JP2013171095A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】記録媒体の表面性を考慮してトナー供給を行い、クリーニングブレードと中間転写体との間で良好な滑り状態を維持することができ、更にプリントコストの増加を抑えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体Pの表面性を検知する検知手段125を有し、トナー供給モードを実行する場合において、検知手段125による記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、クリーニング手段27に供給するトナー供給量が少なくなるように調整する。
【選択図】図2
【解決手段】記録媒体Pの表面性を検知する検知手段125を有し、トナー供給モードを実行する場合において、検知手段125による記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、クリーニング手段27に供給するトナー供給量が少なくなるように調整する。
【選択図】図2
Description
本発明は、一般に、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用した画像形成装置に関する。特に、像担持体に形成したトナー像を中間転写体に転写する中間転写方式の画像形成装置にて、中間転写体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを備えた画像形成装置に関するものである。
従来から、電子写真方式を用いる画像形成装置においては、像担持体である感光ドラム上に担持されたトナー像を、第2の像担持体である中間転写体に1次転写し、その後、記録媒体に2次転移させる転写方式の画像形成装置が一般に使用されている。
このような画像形成装置では、中間転写体、例えば転写ベルトには、転写終了後に残存するトナーを掻き落とすための弾性部材であるクリーニングブレードが接触している構成が知られている。このクリーニングブレードは、ポリウレタンなどのゴム製であり、例えばポリイミドからなる中間転写ベルトとの摩擦係数が高く、ブレードのエッジにトナーが侵入することによって潤滑効果が発揮され、好ましいクリーニング性能を得ることができる。
しかしながら、クリーニングエッジに侵入するトナー量が少ない状態が継続すると、クリーニングブレードと中間転写ベルトの滑りが悪くなり、ブレードがめくれあがる不具合が発生する可能性があった。
そこで、特許文献1に記載の画像形成装置は、ブレードと中間転写体との良好な滑り状態を維持する目的で、印字枚数と消費したトナー量を検知する手段を有している。そして、検知した印字枚数とトナー消費量に応じて、画像形成時以外のタイミングにて中間転写体上にトナー像を形成し、トナーをクリーニング部に供給する構成とされている。
しかしながら、2次転写後に中間転写体上に残存するトナー量(以下、「転写残トナー量」という。)は、転写紙等とされる記録媒体の表面性によって異なっている。例えば、紙表面が平滑な紙(以下、「平滑紙」という。)では、転写残トナー量が少なく、紙表面が粗い紙(以下、「ラフ紙」という。)では、転写残トナー量が多くなる。
前記特許文献1に記載の画像形成装置では、記録媒体の表面性による2次転写性の違いを考慮していないため、平滑紙のみを印字した場合には、供給するトナー量が少ないために中間転写体との間での良好な滑り状態を維持することができない可能性がある。また、ラフ紙のみを印字した場合には、転写残トナーが多いので消費トナーに対するクリーニング部へのトナー供給量が多いにも関わらず普通紙と同様に非画像形成時にもトナーを供給し続けることで、必要以上にトナーを消費してしまうという課題があった。
本発明の目的は、記録媒体の表面性を考慮してトナー供給を行い、クリーニングブレードと中間転写体との間で良好な滑り状態を維持することができ、更にプリントコストの増加を抑えた画像形成装置を提供することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によると、画像形成手段にて像担持体に形成されたトナー像を中間転写体に転写した後、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体に転写し、前記記録媒体に転写した後に前記中間転写体上に残ったトナー像をクリーニングするクリーニングブレードを備えたクリーニング手段を有しており、
前記中間転写体上の非画像形成領域にトナー像を形成し前記クリーニング手段にトナーを供給するトナー供給モードが実行可能な画像形成装置において、
前記記録媒体の表面性を検知する検知手段を有し、
前記トナー供給モードを実行する場合において、前記検知手段による前記記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、前記クリーニング手段に供給するトナー供給量が少なくなるように調整することを特徴とする画像形成装置が提供される。
前記中間転写体上の非画像形成領域にトナー像を形成し前記クリーニング手段にトナーを供給するトナー供給モードが実行可能な画像形成装置において、
前記記録媒体の表面性を検知する検知手段を有し、
前記トナー供給モードを実行する場合において、前記検知手段による前記記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、前記クリーニング手段に供給するトナー供給量が少なくなるように調整することを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明の第二の態様によると、画像形成手段にて像担持体に形成されたトナー像を中間転写体に転写した後、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体に転写し、前記記録媒体に転写した後に前記中間転写体上に残ったトナー像をクリーニングするクリーニングブレードを備えたクリーニング手段を有しており、
前記中間転写体上の非画像形成領域にトナー像を形成し前記クリーニング手段にトナーを供給するトナー供給モードが実行可能な画像形成装置において、
前記記録媒体の表面性を検知する検知手段を有し、
前記トナー供給モードを実行する場合において、前記検知手段による前記記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、前記クリーニング手段にトナーを供給する前記トナー供給モードを実行する頻度が少なくなるように調整することを特徴とする画像形成装置が提供される。
前記中間転写体上の非画像形成領域にトナー像を形成し前記クリーニング手段にトナーを供給するトナー供給モードが実行可能な画像形成装置において、
前記記録媒体の表面性を検知する検知手段を有し、
前記トナー供給モードを実行する場合において、前記検知手段による前記記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、前記クリーニング手段にトナーを供給する前記トナー供給モードを実行する頻度が少なくなるように調整することを特徴とする画像形成装置が提供される。
本発明によれば、記録媒体の表面性を検知し、記録媒体の表面性を考慮してトナー供給を行い、クリーニング部へのトナー供給量が調整される。それによって、クリーニングブレードと中間転写体との間で良好な滑り状態を維持することができ、ブレードめくれの発生を防止することができる。更に、トナーの消費を抑制し、プリントコストの増加を抑止することができる。
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
実施例1
図1に、本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の全体構成を示す。次に、本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図1に、本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の全体構成を示す。次に、本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
(装置全体の動作)
先ず、図1を参照して、本実施例の、4色のトナーを用いたカラー画像形成装置全体の構成及び動作について説明する。
先ず、図1を参照して、本実施例の、4色のトナーを用いたカラー画像形成装置全体の構成及び動作について説明する。
なお、本実施例の画像形成装置は、複数の画像形成ステーション、本実施例では4つの、即ち、第1ステーションをイエロー(Y)、第2ステーションをマゼンタ(M)、第3ステーションをシアン(C)、第4ステーションをブラック(K)を備えている。各ステーションは、同じ構成とされ及び同じ動作を行うので、第1ステーション(Y)について説明する。
第1ステーション(Y)は、像担持体としてのドラム状のOPC電子写真感光体(以下、感光ドラム」という。)1aを備えており、感光ドラム1aは、矢印方向に回転自在に担持されている。感光ドラム1aの周りには、感光ドラム1aの回転移動方向に沿って、画像形成手段を構成する、帯電手段としての帯電ローラ2a及び現像手段としての現像ユニット8aが配置されている。現像ユニット8aは、現像スリーブ4a、非磁性一成分現像剤5a、現像剤塗布ブレード7aを備えている。
また、画像形成手段を構成する不図示の露光手段は、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム12aを感光ドラム1a上に照射する。
更に、感光ドラム1aの周りには、感光ドラム1a上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニット3aが配置されている。
また、上述の感光ドラム1a、帯電ローラ2a、現像ユニット8a、及び、クリーニングユニット3aは、一体型のプロセスカートリッジ9aとなっている。
尚、上述のように、第2ステーション(M)、第3ステーション(C)、第4ステーションで(Bk)を構成するプロセスカートリッジ9b、9c、9dも第1ステーション(Y)を構成する上記プロセスカートリッジ9aと同様の構成であるため説明を省略する。
また、第1〜第4ステーションを構成するプロセスカートリッジ9a〜9dの、本実施例では、上方領域に、中間転写体としての転写ベルト13が、支持ローラ14、15、24に張設されて、矢印a方向に回動自在とされている。勿論、本発明は、本実施例のベルト状の中間転写体(中間転写ベルト)のみならず、ドラム状の中間転写体(中間転写ドラム)等にも適用し得る。
次に、画像形成動作について説明する。
画像形成動作がスタートすると、感光ドラム1a〜1dや中間転写ベルト13等は所定のプロセススピードで矢印方向に回転移動を始める。
最初に第1ステーション(Y)の動作について説明する。
感光ドラム1aは、帯電ローラ2aに不図示の電源から供給されるバイアスによって一様に負極性に帯電され、続いて露光手段からの走査ビーム12aによって画像情報に従った静電潜像が形成される。現像ユニット8a内のトナー5aは、現像剤塗布ブレード7aによって負極性に帯電されて現像スリーブ4aに塗布される。そして、現像スリーブ4aには、不図示の現像バイアス電源より、バイアスが供給され、感光ドラム1aが回転して感光ドラム1a上に形成された静電潜像が現像スリーブ4aに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化され、感光ドラム1a上には第1色目(本実施例では、Y)のトナー像(現像像)が形成される。
尚、第2ステーション(M)、第3ステーション(C)、第4ステーションで(Bk)も、第1ステーション(Y)と同様の動作を行うので説明を省略する。
一方、第2のトナー像担持体である中間転写ベルト13は、4つの感光ドラム1a〜1d全てに対し当接する様に配置される。上述のように、中間転写ベルト13は、張架部材として駆動ローラ14、テンションローラ15、及び、2次転写の対向に位置する支持ローラ24、の3本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ14を駆動させることにより中間転写ベルト13は、感光ドラム1a〜1dに対して順方向に略同速度で移動する。また、中間転写ベルト13は、矢印a方向に回動する。第1〜第4ステーションにて、中間転写ベルト13を挟んで感光ドラム1a〜1dと反対側に1次転写部材としての1次転写ローラ10a〜10dが配置されている。
1次転写ローラ10a〜10dは、電圧供給手段である1次転写電源22a〜22dに接続されている。また、支持ローラ24に対向して2次転写部材としての2次転写ローラ25が配置されており、2次転写ローラ25には2次転写電源26に接続されている。
上述のように、中間転写ベルト13の周囲には感光ドラム1a〜1dに対応させて1次転写ローラ10a〜10dが配置されている。1次転写ローラ10a〜10dが配置された各色の1次転写位置間の距離に応じて、帯電ローラ2a〜2dにて帯電された各感光ドラム1a〜1dには、各色毎、一定のタイミングでコントローラ54(図7参照)からの書き出し信号を遅らせながら、画像露光される。各感光ドラム1a〜1d上には、露光による静電潜像が形成され、該静電潜像は、現像装置8a〜8dにてトナー像とされる。また、1次転写ローラ10a〜10dには1次転写電源よりトナーと逆極性の電圧が印加される。
以上の工程により、各感光ドラム1a〜1d上のトナー像は、順に中間転写ベルト13に転写していき、中間転写ベルト13上に多重トナー像(転写像)が形成される。
その後、露光による静電潜像の作像に合わせて、不図示の記録媒体カセットに積載されている記録媒体Pは、不図示の給紙ローラによりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ18にまで搬送される。記録媒体Pは、中間転写ベルト13上のトナー像に同期してレジストローラ18によって、中間転写ベルト13と2次転写ローラ25とで形成される当接部へ搬送される。2次転写ローラ25には2次転写電源26により、トナーと逆極性の電圧印加を行い、記録媒体P上に中間転写ベルト13上に担持された4色の多重トナー像は一括して2次転写される。
尚、本実施例では、1次転写ローラ10a〜10dは、中抵抗(体積抵抗率:1×104〜1×107Ω・cm)を有する弾性材を直径8mmのニッケルメッキ鋼棒の芯金に被覆して構成されており、外径16mmのものを用いた。2次転写ローラ25は中抵抗(体積抵抗率:1×106〜1×1010Ω・cm)の抵抗値を有する弾性材を直径12mmのニッケルメッキ鋼棒の芯金に被覆して構成されており、外径20mmのものを用いた。
また、中間転写ベルト13の構成としては、厚さ100μm、体積抵抗率1010Ω・cmのPIを用いている。中間転写ベルト張架部材としての駆動ローラ14は、Al芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗104Ω、肉厚1.0mmのEPDMゴムを被覆した直径25mmのものを用いている。張架部材としてのテンションローラ15は、直径25mmのAlの金属棒を用いており、テンションは片側58.8N、総圧117.6Nとしている。
(中間転写体のクリーニングの動作)
一方、2次転写を終えた後、中間転写ベルト13上に残留したトナー像、即ち、転写残トナーと、記録媒体Pが搬送されることによって発生する紙粉は、中間転写ベルト13に当接配置されたベルトクリーニング手段27により、その表面から除去・回収される。
一方、2次転写を終えた後、中間転写ベルト13上に残留したトナー像、即ち、転写残トナーと、記録媒体Pが搬送されることによって発生する紙粉は、中間転写ベルト13に当接配置されたベルトクリーニング手段27により、その表面から除去・回収される。
尚、本実施例の画像形成装置ではベルトクリーニング手段27は、例えばポリウレタンゴムで形成された弾性部材であるクリーニングブレード27aを備えている。図3に、本実施例で用いたクリーニング手段27の中間転写ベルト13と接触する部分を模式的に示している。
図3に示すように、本実施例では、クリーニングブレード27aは、ウォーレス硬度69度のポリウレタンゴムとされ、金属板金とされるブレード支持部材27bの先端に、一定の食い込み量で保持したものを用いた。
クリーニングブレード27aは、中間転写ベルト13を張架しているテンションローラ15に対して所定の設定角E、侵入量Fを満たすように支持部材27bに固定されている。また、中間転写ベルト13は、回転方向aに回転する。なお、本実施例にて、上記設定角E及び侵入量Fは、次のように定義する。
クリーニングブレード27aの先端部が変形せずにそのまま感光ドラム1に侵入したと仮定する。このとき、ポリウレタンゴム(ブレード)27aの先端面27a1とテンションローラ15との交点における接線Lとクリーニングブレード27aの底面27a2とのなす角度が設定角Eである。侵入量Fは、クリーニングブレード27aの先端面27a1とテンションローラ15との交点27a1aと、クリーニングブレード27aのテンションローラ15への侵入側の縁部27a1bとの間の距離である。本実施例においては、設定角度E:22度、侵入量F:0.2mmである。
上記構成にて、クリーニングブレード27aは、図4に示すように、実際には、テンションローラ15に対する一定の当接圧(CP)、及び、感光ドラム1との当接部位の一定のニップ長(CN)を維持している。また、クリーニングブレード27aの先端部と感光ドラム1との当接部CNの接線方向との間には、一定の角度(θ)を保って安定化している。
(定着動作)
2次転写終了後の記録媒体Pは定着手段19へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物(プリント、コピー)として画像形成装置外へと排出される。
2次転写終了後の記録媒体Pは定着手段19へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物(プリント、コピー)として画像形成装置外へと排出される。
(記録媒体判別動作)
記録媒体Pの表面性を検知する検知手段を構成する記録媒体判別センサ125について説明する。記録媒体判別センサ125は、図5に示すように、光照射手段たるLED33、画像読取手段たるCCDセンサ34、結像レンズたるレンズ35、36等を有している。
記録媒体Pの表面性を検知する検知手段を構成する記録媒体判別センサ125について説明する。記録媒体判別センサ125は、図5に示すように、光照射手段たるLED33、画像読取手段たるCCDセンサ34、結像レンズたるレンズ35、36等を有している。
LED33を光源とする光は、レンズ35を介し、記録媒体搬送ガイド31の表面、或いは、記録媒体搬送ガイド31上の記録媒体Pの表面に対し照射される。記録媒体Pからの反射光は、レンズ36を介し集光されてCCDセンサ34に結像される。これによって、記録媒体搬送ガイド31或いは記録媒体Pの表面映像を読み取る。
本実施例では、LED33は、LED光が記録媒体P表面に対し、図5に示すように所定の角度をもって斜めより光を照射させるよう配置されている。
図6は、記録媒体判別センサ125のCCDセンサ34によって読み取られる記録媒体Pの表面のアナログ映像出力(以下、アナログ出力)と、CCDセンサ34からのアナログ出力を8×8ピクセルにディジタル処理した結果との関係を示す図である。記録媒体Pとしては、ラフ紙、普通紙、平滑紙とされる記録材A、B、Cを使用した。
上記ディジタル処理は、CCDセンサ34からのアナログ出力を不図示の変換手段たるA/D変換によって16ビットのピクセルデータに変換することによって行われる。
図6において、映像40は、表面の紙の繊維が比較的がさついている、所謂、ラフ紙である記録材Aのアナログ出力である。映像41は、一般に使用される、所謂、普通紙である記録材Bのアナログ出力であり、映像42は、紙の繊維の圧縮が十分になされている平滑紙である記録材Cのアナログ出力である。
CCDセンサ34に読み込まれたこれらの映像40〜42が、ディジタル処理され図6に示す映像43〜45となる。
このように、記録媒体Pの種類(記録材A、B、C)によって、表面のディジタル処理した映像は異なる。これは、主に紙の表面における繊維の状態が異なるために起こる現象である。
上述のように、記録媒体Pの紙繊維の表面状態の違いによって、CCDセンサ34で記録媒体表面を読み込みディジタル処理した結果を用いて、記録媒体の表面性の高い、低いを判別することが可能となる。
次に、記録媒体判別センサ125を備えた画像形成装置における記録媒体判別の方法について説明する。
先ず、LED33を点灯させ、CCDセンサ34が記録媒体表面の映像を読み込む。上記映像の読み込みは複数回にわたり上記記録媒体上の複数箇所において読み込む。読み込まれた映像のアナログ出力は、上記で説明したようにディジタル処理される。そして、上記ディジタル処理結果を用いて、後述の映像比較演算し、紙表面性を判定する。次に、映像比較演算について、説明する。
映像比較演算おいては、CCDセンサ34により読み込まれた記録媒体表面の映像を8x8ピクセルにディジタル処理した結果から、最大のピクセルデータDmaxと最小のピクセルデータDminを導く。これを読み込んだ映像毎に実行し、DmaxとDminを各々平均処理する。
つまり、記録媒体の中でも記録材Aのように表面の紙繊維ががさついている(即ち、表面性が低い)場合には繊維の影が多く発生する。その結果、明るい箇所と暗い箇所の差が大きく出るため、Dmax−Dminは大きくなる。一方、記録材Cのような平滑な表面(即ち、表面性が高い場合)では、繊維の影が少なく、Dmax−Dminは小さくなる。本実施例では、記録媒体の表面性判定データRは、次のように定義される。
表面性判定データR=Dmax−Dmin
表面性判定データR=Dmax−Dmin
(トナー供給動作フロー)
本実施例の画像形成装置によれば、画像形成時の印字画素数(以下、「ピクセルカウント」という。)と記録媒体の表面性の検知結果に応じて、クリーニング手段27にトナー供給を行うモードが実行可能である。トナー供給モード実行時には、詳しくは後述するが、中間転写ベルト13上の非画像形成領域にトナー像を形成しクリーニング手段27にトナーが供給される。
本実施例の画像形成装置によれば、画像形成時の印字画素数(以下、「ピクセルカウント」という。)と記録媒体の表面性の検知結果に応じて、クリーニング手段27にトナー供給を行うモードが実行可能である。トナー供給モード実行時には、詳しくは後述するが、中間転写ベルト13上の非画像形成領域にトナー像を形成しクリーニング手段27にトナーが供給される。
図2のフローチャートを用いてトナー供給モード時のトナー供給動作を実行するフローについて説明する。本実施例においては、図2に示すフローに従って、プリント1枚ごとにトナー供給動作を実行するかを判断する。
<Step1>
画像形成装置が印刷ジョブを受信し、印刷動作の準備を開始する。
画像形成装置が印刷ジョブを受信し、印刷動作の準備を開始する。
<Step2>
印刷を行う記録媒体に対して、上記で説明した表面性判定データRを計算する。下記表1に本実施例における記録媒体判別センサ125によって検知された表面性判別データRと記録材との関係の一例を示す。
印刷を行う記録媒体に対して、上記で説明した表面性判定データRを計算する。下記表1に本実施例における記録媒体判別センサ125によって検知された表面性判別データRと記録材との関係の一例を示す。
<Step3>
Step2の表面性判定データRに基づき、プリント1枚ごとに後述する補正ピクセルカウントPtを計算する。
Step2の表面性判定データRに基づき、プリント1枚ごとに後述する補正ピクセルカウントPtを計算する。
先ず、図7を用いて、ピクセルカウントについて説明する。図7において、画像コントローラ54は、不図示のホストコンピュータ等により送信された画像データを受信し、潜像を作成するための信号処理を行い、LDドライバ53に画素信号を送信する。露光手段を構成するLDドライバ53は、受信した画素信号に基づき不図示の高速で回転するポリゴンミラーに対してレーザ光を照射する。不図示のポリゴンミラーにより反射されたレーザ光12a〜12dは感光ドラム1a〜1dの表面に照射され、潜像が作成される。画像コントローラ54にて、レーザダイオード点灯時間を算出し、累積点灯時間からピクセルカウント(点灯した画素の総数)が求まる。図7に示すCPU55は、メモリ56を有し、前記ピクセルカウントを記憶する。
補正ピクセルカウントPtは、上記で説明したピクセルカウントを用いて、次の式(A)で定義される。
Pt=(画像形成パターン中の各色のピクセルカウントの総和)xα・・・・式(A)
Pt=(画像形成パターン中の各色のピクセルカウントの総和)xα・・・・式(A)
式(A)でのαは、ピクセルカウントの補正係数であり、本実施例においては、表面性判定データRに応じて、以下の値をとる。
R<表面閾値Z1 :α=0.5
表面閾値Z1≦R≦表面閾値Z2 :α=1
R>表面閾値Z2 :α=1.5
R<表面閾値Z1 :α=0.5
表面閾値Z1≦R≦表面閾値Z2 :α=1
R>表面閾値Z2 :α=1.5
図8に、本実施例における、表面性判定データRと2次転写効率の関係を示す。2次転写効率とは、中間転写ベルト上に形成されトナー像が、記録媒体上に転写された割合を示す指標であり、例えば、2次転写効率が100%の場合、中間転写ベルトのトナー像がすべて記録媒体に転写されたこととなる。
図8に示すように、表面性判定データRが大きいと転写効率が低く、転写残トナーが多くなる。そのため、表面性判定データが表面閾値を超える場合、後述するStep7のトナー供給動作において供給するトナー量を少なくするようにピクセルカウントを補正する。本実施例では、表面閾値Z1が1,000より低い記録媒体、所謂、平滑紙における2次転写効率は約95%である。また、表面閾値Z2が2,000より高い記録媒体、所謂、ラフ紙における2次転写効率は約85%である。また、表面閾値が1,000〜2,000の間の記録媒体、所謂、普通紙における2次転写効率は約90%である。ラフ紙の転写残トナー量は、普通紙の転写残トナー量に比べて1.5倍であり、平滑紙の転写残トナー量は、普通紙の転写残トナー量と比べて0.5倍であるため、本実施例において、普通紙の転写残トナー量を基準とし補正係数αは上記値とした。ただし、2次転写効率は本体構成によるため、必ずしもこの値である必要はない。
<Step4>
Step3での補正ピクセルカウントPtを基に後述する補正印字率Tkを計算する。
一般的な「印字率」は、画像形成領域中にしめる画像パターンの割合であり、次のように定義される。
印字率[%]=[(画像形成パターン中の各色のピクセルカウントの総和)/(画像形成領域の全画素数)]×100
Step3での補正ピクセルカウントPtを基に後述する補正印字率Tkを計算する。
一般的な「印字率」は、画像形成領域中にしめる画像パターンの割合であり、次のように定義される。
印字率[%]=[(画像形成パターン中の各色のピクセルカウントの総和)/(画像形成領域の全画素数)]×100
例えば、図9中の(9a)に示すような10画素×10画素の画像領域に、(9b)に示す画像パターンを形成した場合、各色の画像パターンは(9c)のようになる。この場合の印字率は、下記のように計算される。
印字率=[{50(画像パターン(Y)の画像数)+50(画像パターン(M)の画像数)+50(画像パターン(C)の画像数)+25(画像パターン(K)の画像数)}/[100(画像形成領域の全画素数)]]×100=175[%]
印字率=[{50(画像パターン(Y)の画像数)+50(画像パターン(M)の画像数)+50(画像パターン(C)の画像数)+25(画像パターン(K)の画像数)}/[100(画像形成領域の全画素数)]]×100=175[%]
Step4では、上述した印字率ではなく、Step3の式(A)で求めた補正ピクセルカウントPtを用いて、次のように定義される補正印字率Tkを、プリント1枚の画像形成が実行されるたびに計算する。
補正印字率Tk=[補正ピクセルカウントPt/画像形成領域の全画素数]×100
補正印字率Tk=[補正ピクセルカウントPt/画像形成領域の全画素数]×100
例えば、表面性判別データRが2000よりも大きいラフ紙にプリントした場合、普通紙にプリントした場合と比べて、紙の表面性の違いにより2次転写効率が異なり、ラフ紙の方が、転写残トナーが多くなる。同じ画像パターンをプリントした場合でも、補正印字率Tkはラフ紙の方が普通紙よりも大きな値となる。一方、表面性判別データRが1000よりも小さい平滑紙にプリントした場合、普通紙にプリントした場合と比べて、紙の表面性の違いにより2次転写効率が異なり、平滑紙の方が、転写残トナーが少なくなる。同じ画像パターンをプリントした場合でも、補正印字率Tkは平滑紙の方が普通紙よりも小さい値となる。
補正印字率Tkが低い場合、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの間に介在するトナー量が減少し、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの間の滑りが悪化する可能性がある。補正印字率Tkは、図7に示すメモリ56に記録されている。
<Step5>
Step4で計算した補正印字率Tkが印字率閾値βより小さいと判断された場合には、Step6のトナー供給動作の工程に進む。印字率閾値β以上の場合には、トナー供給動作は実行されずにStep7に進む。本実施例では、印字率閾値β=4である。即ち、本実施例の本体構成において、YMCK各色の画像印字率が1%、すなわち合計の印字率4%以上であれば、クリーニングブレードめくれが発生しないことが判明している。
Step4で計算した補正印字率Tkが印字率閾値βより小さいと判断された場合には、Step6のトナー供給動作の工程に進む。印字率閾値β以上の場合には、トナー供給動作は実行されずにStep7に進む。本実施例では、印字率閾値β=4である。即ち、本実施例の本体構成において、YMCK各色の画像印字率が1%、すなわち合計の印字率4%以上であれば、クリーニングブレードめくれが発生しないことが判明している。
<Step6>
トナー供給動作を実行する。
トナー供給動作を実行する。
以下に、トナー供給動作について説明する。
本実施例では、トナー供給動作を実施することで、補正印字率Tkが4となるようにトナーを供給する。Step6で供給するトナーのピクセル数Pcは、トナー供給動作実行時点での補正印字率Tkを用いて、次の式(B)で定義される。
Pc=[(4−Tk)/100]×(画像形成領域の全画素数)×0.1・・・・式(B)
(但し、Tk<4)
Pc=[(4−Tk)/100]×(画像形成領域の全画素数)×0.1・・・・式(B)
(但し、Tk<4)
通常の印刷時には転写残トナーがクリーニング部に到達するのに対して、トナー供給動作では、中間転写体上に形成したトナー像を記録媒体へ2次転写しないため、形成したトナー像全ての量がクリーニング部に到達する。本実施例では、普通紙に印字した際の2次転写効率90%の時の転写残トナー量を基準として補正ピクセルカウントPtを計算しているため、式(B)において、転写残トナーの割合に相当する10%を乗算している。
トナー供給動作においては、式(B)で求めたピクセル数に相当するトナー像を、非画像形領域に形成する。非画像領域とは、画像形成パターンを記録媒体に2次転写する際に、記録媒体Pと中間転写ベルト13とが接することのない領域である。前記非画像形成領域に形成されたトナー像が、図1に示す2次転写ローラ25を通過する際には、2次転写ローラ25には2次転写電源26により、トナーと同極性の電圧印加を行う。
また、供給トナー像の幅は、クリーニングブレード7aの長手方向に全域にトナーを供給するため、画像形成手段の最大の現像可能領域幅であることが望ましい。ここで、画像形成手段の現像可能領域幅とは、像担持体の移動方向に直交する方向における画像形成手段によるトナー像の形成可能領域を意味する。式(B)で求めたPcが小さい場合には、例えばレーザ発光をPWM調整して、最大の現像可能領域幅でトナー像を形成する。
<Step7>
装置が連続してプリントするものがあるかを判断する。連続してプリントするものがない場合は、STEP8の工程に進む。連続してプリントするものがある場合は、STEP2からSTEP7までの工程を繰り返す。
装置が連続してプリントするものがあるかを判断する。連続してプリントするものがない場合は、STEP8の工程に進む。連続してプリントするものがある場合は、STEP2からSTEP7までの工程を繰り返す。
<Step8>
装置の画像形成動作を停止する。
装置の画像形成動作を停止する。
図4に、本実施例の図1におけるクリーニング手段27にてパッチパターンのトナー像が、ブレード7aで掻き取られる様子を模式的に示す。
中間転写ベルトの回転移動方向aに従って、ベルト上に形成されたトナー像は、クリーニングブレード27aで掻き取られ、ブレード先端面27a1と中間転写ベルト13との間の領域b部に溜まる。その後b部に溜まったトナーはc部(ブレード27aの上表面27a3)に落下する。
このb部に溜まったトナーが、クリーニングブレード7aとの当接部で潜り込み擦り込まれることで、ベルト表面は潤滑性を得ることができる。
以上のように、b部にトナーが溜まっている場合は、クリーニングブレード7aと中間転写ベルト13との間の潤滑性を保つことができる。転写残トナー量が少ない状況が継続すると、b部のトナー量が少なくなる。トナー供給モードにてトナー供給動作を実行することで、b部にトナーが供給され、中間転写ベルト13とクリーニングブレード7aは良好な潤滑性を維持することができる。また、表面性判別データを用いて、印字率を補正することで、転写残トナーが少ない平滑紙(即ち、表面性の高い記録媒体)に印字した場合には、クリーニングブレードに供給するトナー量が普通紙に印字した場合より多くなり、クリーニングブレードめくれを抑制することができる。更に、転写残トナーが多いラフ紙(即ち、表面性の低い記録媒体)を印字した場合には、クリーニングブレードに供給するトナー量が普通紙に印字した場合よりも少なくなり、プリントコストの増加を抑制することができる。
例えば、本実施例において、印字率100%の画像データでは、中間転写ベルト上の単位面積あたりのトナー載り量は、凡そ0.4(mg/cm2)である。解像度600(dpi)で印字率2.5%の画像データをA4サイズの普通紙に印字した場合のStep6におけるトナー供給量は、0.37mgとなり、ラフ紙に印字した場合のStep6におけるトナー供給量は、0.06mgとなる。
以上説明したトナー供給モードにおけるトナー供給動作によって、転写残トナーが多い表面性の低いラフ紙においては、トナー供給量を普通紙よりも少なくすることができる。また、転写残トナーが少ない表面性の高い平滑紙においては、トナー供給量を普通紙よりも多くすることができる。
つまり、本実施例によれば、トナー供給モードを実行する場合において、検知手段による記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、クリーニング手段に供給するトナー供給量が少なくなるように調整される。
以上説明したように、本実施例によれば、印字率が低い画像パターンの印刷が続き、クリーニングブレードと中間転写体との間の滑りが悪化する場合であっても、トナー供給動作を実行することで、クリーニングブレードめくれを抑制し、更に紙表面性による転写効率の違いを考慮し供給トナー量を調整することでプリントコストの増加を抑制した画像形成装置を実現することができる。
実施例2
本実施例2では、トナー供給モードにおけるトナー供給動作実行する頻度を、紙表面性に応じて調整することに特徴がある。
本実施例2では、トナー供給モードにおけるトナー供給動作実行する頻度を、紙表面性に応じて調整することに特徴がある。
図10に本実施例でのトナー供給動作のフローを示す。図10中のStep1〜4に関しては、実施例1と同様の動作であるため、説明を省略する。本実施例2の特徴である、Step5以降の動作について、以下に説明する。
<Step5>
供給カウントCを計算する。供給カウントC(n)はStep4にて計算した補正印字率をTk(n)とすると、次の式(C)で定義される。
供給カウントCを計算する。供給カウントC(n)はStep4にて計算した補正印字率をTk(n)とすると、次の式(C)で定義される。
ただし、Tk(n)≧4の場合、Tk(n)=4として計算する。
nは、Step5において供給カウントCを計算した回数を意味し、C(0)=0である。
式(C)中のS(n)は、紙サイズ係数であり、記録媒体の通紙方向の紙サイズに応じて、以下の値をとる
紙サイズ≦216mm:S(n)=1
紙サイズ>216mm:S(n)=2
nは、Step5において供給カウントCを計算した回数を意味し、C(0)=0である。
式(C)中のS(n)は、紙サイズ係数であり、記録媒体の通紙方向の紙サイズに応じて、以下の値をとる
紙サイズ≦216mm:S(n)=1
紙サイズ>216mm:S(n)=2
例えば、A4サイズ(210×297mm)に補正印字率Tk:0%の画像が印字された場合、供給カウントCは、4増加し、同じ画像がA3サイズ(420×297mm)に印字された場合、供給カウントCは8増加する。
供給カウントCは、画像形成が実行されるたびに計算する。また、供給カウントCは、図7のメモリ56に記憶される。
<Step6>
Step5にて求めた供給カウントCが、供給閾値γ以上であるかどうかを判断する。供給カウントCが供給閾値γ以上である場合にはStep7に進み、トナー供給動作を実行し、供給閾値γより小さい場合には、Step8に進む。本実施例において、γ=200である。即ち、本実施例の本体構成では、印字率0%でA4サイズを50枚連続印刷した場合にクリーニングブレードのビビリ音の発生確率が増え、ブレードめくれが発生する可能性が高くなることが明らかになっている。
Step5にて求めた供給カウントCが、供給閾値γ以上であるかどうかを判断する。供給カウントCが供給閾値γ以上である場合にはStep7に進み、トナー供給動作を実行し、供給閾値γより小さい場合には、Step8に進む。本実施例において、γ=200である。即ち、本実施例の本体構成では、印字率0%でA4サイズを50枚連続印刷した場合にクリーニングブレードのビビリ音の発生確率が増え、ブレードめくれが発生する可能性が高くなることが明らかになっている。
<Step7>
トナー供給動作を実行するとともに、供給カウントCをリセットし、0をセットする。
トナー供給動作を実行するとともに、供給カウントCをリセットし、0をセットする。
以下に、トナー供給動作について説明する。
Step7で供給するトナーのピクセル数Pcは、以下の式(D)で定義される。
Pc=[C(n)/100]×(A4サイズの画像形成領域の全画素数)×0.1・・・式(D)
Pc=[C(n)/100]×(A4サイズの画像形成領域の全画素数)×0.1・・・式(D)
通常の印刷時には転写残トナーがクリーニング部に到達するのに対して、トナー供給動作では、中間転写ベルト上に形成したトナー像を記録媒体へ2次転写しないため、形成したトナー像全ての量がクリーニング部に到達する。本実施例では、2次転写効率90%の時の転写残トナー量を基準として補正ピクセルカウントを計算しているため、式(D)において、転写残トナーの割合に相当する10%を乗算している。また、本実施例においては、印字率0%でA4サイズを50枚連続印刷した場合に、クリーニングブレードのめくれを防止するため、式(D)においてA4サイズの画像形成領域を用いている。
トナー供給動作においては、式(D)で求めたピクセル数に相当するトナー像を、非画像形領域に形成する。非画像領域とは、画像形成パターンを記録媒体に2次転写する際に、記録媒体Pと中間転写ベルト13とが接することのない領域である。前記非画像形成領域に形成されたトナー像が、図2に示す2次転写ローラ25を通過する際には、2次転写ローラ25には2次転写電源26により、トナーと同極性の電圧印加を行う。
また、供給トナー像の幅は、クリーニングブレード27aの長手方向に全域にトナーを供給するため、画像形成手段の最大の現像可能領域幅であることが望ましい。
<Step8>
装置が連続してプリントするものがあるかを判断する。連続してプリントするものがない場合は、STEP8の工程に進む。連続してプリントするものがある場合は、STEP2からSTEP8までの工程を繰り返す。
装置が連続してプリントするものがあるかを判断する。連続してプリントするものがない場合は、STEP8の工程に進む。連続してプリントするものがある場合は、STEP2からSTEP8までの工程を繰り返す。
<Step9>
装置の画像形成動作を停止する。
装置の画像形成動作を停止する。
本実施例において、印字率2%の画像データをA4サイズの平滑紙(即ち、表面性の高い記録媒体)に連続で印刷した場合、100枚毎にトナー供給動作が実行される。同じ画像データをA4サイズのラフ紙(即ち、表面性の低い記録媒体)に連続で印刷した場合、200枚毎にトナー供給動作が実行される。
つまり、本実施例によれば、トナー供給モードを実行する場合において、検知手段による記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、クリーニング手段にトナーを供給するトナー供給モードを実行する頻度が少なくなるように調整する。
また、印字率2%の画像データをA4サイズの平滑紙に連続で印刷した場合、実施例1では、1枚印字するごとにトナー供給動作が実行されるのに対し、本実施例では100枚毎に実行されるため、2次転写ローラが供給されたトナーで汚れた場合に、例えば2次転写ローラのクリーニング動作を実行させる対応をしても生産性への影響が少ない。
以上説明したように、本実施例によれば、印字率が低い画像パターンの印刷が続き、クリーニングブレードと中間転写体との間の滑りが悪化する場合であっても、トナー供給動作を実行することで、クリーニングブレードめくれを抑制し、更に紙表面性による転写効率の違いを考慮しトナー供給動作の頻度を調整することでプリントコストの増加を抑制した画像形成装置を実現することができる。
1 感光ドラム(像担持体)
9 プロセスカートリッジ
13 中間転写ベルト(中間転写体)
27 クリーニング手段
27a クリーニングブレード
27b ブレード支持部材
125 記録媒体判別センサ(記録媒体表面性検知手段)
9 プロセスカートリッジ
13 中間転写ベルト(中間転写体)
27 クリーニング手段
27a クリーニングブレード
27b ブレード支持部材
125 記録媒体判別センサ(記録媒体表面性検知手段)
Claims (5)
- 画像形成手段にて像担持体に形成されたトナー像を中間転写体に転写した後、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体に転写し、前記記録媒体に転写した後に前記中間転写体上に残ったトナー像をクリーニングするクリーニングブレードを備えたクリーニング手段を有しており、
前記中間転写体上の非画像形成領域にトナー像を形成し前記クリーニング手段にトナーを供給するトナー供給モードが実行可能な画像形成装置において、
前記記録媒体の表面性を検知する検知手段を有し、
前記トナー供給モードを実行する場合において、前記検知手段による前記記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、前記クリーニング手段に供給するトナー供給量が少なくなるように調整することを特徴とする画像形成装置。 - 画像形成手段にて像担持体に形成されたトナー像を中間転写体に転写した後、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体に転写し、前記記録媒体に転写した後に前記中間転写体上に残ったトナー像をクリーニングするクリーニングブレードを備えたクリーニング手段を有しており、
前記中間転写体上の非画像形成領域にトナー像を形成し前記クリーニング手段にトナーを供給するトナー供給モードが実行可能な画像形成装置において、
前記記録媒体の表面性を検知する検知手段を有し、
前記トナー供給モードを実行する場合において、前記検知手段による前記記録媒体の表面性の検知結果により第1の表面性を備える記録媒体よりも表面性が低い第2の表面性を備える記録媒体を使用する場合、第1の表面性を備える記録媒体を使用した場合に比較して、前記クリーニング手段にトナーを供給する前記トナー供給モードを実行する頻度が少なくなるように調整することを特徴とする画像形成装置。 - 前記クリーニング手段にトナーを供給するモードにおいて供給するトナー供給量を画像形成時の印字画素数に応じて調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニング手段にトナーを供給する前記トナー供給モードでの供給トナー像の幅が、前記画像形成手段の最大の現像可能領域幅であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の画像形成装置。
- 前記現像可能領域幅は、前記像担持体の移動方向に直交する方向における前記画像形成手段によるトナー像の形成可能領域であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012033447A JP2013171095A (ja) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012033447A JP2013171095A (ja) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013171095A true JP2013171095A (ja) | 2013-09-02 |
Family
ID=49265073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012033447A Pending JP2013171095A (ja) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013171095A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104570664A (zh) * | 2013-10-10 | 2015-04-29 | 柯尼卡美能达株式会社 | 图像形成装置 |
-
2012
- 2012-02-17 JP JP2012033447A patent/JP2013171095A/ja active Pending
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