JP2006227376A

JP2006227376A - 電子写真式印刷装置

Info

Publication number: JP2006227376A
Application number: JP2005042202A
Authority: JP
Inventors: Muneyuki Kikuchi; 宗志菊地
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】
トナー回収容器の交換を促す警告を表示するにあたり、トナー回収量を認識するために、機構的な複雑さを伴わず、コントラスト設定や印刷媒体の状態による転写効率の変動の影響をなくし、安定して正確なトナー回収量を算出することである。
【解決手段】
印刷中のトナーフィード駆動部の駆動回数または駆動累積時間を計測する計測手段と、コントラスト設定を基に転写効率を判断し、トナー回収容器に回収されたトナーの回収量を算出するトナー回収量算出手段とを備え、前記トナー回収容器のトナー回収許容量と前記トナー回収容器に回収されたトナーの回収量とを比較し、トナー回収量がトナー回収許容量に達した場合に、トナー回収容器の交換を促す警告を表示することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真式印刷装置に関するものである。

従来、電子写真式印刷装置においては、感光体上のトナー像を印刷媒体に転写後、感光体に残留するトナーや付着した紙粉は、次の画像形成に備えて清掃機により除去されている。清掃機の一例としては、回転ブラシによって感光体上の残留トナーを掻き落とす方法が存在する。清掃機により除去された残留トナーはトナー回収機構部により吸引されトナー回収容器に捕集されている。そして、回収した残留トナーがトナー回収容器から溢れ画像形成装置内に飛散してしまうのを防止するために、トナー回収容器の満杯を認識する手段を設け、満杯を認識した場合には、トナー回収容器の交換を促す警告表示をするように構成されるのが一般的である（例えば、特許文献１、２参照。）。

一方、トナー消費量に応じてトナー回収量を演算しトナー回収容器の交換を促す警告表示をするように構成が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

更に、トナー回収容器が満杯になる以前に、残留トナーがある一定量溜まった時点でトナー回収容器交換の予告を行う方法も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。

特開２００３−０６６８０２号公報

特開２０００−０９８８４３号公報

特開平０９−０２２２３７号公報

特開昭６０−１７５０７２号公報

しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。例えば、特許文献１や特許文献２では、トナー回収容器の満杯を認識するために機構的な手段を設け、トナー回収装置の構造が複雑となりコストアップにつながるという問題がある。

また、特許文献２では、トナーフィード回数と転写効率によりトナー回収量を算出しているが、転写効率は印刷媒体の種類（品質）やコントラストにより変動するため、トナー回収容器の交換をするまでの長い印刷時間に対して安定したトナー回収量を算出することが困難である。

更に、特許文献４では、トナー回収容器に回収されたトナー量のみを見てトナー回収容器の交換を促しているが、印刷中にトナー回収容器の交換を促す警告はスループットの低下を招く恐れがある。

本発明は、上記のような従来の課題を解決するものであり、機構的な複雑さを伴わず、しかも安定して正確なトナー回収量を算出することができ、スループットの低下も極力避けることのできる電子写真式印刷装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明の第一の発明では、トナーを貯溜するトナーホッパと、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて感光体に形成された静電潜像を現像する現像機と、前記トナーホッパから前記現像機へトナーを補給するトナーフィード駆動部とからなる現像機構部と、前記感光体上に形成されたトナー像を印刷媒体に転写した後の前記感光体上の残留トナーを清掃する清掃機と、前記清掃機からの残留トナーを吸引しトナー回収容器に捕集するトナー回収機構部と、印刷媒体に転写するトナー像のコントラストを設定する設定手段とを有する電子写真式印刷装置において、印刷中の前記トナーフィード駆動部の駆動回数または駆動累積時間を計測する計測手段と、前記コントラスト設定を基に転写効率を判断し、前記トナー回収容器に回収されたトナーの回収量を算出するトナー回収量算出手段とを備え、前記トナー回収容器のトナー回収許容量と前記トナー回収容器に回収されたトナー回収量とを比較し、トナー回収量がトナー回収許容量に達した場合に、トナー回収容器の交換を促す警告を表示することを特徴とする。

第二の発明では、上記第一の発明において、現像機から感光体に形成したトナー像を印刷媒体に転写する前に印刷媒体の抵抗を測定する印刷媒体抵抗測定手段を有し、前記印刷媒体抵抗測定手段により測定した印刷媒体抵抗値を基に印刷媒体の転写効率を判断し、前記トナー回収量算出手段によりトナー回収量を算出することを特徴とする。

第三の発明では、上記第一又は第二の発明において、感光体に形成したトナー像を印刷媒体に転写せずに全て清掃し、転写されなかったトナー消費量を算出する手段と前記トナー回収量算出手段により算出したトナー回収量の和を前記トナー回収許容量と比較することを特徴とする。

第四の発明では、上記第一、第二又は第三の発明において、前記トナー回収許容量は、電子写真式印刷装置の状態に対応した複数の値を持ち、電子写真式印刷装置の状態により段階的にトナー回収容器の交換を促す警告を表示することを特徴とする。

本発明によれば、トナー回収容器の満杯を認識するために機構的な手段を設ける必要がなく、コントラスト設定や印刷媒体の抵抗値により転写効率を判断し、更に、未転写トナー像のトナー回収量を計上することにより、安定して正確なトナー回収量を算出することができる。また、トナー回収容器の交換を促す警告を電子写真式印刷装置の状態により段階的に出すことでスループットの低下を避けることが出来る。

トナー回収容器に回収されたトナー回収量を安定して正確に算出するという目的を、機構的な手段を設けることなく、コントラスト設定や印刷媒体の抵抗値により転写効率を決めることで実現した。

以下実施例図面を参照して本発明を説明する。

図１は、本発明が適用された電子写真式印刷装置の現像機構部とトナー回収機構部を示す概略構成図である。粉体インクであるトナー１を充填したトナーボトル２をトナー補給口３へ装填し、トナー補給口３からトナーホッパ４へトナー１を供給する。トナーホッパ４はトナー１を蓄える容器であって、内部にトナーエンプティセンサ５を備え、トナーホッパ４のトナー不足を前記トナーエンプティセンサ５で検出する。トナーフィード駆動部６はトナーホッパ４から現像機７へトナー１を搬送する。（以下、トナーホッパ４から現像機７へのトナー補給をトナーフィードと称する。）現像機７内部でトナー１と該トナー１と摩擦帯電するキャリア８をある一定の割合で混合（以下、トナー濃度と称する。）してある２成分現像剤９は、感光体１２へ２成分現像剤９中のトナー１を現像するため、現像機７に保持された現像ロール１１にて搬送される。印刷を実行することにより２成分現像剤９のトナー１は消費され、コントラスト設定により一定のトナー濃度を保つように、トナー濃度検出センサ１０にて検出された値をもとに、トナーフィード制御が実行される。感光体１２に現像されたトナー像は、転写器１４により印刷媒体１３に転写される。ここで転写前に印刷媒体抵抗測定手段３０により計測された印刷媒体抵抗値は、転写効率を向上させるために、転写器制御部へフィードバックされている。しかし、転写後の感光体１２には、残留トナー１５があるため清掃機１６を回転させ、残留トナー１５を清掃機１６に吸着させる。清掃機１６に吸着した残留トナー１５は、吸引ブロア１８にてトナー回収機構部１７まで吸引され自重により落下し、トナー回収容器１９に回収される。

図２は、トナー回収量算出手段の概略を示す制御ブロック図である。トナー濃度検出センサ１０にて検出された現像機７内部のトナー濃度は、トナーフィード制御部２０にてトナー濃度が一定を保つように制御され、トナーフィード駆動部６にて現像機７へトナー１を供給する。このときトナーフィード駆動回数または駆動時間カウント部２１にてトナーフィード駆動部６の駆動回数または駆動時間をカウントする。トナーフィード駆動回数または駆動時間カウント部２１にてカウントされた値は、トナー回収量算出部２２に送信される。さらに、コントラスト設定部２３にて設定されたコントラスト情報を基にコントラスト転写効率変換部２４にて現在の転写効率を選択し、トナー回収量算出部２２へ送信する。トナー回収量算出部２２では、これらの受信した情報を基にトナーフィード当たりの回収量を算出し加算していき、トナー回収許容量比較部２５へ送信する。トナー回収許容量比較部２５では、トナー回収許容量とトナー回収量を比較し、トナー回収許容量を超えた場合、アラーム表示部２６にてトナー回収容器の交換を促す警告を表示する。

本構成において、トナー回収量算出部２２は、以下の計算を実施する。例えば、コントラスト設定が３段階であるとすると、各コントラスト設定における、予め実験予測計算に基づいて設定した転写効率による残留トナー率（１−転写効率）をそれぞれＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、トナーフィード駆動回数または駆動時間カウント部２１にてコントラスト毎にカウントされたカウント数をＸ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、駆動回数または駆動時間当たりのトナーフィード量をＹとすると、トナー回収量Ｚは、下式にて算出される。

Ｚ＝Ｘ_１×Ｙ×Ｍ_１＋Ｘ_２×Ｙ×Ｍ_２＋Ｘ_３×Ｙ×Ｍ_３…（１）
トナー回収許容量比較部２５は、予め実験予測計算に基づいて設定したトナー回収許容量をＬとすると、（１）式にて算出されたトナー回収量Ｚと比較し、Ｌ≦Ｚの関係になった時、トナー回収容器１９の交換を促す。このように、コントラスト設定による転写効率を考慮しトナー回収量Ｚを算出すれば、従来の方法に比べ正確なトナー回収容器１９の交換を促すことが可能となる。

図３は、本発明の他の実施例を示すトナー回収量算出手段の概略を示す制御ブロック図である。印刷媒体抵抗測定手段３０は、転写前の印刷媒体抵抗を計測し印刷媒体抵抗転写効率変換部３１へ印刷媒体抵抗値を送信する。印刷媒体抵抗転写効率変換部３１は、受信した印刷媒体抵抗値を基に転写効率を選択し、トナー回収量算出部２２へ送信する。その他の部分の機能は、前記図２の説明と同様である。ここで、例えば印刷媒体抵抗値による印刷媒体の状態（吸湿性）を３段階に分けて転写効率を設定した場合の残留トナー率（１−転写効率）をそれぞれＮ_１、Ｎ_２、Ｎ_３、トナーフィード駆動回数または駆動時間カウント部２１にて印刷媒体抵抗値毎にカウントされたカウント数をＸ_１’、Ｘ_２’、Ｘ_３’、駆動回数または駆動時間当たりのトナーフィード量をＹとすると、前記（１）式と同様に、トナー回収量Ｚは、下式にて算出される。

Ｚ＝Ｘ_１’×Ｙ×Ｎ_１＋Ｘ_２’×Ｙ×Ｎ_２＋Ｘ_３’×Ｙ×Ｎ_３…（２）
また、コントラスト設定と印刷媒体抵抗値の両方を考慮した場合、コントラスト設定１の場合のトナーフィード駆動回数または駆動時間カウント部２１にて印刷媒体抵抗値毎にカウントされたカウント数をＸ_１１、Ｘ_１２、Ｘ_１３、同様にコントラスト設定２、３のトナーフィード駆動回数または駆動時間カウント部２１にて印刷媒体抵抗値毎にカウントされたカウント数をＸ_２１、Ｘ_２２、Ｘ_２３、Ｘ_３１、Ｘ_３２、Ｘ_３３とし、定常状態の印刷媒体抵抗値における転写効率増減率を０と設定し、この時の残留トナー増減率（−転写効率増減率）をそれぞれＮ_１’、Ｎ_２’（０）、Ｎ_３’、とすると、トナー回収量Ｚは、下式にて算出される。

Ｚ＝Ｘ_１１×Ｙ×（Ｍ_１＋Ｎ_１’）＋Ｘ_１２×Ｙ×（Ｍ_１＋Ｎ_２’）＋Ｘ_１３×Ｙ×（Ｍ_１＋Ｎ_３’）
＋Ｘ_２１×Ｙ×（Ｍ_２＋Ｎ_１’）＋Ｘ_２２×Ｙ×（Ｍ_２＋Ｎ_２’）＋Ｘ_２３×Ｙ×（Ｍ_２＋Ｎ_３’）
＋Ｘ_３１×Ｙ×（Ｍ_３＋Ｎ_１’）＋Ｘ_３２×Ｙ×（Ｍ_３＋Ｎ_２’）＋Ｘ_３３×Ｙ×（Ｍ_３＋Ｎ_３’）
…（３）
（２）式、または、（３）式により算出したトナー回収量Ｚをトナー回収許容量Ｌと比較しトナー回収容器１９の交換を促す方法もまた、従来の方法に比べ正確なトナー回収容器１９の交換を促すことが可能となる。

更に、トナー付着量（パッチ）制御機能を有し、パッチ制御のために感光体１２に形成したトナー像を印刷媒体１３に転写せずにパッチ制御を実施する電子写真式印刷装置においては、予め実験予測計算に基づいて設定した一回のパッチ制御で回収されるトナー量をＡとし、パッチ制御実行回数をＦとすると、パッチ制御実施によるトナー回収量Ｚ_１は、下式にて算出される。

Ｚ_１＝Ａ×Ｆ…（４）
同様に、パッチ制御に関わらず、感光体に形成したトナー像を印刷媒体に転写せずに全て清掃する場合のトナー回収量を算出することも可能である。

（４）式で算出したトナー回収量を前記（１）式、（２）式、または、（３）式に加算することにより、更に正確なトナー回収量を得ることが出来、トナー回収許容量と比較することで、従来の方法に比べかなり正確なトナー回収容器１９の交換を促すことが可能となる。

以上の説明では、感光体上の残留トナーの回収量について述べたが、中間転写体を有する電子写真式印刷装置においては、中間転写体上の残留トナーの回収量についても同様に実施することができる。

図４は、トナー回収許容量Ｌを電子写真式印刷装置の状態により、段階的に持たせた場合の処理フローである。前述したトナー回収量算出方法によりトナー回収量Ｚを求めた場合に、トナー回収容器１９の交換を促すためのトナー回収許容量Ｌを電子写真式印刷装置の状態に合わせて３段階にそれぞれＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３と分けたとする。ここでトナー回収許容量は、Ｌ_１＜Ｌ_２＜Ｌ_３の関係で設定したとすると、ステップ４ａでトナー補給を実施中かを判断し補給中の場合、ステップ４ｂでトナー回収量Ｚが第一のトナー回収許容量Ｌ_１に達したかを判断し、達していた場合は、ステップ４ｃでトナー回収容器１９の交換を促すための警告を表示する。トナー補給中でない場合は、ステップ４ｄにて印刷中かを判断し、印刷中で無い場合は、ステップ４ｅで第二のトナー回収許容量Ｌ_２とトナー回収量Ｚを比較し、トナー回収量Ｚが第二のトナー回収許容量Ｌ_２を超えていた場合、前記ステップ４ｃでトナー回収容器１９の交換を促すための警告を表示する。印刷中である場合は、ステップ４ｆで第三のトナー回収許容量Ｌ_３とトナー回収量Ｚを比較し、トナー回収量Ｚが第三のトナー回収許容量Ｌ_３を超えていた場合、前記ステップ４ｃでトナー回収容器１９の交換を促すための警告を表示する。ここで、第三のトナー回収許容量Ｌ_３は、これ以上トナーを回収すると、トナー回収容器１９から回収トナーが溢れ出す値を設定しておくのが連続印刷を極力停止しないようにするには望ましい。こうすることにより、印刷中のトナー回収容器１９の交換を促すための警告を極力避けることが出来、スループットの低下を防ぐことが可能となる。

現像機構部とトナー回収機構部の概略構成図である。（実施例１）トナー回収量算出手段の概略を示す制御ブロック図である。（実施例１）トナー回収量算出手段の概略を示す制御ブロック図である。（実施例２）トナー回収容器交換を促す警告表示の検出方法を示すフローチャートである。（実施例１、２）

符号の説明

１…トナー、２…トナーボトル、３…トナー補給口、４…トナーホッパ、５…トナーエンプティセンサ、６…トナーフィード駆動部、７…現像機、８…キャリア、９…２成分現像剤、１０…トナー濃度検出センサ、１１…現像ロール、１２…感光体、１３…印刷媒体、１４…転写器、１５…残留トナー、１６…清掃機、１７…トナー回収機構部、１８…吸引ブロア、１９…トナー回収容器、２０…トナーフィード制御部、２１…トナーフィード駆動回数または駆動時間カウント部、２２…トナー回収量算出部、２３…コントラスト設定部、２４…コントラスト転写効率変換部、２５…トナー回収許容量比較部、２６…アラーム表示部、３０…印刷媒体抵抗測定手段、３１…印刷媒体抵抗転写効率変換部。

Claims

トナーを貯溜するトナーホッパと、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて感光体に形成された静電潜像を現像する現像機と、前記トナーホッパから前記現像機へトナーを補給するトナーフィード駆動部とからなる現像機構部と、前記感光体上に形成されたトナー像を印刷媒体に転写した後の前記感光体上の残留トナーを清掃する清掃機と、前記清掃機からの残留トナーを吸引しトナー回収容器に捕集するトナー回収機構部と、印刷媒体に転写するトナー像のコントラストを設定する設定手段とを有する電子写真式印刷装置において、印刷中の前記トナーフィード駆動部の駆動回数または駆動累積時間を計測する計測手段と、前記コントラスト設定を基に転写効率を判断し、前記トナー回収容器に回収されたトナーの回収量を算出するトナー回収量算出手段とを備え、前記トナー回収容器のトナー回収許容量と前記トナー回収容器に回収されたトナー回収量とを比較し、トナー回収量がトナー回収許容量に達した場合に、トナー回収容器の交換を促す警告を表示することを特徴とする電子写真式印刷装置。
前記現像機から感光体に形成したトナー像を印刷媒体に転写する前に印刷媒体の抵抗を測定する印刷媒体抵抗測定手段を有し、該印刷媒体抵抗測定手段により測定した印刷媒体抵抗値を基に印刷媒体の転写効率を判断し、前記トナー回収量算出手段によりトナー回収量を算出することを特徴とする請求項１記載の電子写真式印刷装置。
前記感光体に形成したトナー像を印刷媒体に転写せずに全て清掃し、転写されなかったトナー消費量を算出する手段と前記トナー回収量算出手段により算出したトナー回収量の和を前記トナー回収許容量と比較することを特徴とする請求項１又は２記載の電子写真式印刷装置。
前記トナー回収許容量は、電子写真式印刷装置の状態に対応した複数の値を持ち、電子写真式印刷装置の状態により段階的にトナー回収容器の交換を促す警告を表示することを特徴とする請求項１、２、及び３の何れかに記載の電子写真式印刷装置。