度のばらつきがあり、又、トナー補給装置22の現像装置16へのトナー補給速度が、残量や気温、湿度等の様々な要因が重なり、ばらつく場合もある。従って、(a)に示すように、所定量に至って直ぐにトナー補給が終了する場合もあるし、所定量を超えてほぼ満杯に至るまでトナー補給がなされる場合もある。
At the time of toner replenishment, the toner is replenished until the
そのため、(b)に示すように前回のトナー補給で、所定量にちょうど至った段階でトナーの補給が終了した場合、次のトナー補給では、トナー補給が満杯に近い状態までトナーが補給され得る。即ち、一度に多量のトナーが補給され得る。このようなトナー補給は、現像装置16内のトナーの帯電量を、画像の現像、形成に影響が出るほどに下げてしまい、このような多量のトナーが補給されることは、避けることが望ましい。
Therefore, as shown in (b), when the toner supply is completed at the stage where the predetermined amount has been reached in the previous toner supply, the toner can be supplied until the toner supply is almost full in the next toner supply. . That is, a large amount of toner can be replenished at a time. Such toner replenishment lowers the charge amount of the toner in the developing
そこで、(c)、(d)に示す本発明に係るトナーの補給制御について説明する。(C)は、前記(a)の場合と同様に、所定量に至って直ぐにトナー補給が終了した場合を示す。そして、所定量に至って直ぐにトナー補給が終了すると、トナーの補給を開始してから終了するまでの時間が短い場合がある。ここで、上述したように、制御部80は、トナー補給時間を管理、監視している。
Therefore, toner replenishment control according to the present invention shown in (c) and (d) will be described. (C) shows a case where toner supply is completed immediately after reaching a predetermined amount, as in the case of (a). When the toner supply is completed immediately after reaching the predetermined amount, the time from the start of toner supply to the end may be short. Here, as described above, the
そこで、トナー補給時間が所定の補給時間よりも短いと、次の補給で現像装置16に大量のトナーが補給されることが予測できるから、制御部80は、ドットカウント値(画像印字率)の積算値に一定値を加算し、次の検知部65が現像装置16内のトナー量を検知するまでの時間的間隔を短くする。そうすると、(d)に示すように、満杯に近い状態までトナーが補給されても、一度のトナー補給量を(b)に示す場合よりも、少なくすることができる。従って、本発明を実施すれば、一度に多量のトナーが補給されない。
Therefore, if the toner replenishment time is shorter than the predetermined replenishment time, it can be predicted that a large amount of toner will be replenished to the developing
このようにして、感光体ドラム11に形成される静電潜像を現像するためにトナーを供給する現像装置16(16B、16Y、16C、16M)と、現像装置16内のトナー量を検知するための検知部65と、検知部65が現像装置16内のトナー量が所定量に達していないことを検知した場合、現像装置16内にトナーを補給する補給部20と、検知部65が現像装置16内のトナー量を所定の時間的間隔ごとに検知するように制御する制御部80とを備え、補給部20が行った補給動作において、補給開始時から補給終了時までの時間が所定の補給時間よりも短かった又は長かった場合、制御部80は、検知部65が次に現像装置16内のトナー量を検知するまでの所定の時間的間隔を短くするように制御するようにすれば、検知部65が現像装置16内のトナーが所定量以下になったことを検知し、その際にトナー補給が行われるから、現像装置16内に所定量以上のトナーが存在する状態を維持できる。そして、補給時間が所定の時間よりも短く少量のトナーしか補給されない補給が行われると、次の補給動作では所定量以上に戻すためトナーの補給量が多くなってしまうが、制御部80は、次に検知部65がトナー量を検知するまでの時間的間隔を短くするように制御し、現像装置16内のトナー量が少なくなる前にトナーの補給動作が行われ、一度に大量のトナー補給が行われることを回避することができる。従って、常に所定量以上のトナーが現像装置内16で収容される状態が維持され、補給によるトナーの帯電量の低下が相対的に小さく止められ、かつ、一回で補給されるトナーが少量に抑えられる。即ち、トナーの帯電不足が防止され、形成される画像に筋が入ることやカブリが防止される。
In this way, the developing device 16 (16B, 16Y, 16C, 16M) that supplies toner to develop the electrostatic latent image formed on the
一方、補給時間が所定の時間よりも長いと、現像装置16へのトナー補給用のトナー収納容器21でトナーが少なくなっている場合があり、この場合、現像装置16へのトナー補給速度が低下し得る。即ち、補給時間が長くても、実際は少量しかトナーが補給されない場合があり得る。この場合も、次の検知までの時間的間隔を短くし、現像装置16内のトナー量が少なくなる前にトナーの補給動作を行い、大量のトナー補給が一度に行われることを防ぐ。
On the other hand, if the replenishment time is longer than the predetermined time, the
更に、現像装置16内のトナー量を検知するための検知部65は、所定の時間的間隔ごとに動作し、常に動作しているわけではないから、検知部65の寿命が長くなる。従って長寿命な画像形成装置を提供できる。
Furthermore, the
更に、小型化された現像装置16(特に、1成分現像方式の現像装置16が小型化に有利とされる)は、現像装置16内に収容されるトナー量は少なくなるが、本発明は現像装置16内のトナー量を一定以上に確保するとともに少量ずつトナーを補給するから、トナーの帯電低下が生じ難く、現像方式を問わず小型化された現像装置に対応することができる。又、残量と満杯を検知するために2つのセンサを設けなくてもよくコスト面で有利であるとともに、センサのスペースが少なくてすむ点においても現像装置16の小型化に対応したものとなる。
Further, the developing
又、制御部80は、検知部65が次に現像装置16内のトナー量を検知するまでの所定の時間的間隔を定めるために、像担持体上に形成される画像のうちトナーをのせるべき画素数の積算値であるドットカウント値を用いるようにすれば、所定の時間的間隔を定めるために、ドットカウント値を用いるから、トナーの消費量の予測が容易に行える。従って、一定のトナーが消費されたと認められるタイミングで検知部65が作動するから、補給されるトナー量が安定し、一度に大量のトナーが補給されることが少なくなる。即ち、現像装置内のトナーの帯電が画質低下を生ずるほどにまで低下しないトナー補給を常に行うことができる。
In addition, the
又、検知部65が現像装置16内のトナー量が所定量に達していないと検知し、補給部20が現像装置16内にトナーを補給する場合において、制御部80は、現像装置16内のトナーが所定量以上に達するまで検知部65が検知を行うように制御し、補給部20は、現像装置16内のトナー量が所定量以上に達するまでトナーが補給されたことを検知部65が検知するまで補給を行うようにすれば、現像装置16内のトナー量を所定量以上になるように確実に保つことができる。例えば、所定量を満杯に近い値に設定しておくと、大量のトナーが一度に補給されることがなくなり、又、トナーが補給されても、現像装置16内のトナーの帯電量の低下を相対的に小さくできる。
When the detecting
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本発明は、画像形成装置において利用可能である。 The present invention can be used in an image forming apparatus.
1 画像形成装置
2 ロータリ式現像装置
16 現像装置(16B、16Y、16C、16M)
20 補給部
21 トナー収納容器
22 トナー補給装置
65 検知部
66 発光部
67 受光部
80 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
20
Claims (3)
前記現像装置内のトナー量を検知するための検知部と、
前記検知部が前記現像装置内のトナー量が所定量に達していないことを検知した場合、前記現像装置内にトナーを補給する補給部と、
前記検知部が前記現像装置内のトナー量を所定の時間的間隔ごとに検知するように制御する制御部とを備え、
前記補給部が行った補給動作において、補給開始時から補給終了時までの時間が所定の補給時間よりも短かった又は長かった場合、前記制御部は、前記検知部が次に前記現像装置内のトナー量を検知するまでの前記所定の時間的間隔を短くするように制御することを特徴とする画像形成装置。 A developing device for supplying toner to the image carrier in order to develop an electrostatic latent image formed on the image carrier;
A detection unit for detecting the amount of toner in the developing device;
A replenishing unit that replenishes toner in the developing device when the detecting unit detects that the toner amount in the developing device has not reached a predetermined amount;
A controller that controls the detection unit to detect the toner amount in the developing device at predetermined time intervals;
In the replenishment operation performed by the replenishment unit, when the time from the start of replenishment to the end of replenishment is shorter or longer than a predetermined replenishment time, the control unit next detects the detection unit in the developing device. An image forming apparatus that controls to shorten the predetermined time interval until the toner amount is detected.
前記制御部は、前記現像装置内のトナーが所定量以上に達するまで前記検知部が検知を行うように制御し、
前記補給部は、前記現像装置内のトナー量が所定量以上に達するまでトナーが補給されたことを前記検知部が検知するまで補給を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。 When the detection unit detects that the amount of toner in the developing device has not reached a predetermined amount, and the replenishing unit replenishes toner in the developing device,
The control unit controls the detection unit to perform detection until the toner in the developing device reaches a predetermined amount or more,
3. The image forming according to claim 1, wherein the replenishing unit replenishes until the detection unit detects that the toner has been replenished until the toner amount in the developing device reaches a predetermined amount or more. apparatus.
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