JP2006085076A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】潜像を形成するための潜像形成手段6Xと、感光体1X上の潜像を顕像化する現像剤として一個所に回収した前記残留トナーとを用いるモノクロ画像形成プロセスが可能であり、裏紙認識装置で印刷する紙が裏紙と認識されたときに、このモノクロ画像形成プロセス用いて優先的に画像形成を行うことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
しかし、ビジネスユースで提出する資料や、公式の場でのプレゼンテーション資料における画像は、書かれている内容もさることながら、資料としての見やすさや見た目の美しさなどの第一印象が重要であるため、高精細、高解像度のカラーの画像形成を安定して行う必要があった。
これらの状態は、比較的低い解像度で、白黒の画像においては問題に至ることは少なかったが、高解像度のカラー画像においては画像形成の枚数が少ない初期の段階で問題になる場合があった。この問題に対しては、前述のプロセスコントロールにより電位条件を制御する以外にも、特性が劣化してきた色の現像ユニットに新しいトナーを供給して現像剤の特性を向上させることを行っている。特性が劣化してきた色の現像に新しいトナーを供給する際は、その色の現像剤から一定量のトナーを排出しないとならないため、通常にはユーザーが画像形成を行わない間に、感光体上に帯電、露光、現像を行い、転写をせずにクリーニング装置により感光体上のトナーを廃トナー保管部材(ボトル)へ排出し、トナーのリフレッシュが行われる。
このようなトナーのリフレッシュは、高画質のカラー画像形成を維持するために必要不可欠であるが、高画質を求めないモノクロ画像形成には必要ではない。しかし、ユーザーの通常出力の大部分が低解像度のモノクロ画像で十分であっても、高解像度のカラー画像形成可能とうたって販売している以上、画像形成装置は常に高画質のカラー画像形成を行える状態にしておく必要があり、そのためにはプロセスコントロールやトナーリフレッシュによる廃トナーの量は、多くなる傾向になってしまっていた。
回収されたトナーは、画像形成を行っていないトナーに混ぜて使用する場合には、高画質の画像形成を行うことは難しいが、回収されたトナーのみを用いる場合には、画像形成を行っていないトナーのみで画像形成を行った場合の画像には及ばないものの、画像形成を行っていないトナーに混ぜて使用する場合に比べて遥かに高画質の画像を得ることができる。複数の色が混ざっているため、完全な黒とは言えないものの、前述の社内での打ち合わせ資料や、社外に持ち出さない資料用としては何の問題がない。そのため、クリーニングされた転写残トナーや、トナーリフレッシュにより排出された廃トナーを再利用することができるため、ユーザーのコスト削減につながると同時に、ユーザーのメーカーやサービスマンに対して悪いイメージを持つことがかくなるため大変好ましい。
しかしながら、回収されたトナーのみを用いた画像形成においては、高解像度の画像形成を行った場合には、細線の再現性悪化や、画像のかすれ、地汚れなどが生じやすくなるため、安定した画像形成が求められていた。
従って、本発明者らは回収されたトナーをユーザーが抵抗なく使用でき、ユーザーの画像形成に対するコスト削減の要求を同時に解決できないか鋭意検討を行った結果、ユーザーが裏紙にコピーを行おうとした場合には、回収されたトナーのみを用いた画像形成を行うことを優先して行うようにすれば良いことを見出し、本発明に至った。
1.本発明は、画像形成される紙の面と反対の面に、画像が形成されていることを認識することができる裏紙認識装置を有し、複数の潜像担持体と、潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、現像手段により顕像化された潜像担持体表面の可視像を転写媒体に転写する転写手段と、被転写材への現像剤転写後の潜像担持体上に残留した残留トナーを潜像担持体上から除去するクリーニング手段とからなる画像形成ユニットを各色毎に備えるカラー画像形成プロセスによりカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、前記画像形成装置が、潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像担持体上の潜像を顕像化する現像剤として一個所に回収した前記残留トナーとを用いるモノクロ画像形成プロセスが可能であり、前記裏紙認識装置で印刷する紙が裏紙と認識されたときに、このモノクロ画像形成プロセス用いて優先的に画像形成を行うことを特徴とする。
3.連続して複数の画像形成を行う命令が為され、一枚目の画像形成を行う際に、画像形成される紙が、画像形成される紙の面と反対の面に画像が形成されていると認識されたときは、連続して、前記モノクロ画像形成プロセスで優先的に画像形成を行うことを特徴とする。
4.前記カラー画像形成プロセスにおける潜像形成手段の最大の解像度が1000dpi以上であり、前記モノクロ画像形成プロセスにおける潜像形成手段の解像度が、600dpi以下であることを特徴とする。
5.前記カラー画像形成プロセスが、定期的に潜像形成と潜像の顕像化を行った後、転写材へトナーを転写することなく、クリーニング手段により潜像担持体上からトナーを除去、回収し、回収したトナーを、前記モノクロ画像形成プロセスにおける潜像形成手段に用いることを特徴とする。
7.前記カラー画像形成プロセスが、定期的に、潜像形成と潜像の顕像化とを行った後、 顕在化された画像の濃度を測定後、測定された画像の濃度に従い、画像形成プロセス条件の調整が、2000枚以下の画像形成をする毎に行われることを特徴とする。
8.前記カラー画像形成プロセスの各色のトナー消費量を定期的に計測し、トナーの消費速度が閾値以下となった色は、前記カラー画像形成プロセスが潜像形成と潜像の顕像化とを行った後、転写材への現像剤転写を行うことなく、クリーニング手段により潜像担持体上からトナーを除去、回収し、前記モノクロ画像形成プロセスにおける潜像形成手段に用いることを特徴とする。
9.前記カラー画像形成プロセスの各色のトナーが潤滑性粒子を含有していることを特徴とする。
10.前記潤滑性粒子が金属石鹸であることを特徴とする。
図1において、符号1C、1M、1Y、1K、1Xはドラム状の感光体であり、この感光体1C、1M、1Y、1Kは図中の矢印方向に回転し、その周りに少なくとも回転順に帯電部材2C、2M、2Y、2K、2X、現像部材4C、4M、4Y、4K、4X、クリーニング部材5C、5M、5Y、5K、5Xが配置されている。帯電部材2C、2M、2Y、2K、2Xは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する帯電部材である。この帯電部材2C、2M、2Y、2K、2Xと現像部材4C、4M、4Y、4K、4Xの間の感光体表面に図示しない露光部材からのレーザー光3C、3M、3Y、3K、3Xが照射され、感光体1C、1M、1Y、1K、1Xに静電潜像が形成されるようになっている。そして、このような感光体1C、1M、1Y、1K、1Xを中心とした5つの画像形成要素6C、6M、6Y、6K、6Xが、中間転写ベルト10に沿って並置されている。中間転写ベルト10は、各画像形成ユニット6C、6M、6Y、6K、6Xの現像部材4C、4M、4Y、4K、4Xとクリーニング部材5C、5M、5Y、5K、5Xの間で感光体1C、1M、1Y、1K、1Xに当接しており、転写搬送ベルト10の感光体側の裏側に当たる面(裏面)には転写バイアスを印加するための転写ローラ11C、11M、11Y、11K、11Xが配置されている。各画像形成要素6C、6M、6Y、6K、6Xは現像装置内部のトナーの色が異なるのと、本発明に係わる回収トナーによる画像形成用感光体1Xは基本的に他の感光体と同じで良いが、感光体1Xの使用頻度が高くなると判断される場合には、感光体の感光層の厚みを厚くしたり、感光体の径を大きくして感光体の寿命を長く設計することも可能である。
転写紙7は、未図示の給紙コロにより未図示の給紙トレイから送り出され、一対のレジストローラ9で一旦停止し、上記中間転写ベルト上への画像形成とタイミングを合わせて2次転写部12に送られ、中間転写ベルト10から転写紙7へのトナー像の転写が行われる。トナーが転写された転写紙7は定着装置13に搬送され、トナーが定着されて、図示しない排紙部に排紙される。
中間転写ベルト10は、伸びの少ないポリイミド樹脂やフッ素系樹脂で構成されている。これらのベース層の上にフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどの弾性層12と、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層13とで被っても良い。上述した2次転写手段12には、画像転写後の転写材をこの定着手段13へと搬送する機能も備えてなる。もちろん、2次転写手段12として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよいが、この場合は、転写材の搬送装置を新たに設ける必要がある。
ここでは中間転写ベルトを用いた画像形成装置を例示したが、中間転写ベルトを使用せず、紙に直接転写する方法を用いても何ら問題はない。
この裏紙認識装置が、画像形成を行おうとする紙を裏紙と認識した場合には、画像形成の設定を、カラー画像形成プロセスとは異なる感光体及び現像剤を用いて画像形成を行うかどうかユーザーに確認してもらうため、画像形成装置の操作パネルにその旨の表示や音声での問いかけたり、また、画像形成装置がプリンターの場合には、画像形成の命令を行ったパーソナルコンピュータ画面を介して、ユーザーに同様の問いかけを行い、ユーザーにカラー画像形成プロセスとは異なる感光体及び現像剤を用いて画像形成を行うかどうか判断してもらう。
また、予め、ユーザーがモノクロ画像印刷の設定や、印刷する画像の情報からカラーかモノクロ印刷を自動的に選択する自動カラー選択モードを選定している場合には、裏紙認識装置が画像形成を行おうとする紙を裏紙と認識した場合には、画像形成の設定を、カラー画像形成プロセスとは異なる感光体及び現像剤を用いて画像形成を行うようにすることが、ユーザーの手間もなく、効率的に回収トナーを利用できるため、好ましい。
本発明の画像形成装置における裏紙認識装置は、基本的には、画像形成を行う紙毎に検査することが基本であるが、例えば、ユーザーが複数枚の画像形成を同時に行おうとし、その画像形成で最初に印刷しようとした紙を裏紙と認識した場合には、連続して前記カラー画像形成プロセスとは異なる感光体上に潜像を形成するための潜像形成手段と前記カラー画像形成プロセスとは異なる感光体及び現像剤を用いて画像形成を行うようにすることが好ましい。
本発明の画像形成装置では、カラー画像形成プロセスの各色のトナー消費量を定期的に計測し、トナーの消費速度が閾値以下となった色は、カラー画像形成プロセスが潜像形成と潜像の顕像化を行った後、転写材への現像剤転写を行うことなく、クリーニング手段により潜像担持体上からトナーを除去、回収する所謂トナーリフレッシュを行うことにより、高画質のカラー画像形成を安定に行うことができるようになり好ましい。トナーリフレッシュを行わないと、トナー消費速度が遅い色のトナーは撹拌のみが行われるため、微粉のトナーが増えてしまったり、トナーから外添剤が外れたり、埋没したりするため、トナーの流動性、帯電性が新品のトナーに比べて異なってしまうため、高画質のカラー画像形成を安定に行うためには必要不可欠である。しかし、トナーリフレッシュを行うことは回収されるトナーの量を増大させしまう。本発明の画像形成装置では、回収したトナーを用いた画像形成を、ユーザーが抵抗なく行うことができるため好ましい。
なお、本実施例では、クリーニング装置としてクリーニングブレードを用いたものを紹介しているが、クリーニング装置として、バイアスブラシ又はバイアスローラ等を用いて感光体上の残留トナーを静電的に回収するものについても同様に考えることができる。
カラー画像形成装置における回収されたトナーは、上述したように複数の色の現像剤が混色された状態となっているため、この回収現像剤をそのままカラー画像形成プロセスにおける純正な現像剤として使用したり、正式な書類等をコピーする際の現像剤として再利用することは難しかったが、本実施形態に係る画像形成装置においては、図1に示したように、各クリーニングユニット5C、5M、5Y、5K、5Xにより各感光体上から除去された残留トナーを、トナー回収コイル15を通して一箇所に集めて回収し、あえて積極的に混色させてカラー画像形成プロセスで用いられる現像剤とは異なった色の再生トナーXとして生成し、トナー供給コイルにより、図1に示すような上記カラー画像形成プロセスに関与しない独立したリサイクル現像ユニット4Xに供給して再利用することが可能となる。これにより、社内での打ち合わせ資料や、社外に持ち出さない資料用の出力画像のトナーとして用いることは何の問題がなく、むしろトナーのコストがかからないため、積極的に利用される。
なお、図1に示す例では、画像形成要素は中間転写ベルト回転方向上流側から下流側に向けて、X(再生現像剤)、K(ブラック)、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)の順で並んでいるが、この順番に限るものでは無く、色順は任意に設定されるものである。
また、近接配置した帯電部材2として、感光体1表面と帯電部材2表面との間に200μm以下の空隙(ギャップ)を有するように、非接触状態で近接配置したタイプのものがある。空隙の距離から、コロトロン、スコロトロンに代表される公知の帯電器とは区別されるものである。本発明において使用される近接配置された帯電部材は、感光体表面との空隙を適切に制御できる機構のものであればいかなる形状のものでも良い。例えば、感光体の回転軸と帯電部材の回転軸を機械的に固定して、適正ギャップを有するような配置にすればよい。
図3は、帯電部材側にギャップ形成部材を配置した近接帯電機構を示す図である。帯電ローラの形状の帯電部材2を用い、帯電部材2の非画像形成部両端にギャップ形成部材2bを配置して、この部分のみを感光体1表面に当接させ、画像形成領域を非接触配置させる、あるいは、感光体1の非画像形成部の両端にギャップ形成部材を配置して、この部分のみを帯電部材表面に当接させ、画像形成領域を非接触配置させるような方法が、簡便な方法でギャップを安定して維持できる方法である。
しかし、潤滑性粒子はトナーから感光体へ移行できるように設計されているため、トナーの消費速度が遅い場合、トナーは現像剤中で撹拌され続けるとトナーから潤滑性粒子が離脱しやすい。トナーから潤滑性粒子が脱離したトナーを画像形成に用いると、感光体の摩耗速度が大きくなり、また感光体の各場所でのバラツキも大きくなるため、高画質のカラー画像形成を行うことはできなくなる。そのため、前述のトナーリフレッシュを行うことが非常に重要になる。そのため回収されるトナーの量を増大させしまう。本発明の画像形成装置では、回収したトナーを用いた画像形成を、ユーザーが抵抗なく行うことができるため好ましい。
図4は、プロセスカートリッジを示す図である。プロセスカートリッジとは、感光体1を内蔵し、他に帯電手段2、クリーニング手段5c、現像手段4等を含んで、画像形成装置本体に着脱自在に形成したものである。
また、プロセスカートリッジ化することにより、メンテナンスの面で有利であり、感光体1、帯電手段2、クリーニング手段5c、または現像装置4等に起因した故障を起こした場合、カートリッジを交換するだけで、早期に原状回復させることができるため、サービス時間を短縮することが可能になる。
2C、2M、2Y、2K、2X 帯電装置
2a 帯電ローラ
2b 帯電ローラギャップテープ
2c 帯電ローラ軸受
3C、3M、3Y、3K、3X レーザ光
4C、4M、4Y、4K、4X 現像装置
5C、5M、5Y、5K、5X クリーニング装置
5aC、5aM、5aY、5aK、5aX クリーニング容器
5a クリーニングブレード
5b ファーブラシ
5c クリーニング容器
6C、6M、6Y、6K、6X 画像形成要素(潜像形成手段)
7 転写紙
9 レジストローラ
10 中間転写ベルト
10a、10b、10c 支持ローラ
11C、11M、11Y、11K、11X 転写ローラ
12 2次転写部材
13 定着装置
14 中間転写ベルトのクリーニング装置
15 トナー回収コイル
17 紙
30 光源
31 裏面濃度検出CCD
Claims (10)
- 画像形成される紙の面と反対の面に、画像が形成されていることを認識することができる裏紙認識装置を有し、
複数の潜像担持体と、
潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、顕像化する現像手段と、
現像手段により顕像化された像担持体表面の可視像を転写媒体に転写する転写手段と、
被転写材への現像剤転写後の潜像担持体上に残留した残留トナーを潜像担持体上から除去するクリーニング手段と
からなる画像形成ユニットを各色毎に備えるカラー画像形成プロセスによりカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、
前記画像形成装置が、潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
潜像担持体上の潜像を顕像化する現像剤として一個所に回収した前記残留トナーと
を用いるモノクロ画像形成プロセスが可能であり、
前記裏紙認識装置で印刷する紙が裏紙と認識されたときに、このモノクロ画像形成プロセス用いて優先的に画像形成を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
ユーザーがモノクロモードまたは自動カラー選択モードを選択し、かつ、前記裏紙認識装置で印刷する紙が裏紙と認識されたときに、
前記モノクロ画像形成プロセスで画像形成を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2に記載の画像形成装置において、
連続して複数の画像形成を行う命令が為され、一枚目の画像形成を行う際に、
画像形成される紙が、画像形成される紙の面と反対の面に画像が形成されていると認識されたときは、
連続して、前記モノクロ画像形成プロセスで優先的に画像形成を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記カラー画像形成プロセスにおける潜像形成手段の最大の解像度が1000dpi以上であり、前記モノクロ画像形成プロセスにおける潜像形成手段の解像度が、600dpi以下であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記カラー画像形成プロセスが、定期的に潜像形成と潜像の顕像化を行った後、
転写材へトナーを転写することなく、クリーニング手段により潜像担持体上からトナーを除去、回収し、
回収したトナーを、前記モノクロ画像形成プロセスにおける潜像形成手段に用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置において、
前記カラー画像形成プロセスが、定期的に、潜像形成と潜像の顕像化とを行った後、
顕在化された画像の濃度を測定後、測定された画像の濃度に従い、画像形成プロセス条件を調整するとともに、潜在化された画像を転写材へトナーを転写することなく、クリーニング手段により潜像担持体上からトナーを除去、回収し、回収したトナーを前記モノクロ画像形成プロセスにおける潜像形成手段に用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6記載の画像形成装置において、
前記カラー画像形成プロセスが、定期的に、潜像形成と潜像の顕像化とを行った後、
顕在化された画像の濃度を測定後、測定された画像の濃度に従い、
画像形成プロセス条件の調整が、2000枚以下の画像形成をする毎に行われる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5ないし8のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記カラー画像形成プロセスの各色のトナー消費量を定期的に計測し、トナーの消費速度が閾値以下となった色は、前記カラー画像形成プロセスが潜像形成と潜像の顕像化とを行った後、
転写材への現像剤転写を行うことなく、クリーニング手段により潜像担持体上からトナーを除去、回収し、前記モノクロ画像形成プロセスにおける潜像形成手段に用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8に記載の画像形成装置において、
前記カラー画像形成プロセスの各色のトナーが潤滑性粒子を含有している
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9に記載の画像形成装置において、
前記潤滑性粒子が金属石鹸である
ことを特徴とする画像形成装置。
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