JP2007003565A - 画像形成装置および画像形成装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】トナーリユース方式や接触式転写手段の画像形成装置においても劣化トナーを排出できるトナー排出手段を設け、劣化トナーによるカブリや低濃度トラブル等による画像トラブルを未然に防止すること。
【解決手段】本発明は、帯電した感光体１に画像信号に応じた画像露光による静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを現像して用紙に転写する画像形成装置において、画像信号に応じた画像露光による静電潜像を現像する以外に、トナー排出用パターンの静電潜像を感光体１に形成し、そのトナー排出用パターンの静電潜像を現像して用紙Ｐに転写、定着して出力するトナー排出手段１０を備えているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、感光体上に形成したトナー像を直接または中間転写体を介して用紙に転写して像を形成する画像形成装置およびその制御プログラムに関し、特に、用紙上に転写されずに残った残トナーを再利用するトナーリユース方式の画像形成装置、または、接触式転写手段を備えた画像形成装置に用いて好適なものに関する。

近年、環境問題の高まりにより、用紙上に転写されずに残った残トナーを廃棄せずに、再度画像形成に使用するトナーリユース方式の画像形成装置が数多くある。この例では、現像器から感光体上に現像されたトナーのうち用紙に転写されることなく感光体上に残った残留トナーを、転写工程の後に感光体クリーナー（ブレード）により清掃回収し、回収したトナーを回収トナー搬送経路を経由し現像器へ搬入させ、以後の画像形成において再利用するものである。

また、他の例として中間転写体上から用紙に転写されることなく残った残留トナーを、中間転写体クリーナーで回収したり、中間転写体から感光体へ逆転写して感光体クリーナーで回収したりする方式によるトナーリユース方式の画像形成装置もある。

また、劣化トナーを排出するトナー排出手段を備えた画像形成装置もある。すなわち、現像機内で長時間攪拌されストレスを受けた劣化トナーは、カブリや低濃度トラブル等を発生させやすいため、定期的に感光体の非画像部にトナー排出用パターンを現像し、劣化トナーを排出する必要がある。特許文献１では、画像密度が低いほどより長時間トナーは現像機内で攪拌されるため、画像密度が低い時に強制的にトナーを排出させる手段を備えている。

特開２０００−２０６７４４号公報

しかしながら、前述のトナーリユース方式の画像形成装置において劣化トナーを排出するトナー排出手段を設けた場合、以下の課題が発生する。すなわち、トナーリユース方式の画像形成装置では、用紙に転写されないトナーは感光体クリーナーまたは中間転写体クリーナーで回収され、回収トナー搬送経路を経由し現像器へ戻される。したがって、劣化トナーを排出するため定期的に感光体の非画像部にトナー排出用パターンを現像しても、その劣化トナーは再び現像器に戻されてしまい、結果的にカブリや低濃度トラブル等の発生を防ぐことができない。

また、画像形成装置には、ロール、ベルト、ブレード等の形状をした転写手段を感光体に接触させ、転写手段と感光体の間を通過する用紙に静電気力や圧力により感光体上のトナーを転写させる接触式転写手段を備えた画像形成装置が多く存在する。このような接触式転写手段を備えた画像形成装置に劣化トナーを排出するトナー排出手段を設けると、以下の課題が発生する。

すなわち、劣化トナーを排出するため定期的に感光体の非画像部に現像されたトナー排出用パターンが、接触式転写手段と感光体の間に用紙が存在しないタイミングで接触式転写手段を通過すると、トナー排出用パターンのトナーが用紙を介せずに直接接触式転写手段に接触してしまうため、接触式転写手段をトナーで汚してしまう。この汚れは次に用紙の裏面に転移し画像の裏面汚れを発生してしまう。

この問題を回避するのは、転写手段と感光体の間に用紙が存在しない間は接触式転写手段を感光体と接触しない位置に移動させる接触式転写手段移動手段を設ける、または接触式転写手段の汚れを清掃する接触式転写手段クリーニング手段を設ける等の方法があるが、いずれもコストがかかり、装置が大型化する課題が発生する。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、帯電した感光体に画像信号に応じた画像露光による静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを現像して用紙に転写する画像形成装置において、画像信号に応じた画像露光による静電潜像を現像する以外に、トナー排出用パターンの静電潜像を感光体に形成し、そのトナー排出用パターンの静電潜像を現像して用紙に転写、定着して出力するトナー排出手段を備えているものである。

このような本発明では、画像信号に応じた画像形成で好ましくないトナーを排出するにあたり、トナー排出用パターンの静電潜像を感光体に形成し、そのトナー排出用パターンの静電潜像を現像して用紙に転写、定着して出力するため、トナー排出用パターンに現像された不要トナーを用紙に転写して外部へ排出できるようになる。

ここで、トナー排出用パターンによる不要トナーの転写は、画像信号に応じた画像形成を行う用紙の面とは反対の面や、同じ面で画像形成に影響のない部分に行う。また、バナーシートを出力する場合、そのバナーシートを利用して不要トナーを転写してもよい。

また、本発明は、帯電した感光体に画像信号に応じた画像露光による静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを現像して用紙に転写する制御を行う画像形成装置の制御プログラムにおいて、画像信号に応じた画像露光による静電潜像を現像する以外に、トナー排出用パターンの静電潜像を前記感光体に形成し、そのトナー排出用パターンの静電潜像を現像して用紙に転写、定着して出力する制御を行うものである。

このような本発明では、画像信号に応じた画像形成で好ましくないトナーを排出するにあたり、トナー排出用パターンの静電潜像を感光体に形成し、そのトナー排出用パターンの静電潜像を現像して用紙に転写、定着して出力する処理をプログラムによって実行するため、トナー排出用パターンに現像された不要トナーを用紙に転写して外部へ排出する制御が可能となる。

したがって、本発明によれば、画像形成に好ましくない劣化トナーを確実に外部へ排出することが可能となる。特に、トナーリユース方式や接触式転写手段の画像形成装置においても劣化トナーを確実に排出でき、劣化トナーによるカブリや低濃度トラブル等による画像形成トラブルを防止することが可能となる。また、ユーザーが各自の使用方法に適した方式でトナー排出を行うことも可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。なお、以下の説明において、本発明を適応する画像形成装置の一般的な構成は特開２０００−２０６７４４号公報、トナーを排出させる手段と現像トナー量予測手段は特開２０００−２０６７４４号公報、そしてバナーシート作成手段は特開平０８−２４５０５０号公報、特開２００４−０７４５４３号公報を参照するものとする。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の主要部を説明する模式図である。この画像形成装置は、感光体１、感光体１を一様に帯電する帯電器２、帯電された感光体１に画像信号に応じた画像露光を行い静電潜像を形成する露光器３、静電潜像にトナーを現像してトナー画像を現像する現像器４、現像されたトナーを直接または中間転写体を介して用紙Ｐに転写する転写部５を備えており、用紙Ｐ上に転写された転写トナー画像を定着手段（図示せず）で定着して画像を形成するものである。

本実施形態の画像形成装置では、画像形成後に、感光体１上に残留したトナーをブレード６１で回収する残留トナー回収部（クリーナー）６が設けられており、クリーナー内部のオーガー（感光体１の駆動力）により回収トナーを回収トナー搬送経路へ搬送し、最終的に現像器４内へ搬入している。

また、未使用トナーは未使用トナー収納部７に収納されており、別の駆動原（トナー補給モータＭ）により、トナー濃度または画像濃度に応じて現像器４内へ補給される。現像器４のトナー濃度はトナー濃度検出手段８１によって検出され、この検出値に基づきトナー補給制御手段８がトナー補給モータＭを制御して未使用トナーの供給量を制御している。

このような画像形成装置において、本実施形態では、劣化トナーによるカブリや低濃度トラブル等による画像トラブルを防止する構成に特徴がある。具体的には、画像信号に応じた画像露光による静電潜像を現像する以外に、トナー排出用パターンの静電潜像を感光体１に形成し、そのトナー排出用パターンの静電潜像を現像して用紙Ｐに劣化トナーを転写、定着して出力する制御を行うトナー排出手段１０を備えている。

トナー排出手段１０による処理は主としてプログラム処理として実現されており、以下にそのプログラム処理での動作の実施例を説明する。なお、以下の説明で図示されない符号は図１を参照するものとする。

（実施例１）
図２は、使用者がトナー排出手段１０による用紙Ｐ上へのトナー排出を所望のタイミングで実行するためのユーザインタフェース（トナー排出実行指示手段）操作画面を示す図である。この操作画面では、トナーリユース方式の画像形成装置において、画像にカブリや低濃度トラブルが発生した場合、使用者は操画面上のボタンＢ１の「トナー排出ボタン」を押すことで、トナー排出手段１０によりトナー排出用パターンを感光体１上に強制的に現像し、現像させたトナーを用紙Ｐに転写、定着し、画像形成装置外に排出させることができる。

これにより、使用者はトナーリユース方式の画像形成装置においても、所望の時に劣化トナーを現像機から排除し、カブリや低濃度トラブルを回避することができる。

また、図２の操作画面では、使用者がトナー排出を所望のタイミングで実行するのではなく、定期的または後述する実施例３のように所定の条件に応じて自動的に実行されるトナー排出実行の有無を指定できるボタンＢ２１、Ｂ２２（自動トナー排出モード実行の許可、非許可の選択ボタン）があり、許可のボタンＢ２１を選択することで自動的にトナー排出を行い、カブリや低濃度トラブルを事前に回避させることができる。

（実施例２）
図１に示す画像形成装置の転写部５は、感光体１に接触する転写ロールを有しており、感光体１と転写ロールとの間に用紙Ｐが通過するときに、図示しない電源から転写ロールにバイアス電位を加えることで感光体１上のトナーを用紙Ｐに静電力と圧力で転写する接触式転写手段である。この接触式転写手段は、用紙Ｐが通過しないときにも常時感光体１と接触している。

したがって、上記実施例１のようなトナーリユース方式の画像形成装置でなく、画像形成に使用されないトナーをクリーニング装置に回収する画像形成装置では、劣化トナーを排出するため感光体１にトナー排出用パターンを現像すると、転写ロールと感光体１とが直接接触していることから、トナー排出用パターンのトナーが転写ロールに移ってしまい、転写ロールをトナーで汚してしまうことになる。この汚れは次に通過する用紙の裏面に転移するため、画像の裏面汚れを発生してしまう。

そこで、実施例１と同様に、トナー排出手段１０によりトナー排出用パターンを感光体１上に強制的に現像し、現像させたトナーを用紙Ｐに転写、定着し、画像形成装置外に排出させることにより、接触式転写手段の画像形成装置においても、転写ローラをトナーで汚すことなしに劣化トナーを画像形成装置から排除し、カブリや低濃度トラブルを回避することができる。

（実施例３）
本実施例では、使用者がトナー排出手段１０による用紙Ｐ上へのトナー排出を所望のタイミングで実行するのでなく、特開２０００−２０６７４４号公報のように現像手段で現像されるトナー量を予測する現像トナー量予測手段を備え、トナー排出手段１０は現像トナー量予測手段のトナー量予測結果に応じて用紙Ｐ上へのトナー排出を自動的に実行する。

現像トナー量予測手段によるトナー量予測結果に応じたトナー排出実行の判定方法は特開２０００−２０６７４４号公報に記載の技術と同様のため記載省略するが、現像トナー量予測手段のトナー量予測結果に対して現像トナー量が所定以上少ないと判断した場合、自動的にトナー排出用パターンを感光体１上に強制的に現像し、現像させたトナーを用紙Ｐに転写、定着し、劣化トナーを画像形成装置外に排出させる。

このトナー排出手段１０による用紙Ｐ上へのトナー排出は、画像形成途中に一旦画像形成を中断して実行してもよいが、画像形成が終了するのを待って画像形成の後に実行してもよい。これにより、使用者が手動で実行しなくても自動的に用紙Ｐ上へのトナー排出を行うことができ、カブリや低濃度トラブルを未然に防止できる。

（実施例４）
図３は、使用者がトナー排出手段１０によるトナー排出の排出方法を選択するためのトナー排出方法選択手段の選択画面である。これまでの実施例では、本来の画像形成用の用紙とは別の用紙に排出トナーを転写、定着させてトナー排出を行っているが、本実施例ではトナー排出方法選択画面を用いて、＜設定１＞本来の画像形成用の用紙の裏面に排出トナーを転写、定着させる、＜設定２＞本来の画像形成用の用紙の画像面の端部に排出トナーを転写、定着し、その位置、大きさを指定できる、＜設定３＞これまでの実施例のように本来の画像形成用の用紙とは別の用紙に排出トナーを転写、定着させる、の３つの排出方法をボタンＢ３１、Ｂ３２、Ｂ３３によって選択できるようになっている。このように、各種の排出方法を使用者が使用状況に応じて選択できるようにすることで、トナーを排出するために用紙を排出させることの弊害を極力低下できるようにしている。

以下、個々のトナー排出方法の選択について説明する。
＜設定１＞…画像の裏面にトナー排出させる。
設定１を選択すると、トナー排出手段１０は使用者が片面モードで画像形成を実施する際に、画像形成装置を両面モードで動作させ、現像した排出トナーを画像形成を行う用紙の裏面に転写、定着し、劣化トナーを画像形成装置外に排出させる。図５は、用紙の裏面に排出トナーが転写されている例を示す図で、（ａ）は用紙の表面、（ｂ）は用紙の裏面を示している。このように、通常の画像形成は用紙Ｐの表面に行い、排出トナーＰＴは用紙Ｐの裏面に行っている。これにより、使用者が片面モードを使用する場合は、トナー排出のために専用の用紙を排出する必要なく、また排出パターンを裏面に作成させることで、使用者の本来の画像に影響を与えることなしに劣化トナーを画像形成装置外に排出させることができる。

＜設定２＞…画像面の端部にトナー排出させる。
前記設定１では、使用者が片面モードを選択していないとトナー排出ができず、さらに片面排出を選択していても排出のために画像形成装置は両面で動作させる必要がある。そこで、設定２では、排出トナーを画像形成面の必要な画像が形成されない端部に形成する。図６は、排出トナーが端部に形成された例を示す図である。この例では、用紙Ｐの中央部分に必要な画像が形成されているが、端部には必要な画像が形成されないため、この部分に排出トナーＰＴを転写、定着して画像形成装置外に排出させる。

このような設定２では、使用者が片面モード使用時には、画像形成を行う片面の用紙端部に、また両面モード使用時には、画像形成を行う両面の用紙端部に排出トナーを転写定着させる。これにより、使用者が使用するモードを変更せず、トナー排出のために専用の用紙を排出する必要もなく劣化トナーを画像形成装置外に排出させることができる。

なお、排出パターンを排出可能な用紙Ｐの端部の領域は使用者によって異なるため、設定２を選択した場合には図４に示すような端部に作成する排出パターンのサイズを指定する画面が用意されている。この画面から端部に作成する排出パターンの幅と長さを先端部、後端部個別に設定できるため、使用者は各自の使用形態に合わせ画像形成の邪魔にならない位置に排出パターン作成を設定できるようになる。

＜設定３＞…別用紙にトナー排出させる。
設定３は、画像形成用の用紙に排出パターンを作成させるのではなく、トナー排出のために別の用紙を使用して、その用紙に現像した排出トナーを転写、定着し劣化トナーを画像形成装置外に排出させる。

（実施例５）
本実施例の画像形成装置では、劣化トナーを用紙Ｐ上へ転写、定着して画像形成装置の外に排出するが、従来のように、用紙Ｐ上に排出トナーを転写しない場合のトナー排出用パターンは一般的には単純なベタ画像となっている。したがって、本実施例でも同様なベタ画像を用いて用紙Ｐ上に転写、定着すると、図５や図６に示すようなベタ画像の排出パターンとなる。

ここで、用紙上のトナー排出用パターンが単純なベタ画像であると、使用者は画像形成装置の故障によるミスプリントであると誤解する恐れがある。特に実施例３のように自動的にトナー排出用パターンを排出する場合はこの懸念が大きい。そこで、実施例５では、トナー排出用パターンとして、劣化トナー排出処理に伴うものであることを示すパターンにする。

図７は、トナー排出用パターンの例を示す図である。図７（ａ）に示す例では、用紙Ｐに転写される排出トナーＰＴのパターンとして、「このプリントは劣化トナー排出パターンです。」といった記載が設けてある。これにより、使用者がトナー排出パターンを画像形成装置の故障によるミスプリントあると誤解する恐れがなくなる。また、排出トナーＰＴのパターンは、上記のような「文字情報」である必要はなく、画像形成装置の故障によるミスプリントと区別ができれる、例えば図７（ｂ）に示すような模様や記号、抽象的なパターン画像であっても良い。

（実施例６）
これまでの実施例では、劣化トナーを用紙Ｐ上へ排出させるために、排出のための用紙や使用者の画像形成用の用紙上に排出パターンを作成した。本実施例では、バナーシートを作成するバナーシート作成手段を備えた画像形成装置に本発明を適応した例である。

バナーシートとは、複数の使用者により１台の画像形成装置を共有した場合に、排出された画像を使用者ごとに区別する目的等のため、画像信号による画像とは別に、使用者、使用時間、画像形成装置等の情報を記録した用紙であり、画像形成の前に出力されるものである（例えば、特開平０８−２４５０５０号公報、特開２００４−０７４５４３号公報参照。）。

図８は、バナーシートの一例を示す図である。バナーシートＢＳは、通常の画像形成ジョブの先頭に作成され、複数の使用者により１台の画像形成装置を共有した場合等に、排出された画像を使用者ごとに区別するための情報等が画像形成用の用紙とは別にプリントアウトされる。

図９は、バナーシートの四隅に劣化トナー排出パターンを付加した例で、これまでの実施例に従い、使用者がトナー排出手段１０による用紙上へのトナー排出を実行したり、トナー量予測結果に対して現像トナー量が所定以上少ないと判断した場合に、トナー排出手段１０は画像形成のための用紙ではなく、バナーシートＢＳに劣化トナー排出パターンを付加してトナーを排出させる。これにより、排出用に新たにプリント作成しないでも、既存のバナーシートＢＳでのトナー消費を増やすことで劣化トナーを排出できる。

なお、トナー排出手段１０は、バナーシートＢＳの裏面に劣化トナー排出パターンを付加するようにしてもよい。これにより、使用者にはトナー排出パターンをあまり目立たせないで劣化トナーを排出できる。

また、本実施例では劣化トナー排出パターンをバナーシートＢＳに転写しているが、バナーシート以外で通常の画像形成とは異なる用紙に転写してもよい。例えば、ＯＨＰフィルムの間に挿入される合紙や、その他、画像形成には直接使用されないが、形成する画像のために間接的に用いられる用紙を利用して劣化トナー排出パターンを転写すれば、同様な利点を得ることができる。

さらに、本実施例においては主としてドラム型の感光体１から成る像担持体を例として説明したが、中間転写ベルトを像担持体として用いる画像形成装置においても適用可能である。

本実施形態に係る画像形成装置の主要部を説明する模式図である。 ユーザインタフェース操作画面の例を示す図である。 トナー排出方法選択手段の選択画面の例を示す図である。 排出パターンのサイズを指定する画面の例を示す図である。 用紙の裏面に排出トナーが転写されている例を示す図である。 排出トナーが端部に形成された例を示す図である。 トナー排出用パターンの例を示す図である。 バナーシートの一例を示す図である。 バナーシートの四隅に劣化トナー排出パターンを付加した例を示す図である。

符号の説明

１…感光体、２…帯電器、３…露光器、４…現像器、５…転写部、６…残留トナー回収部、７…未使用トナー収容部、８…トナー補給制御手段、１０…トナー排出手段、Ｐ…用紙、ＰＴ…劣化トナー、ＢＳ…バナーシート

Claims (15)

1. 帯電した感光体に画像信号に応じた画像露光による静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを現像して用紙に転写する画像形成装置において、
   前記画像信号に応じた画像露光による静電潜像を現像する以外に、トナー排出用パターンの静電潜像を前記感光体に形成し、そのトナー排出用パターンの静電潜像を現像して用紙に転写、定着して出力するトナー排出手段を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体に現像されるトナーの量を予測する現像トナー量予測手段を備えており、
   前記トナー排出手段は、前記現像トナー量予測手段による予測結果に応じてトナー排出を自動実行する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 所望のタイミングで前記トナー排出手段によるトナー排出の実行指示を受け付けるトナー排出処理受け付け手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記トナー排出手段によるトナー排出の自動実行を行うか否かの指示を受け付けるトナー排出処理受け付け手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記トナー排出手段によるトナー排出用パターンの作成位置および大きさの指示を受け付けるトナー排出処理受け付け手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記トナー排出手段は、前記画像信号に応じた画像露光による静電潜像の現像でトナーを転写した用紙の面とは反対の面に前記トナー排出用パターンによるトナーを転写する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記トナー排出手段は、前記画像信号に応じた画像露光による静電潜像の現像でトナーを転写した用紙の面と同じ面に前記トナー排出用パターンによるトナーを転写する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記トナー排出手段は、前記画像信号に応じた画像露光による静電潜像の現像でトナーを転写した用紙とは別の用紙面に前記トナー排出用パターンによるトナーを転写する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
9. 前記トナー排出手段による前記トナー排出用パターンは、それがトナー排出処理に伴うものであることを示すパターンを有する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
10. 前記トナー排出手段は、前記トナー排出用パターンをバナーシートに転写する
    ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
11. 前記トナー排出手段は、前記トナー排出用パターンをバナーシートの内容が転写される面とは別の面に転写する
    ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
12. 前記トナー排出手段は、前記トナー排出用パターンをバナーシートの内容が転写される面と同じ面に、その内容に応じた大きさで転写する
    ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
13. 前記感光体に残留したトナーを回収して現像手段に戻す残留トナー回収手段を備えている
    ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
14. 前記用紙にトナーを転写する転写手段は、前記感光体と接触する部材を備える
    ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
15. 帯電した感光体に画像信号に応じた画像露光による静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを現像して用紙に転写する制御を行う画像形成装置の制御プログラムにおいて、
    前記画像信号に応じた画像露光による静電潜像を現像する以外に、トナー排出用パターンの静電潜像を前記感光体に形成し、そのトナー排出用パターンの静電潜像を現像して用紙に転写、定着して出力する制御を行う
    ことを特徴とする画像形成装置の制御プログラム。
    

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