JP2007033495A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 回収トナーの量を計算する方法として、画像データの情報に基づくものがあるが、高画質化のための画像形成プロセスの複雑化、画像形成装置のネットワーク対応、カラー化等が進んだ画像形成装置では、計算に大きな狂いがでるという問題を解決する。
【解決手段】 非転写トナー像の情報を回収トナー量の計算に算入する。
【選択図】 図4
【解決手段】 非転写トナー像の情報を回収トナー量の計算に算入する。
【選択図】 図4
Description
本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、クリーニング装置により回収されたトナーの回収技術に関する。
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体や中間転写体上にトナー像を形成し、形成したトナー像を記録材や中間転写体等の転写体に転写し記録材上のトナー像を定着することにより記録材上に画像が形成される。感光体から直接記録材に転写する画像形成装置では、転写後の感光体はクリーニング装置でクリーニングされ繰り返し使用される。また、中間転写体を用いた画像形成装置では、転写後の感光体及び転写後の中間転写体がクリーニング装置でクリーニングされ繰り返し使用される。
感光体及び中間転写体のクリーニングでは、トナーが回収されるが、回収されたトナーは回収容器に収容され廃棄されるか又は現像装置において再使用される。廃棄される場合は、回収容器に収容され回収容器が満杯になったときに、回収容器を装置から取り外すことが行われる。
回収容器を用いる構成では、回収容器にトナーが満杯になったことを検知することが必要になる。
回収容器にトナーが満杯になったことを検知する方法としては、圧電センサ等の満杯センサを用いて、満杯を直接検知する方法と、画像形成工程から取得出来る情報を用いて回収トナーの量を計算により求める方法とがある。
直接検知する方法では安定した検知が困難であり、誤検知が起きやすいという問題がある。
計算により回収トナーを求める方法としては、特許文献1に記載されている方法や特許文献2に記載されている方法がある。
特許文献1の方法ではデジタル露光装置の発光時間から回収トナー量を計算している。
特許文献2では、記録する画像を解析し、ベタ画像やライン画像などに分類して回収トナー量を計算している。
特開昭63−247783号公報
特開平6−324608号公報
近年の電子写真画像形成装置では、主として高画質化を目的とした種々の制御が行われており、画像形成工程が複雑化していること、カラー画像形成装置が普及していること、ネットワークプリンタとしての用途が多いこと等により、特許文献1、2のような従来の計算方法では、計算結果と実際の回収量との間に大きな乖離が生じて、回収容器からトナーが溢れる等の不具合が生じるおそれが出てきている。
従来技術を用いた場合の計算結果と実際の回収量との乖離の原因は、主に次の二つに集約される。
(1)画像形成工程の複雑化、カラー化
現像剤の劣化による画質低下を防止するために、非転写トナー像、即ち、記録材に転写されないトナー像を形成することが多い。即ち、ステイプル、裁断、製本などの後処理を行っている期間にも現像装置が作動し現像剤を攪拌する結果、現像剤が劣化したり、低いカバレッジの画像を形成する場合に、低いトナー消費率のために、トナーが長期間現像装置内に滞留してトナーが劣化したり、カラー画像形成装置において単色画像形成を行った場合に、トナーの消費がない状態で作動する現像装置において現像剤が劣化するなどの原因により現像剤が劣化した場合に、現像剤の劣化に対する対策として、現像装置内のトナーを強制排出して、現像装置内のトナーを新トナーで置き換えることが行われ、このために、像担持体上に記録画像ではないトナー像が形成され、転写されることなく、クリーニング装置において像担持体から除去・回収される。
(1)画像形成工程の複雑化、カラー化
現像剤の劣化による画質低下を防止するために、非転写トナー像、即ち、記録材に転写されないトナー像を形成することが多い。即ち、ステイプル、裁断、製本などの後処理を行っている期間にも現像装置が作動し現像剤を攪拌する結果、現像剤が劣化したり、低いカバレッジの画像を形成する場合に、低いトナー消費率のために、トナーが長期間現像装置内に滞留してトナーが劣化したり、カラー画像形成装置において単色画像形成を行った場合に、トナーの消費がない状態で作動する現像装置において現像剤が劣化するなどの原因により現像剤が劣化した場合に、現像剤の劣化に対する対策として、現像装置内のトナーを強制排出して、現像装置内のトナーを新トナーで置き換えることが行われ、このために、像担持体上に記録画像ではないトナー像が形成され、転写されることなく、クリーニング装置において像担持体から除去・回収される。
更に、画質制御、即ち、露光装置、現像装置、トナー補給装置等の制御を行って画像濃度を一定に維持する制御のために、像担持体上に基準トナー像を形成することが行われる。このような強制排出を目的として形成されるトナー像及び画質制御を目的として形成されるトナー像は転写されることなく、クリーニング装置に持ち込まれ、クリーニング装置において、回収される。
(2)ネットワーク化
ネットワークプリンタにおいては、ネットワーク上の各PC(パーソナルコンピュータ)から少ない頁のプリント依頼が多数行われることが多く、画像形成装置は少ない枚数のジョブを繰り返し実行することが多く、起動/停止の回数が複写機などに比較して格段に多くなる。
(2)ネットワーク化
ネットワークプリンタにおいては、ネットワーク上の各PC(パーソナルコンピュータ)から少ない頁のプリント依頼が多数行われることが多く、画像形成装置は少ない枚数のジョブを繰り返し実行することが多く、起動/停止の回数が複写機などに比較して格段に多くなる。
このために、起動時及び停止時に像担持体に付着し、クリーニング装置に持ち込まれ、回収されるトナーの量が多くなる。
起動/停止時において生ずる像担持体へのトナー付着を図1により説明する。
図1は、像担持体の帯電極性と同極性に帯電したトナーを用いて、像担持体の帯電極性と同極性の現像バイアスを現像剤担持体に印加して現像を行う反転現像の場合である。
縦軸は電位を示し、横軸は像担持体上の位置を示す。横軸の矢印は感光体の移動方向を示す。なお、図は電位を絶対値で示している。
帯電装置による帯電電位の変化には、オンの時及びオフの時において傾斜があり、先頭部では、位置p1の立ち上がりから最高電位に達する位置p3まで、距離が存在する。同様に、後端部においても、最高電位から位置p4で降下し始め、位置p6でゼロ電位となり、位置p4とp6間に距離が存在する。
これに対して、現像バイアスのオン・オフでは、位置p2で立ち上がると同時に最高電位に達し、位置p5で瞬時にゼロ電位になる。
その結果、図の斜線で示すように、現像バイアスが像担持体の帯電電位よりも高い区間ができる。反転現像においては、現像バイアス>像担持体電位のときに、トナーが現像装置から移動して像担持体に付着するので、図1の斜線で示す像担持体部分にはトナーが付着する。
なお、斜線部が生じないように帯電装置の起動/停止タイミング及び現像バイアス電源の起動/停止タイミングを設定すれば、トナー付着はなくなるが、現像剤担持体の電位よりも像担持体の電位が高く、且つ、その電位差が大きくなるめたに、キャリアが像担持体に付着するキャリア付着が起こるので、キャリア付着をなくするために、図1のようなトナー付着が起こるような条件設定となる。
画像形成装置の起動/停止時に像担持体に付着したトナーも転写されることなく、クリーニング装置に持ち込まれ、回収される。
特許文献1、2のように、記録画像の情報に基づいてトナー回収量を計算したのでは、前記に説明した、回収トナー、即ち、転写されることなくクリーニング装置に持ち込まれ、クリーニング装置において回収されるトナーの量が算入されないために、計算結果が実際に回収される量から大きく乖離することになる。
本発明は、クリーニング装置により回収されるトナーの量を計算に関する従来技術における前記の問題を解決し、計算により正確に回収トナーの量を推定することができる計算手段を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
前記目的は、下記の発明により達成される。
(請求項1)
像担持体、該像担持体上にトナー像を形成する画像形成部、前記像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写装置、転写後の前記像担持体をクリーニングするクリーニング装置、前記クリーニング装置において回収されたトナーを収容する回収トナー容器及び前記クリーニング装置において回収されるトナーの量を計算する計算手段を有する画像形成装置において、前記計算手段は、少なくとも、前記像担持体上に形成される非転写トナー像の情報を回収トナー量の計算に算入することを特徴とする画像形成装置。
(請求項2)
前記計算手段は、少なくとも次のA、B、C及びDの情報に基づいて回収トナー量を計算することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(請求項1)
像担持体、該像担持体上にトナー像を形成する画像形成部、前記像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写装置、転写後の前記像担持体をクリーニングするクリーニング装置、前記クリーニング装置において回収されたトナーを収容する回収トナー容器及び前記クリーニング装置において回収されるトナーの量を計算する計算手段を有する画像形成装置において、前記計算手段は、少なくとも、前記像担持体上に形成される非転写トナー像の情報を回収トナー量の計算に算入することを特徴とする画像形成装置。
(請求項2)
前記計算手段は、少なくとも次のA、B、C及びDの情報に基づいて回収トナー量を計算することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
A:前記像担持体上に転写画像を形成するための画像データ
B:非転写トナー像の情報
C:前記像担持体の移動距離
D:前記像担持体の起動/停止回数
(請求項3)
前記計算手段は、前記像担持体の1回の起動/停止における回収トナー量を一定量とし、該一定量に前記起動/停止の回数を乗ずることにより回収トナー量を計算することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(請求項4)
回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が警告レベルの第1所定量に達したことを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項5)
回収トナーを収容する容器及び前記回収トナーを前記容器に収容するか又は前記画像形成部の現像装置に送るかを選択する選択手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項6)
回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が停止レベルの第2所定量に達したことを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項7)
回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が停止レベルの第2所定量に達したときに、前記選択手段が、回収トナーを前記現像装置に搬送することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
B:非転写トナー像の情報
C:前記像担持体の移動距離
D:前記像担持体の起動/停止回数
(請求項3)
前記計算手段は、前記像担持体の1回の起動/停止における回収トナー量を一定量とし、該一定量に前記起動/停止の回数を乗ずることにより回収トナー量を計算することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(請求項4)
回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が警告レベルの第1所定量に達したことを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項5)
回収トナーを収容する容器及び前記回収トナーを前記容器に収容するか又は前記画像形成部の現像装置に送るかを選択する選択手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項6)
回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が停止レベルの第2所定量に達したことを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項7)
回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が停止レベルの第2所定量に達したときに、前記選択手段が、回収トナーを前記現像装置に搬送することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
請求項1〜7の発明により、回収トナーの量が正確に推定出来るので、回収容器のトナーが溢れる等の事故を確実に防止することができる。しかも、回収トナーの満杯を検知するための部品を付加するのではないので、コストの増加を伴うことなく、正確な満杯検知を行うことが可能となる。
請求項3の発明によりきわめて簡単な計算により、正確な回収トナーの量を推定することが可能となる。
請求項4の発明により、回収容器のトナー量が満杯に近くなったことを知ることが出来るので、満杯による装置の停止等を行う必要が無くなる。
請求項6の発明により、満杯時に回収容器からトナーが溢れると言う事故が確実に防止される。
請求項5又は請求項7の発明により、満杯時に回収容器からトナーが溢れると言う事故が確実に防止されるとともに、満杯により画像形成装置が停止することがないので、装置の不慮の停止が防止される。
図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
(1)実施の形態1
<画像形成装置>
図2は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
(1)実施の形態1
<画像形成装置>
図2は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
画像形成装置は、画像読取位置に原稿を1枚ずつ搬送する自動原稿搬送装置A、原稿を読み取って画像データを生成する画像読取部B及び画像を形成する画像形成部Cを有する。画像形成部Cは帯電装置2、露光装置3及び現像装置4を有し、像担持体としての感光体1に対し、帯電装置2により電荷が付与され、露光装置3からのレーザ光照射により静電潜像を形成し、現像装置4により感光体1上にトナー像を形成する。記録材収納部から供給された転写体としての記録材P上に転写装置7によりトナー像が転写され、分離装置9により記録材Pが感光体1から分離され、クリーニング装置8により転写残のトナーが除去される。トナー像が転写された転写体としての記録材Pは、定着装置10へ搬送され、定着装置10により定着処理される。定着処理された記録材Pはストレート排紙、反転排紙され、或いは両面画像形成に応じて排紙・搬送される。
記録材Pは複数の給紙トレイ20に収納されており、給紙搬送部21によりレジストローラ23に搬送され、レジストローラ23により転写装置7が配置された転写位置に供給される。22は手差し給紙トレイである。
ストレート排紙においては、定着装置10から排出された記録材Pは切替ゲート26により案内されて直進し、排紙皿28に排出される。反転排紙においては、定着装置10から排出された記録材Pは切替ゲート26により、縦搬送路25Aを下方に搬送された後に、スイッチバックして上方に搬送され、排紙ローラ24により排紙皿28に排紙される。
両面画像形成においては、定着装置10から排出された記録材Pは縦搬送路25Aを下方に搬送され、反転搬送路25Bにおいてスイッチバックして、表裏反転された後に再給紙路25Cを経て、レジストローラ23に搬送され、レジストローラ23により画像形成部に搬送されて裏面画像が転写される。
次に、リサイクルトナーの搬送を説明する。
図3は図2における現像装置、クリーニング装置、感光体ドラム周辺を拡大した断面図である。
図3において、感光体1上の残留トナーは、感光体1の回転方向の下流側に設けられたクリーニングブレード8Bで掻き落とされ、ガイドローラ8Aでトナー補給槽81に導かれ、スクリュー82で回収搬送され、トナー補給槽81内に一旦貯留され、逐次、スクリュー83を介して現像装置4に戻され再利用される。なお、スクリュー82、83は不図示の駆動機構によって回転する。
次に、トナー補給容器に収納されている新トナーの撹拌手段、搬送解除停止手段、制御手段等について説明する。
図3において、トナー補給装置42は、トナー補給容器421より新トナーを現像装置4へ搬送・補給する。撹拌手段422はトナー補給容器421を回転させて容器内のトナーを撹拌する。また、搬送解除停止手段423はトナー補給容器421から現像装置4の方向へのトナーの搬送を解除したり停止したりする手段であり、本実施の形態ではシャッタの開閉により行っているが、これに限定されるものではない。トナー中間補給手段424は、トナー補給容器421より現像装置4へ補給するトナーを一時貯蔵するトナー中間補給槽を有し、トナーを現像装置4に補給する。また、撹拌手段425はトナー中間補給槽424内のトナーを撹拌する手段であって、内部の2つのスクリューを有し、その回転によってトナーを撹拌する。
図4、5によりクリーニング装置8において回収されたトナーの回収容器への回収と現像装置4へのリサイクルについて説明する。図4はリサイクル経路を示す図であり、図5は回収容器への回収と現像装置4へのリサイクルの切替機構を示し、図4におけるY−Yに沿った断面図である。
図4において、回収トナー補給槽81内に一旦貯留された回収トナーは、スクリュー82によって回収搬送され、リサイクルパイプ84の開口部gに搬送される。また、前記リサイクルパイプ84には廃棄口hが設けられており、当該廃棄口hは、ソレノイドSD(図6に示し、後に説明する)によって、ガイド89(図5参照)に沿ってx方向にスライドするシャッタ85で開閉する。
シャッタ85が廃棄口hを閉じた状態では、回収トナーはスクリュー83により現像装置4へと搬送される。
シャッタ85が廃棄口hを開いた状態では回収トナーはスクリュー86により搬送されて回収容器88に排出される。
次に、回収トナー量の計算について説明する。
本発明は、回収トナー量の計算に、非転写トナー像の情報を算入することを特徴とする。ここに、非転写トナー像とは、転写装置による転写処理を受けることなく、クリーニング装置に持ち込まれるトナー像を言い、記録材に転写されるトナー像のように、転写処理を受けるトナー像ではない。本発明においては、記録材に転写された後になお、感光体上に残留するトナーの量を回収トナー量の計算に算入することを除外しないが、前記に説明した非転写トナー像の情報を回収トナー量の計算に算入することを必須とする。
<回収トナー量の計算1>
図6は本発明の実施の形態における回収トナー量の計算及び回収トナー容器の満杯時に制御を行う制御系のブロック図である。
<回収トナー量の計算1>
図6は本発明の実施の形態における回収トナー量の計算及び回収トナー容器の満杯時に制御を行う制御系のブロック図である。
計算手段CMはシステム制御部SC及び画像処理部IPからの信号を入力して次の計算を行う。
・転写されるトナー像の回収トナー量:Tt=S(印字面積)×F(1cm2当たりのベタ画像トナー付着量)×α(未転写率)
未転写率は1から転写率を差し引いた値、即ち、転写部に持ち込まれたトナーに対する転写後において像担持体上に残留しているトナーの割合である。
・転写されるトナー像の回収トナー量:Tt=S(印字面積)×F(1cm2当たりのベタ画像トナー付着量)×α(未転写率)
未転写率は1から転写率を差し引いた値、即ち、転写部に持ち込まれたトナーに対する転写後において像担持体上に残留しているトナーの割合である。
印字面積は、1画素当たりの面積に画像処理部IPが生成する画像データかれ求められた画素数の積算値を乗ずることにより得られる。未転写率は、画像形成装置の特性として予め測定されている。
・非転写トナー像1(強制排出用トナー像)の回収量:Tn1={RS(標準カバレッジの場合の印字面積)−S(実際の印字面積)}×F(1cm2当たりのベタ画像トナー付着量)
なお、カバレッジは記録材上に占める印字部の面積の割合を言い、(印字面積/記録材の面積)×100で表される。
・非転写トナー像1(強制排出用トナー像)の回収量:Tn1={RS(標準カバレッジの場合の印字面積)−S(実際の印字面積)}×F(1cm2当たりのベタ画像トナー付着量)
なお、カバレッジは記録材上に占める印字部の面積の割合を言い、(印字面積/記録材の面積)×100で表される。
標準カバレッジの場合の印字面積は、画像を形成した記録材のサイズ情報に標準カバレッジ(例えば5%)を乗することにより得られる。
・非転写トナー像2(画質制御用トナー画)の回収量:Tn2=R(基準トナー像面積)×F(1cm2当たりのベタ画像トナー付着量)×基準トナー像形成回数N
基準トナー像の面積、基準トナー像におけるトナー付着量及び基準トナー像を形成回数は予め設定されている
・かぶりトナー量:Tk=K(1sec当たりのかぶりによる付着量)×L(プリント時間)
かぶり量は予め測定されている。また、プリント時間はシステム制御部SCの起動/停止信号から求められる。
・起動/停止時の付着量Ti=M(1回の画像形成装置の起動/停止でのトナー付着量)×n(起動/停止回数)
起動/停止回数はシステム制御部SCの起動・停止信号から求められる。
・非転写トナー像2(画質制御用トナー画)の回収量:Tn2=R(基準トナー像面積)×F(1cm2当たりのベタ画像トナー付着量)×基準トナー像形成回数N
基準トナー像の面積、基準トナー像におけるトナー付着量及び基準トナー像を形成回数は予め設定されている
・かぶりトナー量:Tk=K(1sec当たりのかぶりによる付着量)×L(プリント時間)
かぶり量は予め測定されている。また、プリント時間はシステム制御部SCの起動/停止信号から求められる。
・起動/停止時の付着量Ti=M(1回の画像形成装置の起動/停止でのトナー付着量)×n(起動/停止回数)
起動/停止回数はシステム制御部SCの起動・停止信号から求められる。
として
トータル回収トナー量TT=Tt+Tn1+Tn2+Tk+Ti
Tt=S×F×αにおいて、Sは記録材サイズにカバレッジを乗じた値であり、カバレッジは画像処理部IPの出力である画像データから求められる。F、αが画像形成装置の特性として予め求められている。
トータル回収トナー量TT=Tt+Tn1+Tn2+Tk+Ti
Tt=S×F×αにおいて、Sは記録材サイズにカバレッジを乗じた値であり、カバレッジは画像処理部IPの出力である画像データから求められる。F、αが画像形成装置の特性として予め求められている。
Tn1は図7に示すように、種々の条件下で感光体1上に形成される非転写トナー像をクリーニング装置8において回収したものである。
図7(a)は非転写トナー像が形成されない場合を示す。即ち、形成される画像のカバレッジが標準カバレッジ以上であり、感光体1上に記録画像、即ち、記録材に転写される転写されるGt1〜Gt3が連続して形成される場合を示す。
図7(b)は低カバレッジ画像形成の場合を示す。この場合には、記録画像Gt1〜Gt3の画像間に、転写されない画像Gn1、Gn2が形成される。画像Gn1、Gn2を形成しているトナーの量は標準カバレッジと実際の画像Gt1〜Gt3のカバレッジとの差となるように設定される。
図7(c)は画像間隔が空いた場合を示す。この場合も、画像Gt1と画像Gt2との間に存在する間隔(Gt2)において消費されるべき量のトナーが転写されない画像Gn1を形成している。
Tn2はプロセス制御用画像を記録画像Gt1〜Gt3の画像間隔に形成する場合を示す。プロセス制御用画像Gn3、Gn4は、露光条件制御、現像バイアス条件制御、現像スリーブ回転制御(現像スリーブと感光体との速度比を制御する)及びトナー補給制御等のプロセス制御のために感光体上に形成される基準トナー像であり、転写されることなく、クリーニング装置8に持ち込まれるトナー像である。
かぶりトナー量Tkは感光体1上に一様に付着するトナーの量であり、感光体1の移動距離に比例する。従って、プリント時間に基づいて計算される。
起動/停止時の付着量Tiは、図1における斜線で示す電位差により感光体上に付着したトナーの量であり、1回の起動/停止において一定量のトナー付着があるので、1回当たりのトナー付着量Mに起動/停止の回数を乗じることにより算出される。
次に、計算の具体例について、説明する。
100cpm(1分間当たり100枚)の画像形成速度を有する画像形成装置により、A4サイズ、10000枚の画像を形成した場合のトナー回収量が220gであったが、計算による回収トナー量は次のとおりである。
・画像データに基づいた計算によるカバレッジ:2%
・ベタ画像のトナー付着量:1mg/cm2
・転写率:0.9(未転写率0.1)
・かぶり:1mg/sec
10頁毎に1回の頻度でトナー濃度制御用のパッチ画像形成(パッチサイズ3cm×3cm)
・1回の起動/停止で100mgのトナー消費
#転写画像からの回収トナー量Tt=124740cm2(印字面積S)×1mg
(1cm2当たりのトナー付着量F)×0.1(未転写率α)=12.474g
#標準カバレッジとの差であるカバレッジ3%分のトナー付着量Tn1=187.11g
#プロセス制御用パッチ画像のトナー量Tn2=パッチ面積9cmZ×1mg×10000/10=9g
#かぶりトナー量Tk=6000秒(プリント時間)×1mg=6g
#起動/停止時の付着量Ti=0.1g(1回の起動/停止分)
トータル回収トナー量TT=Tt+Tn1+Tn2+Tk+Ti=214.7g
<比較例1>
比較例1では、特許文献1の方法、即ち、画像データに基づいて回収トナー量を計算した。
・印字面積として、記録画像と、トナー濃度制御パッチ画像と、トナー消費用のパッチ画像の合計を取り、該合計に転写率を乗じて、記録材に転写されるトナー量を計算するとともに、トナー補給量との差を回収トナー量とした。
・画像データに基づいた計算によるカバレッジ:2%
・ベタ画像のトナー付着量:1mg/cm2
・転写率:0.9(未転写率0.1)
・かぶり:1mg/sec
10頁毎に1回の頻度でトナー濃度制御用のパッチ画像形成(パッチサイズ3cm×3cm)
・1回の起動/停止で100mgのトナー消費
#転写画像からの回収トナー量Tt=124740cm2(印字面積S)×1mg
(1cm2当たりのトナー付着量F)×0.1(未転写率α)=12.474g
#標準カバレッジとの差であるカバレッジ3%分のトナー付着量Tn1=187.11g
#プロセス制御用パッチ画像のトナー量Tn2=パッチ面積9cmZ×1mg×10000/10=9g
#かぶりトナー量Tk=6000秒(プリント時間)×1mg=6g
#起動/停止時の付着量Ti=0.1g(1回の起動/停止分)
トータル回収トナー量TT=Tt+Tn1+Tn2+Tk+Ti=214.7g
<比較例1>
比較例1では、特許文献1の方法、即ち、画像データに基づいて回収トナー量を計算した。
・印字面積として、記録画像と、トナー濃度制御パッチ画像と、トナー消費用のパッチ画像の合計を取り、該合計に転写率を乗じて、記録材に転写されるトナー量を計算するとともに、トナー補給量との差を回収トナー量とした。
記録材に転写されたトナーの量(mg)=12474(記録画像分)+9000(画質制御用トナー像)+187110(強制排出用トナー像分)
これにより算出されたトナーの量、即ち、計算上の記録材に転写されたトナーの量は232.632gであった。一方、トナー補給量は260.5gであった。
これにより算出されたトナーの量、即ち、計算上の記録材に転写されたトナーの量は232.632gであった。一方、トナー補給量は260.5gであった。
従って、トータル回収トナー量TT=260.5g−232.6g=27.9g
である。
<回収トナーの計算2>
ネットワークプリンタにおいては、少数枚の画像を形成するジョブが多く、1ジョブにおいて消費されるトナー量がほぼ一定している。従って、クリーニング装置において回収されるトナーの量も各ジョブにおいてほぼ一定している。
である。
<回収トナーの計算2>
ネットワークプリンタにおいては、少数枚の画像を形成するジョブが多く、1ジョブにおいて消費されるトナー量がほぼ一定している。従って、クリーニング装置において回収されるトナーの量も各ジョブにおいてほぼ一定している。
本計算例では、1ジョブ当たりの回収トナーの量を一定として計算することにより計算が簡略化される。
本計算例においても、計算に用いられる情報は計算例1と同様に、転写される画像の回収トナー量Ttと、転写されない画像の回収量Tnと、カブリトナー量Tkと、起動/停止時の付着量Tiであるが、1ジョブ当たりの回収トナー量を一定とすることにより、計算を簡略化している。
具体例について説明する。
A4サイズ、カバレッジ2%、1回のジョブにおいて2頁の印刷を行い、合計10000頁のプリントを行った。
計算例1と同様に転写画像分の回収トナー量Tt=12.474g、強制排出用トナー像分の回収トナー量Tn1=187.11g、画質制御用のトナー像分Tn2=9gとした。
少数枚の画像形成を起動/停止を繰り返すことにより形成するので、プリント時間が100分から300分に延長されているので、かぶりトナー量Tk=18gと計算され、また、起動・停止時にトナー付着量Ti=5000(回)×0.1g=500gと計算される。
合計の回収トナー量をジョブ数5000で割ることにより、1ジョブ当たりのトナー回収量Tj=726.584/5000=0.145gと計算される。
実際のトナー回収量は723gであった。
計算上のトナー回収量0.145g×5000=726.6gは実際の回収量にほぼ一致している。
更に、A4サイズ、カバレッジ2%の画像を形成するジョブとして、1頁プリントジョブと2頁プリントジョブとを5000回繰り返し場合には、回収トナー量は前記の具体例と同様に、726.6gと計算される。この場合に実際のトナー回収量は710gであり、計算値は実際の値にほぼ一致している。
計算による回収トナー量が回収容器88の容量に達し、トナーの満杯が推定されたとき、満杯の警告が行われる。即ち、システム制御部SCは計算手段CMの計算値が警告レベル(第1所定量、例えば、回収容器88の容量の80%)に達したときに、満杯信号を出力し、システム制御部SCは表示パネル等の報知手段DPに回収容器88の満杯を警告表示をする。警告レベルでは、装置は停止せず表示のみが行われる。
計算により回収容器88のトナーが停止レベルである第2所定量になったとき、計算手段CMは満杯信号を出力し、満杯表示を行うとともに、画像形成装置の作動を禁止する。
停止レベル時の制御の他の例として、停止レベルになったときに、ソレノイドSDを起動してシャッタ85を閉じるとともに、スクリュー83を作動させて、回収トナーを現像装置4に供給するという方法があり、これにより回収容器88が停止レベルの満杯になった後にも、装置を停止させることなく画像形成を行うことが可能となり、不慮の停止を防止することができる。
4 現像装置
8 クリーニング装置
88 回収容器
CM 計算手段
8 クリーニング装置
88 回収容器
CM 計算手段
Claims (7)
- 像担持体、該像担持体上にトナー像を形成する画像形成部、前記像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写装置、転写後の前記像担持体をクリーニングするクリーニング装置、前記クリーニング装置において回収されたトナーを収容する回収トナー容器及び前記クリーニング装置において回収されるトナーの量を計算する計算手段を有する画像形成装置において、前記計算手段は、少なくとも、前記像担持体上に形成される非転写トナー像の情報を回収トナー量の計算に算入することを特徴とする画像形成装置。
- 前記計算手段は、少なくとも次のA、B、C及びDの情報に基づいて回収トナー量を計算することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
A:前記像担持体上に転写画像を形成するための画像データ
B:非転写トナー像の情報
C:前記像担持体の移動距離
D:前記像担持体の起動/停止回数 - 前記計算手段は、前記像担持体の1回の起動/停止における回収トナー量を一定量とし、該一定量に前記起動/停止の回数を乗ずることにより回収トナー量を計算することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が警告レベルの第1所定量に達したことを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 回収トナーを収容する容器及び前記回収トナーを前記容器に収容するか又は前記画像形成部の現像装置に送るかを選択する選択手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が停止レベルの第2所定量に達したことを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 回収トナーを収容する容器及び前記計算手段により計算されたトナー量が停止レベルの第2所定量に達したときに、前記選択手段が、回収トナーを前記現像装置に搬送することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
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JP2005212341A JP2007033495A (ja) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | 画像形成装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2005
- 2005-07-22 JP JP2005212341A patent/JP2007033495A/ja active Pending
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