JP2009288552A - Image forming apparatus, controller, toner cartridge, developing cartridge, and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置、これに搭載される制御装置、トナーカートリッジ、現像カートリッジおよびプロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, a plotter, or a multifunction machine having a plurality of functions thereof, a control device mounted on the image forming apparatus, a toner cartridge, a developing cartridge, and a process cartridge.
画像形成装置の最近の進歩とともに、市場あるいはユーザのニーズのレベルも高くなり、従来の4色画像形成装置に対して色数を増やす電子写真方式の画像形成装置が種々提案されている(例えば、特許文献1ないし3参照)。そして、その一部は既に実現されている。それらは、従来の一般的なシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色に加え、例えば赤、青、緑や金、銀、蛍光色等の特色に対応するものや、インクジェット方式では一般的である淡いブラック、淡いシアン、淡いマゼンタ等を加えるもの等様々である。その目的は、それぞれ画質的に色再現範囲の向上や低コントラストの再現性向上にある。
With recent advances in image forming apparatuses, the level of market or user needs has increased, and various electrophotographic image forming apparatuses that increase the number of colors compared to conventional four-color image forming apparatuses have been proposed (for example,
各特許文献記載の技術では、具体的には次のような目的、構成で行っている。特許文献1記載の技術では、感光体の数を減らすために1つの感光体に対し2つの現像器を有し、それぞれ同系色顔料からなる低濃度トナーと高濃度トナーを使用し、低濃度トナーの現像器は非磁性1成分方式を用い、高濃度トナー用の現像器は2成分磁気ブラシ現像方式を用いて、低濃度トナー現像用の現像器が高濃度トナー用の現像器に対して重力方向上側(上流側)に配置するという構成である。そして、上記構成により、画像の均一性、濃度安定等を確保し、画像の高画質化を実現するとともに装置本体の小型化、低コスト化が図れるというものである。
Specifically, the technology described in each patent document performs the following objects and configurations. In the technique described in
特許文献2記載の技術では、色の諧調性が保たれ発色がよくなると同時に、モノクロ画像の形成が容易かつ効率的に行える、また濃淡何れか一方のトナー像によるカラー画像の形成を可能にするという目的の下に、複数の像形成体上に異色の濃淡トナー像を形成するために濃淡ステーションを隣接して配置し、各トナー像を中間転写体上で重ね合わせ、同色の濃トナー像と淡トナー像とを隣接して重ね合わせて形成するという構成である。
In the technique described in
特許文献3記載の技術では、濃淡2種類の色材を用いて画像を形成する場合に、淡色材の濃度を最適に設定することにより、全諧調範囲において粒状性の良い画像を得る目的の下に、濃ドットの記録率を0%の状態で、淡ドットの記録率を0%から100%まで変化させたときの第一の粒状度と、淡ドットの記録率を100%の状態で、濃ドットの記録率を0%から100%まで変化させたときの第二の粒状度とを、ほぼ等しくなるように淡ドットの色材濃度を設定する濃度設定手段を備えるという構成である。
In the technique described in
従来、一般的な電子写真装置では、帯電手段により一様に帯電された像担持体の表面を、潜像形成手段・露光手段で生成された光ビームによって露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段から供給されるトナーによって現像・可視像化してトナー像を得、次いで像担持体表面に形成されたトナー像を転写手段によって転写材としての記録紙等に転写し、さらに定着手段によって定着して印刷物を得るように構成されている(図1参照)。 Conventionally, in a general electrophotographic apparatus, an electrostatic latent image is formed by exposing the surface of an image carrier uniformly charged by a charging unit with a light beam generated by a latent image forming unit / exposure unit. The electrostatic latent image is developed and visualized with toner supplied from the developing means to obtain a toner image, and then the toner image formed on the surface of the image carrier is transferred to a recording paper or the like as a transfer material by the transfer means. It is configured to be transferred and further fixed by fixing means to obtain a printed matter (see FIG. 1).
上記露光・潜像形成工程において、像担持体としての感光体表面を露光する光ビームは、レーザダイオード(LD)で発生した光を集光して得たものであり、スキャナモータに取付けられて高速回転する多面体のポリゴンミラーで反射して偏向走査し、Fθレンズで所定の径に絞って感光体表面に照射されて該感光体表面を走査露光する光スポットを形成する。静電潜像を現像する現像器の現像剤は、2成分現像方式の場合はキャリアとトナーの混合物であり、1成分現像方式の場合はトナーであり、トナーが静電潜像に付着してトナー像を形成する。 In the exposure / latent image forming step, the light beam for exposing the surface of the photoconductor as the image carrier is obtained by condensing the light generated by the laser diode (LD), and is attached to the scanner motor. Reflected by a polygon mirror of a polyhedron that rotates at high speed, deflected and scanned, and irradiated to the surface of the photosensitive member with a Fθ lens with a predetermined diameter to form a light spot that scans and exposes the surface of the photosensitive member. The developer for developing the electrostatic latent image is a mixture of a carrier and a toner in the case of the two-component development method, and a toner in the case of the one-component development method, and the toner adheres to the electrostatic latent image. A toner image is formed.
さらにデジタル方式の画像形成装置においては、像露光は例えばパルス幅変調されたドットによって行われ、ドット部分にトナーが付着する反転現像が行われる。ドット部分に付着するトナー量(以下、「トナー付着量」ともいう)は、像担持体上のドット部分の面積や電位の状態とこれに対しての現像バイアスやトナーの有する電荷の状態等によって定まる。
すなわち、露光手段によって像担持体上に記録される高濃度の画像部分は面積当たりのドット数も多く、1ドットの大きさも大きい。一方、低濃度の画像部分は面積当たりのドット数も少なく1ドットの大きさも小さい。このことによって現像後は、像担持体上の高濃度の画像部分にはトナー付着量が多く、低濃度の画像部分にはトナー付着量が少ない。このように記録画像の濃淡の差異は、現像によって像担持体上に付着する面積当たりのトナー付着量の多少によって表現されている。
Further, in a digital image forming apparatus, image exposure is performed by, for example, pulse width modulated dots, and reversal development is performed in which toner adheres to the dot portions. The amount of toner adhering to the dot portion (hereinafter also referred to as “toner adhering amount”) depends on the area of the dot portion on the image carrier, the state of the potential, the development bias with respect to this, the state of the charge of the toner, etc. Determined.
That is, the high-density image portion recorded on the image carrier by the exposure means has a large number of dots per area and a large size of one dot. On the other hand, the low density image portion has a small number of dots per area and a small size of one dot. Thus, after development, the toner adhesion amount is large in the high density image portion on the image carrier, and the toner adhesion amount is small in the low density image portion. As described above, the difference in density of the recorded image is expressed by the amount of toner adhesion per area deposited on the image carrier by development.
そのため、通常の高着色度トナーを用いた場合、良好な階調性をもった画像形成を行うことは困難である。特にハイライト部(低濃度部)ではドットが小さいことから面積当たり極少量のトナーの付着は不安定であり、画像ムラが生じ易く、かつ、安定した階調性を求めることは困難である。また、高濃度部でトナーは、過剰なトナー付着状態にあって画像濃度は飽和し易く、広い領域(ダイナミックレンジ)での階調性がでないという問題を有する。 For this reason, it is difficult to form an image with good gradation when a normal high color toner is used. In particular, since the dots are small in the highlight portion (low density portion), the adhesion of a very small amount of toner per area is unstable, image unevenness is likely to occur, and it is difficult to obtain a stable gradation. Further, in the high density portion, the toner is in an excessive toner adhering state, the image density is easily saturated, and there is a problem that gradation in a wide region (dynamic range) is not obtained.
このような問題の対策として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒色(Bk)の各々の淡色のトナー(以下、「低着色度トナー」という)と、濃色のトナー(以下、「通常トナー」もしくは「通常着色度トナー」ともいう)との2種類のトナーを用いて像担持体上に現像を行う画像形成装置が上記特許文献2等にて提案されている。
As measures against such problems, yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (Bk) light color toners (hereinafter referred to as “low color toner”) and dark color toners are used. An image forming apparatus that performs development on an image carrier using two types of toner (hereinafter also referred to as “normal toner” or “normal color degree toner”) has been proposed in
しかしながら、低着色度トナーと通常トナーを同一の画像形成装置・機械に入れて使用しようとすると、従来技術においては現像装置、感光体装置等を増やすこととなり、画像形成装置本体・機械本体が大きくなるという問題を生じる。また、低着色度トナーだけで、通常トナーを再現しようとすると、必要なトナー付着量が多くなることによりトナー消費量が増え、ユーザの負担となってしまうという問題が生じてしまう。 However, when trying to use low color toner and normal toner in the same image forming apparatus / machine, the conventional technology increases the number of developing devices, photoreceptor devices, etc., and the image forming apparatus main body / machine main body is large. The problem of becoming. Further, when trying to reproduce the normal toner only with the low color toner, the necessary amount of toner adhesion increases, resulting in a problem that the amount of toner consumption increases and the user is burdened.
そこで、本発明は、上述した問題点・事情に鑑みてなされたものであり、画像形成ステーションを増やすことなく、低着色度トナーを使用した高画質モードと通常着色度トナーを使用した通常画質モードとを自由に選択できるように構成し、階調性に優れたカラー画像か低コストにするかをユーザが容易に選ぶことができる画像形成装置、画像形成装置に搭載される制御装置、低着色度トナーや通常着色度トナーを供給するためのトナーカートリッジ、現像カートリッジおよびプロセスカートリッジを提供することを主な目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems and circumstances, and without increasing the number of image forming stations, a high image quality mode using low color toner and a normal image quality mode using normal color toner. Can be freely selected, and an image forming apparatus that allows a user to easily select a color image with excellent gradation or low cost, a control device mounted on the image forming apparatus, and low coloration It is a main object to provide a toner cartridge, a developing cartridge, and a process cartridge for supplying a high degree toner and a normal color degree toner.
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項毎の発明では、以下のような特徴ある手段・構成を採っている。
請求項1記載の発明は、像担持体と、この像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の潜像をトナーを含む現像剤で現像する現像手段とを有する画像形成装置において、同系色でトナー着色度が異なる複数種のトナー収納手段をセット可能であることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the above-described object, the invention according to each claim employs the following characteristic means and configuration.
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置に搭載される画像形成制御用の制御装置であって、異なるトナー着色度毎の作像条件を記憶した記憶手段と、セットされた前記トナー収納手段の特定のトナー着色度に基づいて、前記記憶手段から対応する作像条件を選択し、その作像条件に応じた画像形成を実行させる制御手段とを有することを特徴とする。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項2記載の制御装置において、前記潜像形成手段は、前記像担持体上に露光エネルギーを付与することにより潜像を形成する露光手段を有し、前記記憶手段は、前記作像条件として、前記異なるトナー着色度毎の現像ポテンシャルとトナー付着量との関数を記憶しており、前記制御手段は、セットされた前記トナー収納手段の特定のトナー着色度に基づいて、前記記憶手段から対応する前記関数を選択し、その関数に基づいて前記現像ポテンシャルを調整して前記トナー付着量を制御することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the control device according to the second aspect, the latent image forming unit includes an exposure unit that forms a latent image by applying exposure energy onto the image carrier, and the memory The means stores a function of the development potential and the toner adhesion amount for each of the different toner coloring degrees as the image forming condition, and the control means sets a specific toner coloring degree of the set toner storage means. Based on the function, the corresponding function is selected from the storage unit, and the toner adhesion amount is controlled by adjusting the developing potential based on the function.
請求項4記載の発明は、請求項2または3記載の制御装置を搭載する画像形成装置であって、前記制御装置は、同一シリーズの画像形成装置の機種に搭載可能となっていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus equipped with the control device according to the second or third aspect, wherein the control device can be mounted on a model of an image forming apparatus of the same series. And
請求項5記載の発明は、請求項2または3記載の制御装置を搭載する画像形成装置であって、異なるトナー着色度のトナーを収納した複数種のトナー収納手段を種類毎に互換可能にセット可能であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus equipped with the control device according to the second or third aspect, wherein a plurality of types of toner storing means storing toners having different toner coloring degrees are set to be interchangeable for each type. It is possible.
請求項6記載の発明は、請求項2または3記載の制御装置を搭載する画像形成装置であって、異なるトナー着色度のトナーを収納した複数種のトナー収納手段を同時に使用可能なセット部を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus equipped with the control device according to the second or third aspect, wherein a set portion capable of simultaneously using a plurality of types of toner storage means storing toners having different toner coloring degrees is provided. It is characterized by having.
請求項7記載の発明は、請求項5または6記載の画像形成装置において、前記トナー収納手段は、該トナー収納手段に充填されているトナー着色度に関する情報が記録され、画像形成装置本体側の前記制御装置と通信可能な情報記録媒体を有し、前記制御装置は、前記情報記録媒体からの前記情報に基づいて、前記作像条件を選択し、前記制御を実行することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth or sixth aspect, the toner storage unit records information about the degree of coloration of the toner filled in the toner storage unit, and the image forming apparatus main body side is provided. It has an information recording medium communicable with the control device, and the control device selects the image forming conditions based on the information from the information recording medium, and executes the control.
請求項8記載の発明は、請求項1または4ないし7の何れか一つに記載の画像形成装置において、トナーとして、小粒径重合トナーを用いることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first or fourth to seventh aspects, a small particle size polymerized toner is used as the toner.
請求項9記載の発明は、請求項1ないし8の何れか一つに記載のトナー収納手段は、前記現像手段に対して着脱自在なトナーカートリッジを構成していることを特徴とするトナーカートリッジである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a toner cartridge wherein the toner storage means according to any one of the first to eighth aspects constitutes a toner cartridge that is detachable from the developing means. is there.
請求項10記載の発明は、請求項1ないし8の何れか一つに記載のトナー収納手段は、画像形成装置本体に対して着脱自在な現像カートリッジを構成していることを特徴とする現像カートリッジである。 According to a tenth aspect of the present invention, the toner storage means according to any one of the first to eighth aspects constitutes a developing cartridge that is detachable from the main body of the image forming apparatus. It is.
請求項11記載の発明は、請求項1ないし8の何れか一つに記載のトナー収納手段は、少なくとも前記像担持体と前記現像装置とが一体化され、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを構成していることを特徴とするプロセスカートリッジである。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the toner storage means according to any one of the first to eighth aspects, at least the image carrier and the developing device are integrated, and the image forming apparatus main body is detachable. A process cartridge is characterized by constituting a simple process cartridge.
請求項12記載の発明は、請求項9記載のトナーカートリッジには、前記トナーの他、キャリアが含まれていることを特徴とするトナーカートリッジである。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the toner cartridge according to the ninth aspect, a carrier is included in addition to the toner.
本発明によれば、上記課題を解決して新規な画像形成装置、制御装置、トナーカートリッジ、現像カートリッジおよびプロセスカートリッジを実現し提供することができる。主な請求項毎の発明の効果を挙げれば、以下のとおりである。
請求項1記載の発明によれば、同系色でトナー着色度が異なる複数種のトナー収納手段をセット可能であることにより、単一の画像形成装置において複数種のトナー着色度に対応して使用可能となるとともに、ユーザの必要性に応じて、例えば高画質には低着色度トナーを、ランニングコスト低減には高着色度トナーを使用することができる。
According to the present invention, a novel image forming apparatus, control device, toner cartridge, developing cartridge, and process cartridge can be realized and provided by solving the above-described problems. The effects of the invention for each main claim are as follows.
According to the first aspect of the present invention, it is possible to set a plurality of types of toner storage units having similar colors and different toner coloring levels, so that they can be used corresponding to a plurality of types of toner coloring levels in a single image forming apparatus. In addition, for example, a low color toner can be used for high image quality, and a high color toner can be used for running cost reduction depending on the needs of the user.
請求項2、3記載の発明によれば、前記構成により、単一の制御装置に複数種のトナーに対応可能な制御モード(関数)を備えているので、単一の画像形成装置において複数種のトナー着色度に対応して最適の画像形成制御ができる。また、複数機種に同一の制御装置を用いることができる。 According to the second and third aspects of the invention, since the single control device is provided with a control mode (function) that can handle a plurality of types of toners, the single image forming apparatus can have a plurality of types. Therefore, it is possible to perform optimal image formation control corresponding to the toner coloring degree. The same control device can be used for a plurality of models.
請求項4記載の発明によれば、前記構成により、既に市場で流通している旧タイプのトナー収納手段、および新タイプの両方を使用することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to use both the old type toner storage means and the new type that are already distributed in the market.
請求項5記載の発明によれば、前記構成により、トナー色変化による混色やトナー形状変化よる不具合を未然に防ぐことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent inconveniences due to color mixing due to toner color change and toner shape change.
請求項6記載の発明によれば、トナー収納手段を種類毎に同時に使用可能なセット部を有することで、各色現像手段間でトナー着色度の異なる場合でも単一の制御装置でトナー着色度毎の最適な制御装置ができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the toner storage means has the set portion that can be used simultaneously for each type, even if the toner coloring degree differs among the color developing means, the single control device can be used for each toner coloring degree. The optimal control device can be achieved.
請求項7、9〜12記載の発明によれば、前記構成により、例えば工場でのトナー充填時に、トナー着色度に関する情報入力を可能とし、その後使用による性能発揮を容易にすることが可能となる。また、トナーカートリッジ、現像カートリッジまたはプロセスカートリッジを使用することにより、その交換作業性が向上する。 According to the seventh and ninth to twelfth aspects of the present invention, for example, when the toner is filled in a factory, it is possible to input information on the degree of coloration of the toner, and it is possible to facilitate the performance of the use thereafter. . Further, by using a toner cartridge, a developing cartridge, or a process cartridge, the replacement workability is improved.
請求項8記載の発明によれば、小粒径重合トナーはトナー体積平均粒径が例えば3〜6μのトナーであり、粉砕トナーと比較すると粒径分布がシャープであるため、少ない付着量で、微小なドットやラインも再現できる高画質な画像を作成することができる。
According to the invention described in
以下、図を参照して、本発明を実施するための最良の形態および実施例を含む実施形態を説明する。実施形態および変形例等に亘り、同一の機能を有する部材や構成部品等の構成要素については、混同の虞がない限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がないものは適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素をそのまま引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、各実施形態等のそれと区別するものとする。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments including the best mode and examples for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the embodiment and the modified examples, components such as members and components having the same function are denoted by the same reference numerals unless they are confused, and the description thereof is omitted. In order to simplify the drawings and the description, even components that are to be represented in the drawings may be omitted as appropriate without being specifically described in the drawings. When a constituent element such as a published patent gazette is cited and explained as it is, the reference numeral is attached with parentheses to distinguish it from that of each embodiment.
まず、図1を参照して、本発明を適用する画像形成装置の全体構成および動作を説明する。図1は、画像形成装置として一般的な電子写真装置を示している。同図の電子写真装置では、帯電手段としての帯電ローラ2により一様に帯電した像担持体としてのドラム状の感光体1(以下、「感光体ドラム1」という)の表面を、光ビーム3で露光して静電潜像を形成する。そして、感光体ドラム1上に形成された静電潜像を、現像手段としての現像装置8(以下、「現像器8」ともいう)における現像スリーブ(現像ローラ)9から供給されるトナーTによって現像・可視像化してトナー像を得、続いて転写手段としての転写ローラ10によって、図示しない給紙部からレジストローラ対を経由して所定のタイミングで搬送されてくるシート状記録媒体としての記録紙Sに転写し、さらに定着手段としての定着ローラおよび加圧ローラからなる定着装置11によって定着して印刷物を得、排紙トレイ14等に排出するように構成されている。
ここで、シート状記録媒体もしくはシートとは、例えば上記記録紙や転写紙等の用紙(厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙等を含む)、塗工紙(コート紙やアート紙等を含む)、OHPシートもしくはOHPフィルム、トレーシングペーパ等を含み、画像転写可能な被画像形成媒体を意味する広い概念用語である。
First, an overall configuration and operation of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a general electrophotographic apparatus as an image forming apparatus. In the electrophotographic apparatus shown in FIG. 1, the surface of a drum-shaped photoreceptor 1 (hereinafter referred to as “
Here, the sheet-like recording medium or sheet is, for example, paper such as the recording paper or transfer paper (including thick paper, postcard, envelope, plain paper, thin paper, etc.), coated paper (including coated paper, art paper, etc.) ), An OHP sheet or an OHP film, tracing paper, and the like, and is a broad concept term that means an image forming medium capable of image transfer.
感光体ドラム1の表面を露光する光ビーム3は、光源としてのレーザダイオード(LD)4で発生した光を集光して得たものであり、スキャナモータ5に取付けられて高速回転する多面体のポリゴンミラー6で反射して偏向走査し、Fθレンズ7で所定の径に絞って感光体ドラム1の表面に照射されて該感光体表面を走査露光する光スポットを形成する。静電潜像を現像する現像器8の現像剤は、2成分現像方式の場合はキャリアとトナーの混合物であり、1成分現像方式の場合はトナーであり、トナーTが静電潜像に付着してトナー像を形成する。
レーザダイオード4、スキャナモータ5、ポリゴンミラー6、Fθレンズ7、折り返しミラー等は、像担持体としての感光体ドラム1の表面に潜像を形成する潜像形成手段のうちで露光手段・露光装置を構成している。
The
The
一部上述したが、感光体ドラム1の周りには、図1中矢印で示す回転方向の順に、感光体ドラム1を除電する除電手段としての図示しない除電ランプ、図1のほぼ真上に配置された帯電ローラ2、露光装置からの露光である光ビーム3、現像器8、転写ローラ10、感光体ドラム1上の残留トナーを除去・クリーニングする図示しないクリーニング装置等が配置されていて、これらによって画像形成部が構成されている。
現像器8は、感光体ドラム1に対向して配置され、2成分現像方式の場合ではトナーTとトナーTを保持するキャリア(図示せず)とを含む二成分現像剤を担持し、該現像剤を感光体ドラム1との間に形成される現像領域に搬送し、内部に磁石(図示せず)を有する現像剤担持体としての現像スリーブ9(現像ローラ)を備え、感光体ドラム1の表面上に形成される静電潜像を現像スリーブ9から供給されるトナーTで現像する構成を具備している。現像器8は、上記現像スリーブ9の他に、図示しない攪拌ローラ等と、現像器8のハウジング側壁に固着され現像スリーブ9の外周面上に担持された現像剤を所定の層厚に規制する現像剤層厚規制部材としてのドクターブレード12等とから主に構成されている。現像器8は、図1以外の図においてはドクターブレード12等を省略し簡略的に示す。
Although partly described above, a static elimination lamp (not shown) as a static elimination means for neutralizing the
The developing
図2〜図5を参照して、低着色度トナーを用いた時の現像後の画質の効果を説明する。例としてトナー粒径4〜5μmのトナーを用いた場合について、トナー付着量(以下、「M/A」ともいう)と画像濃度(以下、「ID」ともいう)との関係は、今まで種々行ってきた実験結果をまとめると図2に示すようになる。
上記実験においては、株式会社リコー製「imagio MP C3500」を使用し、現像条件は、後述するメカ条件・現像剤の仕様と同様の条件で実施した。以下、この明細書において、「トナー粒径」、「トナー平均粒径」というときは、特に断らない限り、具体的にはトナー体積平均粒径を意味する。
With reference to FIG. 2 to FIG. 5, the effect of the image quality after development when the low color toner is used will be described. As an example, when a toner having a toner particle diameter of 4 to 5 μm is used, the relationship between the toner adhesion amount (hereinafter also referred to as “M / A”) and the image density (hereinafter also referred to as “ID”) is various. The results of the experiments that have been performed are summarized as shown in FIG.
In the above experiment, “Imagio MP C3500” manufactured by Ricoh Co., Ltd. was used, and the development conditions were the same as the mechanical conditions and developer specifications described later. Hereinafter, in this specification, “toner particle diameter” and “toner average particle diameter” specifically mean toner volume average particle diameter unless otherwise specified.
図2において、通常着色度トナーをトナーAとし、低着色度トナーをトナーBとする。トナーBは、トナーAの約1/2の着色度としたものであり、トナーCは、トナーAの約1/3の着色度のトナーである。同図から、トナーAがM/A:0.4(mg/cm2)でID:1.4になるのに対し、トナーBはM/A:0.4でID:0.8〜0.9程度であり、トナーBはトナーAの約2倍のM/A=0.8でID:1.4となっていることが分かる。また、トナーCはトナーAのおおよそ3倍のM/Aとなっていることが分かる。 In FIG. 2, the normal color toner is toner A, and the low color toner is toner B. The toner B has a color degree that is about ½ that of the toner A, and the toner C is a toner that has a color degree that is about の that of the toner A. From the figure, toner A has M / A: 0.4 (mg / cm 2 ) and ID: 1.4, whereas toner B has M / A: 0.4 and ID: 0.8 to 0. It can be seen that toner B has an ID of 1.4 with M / A = 0.8, which is about twice that of toner A. It can also be seen that the toner C has an M / A that is approximately three times that of the toner A.
ハイライト部(低濃度部)でのドット画像と実際に出力画像の面積から計算したドット径、ドット径の標準偏差、ドットバラツキ(ドットバラツキ=ドット径の標準偏差/ドット径平均値の計算から求められる)の図表を図3に示す。
図3において、トナーAでは1by3画像(1ドット書いて3ドット空けるパターン)であるのに対し、トナーAの1/2の着色度のトナーBを用いた場合、同一濃度にするには画像面積が2倍となり、トナーA→Bにすることでドットバラツキは5.7→3.5%(62%)、3.5→2.0%(57%)というように改善した。
From the dot image at the highlight area (low density area) and the dot diameter calculated from the area of the actual output image, the standard deviation of the dot diameter, and the dot variation (dot variation = standard deviation of the dot diameter / dot diameter average value) FIG. 3 shows a chart of (required).
In FIG. 3, toner A is a 1-by-3 image (a pattern in which 1 dot is written and 3 dots are opened), whereas when toner B having a coloring degree ½ that of toner A is used, the image area is the same for the same density. When the toner A → B, the dot variation was improved from 5.7 to 3.5% (62%) and from 3.5 to 2.0% (57%).
図4を参照して、ざらつき感である粒状性を表す指標として粒状度について説明する。この粒状度は、例えばスキャナで読み取った画像を空間周波数成分に変換して、視覚の空間周波数特性(VTF)による補正と、画像の平均明度による補正を行うことで計算される。ただし、粒状度の値というのは、その値自体に物理的な意味があるわけではないので、0.05といったような具体的な値は、粒状度の計算方法によって異なる。 With reference to FIG. 4, the granularity will be described as an index representing the graininess which is a feeling of roughness. This granularity is calculated, for example, by converting an image read by a scanner into a spatial frequency component and performing correction based on visual spatial frequency characteristics (VTF) and correction based on the average brightness of the image. However, since the granularity value does not have a physical meaning, the specific value such as 0.05 differs depending on the granularity calculation method.
粒状度の算出結果は、平均明度に対する粒状度との関係で図4に示す。粒状度は、数値が低いほど、粒状性が良いことを意味する。同図中の(1)トナーAの付着量Mは通常トナーで狙いID時(例えばM/A:0.4時)をプロットし、同じ付着量M時のトナーBの結果を(2)トナーBの付着量Mにプロットしている。 The calculation result of the granularity is shown in FIG. 4 in relation to the granularity with respect to the average brightness. The granularity means that the lower the numerical value, the better the granularity. In the figure, (1) Toner A adhesion amount M is plotted with normal toner at the target ID (for example, M / A: 0.4 hour), and the result of Toner B at the same adhesion amount M is (2) Toner. Plotted on the adhesion amount M of B.
(2)トナーBの付着量M時は、(1)トナーAの付着量M時より低明度側で低粒状度にシフトしており、粒状性が向上していることが分かる。しかし、今回の本発明ではトナーAを用いず、トナーBだけでID:1.4を達成するので、(3)トナーBの付着量Mの2倍のM/Aも必要となる。トナーBの付着量2M時は、トナーAの付着量M時と全く同じ粒状度となった。
例えば、Bk系色として、ライトブラック(以下、「Lk」と略記する)と2Lk(=付着量の2MのLk)の切替を考え、トナーBだけでID:1.4とした場合は概ね図4に示す(4)トナーBの付着量M+2Mのようなプロットとなる。この例ではLkと2Lkの切替は平均明度50程度のところで行っている。この場合でも粒状度は向上していることが分かる。
(2) When the adhesion amount M of the toner B is (1) shifted to a lower granularity on the lower brightness side than when the adhesion amount M of the toner A, it can be seen that the graininess is improved. However, since the present invention achieves ID: 1.4 with only the toner B without using the toner A, (3) M / A twice as much as the adhesion amount M of the toner B is also required. When the adhesion amount of the toner B was 2M, the granularity was exactly the same as that when the adhesion amount of the toner A was M.
For example, considering the switching between light black (hereinafter abbreviated as “Lk”) and 2Lk (= 2M Lk of the adhesion amount) as the Bk-based color, the case where ID is 1.4 only with toner B is roughly shown. 4 is a plot like (4) toner B adhesion amount M + 2M. In this example, switching between Lk and 2Lk is performed at an average brightness of about 50. It can be seen that the granularity is improved even in this case.
次に、画像処理における切替タイミングの考え方について、図5で説明する。従来の濃トナー(Bk)のみの場合は、中間調は濃トナー(Bk)の画像面積率を下げて使用する。淡、濃トナーの2種類使用時では、中間調は淡トナーで表し、淡トナー100%以上の濃度から濃トナーも使用し再現している。何れもM/Aは0.30mg/cm2以下である。 Next, the concept of switching timing in image processing will be described with reference to FIG. In the case of only the conventional dark toner (Bk), the halftone is used with the image area ratio of the dark toner (Bk) lowered. When two types of light and dark toner are used, the halftone is represented by light toner, and is reproduced using dark toner from a density of light toner of 100% or more. In any case, M / A is 0.30 mg / cm 2 or less.
本発明では、淡トナー(Lk)のみの使用で、濃トナー分を淡トナー×2倍のトナー付着量(M/A:0.6mg/cm2)で使用し、淡、濃トナーの2種類使用時と同じように使用する。淡トナー100%以上の濃度から淡トナー×2倍トナー付着量も使用し再現している。これらは画像処理における切替タイミングの考え方の1つの例である。以上説明した実験により得られた結果を、以下の実施形態等に反映した。 In the present invention, only the light toner (Lk) is used, and the dark toner is used with the toner adhesion amount twice as much as the light toner (M / A: 0.6 mg / cm 2 ). Use it the same way you use it. Reproduction is also performed using a light toner × double toner adhesion amount from a density of light toner of 100% or more. These are one example of the concept of switching timing in image processing. The results obtained by the experiments described above are reflected in the following embodiments and the like.
(第1の実施形態)
図6〜図9を参照して、第1の実施形態を説明する。
図7に括弧を付して示すように、印字速度(1分当りのコピー枚数:cpp)や画像形成装置の機械内部レイアウト形状が異なるコピー機種:X1、Y1、Z1に対応して、トナー収納手段としてのトナーカートリッジ27(X1)、27(Y1)、27(Z1)が用いられる。以下、それぞれのコピー機種:X1、Y1、Z1に対応したトナーカートリッジであることが判別できるときには、括弧を省略してトナーカートリッジ27ともいう(後述の変形例等でも同様)。これらコピー機種:X1、Y1、Z1では、トナーカートリッジ27の形状も異なっているが、図8に示すように、このX1シリーズの画像形成装置本体側は何れのコピー機種:X1、Y1、Z1のトナーカートリッジ27も搭載可能に構成されている。すなわち、図7および図8に示すように、コピー機種:X1、Y1、Z1に対応したトナーカートリッジ27は、その何れもがトナー補給装置を構成するトナーカートリッジ受け部25に対して着脱自在に構成されている。
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in parentheses in FIG. 7, toner storage is performed corresponding to the copy types: X1, Y1, and Z1 having different printing speeds (number of copies per minute: cpp) and different internal layout shapes of the image forming apparatus. Toner cartridges 27 (X1), 27 (Y1), and 27 (Z1) are used as means. Hereinafter, when it can be determined that the toner cartridge corresponds to each copy model: X1, Y1, and Z1, the parentheses are omitted and the
トナーカートリッジ27をトナーカートリッジ受け部25に対して着脱自在にセットする具体的構成の図示は、省略しているが、例えばトナーカートリッジ受け部25側に形成された凹状部材に対して、トナーカートリッジ27側に形成され前記凹状部材に緩く嵌合する凸状部材との周知の組合せからなる挿脱手段を含む着脱手段が挙げられ、これに適宜の周知の位置決め手段が併用される。これは、後述する図15に示す現像カートリッジ28や図16に示すプロセスカートリッジ29でも同様である。
Although the illustration of a specific configuration for detachably setting the
各トナーカートリッジ27には、このカートリッジ内に充填されているトナーに関する各種情報・データ、すなわちトナー体積平均粒径や、異なるトナー着色度毎に予め実験等によって求められた現像ポテンシャルとトナー付着量との情報・データ、具体的には異なるトナー着色度毎に設定された露光エネルギー(レーザダイオードの点灯時間)および/または現像バイアス(電圧)とトナー付着量との関数データが予め記録された情報記録媒体30が貼着されている。情報記録媒体30は、電子部品としてのIDチップやICタグ等からなる。
Each
一方、画像形成装置本体側のトナーカートリッジ受け部25には、装着されたトナーカートリッジ27の情報記録媒体30と通信可能に、情報記録媒体30に記録されたトナーに関する各種情報・データを読み取ることが可能な情報認識手段31が配設されている。また、情報記録媒体30は、情報認識手段31を介して後述の制御装置と通信可能に構成されている。
情報記録媒体30および情報認識手段31の具体例としては、例えば特開2003−186354号公報の段落「0018」〜「0020」に記載されているタグメモリ(50)およびアンテナ基板(60)等や、共振回路を利用したものなどが挙げられるが、公知の全てのものを対象にコスト等を勘案して用いてもよい。
On the other hand, the
Specific examples of the
情報認識手段31は、制御装置37と電気的に接続されている。制御装置37は、それぞれ図示しない、CPU(中央演算処理装置)、図示しないI/O(入出力)ポート、ROM(読み出し専用記憶装置)、RAM(読み書き可能な記憶装置)およびタイマ等を備え、それらが信号バスによって接続された構成を有するマイクロコンピュータを具備している。なお、本発明の制御装置としては、上記した制御装置37に情報認識手段31を加えて構成してもよい。
前記CPUは、上記入力ポートおよび入力回路等を介して、情報認識手段31と電気的に接続されている。また前記CPUは、前記出力ポートを介して、露光エネルギーを調整するため(前記レーザダイオードの点灯時間を調整するため)、図示しないレーザダイオード駆動回路や、現像バイアス電圧を調整するために図示しない現像バイアス電圧回路にそれぞれ電気的に接続されていて、これらに指令信号を送信する。前記RAMは、前記CPUでの計算結果を一時記憶する他、信号の入出力を行う。
The
The CPU is electrically connected to the information recognition means 31 via the input port and the input circuit. Further, the CPU adjusts exposure energy (to adjust the lighting time of the laser diode) via the output port, a laser diode drive circuit (not shown), and a development (not shown) to adjust the development bias voltage. The bias voltage circuits are electrically connected to each other, and command signals are transmitted to them. The RAM temporarily stores calculation results in the CPU and inputs and outputs signals.
前記ROMは、異なるトナー着色度毎の作像条件を記憶を記憶する記憶手段、詳しくは異なるトナー着色度毎に予め実験等によって求められた現像ポテンシャルとトナー付着量との関数を記憶する記憶手段としての機能を有する。前記ROMには、前記CPUが後述の制御機能を発揮するための図9に示されている関係データがデータテーブル等で予め記憶されている。
前記CPUは、セットされたトナーカートリッジ27(トナー収納手段)の特定のトナー着色度に基づいて、前記ROMから対応する作像条件としての後述する制御関数(関数(モード))を呼び出して選択し、その関数で設定される現像ポテンシャルとして、露光エネルギーおよび現像バイアスの少なくとも一方を調整してトナー付着量を制御する機能を有する。
The ROM stores storage means for storing image forming conditions for different toner coloring degrees, and more specifically, storing means for storing a function of a development potential and a toner adhesion amount obtained in advance by experiments or the like for each different toner coloring degree. As a function. In the ROM, related data shown in FIG. 9 for the CPU to perform a control function described later is stored in advance in a data table or the like.
The CPU calls and selects a control function (function (mode)) to be described later as a corresponding image forming condition from the ROM based on a specific toner coloring degree of the set toner cartridge 27 (toner storage means). As a development potential set by the function, the toner adhesion amount is controlled by adjusting at least one of exposure energy and development bias.
ここで、図6を参照して、付着量制御関数f(x)を説明する。図6は、現像ポテンシャルに対するトナー付着量:M/A(mg/cm2)の関係を表すグラフである。トナーAはf(x):aのような関係であり、トナーBはf(x):bのような関係であり、トナーCは、f(x):cのような関係である。
図2に示したように、同一のIDを得るためには、トナーBはトナーAの2倍のM/A、トナーCはトナーAの3倍のM/Aが必要である。現像ポテンシャルMでみると、M/A:a=2×M/A:b=3×M/A:cの関係となる。これらは、結局、露光エネルギー(パルス幅変調等)や、現像バイアス(電圧)で制御されることに帰着される。
Here, the adhesion amount control function f (x) will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship of the toner adhesion amount: M / A (mg / cm 2 ) to the development potential. Toner A has a relationship such as f (x): a, toner B has a relationship such as f (x): b, and toner C has a relationship such as f (x): c.
As shown in FIG. 2, in order to obtain the same ID, the toner B requires M / A twice that of the toner A, and the toner C requires M / A three times that of the toner A. In terms of the development potential M, the relationship is M / A: a = 2 × M / A: b = 3 × M / A: c. Ultimately, these results in being controlled by exposure energy (pulse width modulation or the like) and development bias (voltage).
以下、説明の簡明化のため、前記CPUは、露光エネルギー調整をすべく前記レーザダイオードの点灯・照射時間を調整してトナー付着量を制御するものとして説明する。これは、例えば特開2001-239696号公報記載の技術を用いてもよい。すなわち、上記技術は、感光体を露光するときの露光エネルギーが感光体の光減衰特性から得られる露光エネルギーより小さくなるように露光を行うものであり、さらに具体的にはその小さい露光エネルギーの範囲内で、光源であるレーザダイオードの出力を極力大きくし、かつ、1ドット当たりのレーザダイオードの点灯・照射時間を極力短くすれば、感光体を露光するビームスポットのスポット径を光学的に小径化しなくても、静電潜像を高密度で光書込することができるというものである。 Hereinafter, for the sake of simplicity of explanation, the CPU will be described as controlling the toner adhesion amount by adjusting the lighting / irradiation time of the laser diode to adjust the exposure energy. For this, for example, a technique described in JP-A-2001-239696 may be used. That is, in the above technique, exposure is performed such that the exposure energy when exposing the photoreceptor is smaller than the exposure energy obtained from the light attenuation characteristics of the photoreceptor, and more specifically, the range of the small exposure energy. If the output of the laser diode as the light source is increased as much as possible and the lighting / irradiation time of the laser diode per dot is shortened as much as possible, the spot diameter of the beam spot that exposes the photoconductor is optically reduced. Even without this, the electrostatic latent image can be optically written at a high density.
図8において、例えばコピー機種X1に係る新品のトナーカートリッジ27をトナーカートリッジ受け部25に装着すると、情報認識手段31によってトナーカートリッジ27の情報記録媒体30に記録されている情報記録が読み取られ、前回のトナーカートリッジと種類の異なるトナーカートリッジ27が装着された場合は、情報記録媒体30に記録されているトナー種情報に基づき、制御装置37は作像条件を設定することとなる。
In FIG. 8, for example, when a
本実施形態例では、図9に示すように、作像条件を付着量制御関数:f(x)とする。付着量制御関数:f(x)は、上述したように現像ポテンシャルとトナー付着量:M/Aの関数式で表される。
図9の図表に示すように、トナー種Oのときは付着量制御関数f(1)を、トナー種Pのときは付着量制御関数f(2)を、トナー種Qのときは付着量制御関数f(3)を選び設定する。前回と同じトナーカートリッジの場合は、付着量制御関数の設定は前回のままである。トナー種O、P、Qは、例えばこの順にトナー着色度A,B,C等である。
In this embodiment, as shown in FIG. 9, the image forming condition is an adhesion amount control function: f (x). The adhesion amount control function: f (x) is expressed by a functional expression of the development potential and the toner adhesion amount: M / A as described above.
As shown in the chart of FIG. 9, the adhesion amount control function f (1) for the toner type O, the adhesion amount control function f (2) for the toner type P, and the adhesion amount control for the toner type Q. Select and set function f (3). In the case of the same toner cartridge as the previous time, the setting of the adhesion amount control function remains the same as the previous time. The toner types O, P, and Q are, for example, the toner coloring degrees A, B, and C in this order.
以上説明したとおり、第1の実施形態によれば、トナー着色度が異なる複数種のトナー収納手段としてのトナーカートリッジ27(X1)、27(Y1)、27(Z1)がセット可能であることにより、単一の画像形成装置においても複数種のトナー着色度に対応して使用可能となるとともに、ユーザの必要性に応じて、例えば高画質には低着色度トナーを、ランニングコスト低減には高着色度トナーを使用することができる。
また、単一の制御装置37に複数種のトナーに対応可能な付着量制御関数(制御モード)を備えているので、単一の画像形成装置において複数種のトナー着色度に対応して最適の画像形成制御ができるとともに複数機種に同一の制御装置37を用いることができる。
As described above, according to the first embodiment, the toner cartridges 27 (X 1), 27 (Y 1), and 27 (Z 1) can be set as a plurality of types of toner storage units having different toner coloring degrees. In addition, a single image forming apparatus can be used corresponding to a plurality of types of toner coloring, and, for example, a low coloring toner is used for high image quality and high for reducing running cost according to the needs of the user. A color toner can be used.
In addition, since the single control device 37 is provided with an adhesion amount control function (control mode) capable of dealing with a plurality of types of toner, the single image forming apparatus is optimally adapted to a plurality of types of toner coloring degrees. Image formation control can be performed, and the same control device 37 can be used for a plurality of models.
(第1の実施形態の変形例1)
図10を参照して、第1の実施形態の変形例1を説明する。変形例1は、制御装置は、同一シリーズの画像形成装置の機種に搭載可能となっていることを特徴としている。
同一シリーズのコピー機種X1、X2、X3の場合、図10に示すように、画像形成装置の機械内部レイアウトやトナーカートリッジ27の形状が同じであるが、トナーカートリッジ27に充填されているトナーが異なる場合がある。これは高画質を望む市場要求が多く、トナー製造技術や低コスト技術が向上し、粉砕トナーから重合トナーやトナー小着色度化が進むからである。
例えば、既に市場に出ているシリーズ機のうちで旧型タイプ(X1機)でも、シリーズ機の新機種(X3機)でも、トナーカートリッジ27毎に貼着されている情報記録媒体30に記録してあるトナー種情報に基づき、図8に示したと同様の制御装置構成によって付着量制御関数値を設定する。これにより、上述の効果を奏する。
(
With reference to FIG. 10, the
In the case of copy models X1, X2, and X3 of the same series, as shown in FIG. 10, the machine internal layout of the image forming apparatus and the shape of the
For example, among the series machines already on the market, both the old type (X1 machine) and the new series machine (X3 machine) are recorded on the
図7や図10に示したトナーカートリッジ27には、トナーの他にキャリアも含まれている。そのときの画像形成装置は、トナーとキャリアの混合物である現像剤が現像装置8に補給され、かつ余剰の現像剤が排出されて、キャリアの自動交換がなされる。
The
(第1の実施形態の変形例2)
図11を参照して、第1の実施形態の変形例2を説明する。変形例2は、異なるトナー着色度のトナーを収納した複数種のトナー収納手段を種類毎に互換可能にセット可能であることを特徴としている。
カラー機であれば、トナーカートリッジ27を色の種類毎に互換可能にセット可能にするものである。トナーの色が異なる場合は、トナーカートリッジ27を非互換にする。また、トナー種が粉砕トナーの場合は、粉砕トナーだけがセットできるように互換性を持たせる。例えば、図11に示すように、トナー種OがトナーA、トナー種PがトナーB、トナー種QがトナーCというようにする。
変形例2においても、トナーカートリッジ27毎に貼着されている情報記録媒体(図示せず)に記録してあるトナー種情報に基づき、図8に示したと同様の制御装置構成によって付着量制御関数値を設定する。これにより、上述の効果を奏する。
(
With reference to FIG. 11, the
In the case of a color machine, the
Also in the second modification, the adhesion amount control function is controlled by the same controller configuration as shown in FIG. 8 based on the toner type information recorded on the information recording medium (not shown) attached to each
(第1の実施形態の変形例3)
図12を参照して、第1の実施形態の変形例3を説明する。変形例3は、異なるトナー着色度のトナーを収納した複数種のトナー収納手段を同時に使用可能なセット部を有することを特徴としている。
図12に示すように、3種類のトナー(例えばトナーA、B、C)が個別に充填されたトナーカートリッジ27a、27b、27cが画像形成装置本体のトナーカートリッジ受け部25にセット可能であり、それぞれのトナーカートリッジ27a、27b、27cからトナー補給タンク部26に3種類の異なるトナーA、B、Cを補給可能であり、使用時は切り替えて補給タンク部26、現像部8に補給するものである。
図12に示したトナーカートリッジ27a、27b、27cに貼着されている情報記録媒体30に記録されているトナー種情報に基づき、図8に示したと同様の制御装置構成によって付着量制御関数値を設定する。これにより、上述の効果を奏する。
(
With reference to FIG. 12, the
As shown in FIG. 12,
Based on the toner type information recorded on the
(第1の実施形態の変形例4)
図13および図14を参照して、第1の実施形態の変形例4を説明する。
図13および図14に示すように、本発明は、カラー機にも応用・適用できる。両図に示す画像形成装置は、フルカラー画像形成装置であり、4色のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色毎に像担持体としての感光体ドラム、現像手段としての現像装置等を具備し、各色のトナー像をシート状記録媒体の一例としての転写材(記録紙)に順次転写することにより、フルカラー画像を形成するタンデム方式の装置構成である。
(
A
As shown in FIGS. 13 and 14, the present invention can be applied and applied to a color machine. The image forming apparatus shown in both figures is a full-color image forming apparatus, and a photosensitive drum as an image carrier for each of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk). A tandem apparatus configuration that includes a developing device as a developing unit and forms a full-color image by sequentially transferring a toner image of each color onto a transfer material (recording paper) as an example of a sheet-like recording medium. .
フルカラー画像形成装置本体内には、4個の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkが図において右から左へとこの順に並んで配設されている。各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkには、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の4色の画像を形成するための画像形成部が配置されている。これらの画像形成部によりフルカラー画像を形成する。各色の画像形成部は、それぞれ同じ構成および動作を行うようになっているため、最右方部に配置されたイエロー(Y)の画像形成部についてのみ説明し、他の画像形成部については同じ部分に同一のアラビア数字を付すとともにその色を表す英字を添えることで説明を省略する。
イエロー(Y)の画像形成部は、感光体ドラム1Yと、この感光体ドラム1Yの周りに配設されイエロー(Y)画像を繰り返し形成するための帯電手段としての帯電装置(図示せず)、図示を省略した露光装置から照射される光ビーム3Y、現像手段としての現像器8Y、クリーニング手段としてのクリーニング装置(図示せず)等から構成されている。
In the main body of the full-color image forming apparatus, four
The yellow (Y) image forming unit includes a
感光体ドラム1Yは、装置本体の図示しない筐体側板に両図矢印方向に回転自在に支持されている。前記露光装置は、レーザ光走査光学系(図示せず)を有していて、光ビーム3Yが一様に帯電された感光体ドラム1Yの表面に照射され走査される。
感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkの配置位置の両図において下方には、転写材の一例としての記録紙を吸着し搬送する搬送転写手段としての搬送転写ベルト15が対向して張設されている。搬送転写ベルト15は、駆動ローラ16と従動ローラ17との間に掛け渡されて図中矢印方向(反時計回り)に走行搬送するようになっている。
The
In both drawings of the arrangement positions of the
各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkに対向する両図において下方には、搬送転写ベルト15を挟んで接触転写手段としての転写ローラを備えた転写装置10Y、10M、10C、10Bkが配設されている。各転写装置10Y、10M、10C、10Bkは、各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bk上に形成された各色のトナー像を搬送転写ベルト15により静電吸着されて搬送される記録紙上に電界の作用で転写する周知の機能を有する。記録紙は、装置本体の下部に配設された複数の図示しない給紙部の何れか一つの給紙部が選択されることにより、図示しないレジスト手段としてのレジストローラ対(図示せず)によって所定のタイミングをとって搬送転写ベルト15上に送り出される。
In both figures facing the
転写材搬送路の下流側である両図において装置本体の左方部には、搬送転写ベルト15上から記録紙を分離するための図示しない分離装置が搬送転写ベルト15を介して駆動ローラ16に対向して設けられる。該分離装置の左側には記録紙に転写された各色のトナー像を溶融加圧定着するための定着ローラおよび加圧ローラを具備する定着装置(図示せず)が、さらに前記定着装置の上方には排紙ガイド板、排紙ローラ対(ともに図示せず)を介して、トナー画像の形成された記録紙を排出するための排紙トレイ(図示せず)を備えた排紙部が配設されている。
In both figures, which are downstream of the transfer material conveyance path, a separation device (not shown) for separating the recording paper from the
次に、フルカラー画像形成時の動作を説明する。
図示しない操作パネルのキー操作等によりフルカラー画像形成の信号が送信されると、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各画像形成部が所定のタイミングでそれぞれ作動して、各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bk上に各色のトナー像が形成される。これをイエロー(Y)の画像形成部で例示すると、感光体ドラム1Yが両図中矢印方向に回転するとともに、その外表面が図示しない帯電装置により一様に帯電された後、LDから画像信号に応じてレーザ光3Yが照射され、図示しないポリゴンミラーにより走査されつつ感光体ドラム1Y上に露光・結像されて、静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体ドラム1Yが現像装置8Yに対向すると、現像器8Y内の現像スリーブ9Yにより現像器8Y内の現像剤が感光体ドラム1Yと対向する現像ニップ領域へ搬送されることで、現像剤中のトナーが感光体ドラム1Yの表面に形成された静電潜像に供給・付着されて現像され、感光体ドラム1Y上にイエロー(Y)の顕像化されたトナー像が形成される。他色の画像形成部でも、イエロー(Y)の画像形成部と同様にしてトナー像が形成される。
Next, the operation during full color image formation will be described.
When a full color image formation signal is transmitted by a key operation on an operation panel (not shown), the yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) image forming units are respectively set at predetermined timings. In operation, toner images of the respective colors are formed on the
一方、図示しない給紙部の給紙カセットにセットされた記録紙は、給紙コロ(図示せず)により取り出され、転写材搬送路に沿って図示しないレジストローラ対に送られた後、前記レジストローラ対により、記録紙の先端が感光体ドラム1Y上に形成された一色目のイエロー(Y)のトナー像にタイミングを合わせて感光体ドラム1Yの転写部の転写領域に送られる。
一色目のイエロー(Y)のトナー像転写位置において、転写装置10Yにより形成される電界の作用で、イエロー(Y)のトナー像が記録紙に転写され、その転写が行われると同時に、記録紙は搬送転写ベルト15に静電吸着されて搬送転写ベルト15により搬送される。このようにしてイエロー(Y)のトナー像が転写された記録紙は、各色毎に順に設けられた転写装置10M、10C、10Bkと各感光体ドラム1M、1C、1Bkとの間の転写位置に順次搬送され、各感光体ドラム1M、1C、1Bk上に形成されたシアン(C)のトナー像、マゼンタ(M)のトナー像、ブラック(Bk)のトナー像が記録紙上に順次転写される。こうして全ての色のトナー像が記録紙上に転写されることでフルカラーのトナー像が記録紙上に形成される。
On the other hand, the recording paper set in a paper feeding cassette of a paper feeding unit (not shown) is taken out by a paper feeding roller (not shown) and sent to a pair of registration rollers (not shown) along a transfer material conveyance path. By the registration roller pair, the leading edge of the recording paper is sent to the transfer area of the transfer portion of the
At the transfer position of the yellow (Y) toner image of the first color, the yellow (Y) toner image is transferred onto the recording paper by the action of the electric field formed by the transfer device 10Y. Is electrostatically attracted to the
フルカラーのトナー像が形成された記録紙は、前記分離装置により搬送転写ベルト15から分離された後、前記定着装置へ送り込まれ、その定着装置によりフルカラーのトナー像が溶融加圧定着されてフルカラー画像が完成し、図示しない排紙部の排紙ローラ対を介して排紙トレイ(図示せず)上に排出される。
一方、図示しないクリーニング装置では、記録紙に転写し切れずに感光体ドラム1Y表面に残った残留トナー等をクリーニングブレードにより除去される。クリーニング装置を通過した感光体ドラム1Yの表面は、その後、前記イエロー(Y)の帯電装置により表面を一様に帯電され、次の画像形成工程を繰返す。これと同様の動作が、残りの各画像形成部でも同様に行われる。
The recording paper on which the full-color toner image is formed is separated from the
On the other hand, in a cleaning device (not shown), residual toner or the like remaining on the surface of the
上述した4連タンデム機で、各色現像器間で異なるトナー着色度のトナーを使用する場合でも、図8に示したと同様の単一の制御装置で、トナー着色度毎の最適な制御が実行できることは無論である。図13および図14において、括弧を付して示すトナーA、B、Cは、各色毎の画像形成部にその色に対応したトナーを供給するトナーカートリッジ27Bk、27C、27M、27Yに収納されて用いられるトナーのトナー着色度を表している。
Even in the case of using toners having different toner coloring levels among the respective color developing units in the above-described quadruple tandem machine, optimum control for each toner coloring level can be executed by a single control device similar to that shown in FIG. Of course. 13 and 14, toners A, B, and C shown in parentheses are stored in
本発明を適用するカラー画像形成装置は、図13および図14に示したフルカラー画像形成装置に限らず、例えば4色のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色毎に像担持体としての感光体、現像手段としての現像装置等を具備し、複数の感光体上に露光手段(光走査装置等)により静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を像担持体毎に異なる色トナーで現像し、該各感光体上に形成されたトナー像を順次中間転写体上に重ねて転写した後、転写材に一括転写することによりカラー画像を得るフルカラー画像形成装置や2色以上のカラー画像形成装置にも適用できることは勿論である。 The color image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to the full-color image forming apparatus shown in FIGS. 13 and 14, but, for example, four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) Each of the colors includes a photoconductor as an image carrier, a developing device as a developing unit, and the like, and an electrostatic latent image is formed on a plurality of photoconductors by an exposure unit (such as an optical scanning device). The latent image is developed with different color toners for each image carrier, and the toner images formed on the respective photoreceptors are sequentially transferred onto the intermediate transfer member, and then transferred onto a transfer material at a time to transfer a color image. Needless to say, the present invention can also be applied to a full color image forming apparatus and a color image forming apparatus having two or more colors.
本発明のトナー収納手段は、上述したトナーカートリッジに限らず、図15に示すように、トナーエンドとなった場合に現像器8の現像ユニット毎交換する現像カートリッジ28であってもよい。この現像カートリッジ28は、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されている。
The toner storage means of the present invention is not limited to the toner cartridge described above, but may be a developing
また、本発明のトナー収納手段は、上述したトナーカートリッジや図15に示した現像カートリッジ28に限らず、図16に示すように、像担持体しての感光体ドラム1とトナー収納手段でもある現像装置8とが一体化され、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジ29であってもよい。
現像カートリッジ28やプロセスカートリッジ29においても、それらに情報記録媒体を設けることにより、これに記録されているトナー種情報に基づき、図8に示したと同様の制御装置構成によって付着量制御関数値を設定し、単一の制御装置で、トナー着色度毎の最適な制御が実行できること、および上述の効果を奏することは無論である。
Further, the toner storage means of the present invention is not limited to the toner cartridge described above or the developing
Also in the developing
上述の第1の実施形態、変形例1〜4では、現像に用いるトナーとしては、小粒径重合トナーを用いることも特徴となっている。小粒径重合トナーは、トナー体積平均粒径3〜6μのトナーであり、粉砕トナーと比較すると粒径分布がシャープであるため、少ない付着量で、微小なドットやラインも再現できる高画質な画像を作成することができる。
The above-described first embodiment and
上記実施形態、各変形例等の現像条件の一例を、下記に示しておく(図1参照)。
(a)メカ条件
現像スリーブ9と感光体ドラム1のギャップGP:0.2〜0.6mm
現像スリーブ9とドクターブレード12のギャップGD:0.2〜0.8mm
現像スリーブ9の径:10〜30φ
感光体ドラム1の線速度:60〜350mm/sec
感光体ドラム1の線速度に対する現像ローラ9の線速比:1.0〜2.5
(b)現像剤仕様
キャリア:フェライト製で平均20〜70μm
トナー:ポリオール系樹脂、ポリエステル系樹脂製で、トナー体積平均粒径3〜7μmの小粒径重合トナーを用いた。
添加剤量:0.5〜2.0wt%
キャリア被覆率:20〜90%
帯電量(Q/M):10〜50μC/g
An example of the development conditions of the above embodiment, each modification, etc. is shown below (see FIG. 1).
(A) Mechanical conditions Gap GP between developing sleeve 9 and photosensitive drum 1: 0.2 to 0.6 mm
Gap GD between developing sleeve 9 and doctor blade 12: 0.2 to 0.8 mm
Diameter of developing sleeve 9: 10 to 30φ
Ratio of linear speed of developing roller 9 to linear speed of photosensitive drum 1: 1.0 to 2.5
(B) Developer specifications Carrier: Made of ferrite, average 20 to 70 μm
Toner: A small particle polymerization toner made of polyol resin and polyester resin and having a toner volume average particle diameter of 3 to 7 μm was used.
Additive amount: 0.5-2.0 wt%
Carrier coverage: 20-90%
Charge amount (Q / M): 10 to 50 μC / g
本発明を特定の実施形態や変形例等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した実施形態や変形例あるいは実施例等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。 Although the present invention has been described with respect to specific embodiments and modifications, the technical scope disclosed by the present invention is not limited to those exemplified in the above-described embodiments, modifications, or examples. It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments, modifications, and examples can be configured within the scope of the present invention in accordance with the necessity and application. is there.
1、1Bk、1Y、1M、1C 感光体ドラム(像担持体)
3、3Bk、3Y、3M、3C レーザ光(潜像形成手段・露光手段)
4 レーザダイオード(光源)
8 現像器、現像装置(現像手段)
22Y,22M,22C,22Bk 画像形成部
27 トナーカートリッジ
28 現像カートリッジ
29 プロセスカートリッジ
30 情報記録媒体
31 情報認識手段
37 制御装置(制御手段)
50 フルカラー画像形成装置
Lk ライトブラック
T トナー
1, 1Bk, 1Y, 1M, 1C Photosensitive drum (image carrier)
3, 3Bk, 3Y, 3M, 3C Laser light (latent image forming means / exposure means)
4 Laser diode (light source)
8 Developing unit, developing device (developing means)
22Y, 22M, 22C, 22Bk
50 Full-color image forming device Lk Light black T Toner
Claims (12)
同系色でトナー着色度が異なる複数種のトナー収納手段をセット可能であることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: an image carrier; a latent image forming unit that forms a latent image on the image carrier; and a developing unit that develops the latent image on the image carrier with a developer containing toner.
An image forming apparatus, wherein a plurality of types of toner storage units having similar colors and different toner coloring levels can be set.
異なるトナー着色度毎の作像条件を記憶した記憶手段と、
セットされた前記トナー収納手段の特定のトナー着色度に基づいて、前記記憶手段から対応する作像条件を選択し、その作像条件に応じた画像形成を実行させる制御手段と、
を有することを特徴とする制御装置。 A control device for image formation control mounted on the image forming apparatus according to claim 1,
Storage means for storing image forming conditions for different toner coloring degrees;
A control unit that selects a corresponding image forming condition from the storage unit based on a specific toner coloring degree of the set toner storage unit, and executes image formation according to the image forming condition;
A control device comprising:
前記記憶手段は、前記作像条件として、前記異なるトナー着色度毎の現像ポテンシャルとトナー付着量との関数を記憶しており、
前記制御手段は、セットされた前記トナー収納手段の特定のトナー着色度に基づいて、前記記憶手段から対応する前記関数を選択し、その関数に基づいて前記現像ポテンシャルを調整して前記トナー付着量を制御することを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 2, wherein
The storage means stores, as the image forming conditions, a function of a development potential and a toner adhesion amount for each of the different toner coloring degrees,
The control unit selects the corresponding function from the storage unit based on a specific toner coloring degree of the set toner storage unit, and adjusts the development potential based on the function to adjust the toner adhesion amount. A control device characterized by controlling.
前記制御装置は、同一シリーズの画像形成装置の機種に搭載可能となっていることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus equipped with the control device according to claim 2,
The image forming apparatus, wherein the control device can be mounted on a model of an image forming apparatus of the same series.
異なるトナー着色度のトナーを収納した複数種のトナー収納手段を種類毎に互換可能にセット可能であることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus equipped with the control device according to claim 2,
An image forming apparatus, wherein a plurality of types of toner storage units storing toners having different toner coloring levels can be set interchangeably for each type.
異なるトナー着色度のトナーを収納した複数種のトナー収納手段を同時に使用可能なセット部を有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus equipped with the control device according to claim 2,
An image forming apparatus, comprising: a set portion capable of simultaneously using a plurality of types of toner storage units storing toners having different toner coloring degrees.
前記トナー収納手段は、該トナー収納手段に充填されているトナー着色度に関する情報が記録され、画像形成装置本体側の前記制御装置と通信可能な情報記録媒体を有し、
前記制御装置は、前記情報記録媒体からの前記情報に基づいて、前記作像条件を選択し、前記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 5 or 6,
The toner storage means has an information recording medium on which information related to the degree of coloration of toner filled in the toner storage means is recorded and is communicable with the control device on the image forming apparatus main body side,
The image forming apparatus, wherein the control device selects the image forming condition based on the information from the information recording medium and executes the control.
トナーとして、小粒径重合トナーを用い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 and 4 to 7,
An image forming apparatus using a small particle size polymerized toner as a toner.
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JP2008141423A JP2009288552A (en) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | Image forming apparatus, controller, toner cartridge, developing cartridge, and process cartridge |
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JP2019211756A (en) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | 東芝テック株式会社 | Toner cartridge and image forming apparatus |
JP2020160243A (en) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 東芝テック株式会社 | Toner cartridge and image forming apparatus |
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