JP2005257798A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005257798A JP2005257798A JP2004066152A JP2004066152A JP2005257798A JP 2005257798 A JP2005257798 A JP 2005257798A JP 2004066152 A JP2004066152 A JP 2004066152A JP 2004066152 A JP2004066152 A JP 2004066152A JP 2005257798 A JP2005257798 A JP 2005257798A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developing
- image
- toner
- cartridge
- developing cartridge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】 トナーの頻繁な補充作業が不要の長期の画像形成を実現するために、同色のトナーを収容する複数の現像カートリッジが装着される場合に、使用する現像カートリッジをできるだけ切り換えて動作させることにより、現像ローラと供給ローラの圧接期間を短くして、高品質な画像形成を行う。
【解決手段】 現像ロータリーユニット33に収納されて同色のトナーを収容する複数の現像カートリッジ37が、感光体ドラム32に対向する現像位置でのみ現像ローラ37bおよび供給ローラを圧接回転させることにより、その感光体ドラム32表面の静電潜像にトナーを付着させて現像する画像形成装置であって、そのエンジン制御部は、印刷命令を受ける度に、現像ロータリーユニット33を回転させて、先の現像動作を終了してからの経過時間が最も長い現像カートリッジ37に切り換える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、画像形成装置に関し、詳しくは、同色のトナーを収容する複数の現像カートリッジを装着するとともに、動作させる現像カートリッジ以外を停止させておくことによる弊害をできるだけ小さくするものに関する。
従来より、感光体により作製した担持体の表面に静電潜像を露光形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られており、この画像形成装置では、その静電潜像をトナー現像して担持させた担持体表面のトナー像を記録用紙などの記録媒体に転写して画像形成する。この静電潜像は、担持体表面に対向する現像ローラを回転させてその表面のトナーを乗り移らさせて付着させることによりトナー現像するようになっており、この現像ローラには、トナーの収容空間内で回転する供給ローラが圧接回転することによりトナーを供給する。
このような電子写真記録方式を採用する画像形成装置は、トナーを収容する容器内に現像ローラや供給ローラが配置された現像カートリッジを脱着することにより、トナーを補充するようになっている。この画像形成装置には、複数の現像カートリッジを装着可能に構成するとともに、その現像カートリッジ内に同色のトナーを収容可能に構成することが提案されている。この場合には、担持体表面にトナーを付着させる現像カートリッジをトナー切れなどのタイミングに切り換えることにより、トナーの補充回数を低減して長期にわたって画像形成を継続することができる(例えば、特許文献1、2参照)。
ここで、文献1、2に記載の画像形成装置は、ロータリーユニットの回転軸の周囲に複数の現像カートリッジを収納して装着するロータリータイプであるが、複数の現像カートリッジや担持体を直線的に並置するタンデムタイプの装置もある。
特開2002−351190号公報
特開2003−316106号公報
このように複数の現像カートリッジを装着可能な画像形成装置にあっては、上記文献1、2に記載のように、担持体に対向させる現像カートリッジ内のトナーを使い切ってから、次の現像カートリッジに切り換えることにより、トナーの補充作業が不要な長期の画像形成を実現している。なお、上記文献1には、供給ローラの周囲のトナーがなくなる前に現像カートリッジを切り換えることも記載されており、このように構成することにより、トナーが完全に無くなって現像不能になったことを判断するためのタイムラグをなくすことができ、より連続的な画像形成を実現している。
また、このような画像形成装置には、担持体表面に対向して静電潜像を現像する現像カートリッジの現像ローラや供給ローラのみを駆動源に連結して回転駆動力を伝達するように構成されているタイプのものがある。
しかしながら、このタイプの画像形成装置では、画像形成処理を行う現像カートリッジ以外は停止したままであることから、現像ローラと供給ローラが同一箇所で圧接している状態を継続していることになる。このため、現像カートリッジを切り換えて新たに画像形成を行おうとすると、その影響が出てしまうことがある。すなわち、現像ローラは、停止している期間が長期にわたると、供給ローラの圧接していた跡が表面に残ってしまい、トナーを担持体表面に付着させる際に、その圧接位置に対応する箇所と他の箇所とに差が生じてしまう。これにより、画像形成を開始した後のしばらくの間には、現像ローラの一回転毎の筋状の跡(所謂、放置バンディング)がトナー像に現れてしまい、形成する画像の品質を低下させてしまう。
ここで、本明細書では、所謂、放置バンディングとして、現像ローラが停止する期間に応じて供給ローラとの圧接跡がトナー像に現れて画像品質を低下させる場合を一例として説明するが、これに限るものではなく、現像ローラの現像面が容器の内外に2分されているために、停止期間によりその特性に差が生じる場合も含む。例えば、外部への露出期間が長くなると、付着するトナーが変質したり、付着するトナーにより現像ローラの現像面が変質してしまう場合も放置バンディングによる不都合に含まれる。なお、このような不都合は、現像ローラを回転させることにより解消される。
そこで、本発明は、複数備えるうちの使用する現像カートリッジのみを駆動させるタイプであっても、備える現像カートリッジをできるだけ切り換えて駆動させることにより、現像ローラの停止期間を短くして、トナーの頻繁な補充作業が不要の長期の画像形成を実現するのと同時に、高品質な画像形成を行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する画像形成装置の第1の発明は、表面に静電潜像が形成されて該静電潜像を現像したトナー像を担持する担持体と、該担持体表面の静電潜像にトナーを付着させて現像する複数の現像カートリッジと、該複数の現像カートリッジのうちの一つのみを担持体表面に対向させるとともに当該現像カートリッジのみを動作させてトナー像を形成するカートリッジ切換手段と、を備えて、同色のトナーを収容する複数の現像カートリッジを装着して担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体の表面に転写して画像形成する画像形成装置であって、現像カートリッジは、トナーを収容する容器と、担持体に対向しつつ回転して該担持体表面にトナーを付着させる現像ローラと、を具備し、カートリッジ切換手段は、先の現像動作を終了してからの経過時間を現像カートリッジ毎に計時する計時手段を有し、該経過時間に基づいて担持体に対向させる現像カートリッジを切り換える
ことを特徴とするものである。
ことを特徴とするものである。
この発明では、同色のトナーを収納する複数の現像カートリッジを備えることにより、現像カートリッジのトナー切れ毎にトナーの補充作業(現像カートリッジの交換作業)を行う必要のない長期の画像形成を実現することができる。また、現像カートリッジ毎の現像動作終了後の経過時間に基づいて担持体に対向させる現像カートリッジが切り換えられて個々の現像ローラと供給ローラが順次に駆動回転される。したがって、現像ローラは、停止している期間を従来よりも極力短くすることができ、例えば、容器内のトナーを供給する供給ローラと同一箇所で圧接している期間を従来よりも極力短くして、その圧接位置の跡が転写するトナー像に現れる、所謂、放置バンディングの発生を回避することができる。
上記課題を解決する画像形成装置の第2の発明は、上記第1の発明の特定事項に加え、前記カートリッジ切換手段は、担持体に対向させる現像カートリッジを、計時手段による計時時間が最も長い現像カートリッジに切り換えることを特徴とするものである。
この発明では、現像動作終了後の経過時間が最も長い、言い換えると、放置バンディングの発生が最も近い現像カートリッジに切り換えられる。したがって、放置バンディングが発生する前に、危ない現像カートリッジを優先的に切り換えることができる。
上記課題を解決する画像形成装置の第3の発明は、上記第1または第2の発明の特定事項に加え、前記カートリッジ切換手段は、画像形成動作を開始する際に、担持体に対向させる現像カートリッジを切り換えることを特徴とするものである。
この発明では、現像動作終了後の経過時間が最も長い現像カートリッジに切り換えて画像形成動作が開始される。したがって、放置バンディングが発生する前に現像カートリッジを動作させることができる。
本発明によれば、同色のトナーを収容する複数の現像カートリッジは、担持体に対向させる現像カートリッジが使用不能になるまで連続して使用するのではなく、画像形成動作の開始時などに、先の現像動作終了後からの経過時間(停止時間)に基づいて、例えば、その経過時間が最も長い現像カートリッジに切り換えるので、現像カートリッジ毎の現像ローラおよび供給ローラを停止時間が長いものから優先して、次々に回転させることができ、互いの圧接箇所を変えることができる。
したがって、現像ローラが停止している期間を従来よりも極力短くして、放置バンディングの発生を回避することができ、トナーの補充作業が不要な長期の画像形成を実現するのと同時に、高品質な画像形成を行うことができる。
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図6は本発明に係る画像形成装置の第1実施形態を適用したプリンタの一例を示す図である。
図1および図2において、プリンタは、文字等の画像を作成・出力する例えば、パーソナルコンピュータPCに接続して利用するものであり、そのパーソナルコンピュータPCに接続された制御ユニット10が、用紙搬送装置20および画像記録装置30を統括制御することにより、記録用紙(記録媒体)Sに画像を形成する(プリントする)。
制御ユニット10は、プリンタ内に搭載される回路基板上に構築されたコントローラ部11およびエンジン制御部12により構成されており、これらは予め準備されているプログラムに従って各種のデータ処理制御や動作部の駆動制御を実行する。
簡単に説明すると、コントローラ部11は、不図示のCPUがメモリ内に格納されている処理プログラムに従って各種処理手順を実行することにより、パーソナルコンピュータPCのプリンタドライバとの間で印刷命令などの各種情報をやり取りするとともに、記録用紙Sに印刷(画像形成)する画像データを受け取って不図示のメモリ内に一時記憶する。このコントローラ部11は、パーソナルコンピュータPCから受け取る画像データ(画像情報信号)がレッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の所謂、RGBデータであることから、これらを印刷可能なイエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の所謂、YMCKデータの画像データに変換しつつ、メモリ内から読み出してエンジン制御部12に受け渡す。
エンジン制御部12は、CPU13がROM14内に格納されている制御プログラムに従って、コントローラ部11から例えば、ページ単位で画像データを受け取って本体メモリ15内に一時記憶するとともに、RAM16をワークエリアとして使用しつつ用紙搬送装置20および画像記録装置30との間で各種情報をやり取りすることにより、その画像データに基づく画像を記録用紙Sに形成する。また、このときに、CPU13は、この画像形成制御を実行する際には、内蔵するタイマー機能13aにより各種処理時間などを計時することにより、装置各部を最適に動作させる。
なお、図2中、I/Oインターフェース17は、各種情報をやり取り可能に、コントローラ部11、用紙搬送装置20および画像記録装置30と、エンジン制御部12と、の間を接続している。D/Aコンバータ18およびA/Dコンバータ19は、エンジン制御部12がコントローラ部11、用紙搬送装置20および画像記録装置30との間でやり取りするその各種情報をそれぞれで処理することができるように、デジタル信号をアナログ信号に変換したり、アナログ信号をデジタル信号に変換する。
用紙搬送装置20は、用紙カセット21、排紙テーブル22、ピックアップローラ23、搬送ローラ対24、レジストローラ対25、切換ローラ対26、排紙ローラ対27、および、反転ローラ対28、29に加えて、画像記録装置30の構成要素でもある中間転写ベルト34と、転写ローラ35と、定着ローラ対36とにより構築されている。この用紙搬送装置20は、用紙カセット21内に積載する複数枚の記録用紙Sを一枚ずつ分離・搬送して画像記録装置30の画像の記録形成位置Pに給送することにより、その記録用紙Sの片面側または両面側に受け取った文字等の画像データを記録形成させた後に、この画像形成済みの記録用紙Sを装置外に搬出して排紙テーブル22上に積載する。
簡単に説明すると、ピックアップローラ23は、用紙カセット21に積載されている記録用紙Sに圧接回転することにより、その記録用紙Sを引き出すとともに不図示の分離手段と協働して一枚ずつに分離し搬送経路fに給送する。搬送ローラ対24は、その記録用紙Sを挟持搬送して下流のレジストローラ対25のニップ部に先端を突き当てることによりスキューを矯正する。このレジストローラ対25は、その記録用紙Sを画像の記録形成位置Pに画像記録装置30の動作に同期するように挟持して給送する。
この画像の記録形成位置Pでは、中間転写ベルト34と転写ローラ35が、給送されてきた記録用紙Sを挟持しつつ回転することによりその記録用紙Sの一面側に画像を記録形成するとともに搬送する。また、定着ローラ対36が、その記録用紙Sを挟持しつつ回転することにより、その記録用紙S上に画像を定着させるとともにさらに下流側へと搬送する。
この後に、切換ローラ対26および排紙ローラ対27は、その定着ローラ対36からの記録用紙Sを排紙テーブル22上に搬出して積載する。これにより、記録用紙Sは、一面側を画像の記録形成面として、画像記録装置30による画像の記録形成位置Pに給送されて片面に画像形成された後に、排紙テーブル22上に排紙される。
このときに、用紙搬送装置20は、その記録用紙Sの両面に画像形成する両面モードがエンジン制御部12に指示されている場合には、排紙ローラ対27が排紙テーブル22上に搬出した記録用紙Sの後端部を挟持する位置で一時停止した後に切換ローラ対26と共に逆転駆動することにより、片面側に画像を記録形成した記録用紙Sを反転経路rに送り出す。
この後に、反転ローラ対28、29は、その記録用紙Sを挟持して反転経路r内に通紙・搬送することにより、片面側への画像形成時における後端側を逆に先端側として、表裏を反転させた記録用紙Sを搬送経路fに再度給送してレジストローラ対25に受け渡す。これにより、記録用紙Sは、他面側(画像の記録形成されていない一面側)を画像の記録形成面として、画像記録装置30による画像の記録形成位置Pに再度給送されて両面に画像形成された後に、排紙テーブル22上に排紙される。
一方、画像記録装置30は、レーザ光走査装置31と、感光体ドラム(担持体)32と、現像ロータリーユニット33と、中間転写ベルト34と、転写ローラ35と、定着ローラ対36と、を備えている。この画像記録装置30は、用紙搬送装置20により搬送されて画像の記録形成位置Pに給送されてきた記録用紙Sの片面側または両面側に、受け取った文字等の画像データを電子写真方式により記録形成する。
簡単に説明すると、レーザ光走査装置31は、受け取った画像データに基づいてレーザ光Lを感光体ドラム32の表面に選択的に照射して露光走査することにより、その画像データに基づく静電潜像をその感光体ドラム32の表面上に形成(作像)する。現像ロータリーユニット33は、この感光体ドラム32上の静電潜像をイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、ブラック(K)のトナーにより現像する各色毎の現像カートリッジ37を収納しており、静電潜像を形成する画像データに応じた現像カートリッジ37を感光体ドラム32に対向させて収容するトナーを付着させることによりその静電潜像をトナー現像する。
中間転写ベルト34は、モノクロ画像の場合、感光体ドラム32上に形成されたブラック(K)のトナーによるトナー像を受け取って、そのベルト表面に記録用紙S上に転写するトナー画像(トナー像)を保持する。また、この中間転写ベルト34は、カラー画像の場合、感光体ドラム32上に形成されたイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)のトナーによるトナー像を順次に(順序はこれに限らない)重ねるように受け取って、そのベルト表面に記録用紙S上に転写するカラーのトナー画像を形成して保持する。転写ローラ35は、この中間転写ベルト34との間(画像の記録形成位置P)に給送されてきた記録用紙Sを挟むように圧接(ニップ)して挟持搬送することにより、そのトナー画像を記録用紙Sに転写させる。すなわち、本実施形態では、トナー像の記録用紙Sへの転写を中間転写ベルト34が仲介する転写方式を採用している。なお、トナーは部材間のバイアス電圧に従って現像カートリッジ37から感光体ドラム32や中間転写ベルト34を介して記録用紙Sに乗り移ることはいうまでもない。
定着ローラ対36は、トナー画像が転写されて画像の記録形成位置Pから搬送されてきた記録用紙Sを加熱圧接することによりそのトナー画像を定着させるとともにその記録用紙Sをさらに下流側へと挟持搬送する。これにより、記録用紙Sは、受け取った画像データに基づくモノクロ画像またはカラー画像が片面側または両面側に記録形成(定着)され、このような動作を繰り返すことにより、複数枚に連続して画像を記録形成することができる。
なお、感光体ドラム32は、中間転写ベルト34に転写した後に残留するトナーがクリーニング装置38により除電されて回収され、この後に、帯電器39により現像ロータリーユニット33の現像カートリッジ37からトナーを受け取って付着させる電位に帯電される。また、特に図示することは省略するが、中間転写ベルト34も同様に、除電・帯電されてトナーの転写(付着)・回収が繰り返される。
そして、このプリンタの現像ロータリーユニット33は、感光体ドラム32表面の静電潜像をトナー現像する現像カートリッジ37が、円筒形状のハウジング41内に複数収納されることにより構成されている。この現像ロータリーユニット33は、エンジン制御部12のCPU13がコントローラ部11を介して受け取ったパーソナルコンピュータPCからの画像データを含む印刷命令に基づいて回転軸41aを中心にハウジング41を回転させることにより、感光体ドラム32に対向させる現像カートリッジ37を切り換える。すなわち、エンジン制御部12のCPU13がカートリッジ切換手段を構成している。
具体的には、ハウジング41は、回転軸41aの法線方向に略一致するフレーム41bにより、その回転軸41の周囲が軸方向に延在する均等空間41y、41m、41c、41kに4分割されており、プリンタは、その各空間41y、41m、41c、41k内にトナーを収容する現像カートリッジ37を収納(装着)することにより、カラー画像や多色画像や単色画像を記録用紙Sの片面または両面に形成することができる。例えば、このようなプリンタは、ハウジング41の各収納空間41y、41m、41c、41k内に、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、ブラック(K)の各色トナーを収容する現像カートリッジ37をそれぞれ収納するとともに、各色トナーを色重ねしたり選択するように、現像ロータリーユニット33(ハウジング41)を回転させて感光体ドラム32上の静電潜像を現像する現像カートリッジ37を切り換えることにより、カラー画像から単色画像までを形成可能な装置として利用することができる。また、このプリンタは、ハウジング41のすべての収納空間41y、41m、41c、41k内に、同色のトナーを収容する現像カートリッジ37を収納するとともに、現像ロータリーユニット33を回転させて感光体ドラム32上の静電潜像を現像する現像カートリッジ37を順次に切り換えることにより、単色画像(モノクロ画像)を形成する専用機として利用することもできる。この場合には、トナー切れ毎に現像カートリッジ37の交換作業(トナーの補充作業)を行うことなく、画像形成を継続(長期間連続)することができる。なお、このプリンタは、ハウジング41の収納空間41y、41m、41c、41k内の2箇所以上に、同色のトナーを収容する現像カートリッジ37を収納して、各色トナーで色分けした多色画像や単色画像を形成可能な装置として利用することもできる。
このように、現像カートリッジ37は、ハウジング41の各収納空間41y、41m、41c、41k内に収納されて回転軸41aを中心に回転することにより感光体ドラム32に順次に対向することができ、その感光体ドラム32表面の静電潜像を同様な駆動制御によりトナー現像することができるように、外形と共に内部も同様に構成されている。
この現像カートリッジ37は、図3に示すように、容器37aと、現像ローラ37bと、供給ローラ37cと、仕切り板37dと、を備えている。容器37aは、ハウジング41の各収納空間41y、41m、41c、41k内に収納可能に相似形状に形成されてトナーを収容する。現像ローラ37bは、ハウジング41の回転軸41aから離隔する容器37aの外周側に回転可能に支持されており、供給ローラ37cから受け渡されるトナーを対向する感光体ドラム32に付着させる。供給ローラ37cは、ハウジング41の回転軸41a側で現像ローラ37bに隣接するように容器37aに回転可能に支持されており、その現像ローラ37bに圧接回転することにより周囲のトナーを磨耗帯電させて供給する。仕切り板37dは、供給ローラ37cを囲うように設置されており、ハウジング41の回転軸41a側の空間と供給ローラ37cの設置空間の回転方向上部を連通させる状態で容器37aのトナーの収容空間を仕切っている。
この構成により、現像カートリッジ37は、仕切り板37dにより仕切られた容器37aの外周側の空間内のトナーを供給ローラ37cが圧接回転する現像ローラ37bに供給する。また、この現像カートリッジ37は、ハウジング41が図3における反時計回り方向に90度ずつ回転して180度回転したときには、容器37aの回転軸41a側および供給ローラ37c側に収容するトナーを仕切り板37dの上部(図3中における下方)で一緒にした後に、さらに90度ずつ回転することにより容器37a内に収容するトナーを攪拌してリフレッシュさせるとともに、その収容するトナーを現像ローラ37bに供給可能に供給ローラ37c側に集める。ここで、本実施形態の現像ロータリーユニット33は、このようにハウジング41の回転によりトナーを供給ローラ37c側に攪拌しつつ補給するので、収容するトナーを攪拌・補給するための装置(所謂、アジテータ装置やオーガー装置)を適宜省略することができる。ただし、この現像カートリッジ37は、現像ローラ37bに供給するトナーがなくなる前に、例えば、トナーカウンターによるカウント値、画像のドット数、積算する現像動作(画像形成)時間、積算する現像枚数、あるいは実測するトナーの残量などにより検出するトナーの使用量が予め設定されている値を超えたときに、現像ロータリーユニット33を回転させてトナーの補給・攪拌動作を行う必要がある。
また、現像カートリッジ37には、不揮発性メモリ42と、現像側コネクタ43とが個々に内蔵されており、現像ロータリーユニット33側には、制御側コネクタ44が配置されている。不揮発性メモリ42は、製造番号等の識別情報と共に、収容するトナーの色や製造年月日や消費量などの各種情報を書換可能に記憶する。現像側コネクタ43は、それぞれ不揮発性メモリ42に接続されて記憶する情報の読出や書換を行う。制御側コネクタ44は、現像ロータリーユニット33の外周に移動しないように配置されており、いずれかの現像カートリッジ37の現像側コネクタ43に対面するときに、各種情報を非接触通信してやり取りする。これにより、制御ユニット10のエンジン制御部12は、現像ロータリーユニット33の収納空間41y、41m、41c、41k内に収納された現像カートリッジ37の有無や位置と共に、その現像カートリッジ37のトナーの色情報などの各種情報を適宜把握することができる。
一方、この現像カートリッジ37を収納する現像ロータリーユニット33は、図4および図5に示すように、ロータリー駆動モータ47と、現像駆動モータ48と、ロータリー入力歯車51と、現像ローラ歯車52と、アイドラ歯車53と、現像入力歯車54と、現像駆動歯車55とを互いに噛合させて連結する輪列構成により動作するようになっており、ロータリー駆動モータ47の駆動力を伝達してハウジング41を回転駆動させる一方、現像カートリッジ37は現像駆動モータ48からの駆動力を受け取って現像ローラ37bおよび供給ローラ37cを回転駆動させる。
簡単に説明すると、ロータリー入力歯車51は、ハウジング41の一端側に回転軸41aと同軸になるように固設されるとともに、ロータリー駆動モータ47のモータピニオン47aに噛合している。このロータリー駆動モータ47がエンジン制御部12からの制御信号に応じて駆動することにより、現像ロータリーユニット33は、90度ずつ回転して4箇所の収納空間41y、41m、41c、41k内に収納された現像カートリッジ37を、感光体ドラム32に対向する位置に順次に移動させる。
現像ローラ歯車52およびアイドラ歯車53は、個々の現像カートリッジ37側に配置されて計4組が取り付けられている。現像ローラ歯車52は、現像ローラ37bの一端側に同軸になるように固設されて容器37aに回転自在に軸支されており、アイドラ歯車53は、この現像ローラ歯車52に噛合して容器37aに回転自在に軸支されている。これにより、現像カートリッジ37を交換する際には、現像ローラ37bや供給ローラ37cと共に現像ローラ歯車52およびアイドラ歯車53も現像ロータリーユニット33のハウジング41内から引き抜かれて交換される。
一方、現像入力歯車54および現像駆動歯車55は、ハウジング41側に配置されている。現像入力歯車54は、現像ロータリーユニット33の収納空間41y、41m、41c、41k毎の現像カートリッジ37に対応するように計4個が取り付けられており、挿脱される現像カートリッジ37毎のアイドラ歯車53に噛合可能に、ロータリー入力歯車51と一体回転するロータリーフレーム56に回転自在に軸支されている。現像駆動歯車55は、現像駆動モータ48に対応するように1個が取り付けられており、その現像駆動モータ48のモータピニオン48aに噛合している。また、この現像駆動歯車55は、回転してきた現像入力歯車54に噛合する位置で回転自在に本体フレーム57に軸支されており、その現像入力歯車54を介して、動作させる現像カートリッジ37の現像ローラ歯車52およびアイドラ歯車53と連結されることにより、現像駆動モータ48の駆動力を伝達する伝達経路の輪列を構築する。
すなわち、現像カートリッジ37は、エンジン制御部12がロータリー駆動モータ47を駆動制御して現像ロータリーユニット33を回転させることにより感光体ドラム32に対向する現像位置に移動したときに、そのエンジン制御部12が駆動制御する現像駆動モータ48からの駆動力を現像ローラ歯車52、アイドラ歯車53、現像入力歯車54および現像駆動歯車55からなる輪列を介して受け取って現像ローラ37bおよび供給ローラ37cを動作させることができる。一方、この現像カートリッジ37は、現像駆動モータ48のモータピニオン48aに噛合する現像駆動歯車55から現像入力歯車54が離脱してその現像駆動モータ48からの輪列から外れているときには、現像ローラ歯車52やアイドラ歯車53が回転することはなく、現像ロータリーユニット33の回転動作に伴って90度ずつ移動するだけである。なお、現像駆動歯車55は、現像ローラ37bの逆回転方向には空転するようにワンウェイクラッチを内蔵しており、回転する現像入力歯車54に噛合する際に逃げることができ、互いの歯先の衝突により損傷してしまうことを回避している。
そして、エンジン制御部12のCPU13は、電源投入後にはROM14内の制御プログラムに従って各種制御動作を実行するようになっており、電源投入時や現像カートリッジ37の交換時には、コネクタ43、44を介する非接触通信を行うことにより、現像ロータリーユニット33の収納空間41y、41m、41c、41kにセットされた現像カートリッジ37の有無を本体メモリ15内に保持(記憶)する。また、このCPU13は、コネクタ43、44を介して各現像カートリッジ37の不揮発性メモリ42内に書き込まれている各種情報を順次に読み出して、現像カートリッジ37毎の位置情報やトナーの色情報や消費量(残量)などを本体メモリ15内に保持する。さらに、このCPU13は、画像形成動作中や画像形成終了後には、その画像形成により消費したトナー量などの各種情報をコネクタ43、44を介して各現像カートリッジ37の不揮発性メモリ42内に書き込んで書き換える。
このとき、CPU13は、現像ロータリーユニット33の収納空間41y、41m、41c、41kにイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、ブラック(K)の各色トナーを収容する現像カートリッジ37がセットされたことを把握している場合には、一般的な画像形成制御を実行して、コントローラ部11から送られてきた画像データに応じて現像ロータリーユニット33を回転させることにより、カラー画像や多色画像や単色画像を記録用紙Sの片面または両面に記録形成する。言い換えると、現像ロータリーユニット33に装着された各色トナーの現像カートリッジ37は、画像データの印刷命令を受ける度に、その画像データに基づく画像の種別に応じて適宜切り換えられて動作する。これにより、現像カートリッジ37は、現像ローラ37bおよび供給ローラ37cの停止時の圧接位置が動作する度に適宜変えられて、現像ローラ37bの表面に供給ローラ37cとの圧接跡が付いてしまうことを効果的に防止される。したがって、CPU13は、現像ロータリーユニット33に異なる色のトナーを収容する現像カートリッジ37がセットされる場合には、一般的な画像形成制御を実行することにより、感光体ドラム32表面の静電潜像に付着・形成するトナー像に、現像ローラ37bと供給ローラ37cの圧接跡による筋状の跡がその現像ローラ37bの一回転毎に現れることを回避することができ、所謂、放置バンディングの発生のない高品質な画像形成を行うことができる。
また、CPU13は、現像ロータリーユニット33の収納空間41y、41m、41c、41kのすべてに、同色のトナーを収容する現像カートリッジ37が装着されていることを把握している場合には、計時手段をも構成することにより、現像カートリッジ37毎の先の現像動作を終了してからの経過時間を、本体メモリ15内の記憶時刻とタイマー機能13aによる計時時刻とにより算出(計時)して、その経過時間に基づいて、次の現像動作を開始する。例えば、このCPU13は、待機状態から次の現像動作を開始する際には、先の現像動作終了後からの経過時間が最も長い現像カートリッジ37を感光体ドラム32に対向する現像位置に移動させて使用する現像カートリッジ37を切り換える。これにより、CPU13は、セットされた現像カートリッジ37をできるだけ均等に動作させつつ画像形成制御を実行して、コントローラ部11から送られてきた画像データに応じた単色画像を記録用紙Sの片面または両面に記録形成する。
具体的には、例えば、文書などを印刷することが多いために、現像ロータリーユニット33の収納空間41y、41kのすべてに、ブラック(K)のトナーを収容する現像カートリッジ37が装着されて白黒のモノクロ画像を形成する場合には、CPU13は、図6のフローチャートに示すように、現像動作を終了してからの経過時間に応じた現像カートリッジ37の切換を含む画像形成制御を実行する。
まず、コントローラ部11からモノクロ画像の画像データの印刷命令を受け取ると(ステップS11)、現像カートリッジ37毎の本体メモリ15内に書き込まれている直前(先)の現像動作終了時刻を読み出すとともに、タイマー機能13aが計時する現在時刻を受け取って、現像動作を終了してからの経過時間を現像カートリッジ37毎に算出・チェックし(ステップS12)、最も経過時間の長い現像カートリッジ37が現像位置に移動するように現像ロータリーユニット33を回転させて現像カートリッジ37を切り換える(ステップS13)。例えば、収納空間41cに装着された現像カートリッジ37が感光体ドラム32に対向する現像位置で待機しているが、次の収納空間41kに装着された現像カートリッジ37の経過時間が最も長い場合には、その収納空間41kの現像カートリッジ37を現像位置に移動させて、使用する現像カートリッジ37を切り換える。なお、現像カートリッジ37の交換などの何等かの理由により、次の収納空間41k以外の現像カートリッジ37の経過時間が最も長かった場合には、その現像カートリッジ37を感光体ドラム32に対向する現像位置に移動させて、使用する現像カートリッジ37を切り換える。
これにより、現像カートリッジ37は、待機時に印刷命令が有ると、現像ロータリーユニット33を回転させて先の現像動作終了からの経過時間が最も長い、言い換えると、停止時間が最も長い現像カートリッジ37に切り換える動作の後に、その停止していた現像ローラ37bと供給ローラ37cを駆動回転させる現像動作を開始する。したがって、印刷命令を受ける度に、停止時間の最も長い現像カートリッジ37の現像ローラ37bおよび供給ローラ37cの圧接位置を変えることができ、従来の圧接期間よりも短い間隔で動作させて現像ローラ37bの表面に供給ローラ37cとの圧接跡が付いてしまうことを効果的に防止することができる。
この後に、受け取った画像データを印刷するための用紙搬送装置20や画像記録装置30の駆動制御を実行して記録用紙Sの片面または両面に画像形成する(ステップS14)。次いで、次の印刷命令(未処理の印刷命令)が有るか確認して(ステップS15)、未処理の印刷命令が無い場合には、本体メモリ15内に記憶されている使用した現像カートリッジ37の現像動作終了時刻を、タイマー機能13aの計時する現在時刻に書き換えた後に、画像形成制御を停止する。一方、未処理の印刷命令が有る場合には、ステップS14に戻って同一の現像カートリッジ37による画像データの印刷(現像)を継続して、記録用紙Sへの画像形成を繰り返す(ステップS14、S15)。
なお、現像ロータリーユニット33の収納空間41y、41m、41c、41kの2箇所または3箇所に、同色のトナーを収容する現像カートリッジ37を装着することが可能な場合にも、同様に、印刷命令を受ける度に、その現像ロータリーユニット33を回転させて感光体ドラム32に対向させる現像カートリッジ37を切り換えることにより、放置バンディングの発生のない高品質な画像形成を行うことができる(以下で説明する他の実施形態においても同様)。
このように本実施形態においては、現像ロータリーユニット33に同色のトナーを収容する現像カートリッジ37がセットされる場合には、待機状態で印刷命令を受ける度に、停止時間の最も長い現像カートリッジ37に切り換えるので、現像カートリッジ37の圧接期間の長い現像ローラ37bおよび供給ローラ37cを優先して回転させることができ、互いの圧接箇所を変えることができる。したがって、トナー切れ毎に現像カートリッジ37を交換する必要の無い長期間の連続画像形成を実現するのと同時に、現像ローラ37bと供給ローラ37cが同一箇所で圧接する期間を従来よりも極力短くすることができ、放置バンディングの発生のない高品質な画像形成を行うことができる。
次に、図7は本発明に係る画像形成装置の第2実施形態を適用したプリンタの一例を示す図である。なお、本実施形態では、上述実施形態と略同様に構成されているので、図面を流用して、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
図2において、本実施形態のエンジン制御部12のCPU13は、現像ロータリーユニット33の収納空間41y、41m、41c、41kのすべてに、例えば、ブラック(K)のトナーを収容する現像カートリッジ37が装着されて白黒のモノクロ画像を形成する場合には、図7のフローチャートに示すように、先の印刷(画像形成)命令に基づく画像形成動作(現像動作)が終了した後に、次の印刷命令に基づく画像形成動作を行う際にも、停止期間が最も長い現像カートリッジ37に切り換える。すなわち、CPU13は、現像カートリッジ37が現像動作を連続しているタイミングに、次の印刷命令を受けたときにも、現像カートリッジ37を切り換える。これにより、CPU13は、セットされた現像カートリッジ37をできるだけ均等に動作させつつ画像形成制御を実行して、コントローラ部11から送られてきた画像データに応じたモノクロ画像を記録用紙Sの片面または両面に記録形成する。
まずは、上述実施形態と同様に、コントローラ部11から印刷命令を受け取ると(ステップS11)、現像カートリッジ37毎の現像動作を終了してからの経過時間を算出・チェックし(ステップS12)、最も経過時間の長い現像カートリッジ37を現像位置に移動させて使用する現像カートリッジ37を切り換える(ステップS13)。この後に、受け取った画像データを印刷するための用紙搬送装置20や画像記録装置30の駆動制御を実行して記録用紙Sの片面または両面に画像形成する(ステップS14)。
次いで、次の印刷命令(未処理の印刷命令)が有るか確認して(ステップS15)、未処理の印刷命令が無い場合には、本体メモリ15内の使用した現像カートリッジ37の現像動作終了時刻を現在時刻に書き換えた後に、画像形成制御を停止するが、未処理の印刷命令が有る場合には、ステップS12に戻って、次に経過時間の長い(現在時点で最も経過時間の長い)現像カートリッジ37に切り換えた後に、次の印刷命令に基づく画像データの印刷(現像)を継続して、記録用紙Sへの画像形成を繰り返す(ステップS12〜S15)。
これにより、現像カートリッジ37は、待機状態を待つことなく、印刷命令が有ると、現像ロータリーユニット33を回転させて停止時間の長い現像カートリッジ37に切り換える動作の後に、停止していた現像ローラ37bと供給ローラ37cを駆動回転させる現像動作を開始する。したがって、現像カートリッジ37の現像ローラ37bおよび供給ローラ37cの圧接位置は、待機時か否かに拘わらずに、印刷命令を受ける度に順次に(従来の圧接期間よりも短く)変えることができ、その現像ローラ37bの表面に供給ローラ37cとの圧接跡が付いてしまうことをより効果的に防止することができる。
このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、現像ロータリーユニット33に同色のトナーを収容する現像カートリッジ37がセットされる場合には、単に印刷命令を受ける度に、停止時間の最も長い現像カートリッジ37に切り換えるので、現像カートリッジ37の圧接期間の長い現像ローラ37bおよび供給ローラ37cを優先して頻繁に次々に回転させることができ、互いの圧接箇所を変えることができる。したがって、トナー切れ毎に現像カートリッジ37を交換する必要の無い長期間の連続画像形成を実現するのと同時に、現像ローラ37bと供給ローラ37cが同一箇所で圧接する期間を極力短くすることができ、放置バンディングの発生のない高品質な画像形成を行うことができる。
ここで、上述第1、第2実施形態では、印刷命令をトリガーとして、画像形成動作を実行する前に、現像ロータリーユニット33を回転させて現像カートリッジ37を切り換えるが、これに限るものではなく、先の印刷命令による画像形成動作を終了した後に(待機状態に移行する前に)、現像ロータリーユニット33を回転させて現像カートリッジ37を切り換えておくようにしてもよい。
また、上述第1、第2実施形態においては、複数の現像カートリッジ37を収納可能な現像ロータリーユニット33を回転動作させることにより、感光体ドラム32に対向させる現像カートリッジ37を切り換えるロータリー方式の画像形成装置を説明するがこれに限るものではなく、例えば、タンデム方式を採用する画像形成装置に適用することもできる。
すなわち、タンデム方式の画像形成装置は、例えば、図8に示すように、用紙カセット61から排紙テーブル62上までの搬送経路fに、上述実施形態と同様に、ピックアップコロ63、搬送ローラ対64、中間転写ベルト65、転写ローラ66、定着ローラ対67、および、排紙ローラ対68が配設されており、その搬送経路fに通紙して搬送する記録用紙Sの一面側に、中間転写ベルト65の表面に形成したトナー像を転写して定着させることにより画像形成する。
このタンデム式の中間転写ベルト65には、カラー画像を形成するイエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎の感光体ドラムおよび現像カートリッジの組がベルトの移送方向に並置されている。この別個の感光体ドラム61y、61m、61c、61kには、同一または異なる色のトナーを収容する現像カートリッジが配置されて、それぞれの現像ローラ62y、62m、62c、62kによりカラー画像、多色画像、あるいは、単色画像のトナー像が形成される。
このため、同色のトナーを収容する現像カートリッジを装着する場合には、感光体ドラム61y、61m、61c、61kおよび現像ローラ62y、62m、62c、62kを個々に動作させるとともに、動作させるもの以外は停止させるように駆動制御する。ここで、現像ローラ62y、62m、62c、62kを個々に動作させるには、別個の駆動モータを配置したり、駆動力の伝達経路内に電磁クラッチなどを介装させればよい。
このことから、このようなタンデム式の画像形成装置においても、上述実施形態と同様に構成して、トナー切れ毎に現像カートリッジを交換する必要の無い長期間の画像形成を実現するのに加えて、印刷命令を受ける度に、動作させる現像カートリッジを繰り返し切り換えることにより、現像カートリッジ毎の現像ローラなどを次々に回転させて、放置バンディングの発生のない高品質な画像形成を行うことができる。
また、上述第1、第2実施形態の適用は、中間転写ベルトを採用する方式に限るものではなく、例えば、図9に示すように、搬送経路fに通紙して搬送する記録用紙Sに直接トナー像を転写・定着させる画像形成装置にも適用することができる。
すなわち、この画像形成装置は、中間転写ベルト55および転写ローラ56に代えて、搬送ベルト65および搬送ローラ66を配設することにより、搬送ローラ66間の搬送ベルト65と感光体ドラム61y、61m、61c、61kとの間に記録用紙Sを挟持搬送させつつ、現像したカラー画像、多色画像、あるいは、単色画像のトナー像をその記録用紙Sに転写して定着させることにより画像形成する。
このため、同色のトナーを収容する現像カートリッジをセットする場合には、同様に、現像ローラ62y、62m、62c、62kを個々に動作させるとともに、動作させるもの以外は停止させるように駆動制御する。
このことから、このような直接転写方式の画像形成装置においても、上述実施形態と同様に構成して、トナー切れ毎に現像カートリッジを交換する必要の無い長期間の画像形成を実現するのに加えて、印刷命令を受ける度に、動作させる現像カートリッジを繰り返し切り換えることにより、現像カートリッジ毎の現像ローラなどを次々に回転させて、放置バンディングの発生のない高品質な画像形成を行うことができる。
さらに、上述実施形態における印刷命令は、パーソナルコンピュータPCからの一文書を印刷するジョブ(複数枚の画像データをまとめたジョブ)毎に受け取るものであっても、あるいは、その一文書内のページ単位に発生するジョブ(1ページ毎に発生するジョブ)毎に受け取るものであってもよいことはいうまでもない。
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
10 制御ユニット
11 コントローラ部
12 エンジン制御部
13 CPU
13a タイマー機能
15 本体メモリ
20 用紙搬送装置
30 画像記録装置
31、73 レーザ光走査装置
32、71y、71m、71c、71k 感光体ドラム
33 現像ロータリーユニット
34、65 中間転写ベルト
35、66 転写ローラ
36、67 定着ローラ対
37 現像カートリッジ
37a 容器
37b、72y、72m、72c、72k 現像ローラ
37c 供給ローラ
37d 仕切り板
41 ハウジング
41a 回転軸
41y、41m、41c、41k 収納空間
42 不揮発性メモリ
43 現像側コネクタ
44 制御側コネクタ
47 ロータリー駆動モータ
48 現像駆動モータ
75 搬送ベルト
76 搬送ローラ
P 記録形成位置
S 記録用紙
11 コントローラ部
12 エンジン制御部
13 CPU
13a タイマー機能
15 本体メモリ
20 用紙搬送装置
30 画像記録装置
31、73 レーザ光走査装置
32、71y、71m、71c、71k 感光体ドラム
33 現像ロータリーユニット
34、65 中間転写ベルト
35、66 転写ローラ
36、67 定着ローラ対
37 現像カートリッジ
37a 容器
37b、72y、72m、72c、72k 現像ローラ
37c 供給ローラ
37d 仕切り板
41 ハウジング
41a 回転軸
41y、41m、41c、41k 収納空間
42 不揮発性メモリ
43 現像側コネクタ
44 制御側コネクタ
47 ロータリー駆動モータ
48 現像駆動モータ
75 搬送ベルト
76 搬送ローラ
P 記録形成位置
S 記録用紙
Claims (3)
- 表面に静電潜像が形成されて該静電潜像を現像したトナー像を担持する担持体と、該担持体表面の静電潜像にトナーを付着させて現像する複数の現像カートリッジと、該複数の現像カートリッジのうちの一つのみを担持体表面に対向させるとともに当該現像カートリッジのみを動作させてトナー像を形成するカートリッジ切換手段と、を備えて、
同色のトナーを収容する複数の現像カートリッジを装着して担持体表面に形成されたトナー像を記録媒体の表面に転写して画像形成する画像形成装置であって、
現像カートリッジは、トナーを収容する容器と、担持体に対向しつつ回転して該担持体表面にトナーを付着させる現像ローラと、を具備し、
カートリッジ切換手段は、先の現像動作を終了してからの経過時間を現像カートリッジ毎に計時する計時手段を有し、該経過時間に基づいて担持体に対向させる現像カートリッジを切り換える
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記カートリッジ切換手段は、担持体に対向させる現像カートリッジを、計時手段による計時時間が最も長い現像カートリッジに切り換えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記カートリッジ切換手段は、画像形成動作を開始する際に、担持体に対向させる現像カートリッジを切り換えることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004066152A JP2005257798A (ja) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 画像形成装置 |
EP05005001A EP1596255A1 (en) | 2004-03-09 | 2005-03-08 | Image forming apparatus with developer cartridges containing toner of the same colour |
US11/077,510 US7242872B2 (en) | 2004-03-09 | 2005-03-08 | Image forming apparatus with changeover control for development cartridges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004066152A JP2005257798A (ja) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005257798A true JP2005257798A (ja) | 2005-09-22 |
Family
ID=35083610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004066152A Withdrawn JP2005257798A (ja) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005257798A (ja) |
-
2004
- 2004-03-09 JP JP2004066152A patent/JP2005257798A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7242872B2 (en) | Image forming apparatus with changeover control for development cartridges | |
JP4902376B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US10539918B2 (en) | Image forming apparatus | |
US7986902B2 (en) | Image forming apparatus and regulating member and container | |
JP2005257799A (ja) | 画像形成装置 | |
US7123863B2 (en) | Image forming apparatus with rotary unit that can accommodate a plurality of development cartridges | |
JP4448150B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005141140A (ja) | プロセスカートリッジ | |
JP2012053085A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005257798A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005257797A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005257796A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005292816A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2004205944A (ja) | 画像形成装置 | |
JP7310441B2 (ja) | 清掃装置、廃トナー回収装置および画像形成装置 | |
JP2005257875A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005292815A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2006126555A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007328241A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2006126554A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2022082121A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2023128429A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008268690A (ja) | 現像器ユニット及び画像形成装置 | |
JP4604653B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2011095416A (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |