JP4096148B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像器のトナーによって現像し、かつ、トナー残量検出手段により現像器内のトナー残量を検出するとともに、トナー残量が所定値より少ないときにトナーを現像器内に補給するようになっている画像形成装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、現像器内のトナー量が少なくなったときに現像器内にトナーを補給するようになっているタイプの画像形成装置が種々製造されており、特に、トナーが入ったトナーカートリッジを交換することでトナーを補給するようになっている画像形成装置が多く製造されている。現像器内のトナー残量は、ドットカウント法あるいはトナー濃度センサ等のトナー残量検出手段により現像器内のトナー残量を検出し、その検出結果、トナー残量が所定値より少なくなったときにトナーを現像器内に補給するようにしている。なお、本明細書では、現像器内のトナー残量の検出には、現像器内のトナー残量を予想する場合も含むものとする。
【０００３】
ところで、画像形成装置に用いられるトナーは粉体で形成されている。一般にこの粉体はそれなりの粒度分布を有しており、その体積平均粒径は１０μｍ程度以下と小さい。したがって、トナーの１つ１つの粒子の物性（粒径、形状、組成、帯電量等）を同じになるように管理することは不可能である。このため、現像器内に供給されたトナーには、像担持体に現像され易いトナーと現像され難いトナーとができてしまう。例えば一成分系の現像器においては、一般に比較的小粒径トナーが現像され易いとともに比較的大粒径のトナーが現像され難く、結果として大粒径トナーが現像器内に残留しがちになると言われている。
【０００４】
したがって、現像器内のトナー量が少なくなってくると、現像器内に比較的多く残留している大粒径のトナーが次第に現像に供されるようになるため、画像にざらつき感が生じ、画質が低下してくるようになる。
【０００５】
これを図２（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）において、現像器に１本目のカートリッジが挿入されたとき（装置初期状態）の現像器内のトナー残量に対する画質の変化の度合いを図中実線で示す。すなわち、現像器内のトナー量が減ってくると、現像器内のトナーは比較的大粒径なトナーの比率が増加してくるので、同図に示すように画質は徐々に劣化していく。しかしながら、現像器内のトナー残量が、新しいトナーの補給を示すトナー補給設定値（図にエンドと示されているトナー残量値）より少なくなったときでも、画質は許容値内に維持される。このトナー補給設定値のエンドは、新しいカートリッジの交換時期、つまり新しいトナーの補給時期を示している。
【０００６】
この状態で、カートリッジを新しい２本目のカートリッジに交換すると、この２本目のカートリッジから補給された小粒径のトナーがまた選択的に現像されるようになるので、画質は同図に一点鎖線で示すように１本目の実線に近いレベルの画質に回復する。しかし、現像器内の比較的大粒径なトナーの比率は１本目より明らかに増加しているので、大粒径のトナーの現像への供与が１本目より早くなり、現像器内のトナー量が減ってきたときの画質の劣化の進行度は早い。
【０００７】
そして、現像器内のトナー残量がトナー補給設定値より少なくなってｎ（ｎ≧３）本目のカートリッジが交換されたとき、このｎ本目のカートリッジの交換直後では、前述のように補給された小粒径のトナーがまた選択的に現像されるようになるので、実線に近いレベルの画質に回復する。しかし、このとき現像器内のトナーは、比較的大粒径なトナーの比率がどんどん増加しているので、画質は実線レベルまでは戻らない。更に、カートリッジ交換が進むに連れて比較的大粒径名トナーの比率がますます増大するので、トナー残量が減っていくときの画質劣化の度合いが早くかつ大きくなる。そして、最後には、トナーが所定量以上残存している状態でも、許容外の画質となる。
なお、図２（ａ）において、ニアエンドは、画質劣化が比較的大きくなり始める状態、すなわち、現像器内のトナーが減少してトナー補給時期（トナーカートリッジの場合はカートリッジ交換時期）が近づいた状態を示す（他の図におけるニアエンドも同じである）。
【０００８】
また、画像形成装置によっては、トナーエンドになる頃に現像器内のトナー残量が極小となり、残留するトナーは比較的大粒径なトナーの比率がきわめて増大した状態となる画像形成装置がある。このような画像形成装置では、図２（ｂ）に実線で示すように１本目のカートリッジにおいてもトナーエンドの間際で画質が許容ぎりぎりな画質となる。なお、このような画像形成装置では、トナーエンド時に現像器内の残留トナー量が極小となって比較的大粒径なトナーの比率が非常に増大した状態となるが、この大粒径なトナーの絶対量が少ないことから、ｎ（ｎ≧２）本目のカートリッジが交換された場合でも、前述のような画質劣化はその進行が小さく、同図に点線で示すように１本目のレベルに近いものとなる。
【０００９】
このように、現像器のトナーがなくなった時にカートリッジ交換により新しいトナーを補給するような画像形成装置においては、新しいカートリッジの現像され易い小粒径トナーが現像に供されることで、画質改善が図られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的多くのトナーを残してトナーカートリッジを交換するようになっている画像形成装置では、カートリッジ交換回数が多くなると、現像器内のトナーは比較的大粒径なトナーの比率が増えてくるので、▲１▼ カートリッジ交換による画質の戻り度合いが徐々に悪くなる、▲２▼ 現像器内のトナーが減ってくると、発生する画質劣化の度合いが早くなる、▲３▼ トナーエンドになる以前に許容外画質を発生させる、といった問題がある。
また、トナーを比較的残さずトナーカートリッジを交換するようになっている画像形成装置では、１本目のカートリッジでもトナーエンド間際で許容ぎりぎりな画質が発生し、新しいカートリッジを交換しても比較的早期に画質が許容外となってしまうという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、トナーの補給回数が多くなっても画像のざらつき感の悪化を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【００１２】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、現像器にトナーカートリッジが交換可能に設けられており、像担持体に形成された静電潜像を現像器のトナーによって現像するとともに、トナー残量が新しいトナーの補給時期を示すトナー補給設定値より少なくなったときに前記トナーカートリッジが交換されるようになっている画像形成装置において、前記現像器のトナーの残量を検出するトナー残量検出手段と、前記トナー残量が前記トナー補給設定値より少なくなったことを示す手段と、前記トナーカートリッジの交換回数をカウントする手段と、前記トナーカートリッジの交換回数が設定されたしきい値になったときに前記トナー補給設定値を大きくする制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１４】
【作用】
このように構成された請求項１の発明の画像形成装置においては、トナーカートリッジの交換回数が多くなるにしたがってトナーカートリッジの交換時期が早くなるように変更され、更に、請求項２の発明の画像形成装置においては、トナーカートリッジの交換回数が所定回数になり、かつ現像器内のトナー残量が所定量になったときトナーカートリッジの交換時期が早くなるように変更される。これにより、画像のざらつき感の悪化が抑制されるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
【００２２】
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、従来公知のフルカラ−の画像形成装置と同じものであるが、一応、簡単に説明すると、形成しようとする画像が、一様帯電された感光体２上に静電潜像として露光される。次いで、この感光体２上の静電潜像は回転型の現像装置におけるイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の各非磁性一成分現像器３,４,５,６の各色のトナーにより、順に（各色の順序は任意）、各色毎に感光体２が１回転しながら各色の色合わせをされて現像され、トナー像が得られる。そして、この感光体（本発明の像担持体に相当）２が回転することにより感光体２上のトナー像が転写器７の方へ送られるとともに、この転写器７の転写ローラ７ａによって、紙搬送手段で搬送されてくる紙８に転写され、その後定着器９で定着することにより、紙８上に定着像（所望の画像）が得られるようになっている。
【００２３】
そして、トナー像が紙８上に転写された後、感光体２上に残留する残余トナーはクリーニング装置１０のクリーニングブレード１０ａにより除去され、残余トナーボックスに回収される。その場合、クリーニングブレード１０ａは、トナー像の紙８への転写が終了するまでは、残余トナーのクリーニングを行わない位置に設定され、紙８への転写が終了したときに残余トナーのクリーニングを行う位置に設定されて残余トナーを除去するようになっている。残余トナー除去が終了すると、再びクリーニングを行わない位置に設定され、感光体２上での各色のトナーの色合わせに支障を来さないようになっている。
【００３６】
この例の画像形成装置１においては、画像形成装置１をトナーカートリッジを用い、トナーカートリッジを交換することでトナー補給を行う従来公知の画像形成装置に構成する。そして、従来と同様に、各現像器３,４,５,６内の各トナー残量をドットカウント法であるいはトナー濃度センサ等のトナー残量検出手段で検出するとともに、このトナー残量の検出結果に基づいてトナー残量がトナー補給設定値より少なくなったとき、つまりトナーカートリッジの交換時期になったときに、その色の新しいトナーカートリッジを交換することで、そのトナーカートリッジ内のトナーをそれぞれ対応する各色の現像器３,４,５,６内に補給するようにしている。
【００３７】
その場合、この例の画像形成装置１では、トナーカートリッジの交換回数に応じてトナー残量の前述のトナー補給設定値を変更する、つまりトナーカートリッジの交換時期を変更している。具体的には、トナーカートリッジの交換回数が多くなってトナー残量の前述のトナー補給設定値を大きくなるように変更する、つまりトナーカートリッジの交換時期を早くなるように変更している。このトナー補給設定値の変更、つまりトナーカートリッジの交換時期の変更は、トナーカートリッジの交換毎に行ってもよいし、あるいはトナーカートリッジの交換回数のしきい値を複数設定し、トナーカートリッジの交換回数の増加に対して段階的に行うようにしてもよい。
【００３８】
このようにトナーカートリッジの交換回数が多くなるにしたがってトナーカートリッジの交換時期を早くすることで、画像のざらつき感の悪化を抑制できるようになる。なお、この場合にはトナーカートリッジを交換することで新しいトナーを補給しても、大粒径トナーは現像器内に残留するようになるので、トナー補給後にざらつき感の早期発生を抑制するという作用効果を得ることはできない。
【００３９】
また、この例において、トナーカートリッジの交換回数と、ドットカウント法であるいはトナー濃度センサ等のトナー残量検出手段による現像器内のトナー残量の検出結果とに基づいて、トナー残量の前述のトナー補給設定値つまりトナーカートリッジの交換時期を変更している。その場合、トナーカートリッジの交換回数が所定回数になりかつトナー残量が別に設定された捨てパッチ形成設定値になったときに、トナー残量の前述のトナー補給設定値を大きくなるように変更する、つまりトナーカートリッジの交換時期を早くなるように変更するようにすることもできる。
【００４０】
なお、本発明の画像形成装置は前述の例の画像形成装置に限定されることなく、現像器内のトナー残量を検出するとともに、トナー残量がトナー補給設定値より少ないときにトナーを現像器内に補給するようになっている画像形成装置であれば、どのような画像形成装置にも適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明の画像形成装置によれば、トナーカートリッジの交換回数が多くなるにしたがってトナーカートリッジの交換時期を早くなるように変更し、更に、請求項２の発明の画像形成装置によれば、トナーカートリッジの交換回数が所定回数になり、かつ現像器内のトナー残量が所定量になったときトナーカートリッジの交換時期を早くなるように変更することにより、画像のざらつき感の悪化を抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。
【図２】 （ａ）はトナーエンドの時にも所定量のトナーが残留する従来の画像形成装置において、現像器内のトナー量による画質の状態、およびトナー補給回数が多くなったときの現像器内のトナー量による画質の状態を示す図、（ｂ）はトナーエンドになる頃に現像器内のトナー残量が極小となる従来の画像形成装置の場合の（ａ）と同様の図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…感光体（像担持体）、３,４,５,６…現像器、７…転写器、８…紙、９…定着器、１０…クリーニング装置、１０ａ…クリーニングブレード

Claims (1)

1. 現像器にトナーカートリッジが交換可能に設けられており、像担持体に形成された静電潜像を現像器のトナーによって現像するとともに、トナー残量が新しいトナーの補給時期を示すトナー補給設定値より少なくなったときに前記トナーカートリッジが交換されるようになっている画像形成装置において、
   前記現像器のトナーの残量を検出するトナー残量検出手段と、前記トナー残量が前記トナー補給設定値より少なくなったことを示す手段と、前記トナーカートリッジの交換回数をカウントする手段と、前記トナーカートリッジの交換回数が設定されたしきい値になったときに前記トナー補給設定値を大きくする制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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