JP2006215319A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の画像形成ユニットおよび中間転写体を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a plurality of image forming units and an intermediate transfer member.
従来、複数の画像形成ユニットおよび中間転写体を備えた、プリンタや複写機またはこれらの複合機などの画像形成装置において、各々の画像形成ユニットには、画像形成動作において中間転写体に転写されず感光体ドラムに残留したトナーを回収するトナー回収容器が設けられている。転写媒体に沿って配置された画像形成ユニットのトナー回収容器には、転写媒体の搬送方向上流部よりも下流部のものに多くのトナーが回収されるため、特許文献1では、転写媒体の搬送方向下流部のものほどトナー回収容器の容量を大きくして、全てのトナーを使い切ると全てのトナー回収容器がほぼ一杯になるように構成された画像形成装置が提案されている。これによると、トナー回収容器を最小限の大きさとできるため、画像形成装置を小型化することが可能となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, or a composite machine including a plurality of image forming units and an intermediate transfer member, each image forming unit is not transferred to the intermediate transfer member in an image forming operation. A toner collection container for collecting the toner remaining on the photosensitive drum is provided. In the toner collection container of the image forming unit arranged along the transfer medium, a large amount of toner is collected in the downstream portion of the transfer medium in the transport direction, so in Patent Document 1, the transfer medium is transported. An image forming apparatus has been proposed in which the capacity of the toner collection container is increased toward the downstream side in the direction so that all the toner collection containers are almost full when all the toner is used up. According to this, since the toner collection container can be made the minimum size, the image forming apparatus can be downsized.
また、近年の画像形成装置はデジタル化されており、形成する画像のデータが制御装置によって画像形成ユニットに転送され、それに基づいて感光体ドラム上に静電潜像が形成されるため、この画像のデータによって各々の画像形成ユニットで消費されたトナー量を計算することができる。
ところで、画像形成ユニットでは、現像器において攪拌され、帯電したトナーが感光体ドラムに供給されて静電潜像が顕像化される。低濃度の画像を形成する場合には、高濃度の画像を形成する場合と比べて、トナーが感光体ドラムに供給されるまでに攪拌される時間が長くなるためトナーの帯電量が多くなる。従って、低濃度の画像を連続して形成した場合、トナーの帯電量が多くなり過ぎて、形成される画像濃度が所望の濃度よりも低下することとなる。 By the way, in the image forming unit, the toner stirred and charged in the developing device is supplied to the photosensitive drum, and the electrostatic latent image is visualized. In the case of forming a low density image, the amount of charge of the toner is increased because the time for stirring until the toner is supplied to the photosensitive drum becomes longer than in the case of forming a high density image. Therefore, when low density images are continuously formed, the toner charge amount becomes excessive, and the formed image density is lower than the desired density.
そこで、所定の濃度以下の画像形成が連続した場合には、各画像形成ユニットにおいて所定の大きさ、濃度のトナー画像を感光体ドラム上に形成して、帯電量の多すぎるトナーを強制的に消費し、画像形成に用いられるトナーの帯電量を適切に保つ動作(以下トナー強制消費動作とする)が行われる。 Therefore, when image formation of a predetermined density or lower is continued, a toner image having a predetermined size and density is formed on the photosensitive drum in each image forming unit, and toner with an excessive charge amount is forcibly applied. An operation for keeping the charge amount of the toner used for image formation appropriately (hereinafter referred to as toner forced consumption operation) is performed.
通常の画像形成動作で感光体ドラム上に形成されたトナー画像の大部分は中間転写体に転写されるため、各々の画像形成ユニットに設けられたトナー回収容器に回収されるトナーは感光体ドラム上に形成されたトナー画像の一部である。しかし、トナー強制消費動作で感光体ドラム上に形成されたトナー画像は、中間転写体が傷まないように中間転写体には転写しないのが望ましく、全てが各々の画像形成ユニットに設けられたトナー回収容器に回収される。 Since most of the toner image formed on the photosensitive drum in the normal image forming operation is transferred to the intermediate transfer member, the toner recovered in the toner recovery container provided in each image forming unit is the photosensitive drum. It is a part of the toner image formed on the top. However, it is desirable not to transfer the toner image formed on the photosensitive drum by the forced toner consumption operation to the intermediate transfer member so that the intermediate transfer member is not damaged, and all the toner images provided in each image forming unit It is collected in a collection container.
そのため、トナー強制消費動作が頻繁に行われるほど、各々の画像形成ユニットに設けられたトナー回収容器が早く満たされることとなるため、特許文献1で提案された画像形成装置ではトナー回収容器があふれる可能性がある。これを防ぐためにはトナー回収容器にトナーが一杯になったことを検知する検知センサを設ける必要がある。しかし、検知センサを設けるのはコストの増加およびトナー回収容器の容量の減少に繋がるため避けたい。 For this reason, the more frequently the forced toner consumption operation is performed, the faster the toner collection containers provided in the respective image forming units are filled. Therefore, in the image forming apparatus proposed in Patent Document 1, the toner collection containers overflow. there is a possibility. In order to prevent this, it is necessary to provide a detection sensor for detecting that the toner collecting container is full of toner. However, providing a detection sensor is not recommended because it leads to an increase in cost and a decrease in the capacity of the toner collection container.
そこで、本発明では、検知センサを設けなくても各々の画像形成ユニットに設けられたトナー回収容器があふれることがなく、かつ中間転写体が傷みにくい、トナー回収容器の小型化およびトナー強制消費動作による画質の維持が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, the toner collection container provided in each image forming unit does not overflow without providing a detection sensor, and the intermediate transfer member is not easily damaged. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of maintaining image quality according to the above.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、感光体ドラムと、この感光体ドラムの表面にトナーを供給するトナー容器と、前記感光体ドラムから回収されたトナーを収容する第1の廃トナー回収タンクとをそれぞれ有する複数の画像形成ユニットと、前記感光体ドラムから前記トナー画像が転写される中間転写体と、この中間転写体から回収されたトナーを収容する第2の廃トナー回収タンクと、制御装置とを備え、所定の画像形成動作後に前記感光体ドラムの周面に所定のトナー画像を形成するトナー強制消費動作を行う画像形成装置において、前記制御装置は、画像形成動作および前記トナー強制消費動作を制御し、かつ前記画像形成動作および前記トナー強制消費動作においてトナー画像を形成するのに用いたデータに基づいて各前記画像形成ユニットのトナー容器の使用開始時点から消費されたトナーの量pを計算することと、前記感光体ドラムから前記中間転写体にトナー画像を転写する場合に転写されるトナー画像のトナー量の転写される前のトナー量に対する割合xと前記pに基づいて各前記画像形成ユニットの前記第1の廃トナー回収タンクに回収されている廃トナーの量qを計算することとができるものであり、前記トナー強制消費動作において前記感光体ドラムの周面に形成された前記所定のトナー画像は、前記トナー容器に収容された初期トナー量をP、前記第1の廃トナー回収タンクの容量をQとして、前記制御装置による計算結果が(Q−q)>(1−x)・(P−p)である場合は前記中間転写体に転写されずに全て前記第1の廃トナー回収タンクに回収され、前記制御装置による計算結果が(Q−q)=(1−x)・(P−p)である場合は前記感光体ドラムから前記中間転写体に転写され、前記中間転写体に転写されたトナーは前記第2の廃トナー回収タンクに回収され、前記感光体ドラムに残留したトナーは前記第1の廃トナー回収タンクに回収されることを特徴とする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a photosensitive drum, a toner container that supplies toner to the surface of the photosensitive drum, and a first container that accommodates toner collected from the photosensitive drum. A plurality of image forming units each having a waste toner recovery tank; an intermediate transfer member to which the toner image is transferred from the photosensitive drum; and a second waste toner recovery member for storing toner recovered from the intermediate transfer member An image forming apparatus comprising a tank and a control device, and performing a forced toner consumption operation for forming a predetermined toner image on the circumferential surface of the photosensitive drum after a predetermined image forming operation. Based on data used to control the toner forced consumption operation and to form a toner image in the image forming operation and the toner forced consumption operation. Calculating the amount of toner p consumed from the start of use of the toner container of the image forming unit, and the amount of toner of the toner image transferred when transferring the toner image from the photosensitive drum to the intermediate transfer member; The amount q of waste toner collected in the first waste toner collection tank of each image forming unit can be calculated based on the ratio x to the amount of toner before transfer and the p. In the forced toner consumption operation, the predetermined toner image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum has an initial toner amount P stored in the toner container and a capacity of the first waste toner recovery tank Q. If the calculation result by the control device is (Qq)> (1-x) · (Pp), the first waste toner recovery tank is not transferred to the intermediate transfer member. When it is collected and the calculation result by the controller is (Qq) = (1−x) · (P−p), it is transferred from the photosensitive drum to the intermediate transfer member and transferred to the intermediate transfer member. The toner thus collected is collected in the second waste toner collection tank, and the toner remaining on the photosensitive drum is collected in the first waste toner collection tank.
この構成によると、画像を形成するに従ってトナー容器に収容されているトナーの量の計算値(P−p)および第1の廃トナータンクの残容量の計算値(Q−q)が減少するが、トナー容器に収容されているトナー(P−p)を全て感光体ドラムおよび中間転写体に転写した場合に第1の廃トナータンクで回収される量の計算値(1−x)・(P−p)が、(Q−q)未満の場合は、トナー強制消費動作で形成された所定のトナー画像は中間転写体には転写せず全て第1の廃トナータンクで回収し、中間転写体には転写しない。(1−x)・(P−p)が(Q−q)到達すると、トナー強制消費動作で形成された所定のトナー画像は中間転写体にも転写し、第1の廃トナータンクと第2の廃トナータンクの双方で回収する。そのため、第1の廃トナータンクがトナー強制消費動作を行わないことを想定した最小限の容量(1−x)・P以上の容量を有していれば、トナー強制消費動作によって画質を維持しつつ、中間転写ベルトを最大限使用せず傷まないようにし、かつ廃トナー量を検知するセンサを設けることなく廃トナーがあふれるのを防ぐことができる。 According to this configuration, the calculated value (Pp) of the amount of toner stored in the toner container and the calculated value (Qq) of the remaining capacity of the first waste toner tank decrease as the image is formed. When the toner (Pp) contained in the toner container is all transferred to the photosensitive drum and the intermediate transfer member, the calculated value (1-x) · (P -P) is less than (Qq), the predetermined toner image formed by the toner forced consumption operation is not transferred to the intermediate transfer member, but is all collected in the first waste toner tank, and the intermediate transfer member Do not transfer to. When (1-x) · (Pp) reaches (Qq), the predetermined toner image formed by the forced toner consumption operation is also transferred to the intermediate transfer member, and the first waste toner tank and the second waste toner tank Collected in both waste toner tanks. Therefore, if the first waste toner tank has a capacity equal to or greater than the minimum capacity (1-x) · P assuming that the toner forced consumption operation is not performed, the image quality is maintained by the toner forced consumption operation. However, it is possible to prevent the waste toner from overflowing without maximizing the use of the intermediate transfer belt so as not to be damaged and without providing a sensor for detecting the waste toner amount.
(2)また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御装置が、各前記画像形成ユニットのpおよびqと、前記中間転写体上のトナー画像を用紙に転写した場合に転写されるトナー画像のトナー量の転写される前のトナー量に対する割合とに基づいて、前記第2の廃トナー回収タンクに回収されている廃トナーの量rを計算し、前記第2の廃トナー回収タンクの容量をRとして、前記制御装置による計算結果がr=Rに達すると、前記第2の廃トナー回収タンクが交換されるまで動作を中断することを特徴とする。 (2) According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the control device transfers the image when the toner images on the intermediate transfer body and p and q of the image forming units are transferred to a sheet. Based on the ratio of the toner amount of the toner image to the toner amount before transfer, the amount r of waste toner recovered in the second waste toner recovery tank is calculated, and the second waste toner recovery tank When the calculation result of the control device reaches r = R, the operation is suspended until the second waste toner recovery tank is replaced.
この構成によると、第2の廃トナー回収タンクで回収されている廃トナーの量の計算値rが廃トナー回収タンクの容量Rに達すると、第2の廃トナー回収タンクが交換されるまで画像形成装置は動作を中断する。そのため、第2の廃トナー回収タンクは、廃トナー量を検知するセンサを設けることなく廃トナーがあふれるのを防ぐことができる。 According to this configuration, when the calculated value r of the amount of waste toner collected in the second waste toner collection tank reaches the capacity R of the waste toner collection tank, the image is displayed until the second waste toner collection tank is replaced. The forming device interrupts operation. Therefore, the second waste toner collection tank can prevent the waste toner from overflowing without providing a sensor for detecting the amount of waste toner.
(3)また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第2の廃トナー回収タンクに回収されたトナーの量が所定の量に達したことを検知する廃トナー検知センサを設けたことを特徴とする。 (3) Further, according to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, a waste toner detection sensor for detecting that the amount of toner collected in the second waste toner collection tank has reached a predetermined amount is provided. It is characterized by.
この構成によると、廃トナー検知センサが第2の廃トナー回収タンクの廃トナーが所定の量に達したことを検知するため、廃トナーがあふれるのを防ぐことができる。 According to this configuration, the waste toner detection sensor detects that the amount of waste toner in the second waste toner collection tank has reached a predetermined amount, so that it is possible to prevent the waste toner from overflowing.
(4)また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記所定の画像形成動作が、平均濃度が10%以下の画像を所定枚数の用紙に連続して形成することであることを特徴とする。 (4) Further, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the predetermined image forming operation is to continuously form images having an average density of 10% or less on a predetermined number of sheets. To do.
この構成によると、ある用紙に画像の形成を完了した時点で、それ以前の所定の枚数の用紙に形成した画像の平均濃度が10%以下であるときに、トナー強制消費動作を開始するため、帯電量が増加して画像形成に適しなくなったトナーを、確実に画像形成に用いないようにすることができる。 According to this configuration, when the image formation on a certain sheet is completed and the average density of the image formed on the predetermined number of sheets before that is 10% or less, the forced toner consumption operation is started. It is possible to ensure that toner whose charge amount has increased and is no longer suitable for image formation is not used for image formation.
(5)また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記所定のトナー画像が、前記画像形成ユニットで形成可能な最大幅であり、A4用紙の10%以下の面積のトナー画像に相当する量のトナーからなることを特徴とする。 (5) According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the predetermined toner image has a maximum width that can be formed by the image forming unit, and corresponds to a toner image having an area of 10% or less of A4 paper. It is characterized by comprising an amount of toner.
この構成によると、画像形成ユニットで形成可能な最大幅の、A4用紙の10%以下の面積のトナー画像に相当する量のトナーからなるトナー画像が、帯電量が増加して画像形成に適しなくなったトナーとして、トナー強制消費動作によって各画像形成ユニットで形成され、画像形成ユニットの幅方向にまんべんなく消費されるため、画像形成に適したトナーによって用紙に画像を形成することができる。また、画像形成に適したトナーまでは用いられないため、トナーを無駄にすることがない。 According to this configuration, a toner image made up of an amount of toner corresponding to a toner image having an area of 10% or less of A4 paper of the maximum width that can be formed by the image forming unit is not suitable for image formation due to an increase in charge amount. Since the toner is formed in each image forming unit by a toner forced consumption operation and is consumed evenly in the width direction of the image forming unit, an image can be formed on a sheet with toner suitable for image formation. Further, since toner suitable for image formation is not used, toner is not wasted.
(6)また本発明は、上記構成の画像形成装置において、トナー容器と第1の廃トナー回収タンクとが一体であることを特徴とする。 (6) According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the toner container and the first waste toner recovery tank are integrated.
この構成によると、空になったトナー容器と、上記制御によって廃トナーがあふれることなくほぼ一杯になった第1の廃トナー回収タンクとを同時に交換することができる。 According to this configuration, the empty toner container and the first waste toner recovery tank that is almost full without waste toner overflowing due to the above control can be replaced at the same time.
本発明によると、制御装置によって画像のデータに基づいてその画像の形成に用いたトナー量などを計算することによって、検知センサを設けなくても各々の画像形成ユニットに設けられた第1のトナー回収容器から廃トナーがあふれることがなく、この容器の小型化が可能な画像形成装置を得ることができる。また、この画像形成装置では、トナー強制消費動作によって用紙に形成される画質を維持することができ、さらに、可能な限りトナー強制消費動作で形成されたトナー画像を転写しないため中間転写体が傷みにくい。 According to the present invention, the control device calculates the amount of toner used for forming the image based on the image data, so that the first toner provided in each image forming unit without providing the detection sensor. It is possible to obtain an image forming apparatus in which the waste toner does not overflow from the collection container and the container can be miniaturized. Further, in this image forming apparatus, the image quality formed on the paper by the forced toner consumption operation can be maintained, and further, the toner image formed by the forced toner consumption operation is not transferred as much as possible, so that the intermediate transfer member is damaged. Hateful.
本発明の実施形態を図1〜図3を用いて説明する。図1は本発明の画像形成装置の実施形態に係るプリンタの概略構成図、図2は画像形成ユニット近傍の部分拡大図、図3はトナー容器と第1の廃トナー回収容器の斜視図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic configuration diagram of a printer according to an embodiment of an image forming apparatus of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view in the vicinity of an image forming unit, and FIG. 3 is a perspective view of a toner container and a first waste toner collecting container. .
まずプリンタ10の各部について説明する。プリンタ10の内部には、制御装置12、給紙部30、画像形成部40および定着部60が設けられている。制御装置12はプリンタ10の用紙搬送動作や画像形成動作などの動作を制御するものである。
First, each part of the
給紙部30について説明する。給紙部30は給紙カセット31、給紙ローラ32、搬送ローラ対33およびレジストローラ対34からなる。給紙カセット31は、用紙37を収容するものであり、プリンタ10の下部に配設されている。用紙37はここから給紙ローラ32により1枚ずつ用紙搬送路36へ送り出され、搬送ローラ対33、レジストローラ対34によって搬送される。
The
次に画像形成部40について説明する。画像形成部40はイエロー、シアン、マゼンタおよびブラック用の画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50d、一次転写ローラ41、中間転写ベルト42ならびにベルトクリーニング器47からなる。
Next, the
画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dはタンデム配置されており、配列順序は変更可能である。各々の画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dと中間転写ベルト42を介して対向する位置に一次転写ローラ41が1本ずつ配置される。
The
中間転写ベルト42は、駆動ローラ45と、従動ローラ46aおよび46bとによって張架支持されている。中間転写ベルト42の上側の外面に全ての画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dが接触している。支持ローラ55aは中間転写ベルト42を駆動させるものであり、中間転写ベルト42は図1において右回り(矢印方向)に回転する。本実施形態では、従動ローラは46aおよび46bの2本としているが、画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dが中間転写ベルト42に接触する限りにおいて1本以上であればよい。また、中間転写ベルト42は、画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dで形成されたトナー画像が転写され、ここからさらに用紙に転写するための中間転写体として機能するものであり、ベルトに限らず、ドラム状のものであってもよい。
The
ベルトクリーニング器47は、用紙37に転写されなかったトナーを中間転写ベルト42から除去するもので、中間転写ベルト42に接するブレードを備える。
The
画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dの画像を形成する部分はいずれも同じ構造であり、図2に示すように、中間転写ベルト42の回転に合わせて回転する感光体ドラム51の周囲に、感光体ドラム51の上方から回転方向(矢印方向)に従って、帯電器52、LEDプリントヘッド53、現像器54、さらに中間転写ベルト42との接触部を挟んで、クリーニング器55および除電器56を周辺要素として配列している。現像器54には、トナー容器57が取り付けられており、ここからトナーが供給される。図3に示すように、トナー容器57は上部に設けられた第1の廃トナー回収タンク58と一体に成形されている。
The
最後に定着部60について説明する。定着部60は定着ローラ61と加圧ローラ62とが圧接してなり、ここで用紙37に転写されたトナー画像が加熱・加圧されて用紙37に定着される。
Finally, the fixing
次に画像形成動作を説明する。使用者が、本体10に直接またはネットワークを経由して接続された図示しない外部コンピュータから画像形成の指示を出すと、制御装置12がこの指示を受けて各部を動作させる。図1および図2において、中間転写ベルト42は駆動ローラ45によって右回り(矢印方向)に回転し、これに接触する各画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dの感光体ドラム51は対応して左回り(矢印方向)に回転する。感光体ドラム51が回転すると、感光体ドラム51の表面は、まず帯電器52により均一に帯電される。次に、外部コンピュータから送られた原稿画像の電気信号に基づいて、多数のLEDからなるLEDプリントヘッド53から照射される光により、用紙37に形成される画像の部分又は前記画像以外の部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム51の表面に静電潜像が形成される。そして現像器54に設けられた現像ローラ54aによって攪拌され、帯電したトナーが感光体ドラム51上に供給され、前記静電潜像がトナー画像として顕像化する。
Next, an image forming operation will be described. When a user issues an image formation instruction from an external computer (not shown) connected to the
感光体ドラム51がさらに回転し、前記トナー画像が中間転写ベルト42を挟んで一次転写ローラ41と対向する位置に来たときに、一次転写ローラ41にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加され、前記トナー画像が感光体ドラム51から中間転写ベルト42に転写される。転写されなかった残留トナーはクリーニング器55によって除去され、図2でクリーニング器55の手前側に設けられた、コイルばねを内蔵した廃トナー搬送管59によって第1の廃トナー回収タンク58に搬送され、上面に設けられた廃トナー回収口58aから回収される。また、感光体ドラム51の表面に残った電荷は除電器56によって除去される。
When the
中間転写ベルト42上に画像形成ユニット50aから50b、50c、50dの順にトナー画像が転写により積み重ねられ、さらに中間転写ベルト42が回転し、前記積み重ねられたトナー画像が二次転写ローラ43と対向する位置に来たときに、それに合わせて中間転写ベルト42と二次転写ローラ43との間に用紙37が用紙搬送路36を搬送されてくる。このとき二次転写ローラ43にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加され、前記積み重ねられたトナー画像が中間転写ベルト42から用紙37に転写される。中間転写ベルト42上の転写されなかった残留トナーは、ベルトクリーニング器47によって中間転写ベルト42上から除去され、第2の廃トナー回収タンク48に回収される。トナー画像が転写された用紙37は、定着部60に搬送され、前述したように加熱・加圧されてトナー画像が定着され、排出ローラ対64によってプリンタ10の上部に設けられた排紙トレイ65に排出される。
Toner images are stacked on the
本発明の実施形態において、トナー画像は全て制御装置12を経た画像データを用いて形成されているため、制御装置12はこの画像データから、画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dの各々で感光体ドラム51上に形成された、トナー画像のトナー量sを計算することができる。
In the embodiment of the present invention, all the toner images are formed using the image data that has passed through the
また、前述したように、感光体ドラム51上に形成されたトナー画像は、一次転写ローラ41によって中間転写ベルト42に転写されるものと、転写されずに感光体ドラム51上に残留するものとがある。トナー画像のうち、中間転写ベルト42に転写されたもののトナー量の、転写される前のトナー量に対する割合を一次転写効率xとする。同様に、中間転写ベルト42上のトナー画像のうち、二次転写ローラ43によって用紙37に転写されるもののトナー量の、転写される前のトナー量に対する割合を二次転写効率yとする。これら一次転写効率xおよび二次転写効率yは事前の実験によって求めることが可能である。ここで、トナー量は重量であっても体積であっても構わない。一般に、重量で計算した場合、一次転写効率xは約90%、二次転写効率yは約95%である。
Further, as described above, the toner image formed on the
トナー量がsのトナー画像では、中間転写ベルト42に転写される量はx・s、第1の廃トナー回収タンク58で回収される量は(1−x)・sである。また、中間転写ベルト42に転写されたx・sのトナーのうち、用紙37に転写される量はy・x・s、第2の廃トナー回収タンク48で回収される量は、(1−y)・x・sである。
For the toner image having the toner amount s, the amount transferred to the
トナー容器57の交換時点からある時点tまでに形成した各々の画像のトナー量sを全て集計すると、それまでに使用したトナー量pが計算できる。トナー容器57中の初期トナー量をPとして制御装置12に設定することによって、時点tでのトナー容器57中のトナー残量は(P−p)として計算できる。
By summing up all the toner amounts s of the respective images formed from the replacement time of the
同様にトナー容器57の交換時点、すなわち第1の廃トナータンク58の交換時点から時点tまで集計した第1の廃トナータンク58で回収した廃トナー量qと、第1の廃トナータンク58の廃トナーの容量Qから、時点tでの第1の廃トナータンク58の残容量を(Q−q)として計算できる。
Similarly, the amount of waste toner q collected in the first
従って、第1の廃トナータンク58に廃トナー量を検知するセンサを設けなくても、トナー容器57が空になったことおよび第1の廃トナータンク58の残容量がなくなったことを制御装置12で計算することができる。
Therefore, even if a sensor for detecting the amount of waste toner is not provided in the first
また、感光体ドラム51上に形成したトナー画像を全て中間転写ベルト42に転写するようにした場合、第1の廃トナータンクには(1−x)・Pの廃トナーが回収されることになるため、第1の廃トナータンク58の容量Qを(1−x)・P以上にすれば、制御装置12で第1の廃トナータンク58の残容量を計算しなくても、第1の廃トナータンク58から廃トナーをあふれさせることなくトナー容器57の全てのトナーを使い切ることができる。つまり、本発明の実施形態のようにトナー容器57と第1の廃トナータンク58とが一体成形されている場合でも、第1の廃トナータンクをできる限り小さくしつつも、トナーを無駄にすることがない。
Further, when all the toner images formed on the
次にトナー強制消費動作について説明する。現像器54では高濃度の画像を形成できる量のトナーを攪拌し、帯電させるため、低濃度の画像を形成した場合、この帯電したトナーのうち、一部しか利用されない。そのため、低濃度の画像を連続して形成すると、現像器54内部で攪拌されるが利用されないトナーは帯電量が多くなりすぎることになる。帯電量が多くなりすぎたトナーを用いて形成された画像は濃度が所望の濃度よりも低いものとなるため、ある時点においてそれまでの画像形成動作がある条件に達すると、用紙に形成する画像とは別の所定のトナー画像を感光体ドラム51に形成して、このトナーを強制的に消費する動作を行う。ここでは、この動作をトナー強制消費動作と呼ぶ。
Next, the forced toner consumption operation will be described. The developing
本発明の実施形態において、トナー強制消費動作は、ある用紙に画像の形成を完了した時点で、それ以前の連続した所定の枚数(例えばこの場合100枚)の用紙に形成した画像の平均濃度が10%以下であるときに行う。 In the embodiment of the present invention, the toner forcible consumption operation is performed when the average density of images formed on a predetermined number of consecutive sheets (for example, 100 sheets in this case) at the time when image formation is completed on a certain sheet is completed. Performed when 10% or less.
ここで、本発明の実施形態におけるトナー画像の濃度について説明する。トナー画像は例えば一辺が0.04mmの正方形の升目からなっており、各升目にはトナーが存在するか存在しないかのどちらかの状態である。あるトナー画像を構成する升目に全てトナーが存在している場合、そのトナー画像は濃度100%であり、その升目の半分にトナーが存在している場合、濃度50%であるとする。この升目は正方形に限られず、長方形、六角形などであってもよい。 Here, the density of the toner image in the embodiment of the present invention will be described. The toner image is composed of square grids having a side of 0.04 mm, for example, and each grid is in a state where toner is present or absent. It is assumed that the toner image has a density of 100% when all of the cells constituting a toner image are present, and the toner image has a density of 50% when toner is present in half of the cells. The grid is not limited to a square but may be a rectangle, a hexagon, or the like.
トナー強制消費動作で形成されるトナー画像(以下画像Aとする)は、画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dによって形成される最大幅であり、A4用紙の10%以下の面積のトナー画像、つまりA4用紙の10%以下の面積の升目に存在しているトナーに相当する量のトナーからなるものである。ただし、画像Aのトナー量は0であることはない。これによって、画像形成に適しないトナーを画像形成ユニットの幅方向にまんべんなく消費することができ、かつ画像形成に適したトナーまでも画像Aとして無駄に消費するのを避けることができる。トナー強制消費動作を開始するための画像形成動作の条件や、画像Aの大きさや濃度、トナー量は、用いる画像形成装置ごとに適宜変更して構わない。
A toner image formed by the forced toner consumption operation (hereinafter referred to as image A) has a maximum width formed by the
画像Aは、中間転写ベルト42を保護する観点から、中間転写ベルト42には転写せず、感光体ドラム51から全て第1の廃トナー回収タンク58に回収するのが好ましい。画像Aのトナー量をaとすると、第1の廃トナー回収タンク58に回収されるトナー量は、中間転写ベルト42に転写した場合では(1−x)・aであり、中間転写ベルト42に転写しない場合ではaである。xが90%であるとすると、10倍の違いがある。従って、画像Aを中間転写ベルト42に転写しない制御をした場合、プリンタ10で濃度の低い画像を多く形成すると、第1の廃トナー回収タンク58は濃度の高い画像ばかりを形成したときと比べて多くの廃トナーが回収される。第1の廃トナー回収タンクが、限られたスペースに設けるためなどの理由で小さいものであるとき、想定したよりも多くの回数のトナー強制消費動作が行われると廃トナーがあふれてしまう。
From the viewpoint of protecting the
しかし、前述した、制御装置12によって計算した時点tでのトナー容器57中のトナー残量(P−p)と、第1の廃トナー回収タンク58の残容量(Q−q)に基づいて、画像Aを中間転写ベルト42に転写し、第2の廃トナー回収タンク48にも回収するようにすれば、廃トナー量の検知センサを設けることなく、第1の廃トナー回収タンク58からトナーがあふれるのを防ぐことができる。
However, based on the remaining amount of toner (P−p) in the
トナー容器57の初期トナー量Pおよび、第1の廃トナー回収タンク58の容量Qの関係は、第1の廃トナー回収タンク58で中間転写ベルト42に転写されなかったトナー容器57中のトナーを回収できるようにし、かつ数回分の画像Aを回収できるようにするために、Q>(1−x)・Pに設定されている。
The relationship between the initial toner amount P of the
画像形成動作およびトナー強制消費動作を行うに従って、(Q−q)および(P−p)が減少し、制御装置12での計算結果が当初の(Q−q)>(1−x)・(P−p)から、ある時点で(Q−q)=(1−x)・(P−p)に到達する。この時点で、トナー容器57中のトナーを全て感光体ドラム51から中間転写ベルト42に転写したとき、転写されずに感光体ドラム51に残ったものがちょうど第1の廃トナー回収タンク58で回収されることになる。つまり、この時点以降に画像Aを全て第1の廃トナー回収タンク58で回収したのではトナーがあふれることになる。
As the image forming operation and the forced toner consumption operation are performed, (Qq) and (Pp) decrease, and the calculation result in the
そこで、この時点以降は画像Aを中間転写ベルト42に転写し、第1の廃トナー回収タンク58と第2の廃トナー回収タンク48で回収するようにすると、トナー容器57のトナーを使い切ると同時に第1の廃トナー回収タンク58の廃トナーが容量一杯となる。
Therefore, if the image A is transferred to the
以上のように構成することにより、中間転写ベルト42の使用を最低限としながら、第1の廃トナー回収タンク58に廃トナー量の検知センサを設けなくても廃トナーがあふれることなく、トナー強制消費動作による画質の維持が可能である。また、第1の廃トナー回収タンク58の小型化も可能であり、画像形成装置内の限られた空間に配置することが可能となる。
With the above-described configuration, the use of the
次に、第2の廃トナー回収タンク48で回収されるトナーについて説明する。全てのトナー容器57および第2の廃トナー回収タンク48は同時に交換されるとは限らない。しかし、任意の時点から別の任意の時点までに各々のトナー容器57から使用したトナー量は、画像Aを中間転写ベルトに転写したかどうかも考慮して制御装置12で計算できる。これに基づいて全ての画像形成ユニット50a、50b、50cおよび50dで使用したトナー量を集計すれば、この間に第2の廃トナー回収タンク48に回収された廃トナー量も制御装置12で計算することができる。第2の廃トナー回収タンク48を交換した時点から、ある時点までに第2の廃トナー回収タンク48で回収した廃トナー量をrとし、第2の廃トナー回収タンク48の容量をRとすれば、制御装置12の計算結果がr=Rとなったときに、画像形成動作を中断し、図示しない表示部に第2の廃トナー回収タンク48を交換する旨を表示させれば、第2の廃トナー回収タンクから廃トナーをあふれさせることはない。このとき、図示しない表示部に第2の廃トナー回収タンク48の交換を使用者に促す旨を表示させれば、画像形成動作が中断したことで使用者がとまどうことがない。
Next, the toner collected in the second waste
また、第2の廃トナー回収タンク48に反射式センサなどからなる、廃トナー量を検知するセンサ(不図示)を設けてもよい。この場合、上記のような複雑な計算を制御装置12で行うことなく第2の廃トナー回収タンク48から廃トナーをあふれさせることはない。
The second waste
本発明は、カラーコピー機、プリンタなど、中間転写体を利用する画像形成装置一般に利用することができる。 The present invention can be generally used for an image forming apparatus using an intermediate transfer member such as a color copying machine and a printer.
10 プリンタ
12 制御装置
42 中間転写ベルト
48 第2の廃トナー回収タンク
51 感光体ドラム
57 トナー容器
58 第1の廃トナー回収タンク
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記制御装置は、画像形成動作および前記トナー強制消費動作を制御し、かつ前記画像形成動作および前記トナー強制消費動作においてトナー画像を形成するのに用いたデータに基づいて各前記画像形成ユニットのトナー容器の使用開始時点から消費されたトナーの量pを計算することと、前記感光体ドラムから前記中間転写体にトナー画像を転写する場合に転写されるトナー画像のトナー量の転写される前のトナー量に対する割合xと前記pに基づいて各前記画像形成ユニットの前記第1の廃トナー回収タンクに回収されている廃トナーの量qを計算することとができるものであり、
前記トナー強制消費動作において前記感光体ドラムの周面に形成された前記所定のトナー画像は、前記トナー容器に収容された初期トナー量をP、前記第1の廃トナー回収タンクの容量をQとして、前記制御装置による計算結果が(Q−q)>(1−x)・(P−p)である場合は前記中間転写体に転写されずに全て前記第1の廃トナー回収タンクに回収され、前記制御装置による計算結果が(Q−q)=(1−x)・(P−p)である場合は前記感光体ドラムから前記中間転写体に転写され、前記中間転写体に転写されたトナーは前記第2の廃トナー回収タンクに回収され、前記感光体ドラムに残留したトナーは前記第1の廃トナー回収タンクに回収されることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of image forming units each having a photosensitive drum, a toner container for supplying toner to the surface of the photosensitive drum, and a first waste toner recovery tank for storing toner recovered from the photosensitive drum; An intermediate transfer member to which the toner image is transferred from the photosensitive drum, a second waste toner recovery tank for storing toner recovered from the intermediate transfer member, and a control device, and after a predetermined image forming operation In the image forming apparatus for performing a forced toner consumption operation for forming a predetermined toner image on the peripheral surface of the photosensitive drum,
The control device controls the image forming operation and the toner forced consumption operation, and the toner of each of the image forming units based on data used to form a toner image in the image forming operation and the toner forced consumption operation Calculating the amount p of toner consumed from the start of use of the container, and transferring the toner amount of the toner image transferred when the toner image is transferred from the photosensitive drum to the intermediate transfer body before being transferred. The amount q of waste toner collected in the first waste toner collection tank of each image forming unit can be calculated based on the ratio x to the toner amount and p.
In the forced toner consumption operation, the predetermined toner image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum has an initial toner amount P stored in the toner container and a capacity Q of the first waste toner recovery tank. When the calculation result by the control device is (Qq)> (1-x) · (Pp), all are collected in the first waste toner collection tank without being transferred to the intermediate transfer member. When the calculation result by the control device is (Q−q) = (1−x) · (P−p), the image is transferred from the photosensitive drum to the intermediate transfer member and transferred to the intermediate transfer member. An image forming apparatus, wherein toner is collected in the second waste toner collection tank, and toner remaining on the photosensitive drum is collected in the first waste toner collection tank.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011123521A (en) * | 2011-02-16 | 2011-06-23 | Oki Data Corp | Image forming apparatus |
JP2013164465A (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Sharp Corp | Image forming device |
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- 2005-02-04 JP JP2005028775A patent/JP2006215319A/en active Pending
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