JP2016151677A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】低コスト化及び小型化を図るとともに強制トナー消費の実行を制御することができる。【解決手段】像担持体と、静電形成手段と、現像手段と、画像面積率に基づいて現像手段から消費されるトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段521と、トナー消費量算出手段により算出されるトナー消費量に応じた量のトナーを現像剤収納容器内に補給するトナー補給手段519と、現像剤収納容器内のトナーを強制的に消費する強制トナー消費制御を実行する強制トナー消費制御手段522とを備えるプリンタ600において、現像剤収納容器内のトナー量を検知するトナー量検知センサ46等のトナー量検知手段を備え、強制トナー消費制御手段522は、トナー量検知手段が検知した検知トナー量と現像剤収納容器内の目標トナー量との差に基づいて、強制トナー消費制御を実行する。【選択図】図2Cost reduction and size reduction can be achieved, and execution of forced toner consumption can be controlled. An image carrier, an electrostatic forming unit, a developing unit, a toner consumption calculating unit for calculating a toner consumption amount consumed from the developing unit based on an image area ratio, and a toner consumption calculating unit. Toner supply means 519 for supplying toner in an amount corresponding to the toner consumption calculated by the above, and forced toner consumption control for forcibly consuming toner in the developer storage container The printer 600 including the consumption control unit 522 includes a toner amount detection unit such as a toner amount detection sensor 46 that detects the toner amount in the developer container, and the forced toner consumption control unit 522 is detected by the toner amount detection unit. The forced toner consumption control is executed based on the difference between the detected toner amount and the target toner amount in the developer storage container. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
従来、画像面積率の低い画像を連続して出力したとき、過度の摺擦や攪拌等により劣化した現像装置の現像剤収納容器内のトナーを強制的に消費する強制トナー消費モードを実行する画像形成装置が知られている。 Conventionally, when an image with a low image area ratio is output continuously, an image that executes a forced toner consumption mode in which toner in a developer storage container of a developing device that has deteriorated due to excessive rubbing or stirring is forcibly consumed Forming devices are known.
例えば、特許文献1には、基準画像の濃度を画像濃度センサで検知した結果と、画像情報に基づいて算出した画像面積率とによって、強制トナー消費モードを実行するか否かを判断する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、強制トナー消費モードを実行するか否かの判断に際して、画像面積率の算出結果だけでなく、画像濃度センサの検知結果も考慮される。これにより、画像面積率の算出結果のみを用いる場合よりも、強制トナー消費モードの実行又は不実行を適切に判断でき、不必要にトナーが消費される事態を抑制できるとされている。 For example, Patent Document 1 discloses image formation for determining whether to execute the forced toner consumption mode based on the result of detecting the density of a reference image by an image density sensor and the image area ratio calculated based on image information. An apparatus is disclosed. In this image forming apparatus, when determining whether to execute the forced toner consumption mode, not only the calculation result of the image area ratio but also the detection result of the image density sensor is considered. As a result, the execution or non-execution of the forced toner consumption mode can be appropriately determined as compared with the case where only the calculation result of the image area ratio is used, and the situation where toner is unnecessarily consumed can be suppressed.
しかしながら、特許文献1に開示の画像形成装置では、強制トナー消費モードの実行又は不実行の判断に、画像濃度センサによる画像濃度の検知結果が必要である。そのため、画像濃度センサを備えていなければならず、高コスト化と大型化を招くという問題点があった。 However, the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 requires the image density detection result by the image density sensor to determine whether to execute or not execute the forced toner consumption mode. For this reason, an image density sensor must be provided, and there is a problem in that the cost and the size are increased.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、像担持体と、画像情報に基づいて前記像担持体上に静電潜像を形成する静電形成手段と、現像剤収納容器内に収納されているトナーを用いて前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、画像面積率に基づいて前記現像手段から消費されるトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段と、前記トナー消費量算出手段により算出されるトナー消費量に応じた量のトナーを前記現像剤収納容器内に補給するトナー補給手段と、前記現像剤収納容器内のトナーを強制的に消費する強制トナー消費制御を実行する強制トナー消費制御手段とを備える画像形成装置において、前記現像剤収納容器内のトナー量を検知するトナー量検知手段を備え、前記強制トナー消費制御手段は、前記トナー量検知手段が検知した検知トナー量と前記現像剤収納容器内の目標トナー量との差に基づいて、前記強制トナー消費制御を実行することを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to an image carrier, electrostatic forming means for forming an electrostatic latent image on the image carrier based on image information, and a developer container. A developing unit that develops an electrostatic latent image formed on the image carrier into a toner image using the toner stored in the toner, and calculates a toner consumption amount consumed from the developing unit based on an image area ratio Toner consumption calculating means, toner supply means for supplying toner in an amount corresponding to the toner consumption calculated by the toner consumption calculating means, and toner in the developer storage container An image forming apparatus comprising forced toner consumption control means for executing forced toner consumption control means for forcibly consuming the toner, and further comprising toner amount detection means for detecting a toner amount in the developer container, wherein the forced toner consumption control is performed. Stage, based on the difference between the target toner amount of the developer accommodating container and detecting the amount of toner the toner amount detecting means detects, is characterized in that to perform the forced toner consumption control.
本発明によれば、低コスト化及び小型化を図るとともに強制トナー消費の実行を制御することができるという特有の効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a specific effect that the cost and size can be reduced and the execution of forced toner consumption can be controlled.
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)の一実施形態について説明する。
図1は、同プリンタの概略構成図である。プリンタとしての4色フルカラー画像形成装置の概略を説明する。プリンタ600は、中間転写ベルト7の走行方向(図1中のA方向)に沿って4個の画像形成ユニットとしてのプロセスカートリッジ1Y、1M、1C、1Kが配置されたタンデム型のカラー画像形成装置である。色数は制限されるものではなく、5色以上のプロセスカートリッジを採用してもよい。各色のプロセスカートリッジ1は、像担持体としての感光体の表面を帯電装置で帯電させ、露光装置で静電潜像を形成し、現像手段としての現像装置でトナー像を形成する。これらの装置が各々共通の保持体に保持されて装置本体に対して一体的に着脱することで、それらを同時に交換できるようになっている。
Hereinafter, as an image forming apparatus to which the present invention is applied, an embodiment of an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the printer. An outline of a four-color full-color image forming apparatus as a printer will be described. The
各色のプロセスカートリッジ1は、それぞれストッパーを解除することにより、プリンタ600の本体に対して着脱可能となっている。なお、以下の説明において、添え字Y、M、C、Kは、それぞれ、イエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の部材であることを示すものである。プロセスカートリッジの機構について、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっている。
Each color process cartridge 1 can be attached to and detached from the main body of the
プリンタ600は、プリンタ部100、給紙部200及びプリンタ部100上に取り付けられるスキャナ部300から構成されている。プリンタ部100では、4つのプロセスカートリッジ1Y、1M、1C、1Kが、複数の張架ローラに張架されて図1中の矢印A方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト7に沿って配置されている。プリンタ部100には、露光手段としての露光装置6、定着手段としての定着装置12等が備えられている。
The
プロセスカートリッジ1には、潜像担持体としての感光体2の周りに、帯電装置3、現像装置4、感光体クリーニング装置5、除電装置等が配置されている。感光体2は、ドラム基台の表面上に有機感光層が形成されたドラム形状のものであって、回転駆動装置によって図1中の時計周り方向に回転駆動される。帯電装置3は、ローラ形状のものであって、帯電バイアスが印加され、感光体2に接触あるいは近接させながら、帯電装置3と感光体2との間に放電を発生させることで、感光体2の表面を一様帯電させる。なお、帯電装置3は、金属製の芯金の表面に導電性弾性材料からなる導電性弾性層が被覆されたものである。帯電ローラ等の帯電部材を感光体2に接触あるいは近接させる方式に代えて、コロナ帯電などの非接触帯電方式を採用してもよい。 In the process cartridge 1, a charging device 3, a developing device 4, a photoconductor cleaning device 5, a charge removal device, and the like are disposed around a photoconductor 2 as a latent image carrier. The photosensitive member 2 has a drum shape in which an organic photosensitive layer is formed on the surface of a drum base, and is rotated in the clockwise direction in FIG. 1 by a rotation driving device. The charging device 3 has a roller shape, and a charging bias is applied to generate a discharge between the charging device 3 and the photoconductor 2 while being in contact with or in proximity to the photoconductor 2, whereby the photoconductor 2. To uniformly charge the surface. The charging device 3 has a metal core bar covered with a conductive elastic layer made of a conductive elastic material. Instead of a method of bringing a charging member such as a charging roller into contact with or close to the photosensitive member 2, a non-contact charging method such as corona charging may be adopted.
一様帯電された感光体2の表面は、露光装置6から発せられるレーザー光によって光走査されて静電潜像を担持する。プロセスカートリッジの下方には、潜像書込手段である露光装置6が配設されており、スキャナ部300で光学的に読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、光源としてのレーザーダイオードから発したレーザー光により、感光体2を光走査する。この光走査により、感光体2上に静電潜像が形成される。具体的には、感光体2の一様帯電した表面の全域のうち、レーザー光が照射された箇所では、電位が減衰する。これにより、レーザー照射箇所の電位が、それ以外の箇所(地肌部)の電位よりも小さい静電潜像となる。
The uniformly charged surface of the photoconductor 2 is optically scanned by a laser beam emitted from the exposure device 6 and carries an electrostatic latent image. Below the process cartridge, an exposure device 6 serving as a latent image writing unit is disposed, and image information of an original image optically read by the
露光装置6は、光源から発したレーザー光を、ポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体2に照射するものである。なお、LEDアレイの複数のLEDから発したLED光によって光書込を行うものを採用してもよい。 The exposure device 6 irradiates the photoconductor 2 through a plurality of optical lenses and mirrors while polarizing the laser light emitted from the light source in the main scanning direction by a polygon mirror rotated by a polygon motor. In addition, you may employ | adopt what performs optical writing by the LED light emitted from several LED of the LED array.
続いて、このように感光体2の表面に形成された静電潜像は、現像装置4により、帯電したトナーを付着させることでトナー像を可視像化される。現像装置4は、後述するように、現像ロールを内包する現像部と、現像剤収納容器内の現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部とを有している。そして、現像剤搬送部は、軸線方向の両端部がそれぞれ軸受けによって回転自在に支持される回転軸部材と、これの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋羽根と有するスクリュウ部材を具備している。そのスクリュウ部材が回転することにより、現像剤が攪拌され現像ローラへと搬送される。本プリンタには、現像装置の現像剤搬送部にトナーを補給するトナー補給手段が設けられている。現像装置4では現像剤搬送部にトナーが補給される。現像部に収容されている現像ローラは、スクリュウ部材に対向しているとともに、ケーシングに設けられた開口を通じて、感光体2にも対向している。 Subsequently, the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor 2 in this manner is visualized by attaching a charged toner by the developing device 4. As will be described later, the developing device 4 includes a developing unit that encloses a developing roll, and a developer transport unit that stirs and transports the developer in the developer storage container. The developer transport section includes a screw member having a rotary shaft member whose both ends in the axial direction are rotatably supported by bearings, and a spiral blade projecting spirally on the peripheral surface thereof. ing. As the screw member rotates, the developer is stirred and conveyed to the developing roller. This printer is provided with a toner replenishing means for replenishing toner to the developer transport section of the developing device. In the developing device 4, toner is supplied to the developer transport unit. The developing roller accommodated in the developing unit faces the screw member and also faces the photoreceptor 2 through an opening provided in the casing.
また、現像ローラは、回転駆動される非磁性パイプからなる筒状の現像スリーブと、これの内部にスリーブと連れ回らないように固定されたマグネットローラとを具備している。そして、スクリュウ部材から供給される現像剤をマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に担持しながら、スリーブの回転に伴って、感光体2に対向する現像領域に搬送する。現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体2の静電潜像よりも大きく、かつ感光体2の一様帯電電位よりも小さな現像バイアスが印加されている。これにより、現像スリーブと感光体2の静電潜像との間には、現像スリーブ上のトナーを静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体2の地肌部との間には、現像スリーブ上のトナーをスリーブ表面に向けて移動させる非現像ポテンシャルが作用する。 The developing roller includes a cylindrical developing sleeve made of a nonmagnetic pipe that is driven to rotate, and a magnet roller fixed inside the developing sleeve so as not to rotate with the sleeve. Then, while the developer supplied from the screw member is carried on the sleeve surface by the magnetic force generated by the magnet roller, the developer is transported to the developing region facing the photoreceptor 2 as the sleeve rotates. A developing bias having the same polarity as the toner and larger than the electrostatic latent image of the photosensitive member 2 and smaller than the uniform charging potential of the photosensitive member 2 is applied to the developing sleeve. As a result, a developing potential for electrostatically moving the toner on the developing sleeve toward the electrostatic latent image acts between the developing sleeve and the electrostatic latent image on the photoreceptor 2. Further, a non-developing potential that moves the toner on the developing sleeve toward the sleeve surface acts between the developing sleeve and the background portion of the photoreceptor 2.
それら現像ポテンシャル及び非現像ポテンシャルの作用により、現像スリーブ上のトナーが感光体2の静電潜像に選択的に転移して、静電潜像をトナー像に現像する。このようにして感光体2にトナー像が現像され、次に中間転写体としての中間転写ベルト7上に順次転写される。トナー像を中間転写ベルト7に転写した後の感光体2の表面に残存する転写残トナーは、感光体クリーニング装置5により除去され、感光体表面が清掃され、次いでその感光体2の表面は除電装置、例えば除電ランプによってその表面電位が初期化される。なお、感光体クリーニング装置5としてはクリーニングブレード、クリーニングローラー、クリーニングブラシ等を用いることができ、それらを併用してもよい。また、これらのクリーニング部材にトナーと逆極性の電圧を印加して、クリーニングの効率を高めることもできる。 By the action of the development potential and the non-development potential, the toner on the development sleeve is selectively transferred to the electrostatic latent image on the photoreceptor 2 and the electrostatic latent image is developed into a toner image. In this manner, the toner image is developed on the photosensitive member 2 and then sequentially transferred onto an intermediate transfer belt 7 as an intermediate transfer member. The transfer residual toner remaining on the surface of the photoconductor 2 after the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 7 is removed by the photoconductor cleaning device 5, the surface of the photoconductor is cleaned, and then the surface of the photoconductor 2 is neutralized. The surface potential is initialized by a device such as a static elimination lamp. As the photoconductor cleaning device 5, a cleaning blade, a cleaning roller, a cleaning brush, or the like can be used, and these may be used in combination. Further, the cleaning efficiency can be increased by applying a voltage having a polarity opposite to that of the toner to these cleaning members.
本プリンタ600は、感光体2に形成されたトナー像を一度中間転写ベルト7に転写し、その後中間転写ベルト7から転写材へトナー像の転写を行う中間転写方式の画像形成装置である。中間転写体としてはベルト状ものを採用しているがドラム形状のものでもよい。プロセスカートリッジ1Y、1M、1C、1Kの上方には、像担持体としての中間転写ベルト7の他に、駆動ローラ、従動ローラ、二次転写対向ローラ9a、4つの一次転写ローラ8、二次転写ローラ9、中間転写ベルトクリーニング装置11などが配設されている。
The
中間転写ベルト7は、そのループ内側に配設された駆動ローラ、二次転写対向ローラ9a、従動ローラ、及び4つの一次転写ローラ8によって張架されている。そして、回転駆動装置としての駆動手段によって回転駆動される駆動ローラの回転力により、中間転写ベルト7は、図1中の矢印A方向に無端移動する。4つの一次転写ローラ8は、無端移動する中間転写ベルト7を感光体2との間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト7のおもて面と、感光体2とが当接するY、C、M、K用の一次転写ニップが形成されている。
The intermediate transfer belt 7 is stretched by a driving roller, a secondary
一次転写ローラ8には、転写バイアス電源によってそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体2上のY、C、M、Kトナー像と、一次転写ローラ8との間に転写電界が形成される。一次転写ローラ8は離間可能となっている。K(ブラック)のみ転写させる場合には、K以外の他色のプロセスカートリッジは中間転写ベルト7から離間させる。一次転写ローラ8は、金属製の芯金と、これの表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備している弾性ローラからなる。このような一次転写ローラ8に対して、定電圧または定電流で制御された一次転写バイアスを印加する。なお、一次転写ローラ8に代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。 A primary transfer bias is applied to the primary transfer roller 8 by a transfer bias power source. As a result, a transfer electric field is formed between the Y, C, M, and K toner images on the photoreceptor 2 and the primary transfer roller 8. The primary transfer roller 8 can be separated. When only K (black) is transferred, the process cartridges of colors other than K are separated from the intermediate transfer belt 7. The primary transfer roller 8 is composed of an elastic roller having a metal core and a conductive sponge layer fixed on the surface thereof. A primary transfer bias controlled by a constant voltage or a constant current is applied to such a primary transfer roller 8. Instead of the primary transfer roller 8, a transfer charger, a transfer brush, or the like may be employed.
かかる構成において、中間転写ベルト7は、感光体2の時計周り方向の回転に伴ってYトナー用の一次転写ニップに進入し、Yトナー像は転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト7に一次転写される。その後、中間転写ベルト7は、C、M、K用の一次転写ニップを順次通過する。そして、感光体2C、2M、2K上のC、M、Kトナー像が、中間転写ベルト7上に順次重ね合わせて一次転写される。 In such a configuration, the intermediate transfer belt 7 enters the primary transfer nip for Y toner as the photoconductor 2 rotates in the clockwise direction, and the Y toner image is transferred to the intermediate transfer belt 7 by the action of the transfer electric field and nip pressure. The primary transfer. Thereafter, the intermediate transfer belt 7 sequentially passes through the primary transfer nips for C, M, and K. Then, the C, M, and K toner images on the photoreceptors 2C, 2M, and 2K are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 7 and primarily transferred.
次に、中間転写ベルト7上のトナー像は、二次転写部において、中間転写ベルト7から記録材Pに転写される。二次転写部では、中間転写ベルト7のループ内側に配設された二次転写対向ローラ9aと二次転写ローラ9の間に中間転写ベルト7を挟みこんでニップを形成している。このニップの中間転写ベルト7と二次転写ローラ9の間に記録材Pが進入する。二次転写ローラ9は接地されているのに対し、二次転写対向ローラ9aには、二次転写バイアス電源によって二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写ローラ9と二次転写対向ローラ9aとの間に、マイナス極性のトナーを二次転写対向ローラ9a側から二次転写ローラ9側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。二次転写バイアス電源は、直流電源を有しており、トナーの正規の帯電極性と同極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。
Next, the toner image on the intermediate transfer belt 7 is transferred from the intermediate transfer belt 7 to the recording material P in the secondary transfer portion. In the secondary transfer portion, a nip is formed by sandwiching the intermediate transfer belt 7 between the secondary
そして、プリンタ部100の下方に配設され、記録材Pを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット201では、紙束の一番上の記録材Pに給紙ローラを当接させている。その給紙ローラを所定のタイミングで回転駆動させることにより、記録材Pが給紙路の図1中の矢印S方向に向けて送り出される。給紙路の末端付近には、レジストローラ対202が配設されており、このレジストローラ対202は、給紙カセット201から送り出された記録材Pをローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ記録材Pを二次転写ニップ内で中間転写ベルト7上のトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録材Pを二次転写ニップに向けて送り出す。二次転写ニップで記録材Pに密着させた中間転写ベルト7上の4色重ね合わせたトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって記録材P上に一括で二次転写され、フルカラートナー像となる。記録材P上のトナー画像は定着装置12により、加熱定着され機外に排出される。
In a
一方、二次転写ニップで転写紙Pに転写されず中間転写ベルト7の表面上に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーニング装置11によって回収される。図1に示すように、中間転写ベルト7の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル400(Y,M,C,K)がプリンタ600に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル400に収容されたトナーは、各色に対応するトナー補給手段によって、各色の現像装置4に供給される。
On the other hand, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 7 without being transferred to the transfer paper P at the secondary transfer nip is collected by the intermediate transfer
本体制御部500は、プリンタ600の本体内に備えた動作制御が必要な各部及び各部に有した装置等の動作の制御を行うものである。本体制御部500について、図2を用いて以下に説明する。
The main
図2は、プリンタ600の制御系の説明図である。図2に示すように、本体制御部500は、中央演算処理部(CPU)501と、ROM502とRAM503からなるメモリと、入出力用のI/Oポート504、505などを備えている。また、I/Oポート504は操作部506と接続されている。I/Oポート505は、用紙位置検知手段507、温湿度センサ508、感光体駆動モータ509、ベルト駆動モータ510、中間転写接離クラッチ511、一次転写高圧電源512、二次転写高圧電源513、帯電高圧電源514、現像高圧電源515、LEDアレイ516、画像位置検出器517、現像器内トナー量検知手段518、トナー補給手段519、画像面積率算出手段520、トナー消費量算出手段521、強制トナー消費制御手段522等と接続されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the control system of the
電子写真技術を用いたプリンタにおいて、画像面積率の低い画像が続いた場合、現像装置の現像剤収納容器内の攪拌や摩擦によってトナー外添剤の剥離、埋没や、トナー母体の微粉化が起こる。このような現像剤の劣化によって帯電性が著しく悪化してしまい、白紙部へのトナー付着やトナーの飛散が生じてしまう。そのため、低画像面積率の印刷が続いたとき、非画像出力時にトナーを感光体上に現像させ、現像剤収納容器内のトナーを強制的に消費し、トナーの劣化を抑制する制御(強制トナー消費制御)が広く用いられている。この強制トナー消費を行う際の判断基準として、感光体の駆動距離に対し一定のトナー消費率になるように強制トナー消費を行う手法や画像濃度センサの情報からトナーの劣化度を予測し、閾値を超えた場合に強制トナー消費を行うといった制御手法が用いられている。 In an electrophotographic printer, when an image with a low image area ratio continues, the toner external additive is peeled off or buried or the toner base is pulverized by stirring or friction in the developer container of the developing device. . Due to such deterioration of the developer, the chargeability is remarkably deteriorated, and the toner adheres to the white paper portion and the toner is scattered. Therefore, when printing with a low image area ratio continues, the toner is developed on the photosensitive member at the time of non-image output, and the toner in the developer container is forcibly consumed to suppress toner deterioration (forced toner) Consumption control) is widely used. As a criterion for the forced toner consumption, the degree of toner deterioration is predicted from the method of performing the forced toner consumption and the information of the image density sensor so that the toner consumption rate is constant with respect to the driving distance of the photosensitive member, and the threshold value A control method is used in which forced toner consumption is performed when the value exceeds the threshold.
しかし、低画像面積率の画像出力が連続した場合、感光体駆動距離に対し一定のトナー消費率になるように強制トナー消費を行う手法では、同じトナー消費率でも画像形成装置の使用環境や前の使用条件(例えば、高画像面積率を連続して出力した後に、低画像面積率の画像を連続して出力した場合など)はトナーの劣化は抑制されており、不必要にトナーを強制消費してしまい、トナーの効率化を悪化させてしまう問題があった。また、画像濃度センサを用いた場合、基準画像の濃度を検知することで現像剤収納容器内のトナーの帯電状態からある程度正確にトナーの劣化度(劣化トナー量)を予測することができ、必要に応じてトナーを消費できる利点があるが、一成分現像方式採用のモノクロプリンタのような、低コスト化や小型化のため画像濃度センサを用いていない画像形成装置に対してはこの制御方式を取ることができない。そこで、本実施形態の画像形成装置では、画像濃度センサを用いずに、現像剤収納容器内のトナー劣化状態(劣化したトナー量)を推定して強制トナー消費量を取得することでその強制トナー消費量のトナーを強制的に消費してトナー劣化による画像品質の悪化を抑制している。以下、本実施形態の画像形成装置について説明する。 However, when the image output with a low image area ratio is continuous, the method in which forced toner consumption is performed so that the toner consumption rate is constant with respect to the photosensitive member driving distance, the operating environment of the image forming apparatus and the Use conditions (for example, when a high image area ratio is output continuously and then a low image area ratio image is output continuously), toner deterioration is suppressed, and toner is forcibly consumed unnecessarily. As a result, there is a problem that the efficiency of the toner is deteriorated. In addition, when an image density sensor is used, the degree of toner deterioration (deteriorated toner amount) can be predicted to some extent accurately from the charged state of toner in the developer container by detecting the density of the reference image. This control method can be used for image forming apparatuses that do not use an image density sensor for cost reduction and downsizing, such as monochrome printers that employ a one-component development method. I can't take it. Therefore, in the image forming apparatus of this embodiment, the forced toner consumption is obtained by estimating the toner deterioration state (deteriorated toner amount) in the developer storage container and acquiring the forced toner consumption amount without using the image density sensor. The consumption amount of toner is forcibly consumed to suppress deterioration in image quality due to toner deterioration. Hereinafter, the image forming apparatus of this embodiment will be described.
図3は、現像装置の構成を説明する概略断面図である。
図3に示すように、トナー補給手段によって現像装置内に供給されたトナーは、感光体2の回転軸方向と同方向に延伸する攪拌スクリュー41及び供給スクリュー42によって供給ローラ43近傍へ搬送される。攪拌スクリュー41及び供給スクリュー42は駆動モータによって回動するように構成されている。供給ローラ43はφ12[mm]のスポンジゴム製であり、現像ローラ44に対し接触させている。供給ローラ43と現像ローラ44は、感光体2の回転軸方向と同方向で互いに平行な回転軸を備え、駆動モータによって回動するように構成されている。現像ローラ44はφ16[mm]であり、体積抵抗が1.0E+5〜1.0E+7のウレタンゴムを用いて形成されている。攪拌スクリュー41及び供給スクリュー42によって供給ローラ43近傍に搬送されたトナーは、図3中の矢印B方向に回転する供給ローラ43と図3中の矢印A方向に回転する現像ローラ44との間で摩擦帯電され、現像ローラ44のローラ面上に供給される。さらに、帯電が不十分なトナーを規制ブレード45によって擦り切ることで、帯電されたトナー薄層を現像ローラ44のローラ面上に形成し、感光体2に接触させることで現像させている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the developing device.
As shown in FIG. 3, the toner supplied into the developing device by the toner replenishing means is conveyed to the vicinity of the
ここで、規制ブレード45は、厚さが1[mm]のSUS製で現像ローラ44に対して線圧が20[N/m]以上の圧力で押し当てているが、トナー薄層を形成できる範囲であれば、この限りではない。また、現像装置4ではトナーの供給性を上げるために、現像ローラ44に対し電圧差が+250[V]となるように供給ローラ43に電圧を印加している。さらに、規制ブレード45にも現像ローラ44に対し電位差が+200[V]となるように電圧を印加している。
Here, the
トナー量検知手段としてのトナー量検知センサ46は、図3に示すように、発光素子46aと受光素子46bとプリズムガイド46cとを含んで構成されている。このトナー量検知センサ46では、発光素子46aからの出射光をプリズムガイド46cに入射し、その入射光は発光素子46a側のプリズムガイド46c内を通って複数の高さ位置で現像剤収納容器内に出射される。例えば、現像剤収納容器内のトナー量が減少すると現像剤収納容器内のトナーの上面(喫水面)が下がるので、プリズムガイド46cからの出射光は現像剤収納容器内を透過し、発光素子46a側のプリズムガイド46cに対向して配設されている受光素子46b側のプリズムガイド46cに入射され、その入射光はそのプリズムガイド46c内を通って受光素子46bで受光される。逆に、現像剤収納容器内のトナー量が十分にあるときは、現像剤収納容器内のトナーの上面が上がり、発光素子46a側のプリズムガイド46cを介した発光素子46aからの出射光は現像剤収納容器内のトナーに遮られるため現像剤収納容器内を通過できず、受光素子46bで受光されない。この検知原理により、複数の高さ位置での受光素子46bによる受光の有無によって現像剤収納容器内のトナー量を検知することができる。
As shown in FIG. 3, the toner
次に、本実施形態の画像形成装置における現像装置の現像剤収納容器内へのトナー補給の動作について、図4の動作フローに従って説明する。
図4は、現像剤収納容器内へのトナー補給の動作を説明するフローチャートである。図4において、感光体上に形成される画像を形成するドット数をカウントしたドットカウント値(画像情報)から、印刷される画像面積を算出する(ステップS101、S102)。なお、1画素あたりの面積は4.48×10−4[mm2]とする。次に、画像面積率から算出した画像面積より、感光体に付着したトナー付着量、すなわちトナー消費量の算出を行う(ステップS103)。その算出式は以下のとおりである。
[トナー消費量]=[係数α]×[現像ポテンシャル(現像バイアス値)]×[画像面積]
なお、係数αは、温湿度センサの値によって決定される値であり、適切な値を設定する。
Next, the operation of supplying toner into the developer storage container of the developing device in the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the operation flow of FIG.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of supplying toner into the developer container. In FIG. 4, the image area to be printed is calculated from the dot count value (image information) obtained by counting the number of dots forming the image formed on the photoconductor (steps S101 and S102). The area per pixel is 4.48 × 10 −4 [mm 2 ]. Next, from the image area calculated from the image area ratio, the amount of toner adhering to the photoconductor, that is, the toner consumption amount is calculated (step S103). The calculation formula is as follows.
[Toner consumption] = [Coefficient α] × [Development potential (development bias value)] × [Image area]
The coefficient α is a value determined by the value of the temperature / humidity sensor, and an appropriate value is set.
次に、算出したトナー消費量とほぼ等しい、あるいはそのトナー消費量よりも一定量多め、つまり一定のトナー量を現像剤収納容器に補給するように、トナー補給手段の能力に応じてトナー補給手段の駆動時間を決定し、その駆動時間だけトナー補給手段を駆動させてトナーの補給動作を行う(ステップS104)。その補給された状態の現像剤収納容器内のトナー量を図3のトナー量検知センサ46によって検知する(ステップS105)。その検知トナー量が所定値以上のときには、トナー補給動作を終了する(ステップS106:YES)。
Next, the toner replenishing means according to the ability of the toner replenishing means so as to replenish the developer storage container with a certain amount of toner that is substantially equal to or larger than the calculated toner consumption. Driving time is determined, and the toner replenishing means is driven for the driving time to perform the toner replenishing operation (step S104). The toner amount in the replenished developer storage container is detected by the toner
一方、トナー検知センサ46によって検知した現像剤収納容器内のトナー量が所定値よりも小さいときには、トナー補給手段によって、追加で定量のトナーを現像剤収納容器に補給する(ステップS106:NO、ステップS107)。なお、追加で補給するトナーの定量を3[g]とするが、これに限定する必要はない。その後、検知トナー量が所定値以上になった時点で追加の定量トナー補給を終了する(ステップS106:YES)。そして、所定値になるまで補給した定量トナー補給量を取得する(ステップS108)。この定量トナー補給量に基づいて、画像情報から算出したトナー消費量と現像装置から消費されたトナー消費量との間の差を検知することができる。なお、取得した定量トナー補給量や感光体駆動距離を記憶しておく。
On the other hand, when the amount of toner in the developer storage container detected by the
以上のトナー補給の動作によれば、画像情報から算出したトナー消費量と略同等あるいはそのトナー消費量に対応する一定のトナー量が現像剤収納容器に補給された場合において、例えば画像面積率の高い画像が連続して出力されて補給前の現像剤収納容器内のトナーが画像情報から算出したトナー消費量とほぼ同等に消費されているので、補給状態での現像剤収納容器内のトナー量は目標のトナー量になる。 According to the toner replenishing operation described above, when a constant toner amount approximately equal to or corresponding to the toner consumption amount calculated from the image information is supplied to the developer storage container, for example, the image area ratio The amount of toner in the developer container is in the replenished state because the toner in the developer container before replenishment is consumed almost as much as the toner consumption calculated from the image information. Becomes the target toner amount.
逆に、画像面積率の低い画像を連続して出力すると、現像装置からの実際に消費されるトナー量が減少し、現像剤収納容器内に長期に留まるトナーが増加することになる。そのため、それらのトナーは摺擦や攪拌等によって劣化し易い。この結果、その低画像面積率から算出されたトナー消費量に対応する一定のトナー量を現像剤収納容器内に補給しても、現像剤収納容器内は劣化しているトナーが多くを占めることなる。そのような劣化したトナーを画像出力に使用した場合、トナーの帯電性能が著しく悪化しているので、例えば白紙部へのトナー付着(カブリ、地肌汚れ)やトナーの飛散が起こり、実際に現像装置から消費されたトナー消費量は推定値のトナー消費量よりも増える傾向にある。 Conversely, when images with a low image area ratio are continuously output, the amount of toner actually consumed from the developing device decreases, and the amount of toner remaining in the developer storage container increases. Therefore, these toners are likely to deteriorate due to rubbing, stirring, or the like. As a result, even if a constant amount of toner corresponding to the toner consumption calculated from the low image area ratio is replenished in the developer storage container, a large amount of toner is deteriorated in the developer storage container. Become. When such deteriorated toner is used for image output, the charging performance of the toner is remarkably deteriorated. For example, toner adhesion (fogging, background dirt) to the white paper portion or toner scattering occurs, and the actual developing device The amount of toner consumed from the toner tends to increase more than the estimated amount of toner consumed.
もしくは、感光体の表面電界に対して反応しないトナーが増えると、現像装置から感光体上に転移されないトナーが増え、感光体上のトナー像の濃度が薄くなり、実際に現像装置から消費されるトナー消費量は推定値のトナー消費量よりも減る傾向にある。これらのため、画像面積率から算出したトナー消費量と、現像手段から実際に消費されるトナー消費量との間には、ズレが生じる。このことから、画像情報から算出したトナー消費量と現像装置から実際に消費されたトナー消費量との間のズレは、劣化したトナー量とある一定の相関がある。本実施形態のプリンタでは、この相関を用いて強制トナー消費制御の実行/不実行を行う。 Alternatively, when the amount of toner that does not react to the surface electric field of the photosensitive member increases, the amount of toner that is not transferred from the developing device to the photosensitive member increases, and the density of the toner image on the photosensitive member decreases, and is actually consumed from the developing device. The toner consumption tends to be smaller than the estimated toner consumption. For this reason, a deviation occurs between the toner consumption calculated from the image area ratio and the toner consumption actually consumed from the developing means. Therefore, the deviation between the toner consumption calculated from the image information and the toner consumption actually consumed from the developing device has a certain correlation with the deteriorated toner amount. In the printer of this embodiment, the forced toner consumption control is executed / not executed using this correlation.
次に、本実施形態のプリンタにおける強制トナー消費モード制御の実行又は不実行について、図5の動作フローに従って説明する。
図5は、本実施形態のプリンタにおける強制トナー消費モードの実行又は不実行の制御動作を説明するフローチャートである。図5において、現像剤収納容器内のトナー量を図3のトナー量検知センサ46により検知する(ステップS201)。その検知トナー量と目標トナー量との差を算出する(ステップS202)。当該差は、上述したように、現像剤収納容器内の劣化トナー量と一定の相関がある。このため、現像剤収納容器内の検知トナー量と目標トナー量との差に基づいて強制トナー消費制御を実行することとしている。当該差が閾値を超えていた場合には強制トナー消費制御を実行する(ステップS203:YES、ステップS204)。一方、当該差が閾値を超えていない場合には強制トナー消費制御を実行しない(ステップS203:NO)。これにより、高コスト化と大型化の原因となる画像濃度センサを用いずに、現像剤収納容器内の劣化トナー量に応じた適切な強制トナー消費制御を実行することが可能となり、検知トナー量と本来の目標トナー量との差から算出した劣化したトナー量を用いて強制トナー消費量を調整することで不必要にトナーが消費される事態を抑制できる。
Next, execution or non-execution of forced toner consumption mode control in the printer of this embodiment will be described with reference to the operation flow of FIG.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a control operation for executing or not executing the forced toner consumption mode in the printer of the present embodiment. In FIG. 5, the toner amount in the developer container is detected by the toner
次に、感光体駆動距離を考慮した強制トナー消費モードの実行又は不実行の制御動作について、図6の動作フローに従って説明する。
図6は、感光体駆動距離を考慮した強制トナー消費モードの実行又は不実行の制御動作を説明するフローチャートである。図6に示す動作は、図5に示す強制トナー消費モード制御の実行/不実行をもとに、感光体の駆動距離が10[m]ごとに実施される。この感光体の駆動距離はトナーの特性等により適切な値が異なるためこの限りではない。
Next, a control operation for executing or not executing the forced toner consumption mode in consideration of the photosensitive member driving distance will be described with reference to the operation flow of FIG.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control operation for executing or not executing the forced toner consumption mode in consideration of the photosensitive member driving distance. The operation illustrated in FIG. 6 is performed every 10 [m] of the photosensitive member driving distance based on the execution / non-execution of the forced toner consumption mode control illustrated in FIG. The driving distance of the photosensitive member is not limited because an appropriate value varies depending on the characteristics of the toner.
図6において、先ず感光体上に形成される画像を形成するドット数をカウントしたドットカウント値(画像情報)から、印刷される画像面積を算出する。なお、1画素あたりの面積は4.48×10−4[mm2]とする。そして、算出した画像面積から、一定の感光体駆動距離(=10[m])に対する平均画像面積率を算出する(ステップS301)。次に、その平均画像面積率が所定の第1閾値R1(=2.0[%])よりも大きい場合は、トナー消費量はトナーの劣化が生じるほど少なくなっていないと判断し、強制トナー消費モードは実行されない(ステップS302:NO、ステップS303)。なお、第1閾値R1を2.0[%]としているが、使用するトナーの特性等により適切な値が異なるためこの限りではない。 In FIG. 6, first, an image area to be printed is calculated from a dot count value (image information) obtained by counting the number of dots forming an image formed on the photoconductor. The area per pixel is 4.48 × 10 −4 [mm 2 ]. Then, from the calculated image area, an average image area ratio with respect to a constant photosensitive member driving distance (= 10 [m]) is calculated (step S301). Next, when the average image area ratio is larger than a predetermined first threshold value R1 (= 2.0 [%]), it is determined that the toner consumption amount is not so small that the toner is deteriorated, and the forced toner is determined. The consumption mode is not executed (step S302: NO, step S303). The first threshold value R1 is set to 2.0 [%], but this is not limited because an appropriate value varies depending on the characteristics of the toner used.
ステップS302において、一定の感光体駆動距離に対する平均画像面積率が所定の第1閾値R1以下である場合は、前回のトナー補給が行われてからの感光体駆動距離を算出する(ステップS302:YES、ステップS303)。その感光体駆動距離が感光体駆動距離の閾値L1(=500[m])以上である場合あって、かつ、平均画像面積率が第2閾値R2(=1.0[%])よりも小さいときは、前回の強制トナー補給時に補給されたにもかかわらず現像剤収納容器内の多くのトナーが劣化していると判断し、平均画像面積率が第2閾値R2になるような強制トナー消費量を算出する(ステップS304:NO、ステップS305:YES、ステップS306)。そして、算出した強制トナー消費量を強制的に消費する強制トナー消費モードを実行する(ステップS307)。なお、第2閾値R2を1.0[%]としているが、第1閾値R1よりも小さい値であればよく使用するトナーの特性等により適切な値が異なるためこの限りではない。 In step S302, when the average image area ratio with respect to a certain photosensitive member driving distance is equal to or less than the predetermined first threshold value R1, the photosensitive member driving distance after the previous toner replenishment is calculated (step S302: YES). Step S303). The photosensitive member driving distance may be equal to or greater than the photosensitive member driving distance threshold value L1 (= 500 [m]), and the average image area ratio is smaller than the second threshold value R2 (= 1.0 [%]). When the toner is replenished during the previous forced toner replenishment, it is determined that a lot of toner in the developer storage container has deteriorated, and the forced toner consumption is such that the average image area ratio becomes the second threshold value R2. The amount is calculated (step S304: NO, step S305: YES, step S306). Then, a forced toner consumption mode for forcibly consuming the calculated forced toner consumption amount is executed (step S307). The second threshold value R2 is set to 1.0 [%]. However, the value is not limited as long as the value is smaller than the first threshold value R1, and an appropriate value varies depending on the characteristics of the toner to be used.
ステップS305において、平均画像面積率が第2閾値R2(=1.0[%])以上であるときには、前回の強制トナー補給時に補給された後もトナーの入れ替えが頻繁に行われたと判断し、強制トナー消費モードは実行されない(ステップS305:NO)。ステップS304において、感光体駆動距離が感光体駆動距離の閾値L1(=500[m])未満であれば、前回の強制トナー補給によって補給された新しいトナーはほとんど劣化していないと判断し、平均画像面積率が第1閾値R1(=2.0[%])になるように強制トナー消費量を算出する(ステップS304:YES、ステップS308)。そして、算出した強制トナー消費量を強制的に消費する強制トナー消費モードを実行する(ステップS307)。 In step S305, when the average image area ratio is equal to or greater than the second threshold value R2 (= 1.0 [%]), it is determined that the toner has been frequently replaced even after being replenished during the previous forced toner replenishment. The forced toner consumption mode is not executed (step S305: NO). If the photosensitive member driving distance is less than the photosensitive member driving distance threshold L1 (= 500 [m]) in step S304, it is determined that the new toner replenished by the previous forced toner replenishment has hardly deteriorated, and the average The forced toner consumption is calculated so that the image area ratio becomes the first threshold value R1 (= 2.0 [%]) (step S304: YES, step S308). Then, a forced toner consumption mode for forcibly consuming the calculated forced toner consumption amount is executed (step S307).
以上のように、感光体移動距離に対する平均画像面積率が閾値を超えているかどうか、さらには前回の強制トナー補給からの感光体移動距離が閾値を超えているかどうかに応じて、現像剤収納容器内のトナー量の減少による強制トナー消費モードの実行/不実行を判断するとともに強制トナー消費量を算出している。これにより、不要な強制トナー消費を減らし、トナーの無駄な消費を抑制することができる。 As described above, depending on whether the average image area ratio with respect to the photosensitive member moving distance exceeds the threshold, and further, whether the photosensitive member moving distance from the previous forced toner supply exceeds the threshold, the developer storage container Whether the forced toner consumption mode is executed or not due to a decrease in the toner amount is determined, and the forced toner consumption is calculated. Thereby, unnecessary forced toner consumption can be reduced and wasteful consumption of toner can be suppressed.
なお、強制トナー消費モードの実行は印刷動作の立ち下げ時や連続印刷時の紙間で行われる。その後、感光体上に消費されたトナーはクリーニングブレードによって全て回収される。強制トナー消費モードの実行を印刷動作の立ち下げ時に行う理由は、この立ち下げ時より前の印刷動作の終了時に強制トナー消費モードを実行することなくユーザーが電源をオフしてしまうことがあり、立ち下げ後の印刷動作が開始される前に確実に強制トナー消費モード(正確には消費実行フローの実施)を実行するためである。もちろん、電源オフに遅延機能を設け、強制トナー消費モードを実行した後に完全電源オフとすることも可能であるが、その場合の機能がコストアップとなり、低コスト化や小型化の装置としては好ましくない。 The forced toner consumption mode is executed between the papers when the printing operation is stopped or during continuous printing. Thereafter, all the toner consumed on the photoreceptor is collected by the cleaning blade. The reason why the forced toner consumption mode is executed when the printing operation is lowered is that the user may turn off the power without executing the forced toner consumption mode at the end of the printing operation before the falling time. This is because the forced toner consumption mode (exactly, execution of the consumption execution flow) is surely executed before the printing operation after the fall is started. Of course, it is possible to provide a delay function for turning off the power, and to turn off the power completely after executing the forced toner consumption mode. However, the cost in that case is increased, and it is preferable as a device for cost reduction and miniaturization. Absent.
また、強制トナー消費モードの実行を連続印刷時の紙間で行う理由は、連続印刷中での強制トナー消費モードの実行を避け、ターンアラウンドタイム(連続の印刷要求を出してから完了するまでの時間)の向上を図るためである。そして、大量の低画像面積率の連続印刷を行うと、その後に所定の平均画像面積率にするための強制トナー消費モードの実施時間が長くなってしまうため、連続印刷の量(枚数)に上限制限(例えば100枚)を設けている。もちろん、これは、ターンアラウンドタイムを優先するためであり、トナー劣化による画像品質の悪化の回避を最優先する場合は、大量の低画像面積率の連続印刷を行っている途中で強制トナー消費モードを実行することも可能である。 The reason why the forced toner consumption mode is executed between papers during continuous printing is that the forced toner consumption mode is not executed during continuous printing and the turnaround time (from the time when a continuous print request is issued until the completion is completed). This is to improve the time). If continuous printing with a large amount of low image area ratio is performed, the time for performing the forced toner consumption mode for obtaining a predetermined average image area ratio becomes long after that. There is a limit (for example, 100 sheets). Of course, this is to give priority to the turnaround time. When the highest priority is to avoid the deterioration of image quality due to toner deterioration, the forced toner consumption mode is in the middle of continuous printing with a large amount of low image area ratio. It is also possible to execute.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
感光体2等の像担持体と、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する静電形成手段と、現像剤収納容器内に収納されているトナーを用いて前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置4等の現像手段と、画像面積率に基づいて現像手段から消費されるトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段521と、トナー消費量算出手段により算出されるトナー消費量に応じた量のトナーを現像剤収納容器内に補給するトナー補給手段519と、現像剤収納容器内のトナーを強制的に消費する強制トナー消費制御を実行する強制トナー消費制御手段522とを備えるプリンタ600等の画像形成装置において、現像剤収納容器内のトナー量を検知するトナー量検知センサ46等のトナー量検知手段を備え、強制トナー消費制御手段は、トナー量検知手段が検知した検知トナー量と現像剤収納容器内の目標トナー量との差に基づいて、強制トナー消費制御を実行する。
本態様では、画像面積率に基づいて算出されるトナー消費量に応じた量のトナーがトナー補給手段により現像剤収納容器内に補給される。そのため、画像面積率に基づいて算出されるトナー消費量が現像剤収納容器から実際に消費されるトナー量に一致していれば、現像剤収納容器内のトナー量は目標トナー量に維持される。
しかしながら、画像面積率の低い画像が連続して出力されて現像剤収納容器内の劣化トナーが増えると、例えば白紙部へのトナー付着(かぶり、地肌汚れ)やトナーの飛散が起こる。そのため、現像剤収納容器から実際に消費されるトナー消費量が、画像面積率から算出されたトナー消費量よりも増える場合がある。あるいは、現像剤収納容器内の劣化トナーが増えると、例えばトナーの帯電量が極端に落ちたり逆帯電したりするなどして、現像電界によって静電潜像へトナーが移動しにくくなり、現像剤収納容器から実際に消費されるトナー消費量が、画像面積率から算出したトナー消費量よりも減る場合がある。いずれの場合でも、劣化したトナーが増えると、画像面積率から算出されるトナー消費量と、現像手段から実際に消費されるトナー消費量との間には、差が生じる。その結果、画像面積率に基づいて算出されるトナー消費量に応じた量のトナーをトナー補給手段により補給しても、現像剤収納容器内のトナー量を目標トナー量に維持できない。よって、現像剤収納容器内の劣化トナー量が増えることにより、現像剤収納容器内の実際のトナー量と目標トナー量との間に差が生じることになる。すなわち、現像剤収納容器内の実際のトナー量と目標トナー量との差は、現像剤収納容器内の劣化トナー量と一定の相関がある。
そこで、本態様では、現像剤収納容器内のトナー量をトナー量検知手段により検知し、その検知トナー量と目標トナー量との差に基づいて強制トナー消費制御を実行することとしている。これにより、高コスト化と大型化の原因となる画像濃度センサを用いずに、現像剤収納容器内の劣化トナー量に応じた適切な強制トナー消費制御を実行することが可能となり、不必要にトナーが消費される事態を抑制できる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
The image carrier using an image carrier such as the photosensitive member 2, electrostatic forming means for forming an electrostatic latent image on the image carrier based on image information, and toner stored in a developer container. A developing unit such as the developing device 4 that develops the electrostatic latent image formed on the body into a toner image; a toner
In this aspect, an amount of toner corresponding to the toner consumption calculated based on the image area ratio is supplied into the developer storage container by the toner supply means. Therefore, if the toner consumption calculated based on the image area ratio matches the amount of toner actually consumed from the developer storage container, the toner amount in the developer storage container is maintained at the target toner amount. .
However, when images with a low image area ratio are continuously output and the amount of deteriorated toner in the developer container increases, for example, toner adhesion (fogging, background stains) to the white paper portion or toner scattering occurs. Therefore, the toner consumption amount actually consumed from the developer storage container may be larger than the toner consumption amount calculated from the image area ratio. Alternatively, when the amount of deteriorated toner in the developer storage container increases, for example, the toner charge amount is extremely decreased or reversely charged, so that it becomes difficult for the toner to move to the electrostatic latent image by the developing electric field. The toner consumption actually consumed from the storage container may be smaller than the toner consumption calculated from the image area ratio. In any case, when the amount of deteriorated toner increases, a difference occurs between the toner consumption calculated from the image area ratio and the toner consumption actually consumed from the developing unit. As a result, the toner amount in the developer storage container cannot be maintained at the target toner amount even if the toner replenishing unit replenishes the toner according to the toner consumption calculated based on the image area ratio. Therefore, an increase in the amount of deteriorated toner in the developer container causes a difference between the actual toner amount in the developer container and the target toner amount. That is, the difference between the actual toner amount in the developer container and the target toner amount has a certain correlation with the deteriorated toner amount in the developer container.
Therefore, in this aspect, the toner amount in the developer storage container is detected by the toner amount detecting means, and forced toner consumption control is executed based on the difference between the detected toner amount and the target toner amount. This makes it possible to execute appropriate forced toner consumption control according to the amount of deteriorated toner in the developer container without using an image density sensor that causes an increase in cost and size, which is unnecessary. The situation where toner is consumed can be suppressed.
(態様B)
(態様A)において、強制トナー消費制御手段は、差が閾値以上である場合には強制トナー消費制御を実行し、当該差が閾値未満である場合には強制トナー消費制御を実行しない。本態様によれば、劣化トナー量にあわせた強制トナー消費量を決定して実際の消費分のトナーを補給することができるので、無駄なトナーの消費を抑制できる。
(Aspect B)
In (Aspect A), the forced toner consumption control means executes forced toner consumption control when the difference is equal to or greater than the threshold value, and does not execute forced toner consumption control when the difference is less than the threshold value. According to this aspect, it is possible to determine the forced toner consumption amount in accordance with the deteriorated toner amount and replenish the actual amount of toner consumption, and thus it is possible to suppress wasteful toner consumption.
(態様C)
(態様A)又は(態様B)において、差に基づいて強制トナー消費量を算出する強制トナー消費量算出手段を備え、強制トナー消費制御を実行するとき強制トナー消費量算出手段により算出した強制トナー消費量の現像剤収納容器内のトナーを強制的に消費する。本態様によれば、劣化トナー量にあわせた強制トナー消費量を算出して実際の消費分のトナーを補給することができるので、無駄なトナーの消費を抑制できる。
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the forced toner consumption calculating means for calculating the forced toner consumption based on the difference is provided, and the forced toner calculated by the forced toner consumption calculating means when executing the forced toner consumption control. The consumption amount of toner in the developer container is forcibly consumed. According to this aspect, the forced toner consumption amount that matches the deteriorated toner amount can be calculated and the toner for the actual consumption can be replenished, so that wasteful toner consumption can be suppressed.
(態様D)
(態様A)において、強制トナー消費制御手段は、トナー補給手段による一定のトナー量を現像剤収納容器に補給した回数が規定回数を超えているか否かによって強制トナー消費制御を実行する。本態様によれば、トナー量検知手段としてのトナー量検知センサの測定能力が下がっても現像剤収納容器内のトナー量を把握できるので、現像剤収納容器内の劣化トナー量に応じた適切な強制トナー消費制御を実行することができる。
(Aspect D)
In (Aspect A), the forced toner consumption control unit executes the forced toner consumption control depending on whether or not the number of times the toner supply unit supplies a constant amount of toner to the developer storage container exceeds a specified number. According to this aspect, the toner amount in the developer storage container can be grasped even if the measurement capability of the toner amount detection sensor as the toner amount detection means is lowered, so that an appropriate amount corresponding to the deteriorated toner amount in the developer storage container can be obtained. Forced toner consumption control can be executed.
(態様E)
(態様A)〜(態様D)において、トナー消費量算出手段は、画像面積、使用環境の温湿度及び現像バイアス値に基づいてトナー消費量を算出する。本態様では、使用環境の温湿度を考慮してトナー消費量をより正確に算出することができる。このため、そのトナー消費量に基づくトナー補給量のトナーを現像剤収納容器内に補給することで、劣化トナーによる現像剤収納容器内のトナー量をより正確に検出できる。
(Aspect E)
In (Aspect A) to (Aspect D), the toner consumption amount calculating means calculates the toner consumption amount based on the image area, the temperature / humidity of the use environment, and the development bias value. In this aspect, the toner consumption can be calculated more accurately in consideration of the temperature and humidity of the usage environment. For this reason, the amount of toner in the developer storage container due to the deteriorated toner can be detected more accurately by supplying the toner supply amount of toner based on the toner consumption amount into the developer storage container.
(態様F)
(態様A)〜(態様E)において、像担持体の駆動距離を算出する駆動距離算出手段を備え、強制トナー消費制御手段は、駆動距離算出手段によって算出した像担持体の駆動距離に対する平均画像面積率が閾値以下の場合に、強制トナー消費制御を実行する。本態様では、不要な強制トナー消費量を減らし、トナーの無駄な消費を抑制することができる。
(Aspect F)
In (Aspect A) to (Aspect E), a driving distance calculating unit that calculates a driving distance of the image carrier is provided, and the forced toner consumption control unit is an average image with respect to the driving distance of the image carrier calculated by the driving distance calculator. When the area ratio is less than or equal to the threshold value, forced toner consumption control is executed. In this aspect, unnecessary forced toner consumption can be reduced and wasteful consumption of toner can be suppressed.
(態様G)
(態様F)において、強制トナー消費制御手段は、平均画像面積率が閾値以下であり、かつトナー補給手段による一定量のトナー補給回数の回数が規定回数を超えた場合に、強制トナー消費制御を実行する。本態様では、不要な強制トナー消費量を減らし、トナーの無駄な消費を抑制することができる。
(Aspect G)
In (Aspect F), the forced toner consumption control unit performs the forced toner consumption control when the average image area ratio is equal to or less than the threshold value and the number of times of toner supply by the toner supply unit exceeds a specified number. Run. In this aspect, unnecessary forced toner consumption can be reduced and wasteful consumption of toner can be suppressed.
1 プロセスカートリッジ
2 感光体
3 帯電装置
4 現像装置
5 感光体クリーニング装置
6 露光装置
7 中間転写ベルト
8 一次転写ローラ
9 二次転写ローラ
9a 二次転写対向ローラ
11 中間転写ベルトクリーニング装置
12 定着装置
41 攪拌スクリュー
42 供給スクリュー
43 供給ローラ
44 現像ローラ
45 規制ブレード
46 トナー量検知センサ
46a 発光素子
46b 受光素子
46c プリズムガイド46
100 プリンタ部
200 給紙部
201 給紙カセット
202 レジストローラ対
300 スキャナ部
400 トナーボトル
500 本体制御部
501 CPU
502 ROM
503 RAM
504 I/Oポート
505 I/Oポート
506 操作部
507 用紙位置検知手段
508 温湿度センサ
509 感光体駆動モータ
510 ベルト駆動モータ
511 中間転写接離クラッチ
512 一次転写高圧電源
513 二次転写高圧電源
514 帯電高圧電源
515 現像高圧電源
516 LEDアレイ
517 画像位置検出器
518 現像器内トナー量検知手段
519 トナー補給手段
520 画像面積率算出手段
521 トナー消費量算出手段
522 強制トナー消費制御手段
600 プリンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Process cartridge 2 Photoconductor 3 Charging device 4 Developing device 5 Photoconductor cleaning device 6 Exposure device 7 Intermediate transfer belt 8 Primary transfer roller 9
DESCRIPTION OF
502 ROM
503 RAM
504 I / O port 505 I /
Claims (7)
前記現像剤収納容器内のトナー量を検知するトナー量検知手段を備え、
前記強制トナー消費制御手段は、前記トナー量検知手段が検知した検知トナー量と前記現像剤収納容器内の目標トナー量との差に基づいて、前記強制トナー消費制御を実行することを特徴とする画像形成装置。 Formed on the image carrier using an image carrier, electrostatic forming means for forming an electrostatic latent image on the image carrier based on image information, and toner stored in a developer container Calculated by the developing means for developing the electrostatic latent image into a toner image, the toner consumption calculating means for calculating the toner consumption consumed from the developing means based on the image area ratio, and the toner consumption calculating means Toner replenishing means for replenishing the developer storage container with an amount of toner corresponding to the amount of toner consumed, and forced toner consumption for executing forced toner consumption control for forcibly consuming the toner in the developer storage container And an image forming apparatus including a control unit.
A toner amount detecting means for detecting a toner amount in the developer container;
The forced toner consumption control means executes the forced toner consumption control based on a difference between a detected toner amount detected by the toner amount detection means and a target toner amount in the developer storage container. Image forming apparatus.
前記強制トナー消費制御手段は、前記差が閾値以上である場合には前記強制トナー消費制御を実行し、当該差が閾値未満である場合には前記強制トナー消費制御を実行しないことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The forced toner consumption control means executes the forced toner consumption control when the difference is greater than or equal to a threshold value, and does not execute the forced toner consumption control when the difference is less than the threshold value. Image forming apparatus.
前記差に基づいて強制トナー消費量を算出する強制トナー消費量算出手段を備え、前記強制トナー消費制御を実行するとき前記強制トナー消費量算出手段により算出した前記強制トナー消費量の前記現像剤収納容器内のトナーを強制的に消費することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein
Comprising a forced toner consumption calculating means for calculating a forced toner consumption based on the difference, and storing the developer of the forced toner consumption calculated by the forced toner consumption calculating means when executing the forced toner consumption control. An image forming apparatus for forcibly consuming toner in a container.
前記強制トナー消費制御手段は、前記トナー補給手段による一定のトナー量を前記現像剤収納容器に補給した回数が規定回数を超えているか否かによって前記強制トナー消費制御を実行することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The forced toner consumption control means executes the forced toner consumption control depending on whether or not the number of times that a constant amount of toner is supplied to the developer storage container by the toner supply means exceeds a specified number. Image forming apparatus.
前記トナー消費量算出手段は、画像面積、使用環境の温湿度及び現像バイアス値に基づいてトナー消費量を算出することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner consumption calculating unit calculates the toner consumption based on an image area, temperature and humidity of a use environment, and a developing bias value.
前記像担持体の駆動距離を算出する駆動距離算出手段を備え、
前記強制トナー消費制御手段は、前記駆動距離算出手段によって算出した前記像担持体の駆動距離に対する平均画像面積率が閾値以下の場合に、前記強制トナー消費制御を実行することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A driving distance calculating means for calculating a driving distance of the image carrier;
The forced toner consumption control means executes the forced toner consumption control when an average image area ratio with respect to the drive distance of the image carrier calculated by the drive distance calculation means is equal to or less than a threshold value. apparatus.
前記強制トナー消費制御手段は、前記平均画像面積率が閾値以下であり、かつ前記トナー補給手段による一定量のトナー補給回数の回数が規定回数を超えた場合に、前記強制トナー消費制御を実行することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6.
The forced toner consumption control means executes the forced toner consumption control when the average image area ratio is equal to or less than a threshold value and the number of times of toner replenishment by the toner replenishment means exceeds a predetermined number. An image forming apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015029107A JP2016151677A (en) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015029107A JP2016151677A (en) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | Image forming apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016151677A true JP2016151677A (en) | 2016-08-22 |
Family
ID=56695520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015029107A Pending JP2016151677A (en) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016151677A (en) |
-
2015
- 2015-02-17 JP JP2015029107A patent/JP2016151677A/en active Pending
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