JP2019066822A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
回転駆動される像担持体と、
画像形成時に前記像担持体にトナーを供給し前記像担持体にトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を中間転写体又は記録材に転写する転写手段と、
前記トナー像が前記中間転写体に転写された後に前記像担持体の表面に残留しているトナーを前記像担持体から除去する第1クリーニング手段と、
前記第1クリーニング手段によって除去されたトナーが回収される第1収容手段と、
前記像担持体の回転が伝達されることで駆動され、前記第1収容手段に収容されているトナーを前記第1収容手段とは異なる第2収容手段に搬送する搬送手段と、
画像形成を行わない非画像形成時に前記像担持体を回転駆動させることで前記搬送手段により前記第1収容手段から前記第2収容手段にトナーを搬送させる搬送制御を行う制御手段と、
を備え
前記制御手段は、画像形成時に前記第1収容手段のトナー蓄積量を取得し、前記トナー蓄積量が所定の閾値以上の場合、前記搬送制御を実行して前記第1収容手段のトナー蓄積量を減少させることを特徴とする画像形成装置である。
本発明の第2の態様は、
画像形成装置であって、
現像剤像を担持する像担持体と、
前記像担持体を回転可能に支持し、且つ、前記像担持体の表面から回収される現像剤を収容する収容部を有する枠体と、
前記枠体に回転可能に支持され、且つ、前記像担持体を回転させる駆動力が伝達されることによって駆動され、前記収容部に収容された現像剤を、前記収容部の内部から外部へ搬送する搬送動作を行う搬送部材と、
前記搬送部材に対して、前記搬送動作を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、画像形成を行う画像形成時に、前記収容部に収容される現像剤の蓄積量を取得し、
前記蓄積量が閾値以上の場合、画像形成を行わない非画像形成時に、前記搬送動作を実行させて前記収容部に収容される現像剤の蓄積量を減少させることを特徴とする画像形成装置である。
数値等を限定するものではない。また、特に明記しない限り上方とは画像形成装置を設置した際の重力方向上方を指すものとする。
実施例1の画像形成装置は、画像形成時に使用されるトナー(現像剤)の量を取得し、それに基づき廃トナー収容部に蓄積される廃トナー量を取得し、それに基づき廃トナー搬送制御を行うことを特徴とする。
画像形成装置の全体構成について説明する。
図1は、画像形成装置100の断面的概略構成図である。画像形成装置100は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザプリンタである。画像形成装置100は、画像データに基づき、記録材12(例えば、記録用紙、プラスチックシート、布等)にフルカラー画像を形成する。画像形成装置100は、画像形成装置100に接続された画像読み取り装置やパーンナルコンピュータ等のホスト61から、画像データを取得する。
体である中間転写ベルト20に転写する1次転写手段を構成する。1次転写ローラ21には、1次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト20上に転写される(1次転写)。
画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジ7の全体構成について説明する。収容しているトナーの種類(色)を除いて、各色用のプロセスカートリッジ7の構成及び動作は実質的に同一である。
1の表面から除去されたトナー(廃トナー)は、感光体ユニット13内の廃トナー収容部13aに落下し、収容される。廃トナー収容部13aは、ドラムクリーニング装置6によって感光体ドラム1から除去されたトナーが回収される第1収容手段である。このように、感光体ユニット13は、像担持体としての感光体ドラム1を回転可能に支持し、且つ、感光体ドラム1の表面から回収されるトナーを収容する収容部としての廃トナー収容部13aを有する枠体を構成する。
凝集度(%)=(100メッシュふるい上の残試料質量/5g)×100
+(200メッシュふるい上の残試料質量/5g)×60
+(390メッシュふるい上の残試料質量/5g)×20
トナー収容室18b内には、攪拌部材15が設けられている。攪拌部材15は、トナー
収容室18bに収容されたトナーを攪拌するとともに、トナー供給ローラ3の上部に向けて矢印G方向にトナーを搬送する。攪拌部材15は30rpmで回転するよう駆動される。攪拌部材15の回転速度は一例であってこの例に限定されない。
供給量を調整することができる。トナー供給ローラ3が80rpm、現像ローラ4が100rpmで回転するよう駆動される。トナー供給ローラ3と現像ローラ4とが同電位となるよう、それぞれにDCバイアスを印加する。
画像形成装置100の画像形成時には、まず、感光体ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット30から発された画像データに応じたレーザー光によって、帯電した感光体ドラム1の表面が走査露光され、感光体ドラム1上に画像データに基づく静電潜像が形成される。次いで、感光体ドラム1上に形成された静電潜像は、現像ユニット14によってトナー像として現像される。感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、1次転写ローラ21の作用によって中間転写ベルト20上に転写(1次転写)される。
画像形成装置100において、複数のプロセスカートリッジ7の各々の廃トナー収容部13a(第1収容手段)の内部に収容されているトナーを外部の廃トナーボックス26(第2収容手段)へ搬送する搬送手段について図2から図5を用いて説明する。
感光体ドラム1は、画像形成中に図2の矢印A方向に回転する。1次転写工程後に感光体ドラム1表面上に残留しているトナーは、ドラムクリーニング装置6の先端部によって感光体ドラム1表面から掻き取られ、廃トナー収容部13aへと収容される。廃トナー収容部13aには、廃トナーを搬送する第1搬送路40が設けられている。
画像形成装置100において、廃トナー搬送部材である第1搬送部材41は、感光体ドラム1から伝達される駆動力によって回転することで、廃トナーを搬送する搬送動作を行うよう構成されている。第1搬送部材41による廃トナー搬送量は、感光体ドラム1の回転量(回転量(又は回転数)=回転速度×時間)によって決まる。画像形成中に第1搬送部材41により搬送できる廃トナー量には上限がある。使用トナー量が多い画像形成モード(例えば高品質モードや高濃度モード)では、標準的な画像形成モードに比べて廃トナー量が多くなり得る。このような画像形成モードで画像形成を行った場合に、廃トナー収容部13aの内部から画像形成装置100本体への廃トナー搬送が追いつかず、廃トナー収容部13a内の廃トナー蓄積量が過剰になって詰まり等が発生する可能性がある。
より廃トナー収容部13aから画像形成装置100本体へ廃トナーを搬送する第1搬送制御の他に、第2搬送制御を適宜実行する。第2搬送制御とは、画像形成を行わない非画像形成時に感光体ドラム1を回転駆動させることで第1搬送部材41や第2搬送部材45等の搬送手段に搬送動作を行わせて廃トナー収容部13aの廃トナーを搬送させる制御である。第2搬送制御は、搬送手段により廃トナーの搬送を行わせることを目的として感光体ドラム1を回転駆動させる制御を含む。第2搬送制御では、画像形成を行わない。従って、第2搬送制御中は廃トナーが発生しない。第2搬送制御では、感光体ユニット13を現像ユニット14から離間し、感光体ユニット13のみを所定の回転速度で所定時間駆動させる。この第2搬送制御によって第1から第4の画像形成部SY、SM、SC、SK(以下、ステーションという)の各々の廃トナー収容部13a内からカートリッジの外部に設けられた廃トナーボックス26へ所定量の廃トナーが排出される。第2搬送制御による廃トナー搬送量をW3とする。画像形成装置100は、画像形成時に廃トナー収容部13aの廃トナー蓄積量を取得し、廃トナー蓄積量が所定の閾値以上の場合、第2搬送制御を実行して廃トナー収容部13aの廃トナー蓄積量を減少させる。これは、廃トナー収容部13aの廃トナー蓄積量が上限に達する可能性があると判断される場合である。このような場合には、連続画像形成動作を一時停止し、第2搬送制御を実行する。これにより、多量の廃トナーが発生し得る画像形成動作中でも、廃トナー収容部13aの廃トナー蓄積量が過剰になってしまうことを抑制でき、廃トナー収容部13aに詰まり等が生じることを抑制できる。
定数を記憶させておく。
まず、コントローラ62は、N枚目の記録材に形成する画像データに基づき、各ステーションでの画像ドット数D(Dy、Dm、Dc、Dk)を求め、メモリ64に記憶する。コントローラ62は、画像形成を行う画像データ(ここではN枚目の記録材に形成する画像データ)が入力される毎に画像ドット数Dを求め、既にメモリ64に記憶されている情報を更新する。コントローラ62は、スキャナユニット30のレーザー光源の点灯時間を計数し、それを1ドットの点灯時間で除算することにより、画像ドット数Dを求める。
場合も、そのステーションより上流のステーションにおける再転写によって中間転写ベルト20から減るトナー量を無視する。すなわち、コントローラ62は、1次転写で中間転写ベルト20上に転写されたトナー量に対して再転写効率Rを乗じた値で各ステーションにおける再転写量を求める。
W1y=Ay×Dy×(1−Ty)
W1m=Am×Dm×(1−Tm)+Rm×(Ay×Dy×Ty)
W1c=Ac×Dc×(1−Tc)+Rc×(Ay×Dy×Ty+Am×Dm×Tm)
W1k=Ak×Dk×(1−Tk)+Rk×(Ay×Dy×Ty+Am×Dm×Tm+Ac×Dc×Tc)
W=W0+W1−We
W1:N枚目の画像形成時の各ステーションの廃トナー回収量(S103)
We:N枚目の画像形成動作中に行われる第1搬送制御による廃トナー搬送量(S104)
W0:初期蓄積量(S105)
実施例2について説明する。なお、実施例1と同内容の構成については適宜説明を省略する。
画像形成装置100は、2次転写工程後に中間転写ベルト20上に残留した2次転写残留トナーを中間転写ベルト20から除去する第2クリーニング手段であるベルトクリーニング装置27を有する。実施例2のベルトクリーニング装置27は、中間転写ベルト20上の2次転写残留トナーを1次転写手段の感光体ドラム1に対し逆極性(正規の帯電特性とは逆特性)に一様に帯電させるとともに、1次転写手段に導く。1次転写手段において2次転写残留トナーを感光体ドラム1に逆転写させて中間転写ベルト20から除去する。廃トナー収容部13aは、中間転写ベルト20から除去された2次転写残留トナーも回収されるよう構成される。
部が導電性ブラシ51に付着することで中間転写ベルト20から除去される。さらに、導電性ブラシ51においてプレ帯電され下流のトナー帯電ローラ52において一様に正極性に帯電される。正極性に帯電した2次転写残留トナーは1次転写手段で回収され、中間転写ベルト20上から除去される。
かしながら、コントローラ62の演算負荷の軽減のため、中間転写ベルト20におけるトナーは再転写によって減少しないものする。すなわち、再転写による廃トナー収容部13aの廃トナー回収量の増加分は考慮するが、再転写による中間転写ベルト20からのトナーの減少分は考慮しない。従って、再転写に起因する廃トナー収容部13aの廃トナー回収量は実際よりも若干多めに計算されることになる。2次転写残留トナーの量は、各ステーションにおいて中間転写ベルト20に1次転写されたトナー量を合計したトナー量と、2次転写効率Sとに基づいて行う。
W1y=Ay×Dy×(1−Ty)+I×(1−S)×(Ay×Dy×Ty+Am×Dm×Tm+Ac×Dc×Tc+Ak×Dk×Tk)
してS202に戻る。連続画像形成要求がない場合、S212に進む。ここでは、N≧Mである場合、コントローラ62は、連続画像形成要求がない(連続画像形成要求に係る全ての記録材の画像形成が終了した)と判断する。
実施例3について説明する。なお、実施例1及び実施例2と同内容の構成については適宜説明を省略する。
は、正極性に帯電した付着トナーを中間転写ベルト20に吐き出すために、導電性ブラシ51及びトナー帯電ローラ52に正バイアスを印加する工程を含む。これにより、導電性ブラシ51及びトナー帯電ローラ52から中間転写ベルト20に向かって正の電界が形成され、導電性ブラシ51及びトナー帯電ローラ52の僅かな正極性の付着トナーについても中間転写ベルト20上に吐き出すことができる。
図9のフローチャートを参照して、実施例3の画像形成装置100における廃トナー搬送制御について説明する。図9は、実施例3の廃トナー搬送制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで表される処理は、画像形成装置100のコントローラ62が実行する。
電した2次転写残留トナー量(クリーニングトナー蓄積量C)を計算する。まず、コントローラ62は、N枚目の画像形成により発生する2次転写残留トナー量とクリーニング効率Iに基づき画像形成時にベルトクリーニング装置27に付着するトナー量であるクリーニングトナー付着量C1を次式によって求める。
C1=(1−I)×(1−S)×(Ay×Dy×Ty+Am×Dm×Tm+Ac×Dc×Tc+Ak×Dk×Tk)
C=C1+C0
ローラ62は、連続画像形成要求があると判断し、S3130に進んでNをインクリメントしてS314に進む。連続画像形成要求がない場合、S315に進む。ここでは、N≧Mである場合、コントローラ62は、連続画像形成要求がない(連続画像形成要求に係る全ての記録材の画像形成が終了した)と判断する。
Wm=Wm+C
量W4を求め、S320で求めた廃トナー蓄積量Wから減算した値(W−W4)を求める。コントローラ62は、求めた値を各ステーションの廃トナー収容部13aの廃トナーの初期蓄積量W0としてメモリ64に記憶し、初期蓄積量の情報を更新する。また、コントローラ62は、S318又はS320で求めたクリーニングトナー蓄積量Cによって初期クリーニングトナー蓄積量C0の値を更新する。その後、コントローラ62は、画像形成動作スタンバイ状態へ移行させる。
各実施例では、1次転写手段で感光体ドラムから中間転写ベルトに転写されたトナー像を2次転写手段で中間転写ベルトから記録材に転写する構成の画像形成装置に本発明を適用した例を説明した。しかしながら、感光体ドラムから記録材にトナー像が転写される構成の画像形成装置にも本発明は適用できる。
各実施例では、画像形成後の準備的な感光体ドラム1の回転により搬送手段が駆動されて廃トナー収容部13aから廃トナーボックス26へ搬送されるトナー量を考慮して廃トナー蓄積量を求める例を説明した。これに加えて、又はこれに代えて、画像形成前の準備的な感光体ドラム1の回転により搬送手段が駆動されて廃トナー収容部13aから廃トナーボックス26へ搬送されるトナー量を考慮して廃トナー蓄積量を求めても良い。
回転駆動される像担持体と、
画像形成時に前記像担持体にトナーを供給し前記像担持体にトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を中間転写体又は記録材に転写する転写手段と、
前記トナー像が前記中間転写体又は記録材に転写された後に前記像担持体の表面に残留しているトナーを前記像担持体から除去する第1クリーニング手段と、
前記第1クリーニング手段によって除去されたトナーを受け取り回収する第1収容手段と、
前記像担持体の回転が伝達されることで駆動され、前記第1収容手段に収容されているトナーを前記第1収容手段とは異なる第2収容手段に搬送する搬送手段と、
非画像形成時に前記像担持体を回転駆動させることで前記搬送手段により前記第1収容手段から前記第2収容手段にトナーを搬送させる搬送制御を行う制御手段と、
を備え
前記制御手段は、画像形成時に前記第1収容手段のトナー蓄積量を算出し、前記トナー蓄積量が所定の閾値以上の場合、前記非画像形成時に前記第1収容手段から前記第2収容手段へトナーを搬送する前記搬送制御を実行して前記第1収容手段のトナー蓄積量を減少させることを特徴とする画像形成装置である。
本発明の第2の態様は、
画像形成装置であって、
現像剤像を担持する像担持体と、
前記像担持体を回転可能に支持し、且つ、前記像担持体の表面から回収される現像剤を収容する収容部を有する枠体と、
前記枠体に回転可能に支持され、且つ、前記像担持体を回転させる駆動力が伝達されることによって駆動され、前記収容部に収容された現像剤を、前記収容部の内部から外部へ搬送する搬送動作を行う搬送部材と、
前記搬送部材に対して、前記搬送動作を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、画像形成時に、前記収容部に収容される現像剤の蓄積量を算出し、
前記蓄積量が閾値以上の場合、非画像形成時に、前記収容部の内部から外部へ現像剤を
搬送する前記搬送動作を実行させて前記収容部に収容される現像剤の蓄積量を減少させることを特徴とする画像形成装置である。
実施例1の画像形成装置は、画像形成時に使用されるトナー(現像剤)の量を取得(算出)し、それに基づき廃トナー収容部に蓄積される廃トナー量を取得(算出)し、それに基づき廃トナー搬送制御を行うことを特徴とする。
のような場合には、連続画像形成動作を一時停止し、第2搬送制御を実行する。これにより、多量の廃トナーが発生し得る画像形成動作中でも、廃トナー収容部13aの廃トナー蓄積量が過剰になってしまうことを抑制でき、廃トナー収容部13aに詰まり等が生じることを抑制できる。
Claims (13)
- 回転駆動される像担持体と、
画像形成時に前記像担持体にトナーを供給し前記像担持体にトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を中間転写体又は記録材に転写する転写手段と、
前記トナー像が前記中間転写体に転写された後に前記像担持体の表面に残留しているトナーを前記像担持体から除去する第1クリーニング手段と、
前記第1クリーニング手段によって除去されたトナーが回収される第1収容手段と、
前記像担持体の回転が伝達されることで駆動され、前記第1収容手段に収容されているトナーを前記第1収容手段とは異なる第2収容手段に搬送する搬送手段と、
画像形成を行わない非画像形成時に前記像担持体を回転駆動させることで前記搬送手段により前記第1収容手段から前記第2収容手段にトナーを搬送させる搬送制御を行う制御手段と、
を備え
前記制御手段は、画像形成時に前記第1収容手段のトナー蓄積量を取得し、前記トナー蓄積量が所定の閾値以上の場合、前記非画像形成時に前記搬送制御を実行して前記第1収容手段のトナー蓄積量を減少させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、複数の記録材に対する画像形成時に、1つの記録材に対する画像形成を行う毎に前記第1収容手段のトナー蓄積量を取得し、前記トナー蓄積量が前記閾値以上になった場合、前記画像形成を一時的に停止し、前記搬送制御を実行する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、前記像担持体、前記現像手段、前記転写手段、前記第1クリーニング手段及び前記第1収容手段を有する複数のカートリッジを備え、
前記第2収容手段は、前記複数のカートリッジの外部に設けられており、
前記搬送手段は、前記複数のカートリッジの各々の第1収容手段に収容されているトナーを前記第2収容手段に搬送するよう構成され、
前記制御手段は、画像形成時に前記複数のカートリッジの各々の第1収容手段のトナー蓄積量を取得し、前記複数のトナー蓄積量のうち最も大きい値が前記閾値以上になった場合、非画像形成時に前記搬送制御を実行する請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、
前記像担持体のトナー像を中間転写体に転写する1次転写手段と、
前記中間転写体のトナー像を記録材に転写する2次転写手段と、
前記トナー像が前記記録材に転写された後に前記中間転写体に残留している残留トナーを前記像担持体に逆転写させて前記中間転写体から除去する第2クリーニング手段と、
をさらに備え、
前記第1収容手段は、前記中間転写体から除去された前記残留トナーが回収されるよう構成され、
前記制御手段は、前記第1収容手段に回収される前記残留トナーの量を考慮して前記第1収容手段のトナー蓄積量を取得する請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第2クリーニング手段は、前記残留トナーを帯電させる帯電手段を有し、かつ前記帯電手段に付着した付着トナーを前記中間転写体に転写させた後、前記像担持体に逆転写させて前記中間転写体から除去するよう構成され、
前記第1収容手段は、前記中間転写体から除去された前記付着トナーが回収されるよう構成され、
前記制御手段は、前記第1収容手段に回収される前記付着トナーの量を考慮して前記第1収容手段のトナー蓄積量を取得する請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、画像形成を行う前の準備的な前記像担持体の回転及び画像形成を行った後の準備的な前記像担持体の回転により前記搬送手段が駆動されて前記第1収容手段から前記第2収容手段に搬送されるトナー量を考慮して前記第1収容手段のトナー蓄積量を取得する請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、1つの記録材に対する画像形成時に前記第1収容手段に回収されるトナー量である回収量(W1)と、前記1つの記録材に対する画像形成時の前記像担持体の回転により前記搬送手段が駆動されて前記第1収容手段から前記第2収容手段に搬送されるトナー量である搬送量(We)と、前記1つの記録材に対する画像形成を開始する時に既に前記第1収容手段に蓄積している初期蓄積量(W0)と、を取得し、前記第1収容手段のトナー蓄積量(W)を、
W=W0+W1−We
により取得する請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、画像形成に係る画像データに基づき前記回収量を取得する請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記像担持体のトナーが前記中間転写体又は記録材に転写される割合である1次転写効率T、及び、前記中間転写体又は記録材に転写されたトナーが前記像担持体に移行する割合である再転写効率Rの少なくともいずれかに基づき前記回収量を取得する請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、1つの記録材に画像形成を行う毎に前記トナー蓄積量を取得する請求項7〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記現像手段は、回転駆動される現像剤担持体を有し、
前記制御手段は、画像形成時の前記像担持体及び前記現像剤担持体の回転駆動の制御モードとして、
前記像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速度の比である周速比が第1周速比である第1の制御モードと、
前記周速比が前記第1周速比よりも高い第2周速比である第2の制御モードと、
を有する請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第2の制御モードにおいて前記搬送制御を行う請求項11に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置であって、
現像剤像を担持する像担持体と、
前記像担持体を回転可能に支持し、且つ、前記像担持体の表面から回収される現像剤を収容する収容部を有する枠体と、
前記枠体に回転可能に支持され、且つ、前記像担持体を回転させる駆動力が伝達されることによって駆動され、前記収容部に収容された現像剤を、前記収容部の内部から外部へ搬送する搬送動作を行う搬送部材と、
前記搬送部材に対して、前記搬送動作を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、画像形成を行う画像形成時に、前記収容部に収容される現像剤の蓄積量を取得し、
前記蓄積量が閾値以上の場合、画像形成を行わない非画像形成時に、前記搬送動作を実行させて前記収容部に収容される現像剤の蓄積量を減少させることを特徴とする画像形成装置。
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