JP2009258363A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像記録媒体Pに転写されなかったトナーを回収する廃トナー回収体23を有し、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のトナー消費量と前記画像記録媒体P上のトナー付着量を計算する計算手段24、25を有する画像形成装置において、前記計算手段24、25によって、廃トナー量と前記画像記録媒体上のトナー付着量を算出する。
【選択図】図2
Description
このような乾式電子写真方式の画像形成装置においては、画像形成に際して廃棄されたトナーを廃トナーカートリッジに収納し、この廃トナーカートリッジが満杯になると交換するようにしている。
この交換のためには、廃トナーカートリッジの満杯を正確に把握しなければならず、従来から、かかる課題を解決する技術が幾つか提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
特許文献1では、温湿度センサを用い、環境条件に応じて動作環境係数を算出して、感光体上のトナー量を推定し、累積廃トナー量を求める技術が開示されている。また、特許文献2では、環境情報による補正が可能な消費トナー量と転写効率から廃トナー量を算出する技術が開示されている。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、各色に対して計算を行なって、色固有の状態が反映された消費量や付着量を正確に把握し、コストアップや装置の大型化を招くことなく、高い精度での廃トナー量の把握を可能とする画像形成装置を提供することにある。
また、請求項2に記載の発明は、前記計算手段が、前記トナー消費量から前記画像記録媒体上のトナー付着量を差し引いた値を前記各色の廃トナー量とする請求項1記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記計算手段が、前記算出した各色の廃トナー量を全加算することによって、全色合計の廃トナー量を算出する請求項2記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記計算手段が、各色について印刷時のトナー消費量と画質調整動作時のトナー消費量とを加算して前記各色のトナー消費量とする請求項1記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記計算手段が、前記トナー消費量として、各色について印刷時のトナー消費量と、画質調整動作時のトナー消費量と、劣化トナー排出動作時の消費量と、を加算する請求項1記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記計算手段が、前記印刷時のトナー消費量として、標準的な像担持体上のトナー付着量と、書き込み画像面積と、付着量補正係数と、を掛け合わせる請求項4又は5記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記計算手段が、前記書き込み画像面積を、最大書き込み可能面積と実際の書込み画像面積率と、を掛け合わせることによって算出する請求項6記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、前記計算手段が、前記劣化トナー排出動作時の消費量を、劣化トナー排出幅、劣化トナー排出長さ、前記標準的な像担持体上のトナー付着量及び前記付着量補正係数から演算して算出する請求項5又は6記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、前記計算手段が、前記画質調整動作時のトナー消費量を、標準的な画質調整動作時のトナー消費量と前記付着量補正係数から算出する請求項5又は6記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項11に記載の発明は、前記計算手段が、前記画像記録媒体上のトナー付着量を、前記標準的な画像記録媒体上のトナー付着量、前記書込み画像面積及び前記付着量補正係数を掛け合わせることによって、算出する請求項2又は7記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項12に記載の発明は、前記廃トナー回収体中の総廃トナー量を、算出した前記全色合計の廃トナー量を積算していくことにより、記憶部に記憶しておく請求項1又は3記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項13に記載の発明は、前記計算手段が、前記廃トナー回収体の満杯までの日数を、前記総廃トナー量、前記廃トナー回収部材を設置後の経過日数及び前記廃トナー回収体の容量から、算出する請求項12記載の画像形成装置を特徴とする。
図1に示す画像形成装置Aは電子写真方式を採用しており、画像形成装置本体1の上方に画像読み取り装置2を設置し、右側面に両面ユニット3を取り付けて構成されている。
画像形成装置本体1内には中間転写装置4を備えている。この中間転写装置4は、複数のローラに掛け渡したエンドレスの中間転写ベルト5を含み、そして画像形成装置本体1内でこの中間転写ベルト5をほぼ水平に張り渡し、反時計回りに走行するように設けている。
中間転写装置4の下には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの作像装置12c、12m、12y、12kを、中間転写ベルト4の張り渡し方向に沿って四連タンデム式に並べて設けている。中間転写装置4の右下には、転写されなかったトナーを回収する廃トナー回収部材(図示せず)に接続された廃トナー回収体23を便宜的に示してある。
各作像装置12c、12m、12y、12kは、図中時計回りに回転するドラム状の像担持体である感光体ドラム6c、6m、6y、6kの周りに帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置などを設置して構成する。作像装置12c、12m、12y、12kの下には、露光装置7を備えている。
露光装置7の下には、給紙装置8を設けている。給紙装置8には、画像記録媒体(用紙)Pを収納する給紙カセット9(この実施の形態では、2段)を備えてなる。そして、各給紙カセット9の右上には、各給紙カセット9内の記録材である画像記録媒体Pを1枚ずつ繰り出して画像記録媒体搬送路10に入れる給紙コロ11を設けてなる。
記録媒体搬送路10には、レジストローラ(搬送ローラ)15、中間転写ベルト5と対向して2次転写装置16、定着装置17、1対の排紙ローラよりなる排紙装置18などを画像形成装置本体1内の右側に下方から上方に向けて順に設けている。
レジストローラ15の上流には、両面ユニット3から再給紙し、又は両面ユニット3を横切って手差し給紙装置19から手差し給紙する画像記録媒体Pを記録媒体搬送路10に合流する給紙路20を設ける。また、定着装置17の下流には、両面ユニット3への再給紙搬送路22を分岐して設けている。
かかる構成において、コピーを採る時は、画像読み取り装置2で原稿画像を読み取って露光装置7で書き込みを行ない、各作像装置12c、12m、12y、12kのそれぞれの像担持体である感光体ドラム6c、6m、6y、6k上に各色トナー画像を形成し、そのトナー像を1次転写装置21c、21m、21y、25kで順次転写して中間転写ベルト5上にカラー画像を形成する。
画像記録媒体Pを、画像記録媒体搬送路10を通してレジストローラ15で搬送してタイミングを取って2次転写位置へと送り込み、上述したごとく中間転写ベルト5上に形成したカラー画像を2次転写装置16で画像記録媒体Pに転写する。画像転写後の画像記録媒体Pは、定着装置17で画像定着後、排紙装置18で排出して胴内排紙部14上にスタックする。
記録媒体Pの裏面にも画像を形成する時には、再給紙搬送路22に入れて両面ユニット3で反転してから給紙路20を通して再給紙し、別途中間転写ベルト5上に形成したカラー画像を画像記録媒体Pに2次転写して後、再び、定着装置17で定着して排紙装置18で胴内排紙部14に排出する。
また、制御部24は演算部等を制御するCPU25、必要なプログラムを格納しているROM26、CPU25で演算されたデータを一時的に記憶するRAM27を備えている。この制御部24は、図示はしてないが、電源が投入されると、所定のタイミングで、所定の演算動作を開始するように構成されている。
続いて、画質調整時の標準的なトナー消費量PKを求める(S4)。次に、劣化トナーRKを求める(S5)。次いで、トナー消費量TKを求める(S6)。一方、画像記録媒体上のトナー付着量MKを求める(S7)。次に、廃トナー量WKを求め(S8)、最後に、総廃トナー量WTを求める(S9)。
上述した演算は、本実施の形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対して行なわれる。この演算は各色同じであるので、ここでは、ブラックでの例について以下に記載する。
まず、付着量補正係数をGKとする。例えば、画質調整時の標準的な現像γ目標値0.9の時のGKを1とする。検知した現像γが0.6の時のGKを0.8、そして検知した現像γが1.2の時のGKを1.2とした場合、GKは以下の1次式で求められる。
GK=2/3×現像γ+0.4
この場合、GKは画質調整動作によって現像γが算出された際に同時に算出される。
このように、画質調整時に検知した現像γから付着量補正係数GKを算出することによって、各色の経時環境の変化に伴う状態の変化を加味した付着量補正係数GKを算出することができる。
AK[cm2]=最大書き込み可能面積[cm2]×書き込み画像面積率[%]÷100
この場合、AKは書き込みを行なった際にページ毎に算出される。
このように、最大書き込み可能面積と書き込み画像面積率とを掛け合わせることによって、画像記録媒体サイズを問わず各色正確に実際の書き込み画像面積AKを算出することができる。
以上を踏まえた上で、標準的な感光体ドラム上のトナー付着量を0.5[mg/cm2]とすると、印刷時トナー消費量XKは以下の式で求められる。
XK[mg]=0.5×GK×AK
この場合、XKはGK及びAKが更新される度に算出され、積算されていく。
3つの因子を掛け合わせることによって、より正確に印刷時の各色トナー消費量を算出することができるため、これを検知する特殊な手段を必要とせず、本発明を適用する画像形成装置の大型化が回避され、コストの削減に繋がる。
一方、画質調整動作時の標準的なトナー消費量を仮に1回当り4mgとすると、画質調整動作時のトナー消費量PKは以下の式にて求められる。
PK[mg]=4×GK
この場合、PKはGKが更新される度に算出され積算されていく。
これによって、付着量補正係数GKを掛け合わせることにより、画質調整動作に対しても各色の状態変化を加味した、その正確な量を算出することができるため、これを検知する特殊な手段等を必要せず、本発明を適用する画像形成装置の大型化も回避され、コストの削減に繋がる。
RK[mg]=排出幅[cm]×排出長さ[cm]×0.5÷2×GK
この場合、RKは劣化トナーの排出動作が行なわれる度に算出され、積算されていく。
付着量補正係数GKを掛け合わせることにより、劣化トナー排出動作に対しても、各色の状態変化を加味した、その正確な量RKを算出することができるため、これを検知する特殊な手段等を必要せず、本発明を適用する画像形成装置の大型化も避けられ、コストの削減に繋がる。
以上から、トナー消費量TKを以下の式によって求める。
TK[mg]=XK+PK+RK
ただし、XK、PK、RKは必ずしも同時に加算されるわけではなく、相当する動作が実行された場合にのみ加算され、TKが積算されていく。
このように、各色に対して計算を行なうため、色固有の状態が反映された消費量や付着量が正確に把握でき、印刷時のトナー消費量と画質調整動作時のトナー消費量とを足し合わせることで、各色の消費されたトナー量を正確に算出することができる。このため、これを検知する特殊な手段等を必要せず、本発明を適用する画像形成装置の大型化も回避され、コストの削減に繋がる。
また、劣化トナー排出動作時の消費量も加味することで、排出動作機能を持つ画像形成装置の場合にも、より正確に各色トナー消費量を算出することができるため、これを検知する特殊な手段等を必要せず、本発明を適用する画像形成装置の大型化も回避され、コストの削減に繋がる。
MK[mg]=0.4×AK×GK
この場合、トナー付着量MKはページ毎に算出され、積算されていく。
このように、各色に対して計算を行なうため、色固有の状態が反映された消費量や付着量が正確に把握でき、標準的な画像記録媒体上トナー付着量と書込み画像面積を掛け合わせることで、画像記録媒体上に付着し、画像形成装置に回収されなかった各色トナーの量を正確に算出することができるため、これを検知する特殊な手段等を必要せず、本発明を適用する画像形成装置の大型化も回避され、コストの削減に繋がる。
WK[mg]=TK−MK
この場合、WKは、或る一定の間隔、例えば、印刷200枚毎に算出される。
各色に対して計算を行ない、色固有の状態が反映された廃トナー量が正確に把握できるため、これを検知する特殊な手段等を必要せず、本発明を適用する画像形成装置の大型化も回避され、コストの削減に繋がる。
以上の計算を各色に対して行なった結果、求められた各色の廃トナー量WK、WM、WC、WYを全て足し合わせることにより、その時に排出された総廃トナー量WTが求められる。
WT[mg]=WK+WM+WC+WY
求めた総廃トナー量は、随時積算していくことにより、廃トナー収容体23(図2)中の廃トナー量を画像形成装置(図2の制御部24)が常に把握しておくことができる。さらに、廃トナー収容体のセットからの日数と廃トナー収容体の容量と合わせて、廃トナー満杯まで残り何日かを計算することができる。
このように、各色の廃トナー量WK、WM、WC、WYを合計することによって、各色の状態変化を加味した総廃トナー量WTを随時正確に把握しておくことができ、総廃トナー量WTを検知する特殊な手段等を備える必要がないため、コストの削減に繋がる。
さらには、廃トナー収容体23の満杯までの残りの日数を算出することで、適切な時期に廃トナー収容体23を交換することができ、ダウンタイム(不稼動時間)の低減ひいてはサービスコストの削減が可能となる。
Claims (13)
- 画像記録媒体に転写されなかったトナーを回収する廃トナー回収体と、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のトナー消費量と前記画像記録媒体上のトナー付着量を計算する計算手段と、を備え、
前記計算手段によって、前記画像記録媒体上のトナー付着量と廃トナー量とを算出することを特徴とする画像形成装置。 - 前記計算手段は、前記トナー消費量から前記画像記録媒体上のトナー付着量を差し引いた値を前記各色の廃トナー量とすることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記算出した各色の廃トナー量を全て加算することによって、全色合計の廃トナー量を算出することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、各色について印刷時のトナー消費量と画質調整動作時のトナー消費量とを加算して前記各色のトナー消費量とすることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記トナー消費量として、各色について印刷時のトナー消費量と、画質調整動作時のトナー消費量と、劣化トナー排出動作時の消費量と、を加算することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記印刷時のトナー消費量として、標準的な像担持体上のトナー付着量と、書き込み画像面積と、付着量補正係数と、を掛け合わせることを特徴とする請求項4又は5記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記書き込み画像面積を、最大書き込み可能面積と実際の書込み画像面積率と、を掛け合わせることによって算出することを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記付着量補正係数を、画質調整時に検知した現像γから算出することを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記劣化トナー排出動作時の消費量を、劣化トナー排出幅、劣化トナー排出長さ、前記標準的な像担持体上のトナー付着量及び前記付着量補正係数から演算して算出することを特徴とする請求項5又は6記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記画質調整動作時のトナー消費量を、標準的な画質調整動作時のトナー消費量と前記付着量補正係数から算出することを特徴とする請求項5又は6記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記画像記録媒体上のトナー付着量を、前記標準的な画像記録媒体上のトナー付着量、前記書込み画像面積及び前記付着量補正係数を掛け合わせることによって、算出することを特徴とする請求項2又は7記載の画像形成装置。
- 前記廃トナー回収体中の総廃トナー量を、算出した前記全色合計の廃トナー量を積算していくことにより、記憶部に記憶しておくことを特徴とする請求項1又は3記載の画像形成装置。
- 前記計算手段は、前記廃トナー回収体の満杯までの日数を、前記総廃トナー量、前記廃トナー回収部材を設置後の経過日数及び前記廃トナー回収体の容量から、算出することを特徴とする請求項12記載の画像形成装置。
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