JP4967570B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、中間転写体に当接するように配されたクリーニング部材を用いて中間転写体を清掃する画像形成装置に関し、特にクリーニング部材のめくれを防止する技術に関する。
画像形成装置には、クリーニング部材を中間転写体に当接させることにより中間転写体上の転写残トナーを除去するものがある。このような画像形成装置では、クリーニング部材のめくれを防止するためクリーニング部材と中間転写体との間の摩擦係数を適度に維持する必要がある。通常、クリーニング部材の中間転写体に当接する部分(エッジ部分)には画像形成をするたびに転写残トナーが供給され、この転写残トナーが潤滑剤としてはたらくので、クリーニング部材と中間転写体との間の摩擦係数は適度に維持される。しかし、例えば、印字率が極めて低い画像を連続して形成したときなど、転写残トナーの供給量が低下した場合に、摩擦係数が過度に高くなってクリーニング部材のめくれが生じるおそれがある。
従来、このような問題を解消するため、非画像形成時に所定パターンのトナー像を中間転写体に形成することで、クリーニング部材のエッジ部分にトナーを供給する技術(従来技術1)がある。また、クリーニング部材により除去された廃トナーを回収し、廃トナーを再びクリーニング部材のエッジ部分に供給することにより摩擦係数を適度に維持するという技術(従来技術2)がある(例えば、特許文献1、2参照。)。
特開平11−38778号公報 特開2005−173351号公報
しかしながら、上記従来技術1では、画像形成に利用可能なトナーを画像形成以外の用途で用いているため、トナーの有効利用を図ることができない。また、上記従来技術2では、トナーを有効利用することができるが、廃トナーを再利用していることにより別の問題が生じる。廃トナーはコーティング剤の剥離等により、その流動特性や帯電特性が極めて劣化しているおそれがある。このようなトナーをクリーニング部材のエッジ部分に供給すれば、トナーが中間転写体に固着するなどにより、画像形成の品質低下を招く原因となる。また廃トナーを回収している廃トナーボックスには、廃トナーのみならず紙くず等のゴミが混入している場合が多い。このようなゴミが廃トナーとともにクリーニング部材のエッジ部分に供給された場合、画像形成装置の故障を招く原因ともなる。
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、廃トナーの再利用をせずに、画像形成に利用可能なトナーの有効利用を極力図りつつ、クリーニング部材のめくれを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る画像形成装置は、中間転写体に当接するように配されたクリーニング部材を用いて当該中間転写体を清掃する画像形成装置であって、複数の現像器を有しており、当該複数の現像器を用いて前記中間転写体にトナー像を形成するトナー像形成部と、前記クリーニング部材のめくれをぼうしするためのトナー像を形成すべき条件を満たした場合に、前記複数の現像器それぞれについて、現像器が劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有しているかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有している現像器があれば、劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有していると判定された現像器を用いて前記中間転写体に前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成させるように前記トナー像形成部を制御するトナー像形成制御手段とを備える。
上記構成によれば、劣化トナーがクリーニング部材のエッジ部分に供給される。ここで、劣化トナーとは、画像形成を高品質に行うことができなくなる程度に特性が劣化したトナーをいう。このように、劣化トナーを供給することにより、画像形成に利用可能なトナーの使用を抑制させ、トナーの有効利用を図ることができる。
また、前記判定手段は、現像器にトナーが供給されてからの経過時間及び現像器に残存しているトナーの量を検出し、検出された経過時間が所定時間よりも長く、かつ、検出されたトナーの量が所定量よりも少なければ、当該現像器が前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有していると判定することとしてもよい。
トナーの特性が劣化する要因としては、現像器内部でトナーが撹拌されることにより、トナーを被膜しているコーティング材が剥離することなどが考えられる。上記構成によれば、現像器に供給されてからの経過時間が所定時間よりも長く、かつ、現像器に残存している量が所定量よりも少ないトナーがクリーニング部材のエッジ部分に供給される。このような条件を満たすトナーは、現像器内で過度に撹拌されていると考えられるので、劣化トナーであるとみなすことができる。したがって、画像形成に利用可能なトナーの使用を抑制させ、トナーの有効利用を図ることができる。
また、前記トナー像形成制御手段は、前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有している現像器が存在しなければ、検出されたトナーの量が最も多い現像器を用いて前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成させるように、前記トナー像形成部を制御することとしてもよい。
上記構成によれば、現像器に残存しているトナーの量が最も多いトナーがクリーニング部材のエッジ部分に供給される。このようにすることで、所定のトナーのみが消費されることを避けることができる。
また、前記トナー像形成制御手段は、前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有している現像器が存在しなければ、検出された経過時間及びトナーの量から得られるトナーの使用頻度が最も低い現像器を用いて前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成させるように、前記トナー像形成部を制御することとしてもよい。
上記構成によれば、使用頻度が最も低いトナーがクリーニング部材のエッジ部分に供給される。このようにすることで、所定のトナーのみが消費されることを避けることができる。
また、前記判定手段は、現像器にトナーが供給されてから現在までにトナーを撹拌した回数を検出し、検出された撹拌回数が所定回数よりも多ければ、当該現像器が前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有していると判定することとしてもよい。
トナーの特性が劣化する要因としては、現像器内部でトナーが撹拌されることにより、トナーを被膜しているコーティング材が剥離することなどが考えられる。上記構成によれば、現像器に供給されてから現在までの撹拌回数が所定回数よりも多いトナーがクリーニング部材のエッジ部分に供給される。このような条件を満たすトナーは、劣化トナーであるとみなすことができる。したがって、画像形成に利用可能なトナーの使用を抑制させ、トナーの有効利用を図ることができる。
また、前記判定手段は、現像器にトナーが供給されてからの経過時間を検出し、検出された経過時間が所定時間よりも長ければ、当該現像器が前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有していると判定することとしてもよい。
画像形成装置の仕様によっては、現像器にトナーが供給されてからの経過時間が所定時間よりも長ければ、トナーが劣化しているとみなせる場合がある。上記構成によれば、そのような場合に、画像形成に利用可能なトナーの使用を抑制させ、トナーの有効利用を図ることができる。
また、前記トナー像形成制御手段は、前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有している現像器に残存していたトナーを使い尽くすまで、前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成し続けるように前記トナー像形成部を制御することとしてもよい。
画像形成装置には、画像形成の高速化の観点から、現像器のトナー収容量を増量させることにより画像形成時におけるトナー切れを防止するものがある。ところが、トナー収容量を増量すれば、トナー切れを防止することができる反面、トナーを使い果たす場合が少なくなるので劣化トナーが生じやすい。したがって、なんら措置をとらなければ、劣化トナーを画像形成に利用してしまうおそれがある。上記構成によれば、劣化トナーは、全てクリーニング部材の中間転写体に当接する部分に供給され、廃棄される。このように、劣化トナーを全て廃棄することにより、劣化トナーを画像形成に利用してしまうことを防止することができる。
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の概略構造を示す図である。
画像形成装置1は、主な構成として、画像形成部(イエロー画像形成部2a、マゼンタ画像形成部2b、シアン画像形成部2c及びブラック画像形成部2dからなる)、中間転写ベルト8、クリーニングブレード10、制御部20を備えている。
イエロー画像形成部2aは、ドラム型の感光体3a、現像器4a、帯電部5a及び露光部6aを備えており、感光体3aの周囲に帯電部5a、露光部6a、現像器4aをこの順に配置している。またイエロー画像形成部2aは、イエロートナーボトル7aを装着しており、所定条件でイエロートナーボトル7aから現像器4aにトナーを補給させる機構を有している。なおマゼンタ画像形成部2b、シアン画像形成部2c及びブラック画像形成部2dの構造は、イエロー画像形成部2aの構造と同様なので説明を省略する。トナー像形成部2は、イエロー画像形成部2a、マゼンタ画像形成部2b、シアン画像形成部2c及びブラック画像形成部2dを用いて中間転写ベルト8にトナー像を形成することができる。
中間転写ベルト8は、ローラ9等に張架されて図中反時計方向に回転駆動される。中間転写ベルト8に形成されたトナー像は、転写ローラ15により記録シートに転写され、加熱ローラ16a及び加圧ローラ16bにより記録シートに定着される。記録シートは、シート収納部12に収納されており、給紙ローラ13、タイミングローラ14、転写ローラ15、加熱ローラ16a、加圧ローラ16b及び排紙ローラ17により一枚ずつ搬送される。
クリーニングブレード10は、そのエッジ部分が中間転写ベルト8に当接するように配されており、中間転写ベルト8上の転写残トナーを除去する。除去された転写残トナーは、廃トナーボックス11に回収される。
制御部20は、画像形成部(イエロー画像形成部2a、マゼンタ画像形成部2b、シアン画像形成部2c及びブラック画像形成部2d)、中間転写ベルト8、各種ローラなど、画像形成装置1に含まれる各部を制御する。
図2は、本発明に係る画像形成装置の機能ブロック図である。
画像形成装置1は、制御部20、トナー像形成部31、中間転写部32、定着部33、給送部34及び操作パネル部35を備える。トナー像形成部31、中間転写部32、定着部33、給送部34は、それぞれ制御部20により制御されて各機能を実行する。なお、トナー像形成部31は、図1の画像形成部及びこれを駆動する駆動装置に相当する。中間転写部32は、図1の中間転写ベルト8及びこれを駆動する駆動装置に相当する。定着部33は、図1の加熱ローラ16a、加圧ローラ16b及びこれらを駆動する駆動装置に相当する。給送部34は、図1の給紙ローラ13、タイミングローラ14、転写ローラ15、排紙ローラ17及びこれらを駆動する駆動装置に相当する。操作パネル35は画像形成装置1の筐体に取り付けられており、ユーザからの指示を受け付ける機能を有する。
制御部20は、画像処理部21、劣化判定部22及びトナー像形成制御部23を備えている。
画像処理部21は、画像データを取得し、当該画像データに基づいてイエロー画像形成部2a、マゼンタ画像形成部2b、シアン画像形成部2c及びブラック画像形成部2dにトナー像を形成させる。
劣化判定部22は、トナー量判定部24及び経過時間判定部25を備え、現像器4a,4b,4c,4dに残存しているトナーが劣化トナーであるかどうかを判定する。ここでは、現像器に供給されてから現在までの経過時間が所定時間よりも長く、かつ、現像器に残存しているトナーの量が所定量よりも少なければ、劣化トナーであると判定する。
トナー量判定部24は、現像器4a,4b,4c,4dに残存しているトナーの量を検出し、検出されたトナー量が所定量未満かどうかを判定する。このような機能さえ実現することができれば、トナー量判定部24の具体的態様は、どのようなものでも構わない。例えば、トナー像を構成するドットの数を色毎にカウントして画像形成毎に積算し、ドットの積算量をトナーの使用量に換算することにより、トナー量を検出することができる。あとはCPUが、検出されたトナー量を示すデータとメモリに記憶されている所定量を示すデータとを比較することにより、上記機能を実現することができる。あるいは、トナー量の検出は、現像器に光学センサを備えておけば、現像器内部の光学密度を用いることにより実現することができる。またトナーボトル7a,7b,7c,7dからトナーを補給した回数をカウントしておけば、トナー補給回数をトナーの使用量に換算することにより、トナー量を検出することができる。
経過時間判定部25は、トナーボトル7a,7b,7c,7dから現像器4a,4b,4c,4dにトナーが補給されてから現在までの経過時間を検出する。
トナー像形成制御部23は、中間転写部32及びトナー像形成部31を制御することにより、クリーニングブレード10のめくれを防止するためのトナー像を、記録シートに転写されないように中間転写ベルト8に形成させる。ここで、トナー像形成制御部23は、現像器4a,4b,4c,4dのうち、劣化判定部22により劣化トナーであると判定されたトナーを有する現像器を用いてトナー像を形成させる。
図3は、クリーニングブレードのめくれを防止するためのトナー像を形成するフローを示す図である。
画像形成装置1は、クリーニングブレード10のめくれを防止するためのトナー像を形成すべき条件を充足するまで当該トナー像の形成を待機している(ステップS11:NO)。トナー像を形成すべき条件は、画像形成装置の仕様により異なり、例えば、印字率が所定値以下の画像を所定枚数連続して印刷することや、前回のめくれ防止用トナー像の形成から所定時間が経過することなどが考えられる。画像形成装置1は、クリーニングブレード10のめくれを防止するためのトナー像を形成すべき条件を充足すれば(ステップS11:YES)、劣化トナー判定処理を実行する(ステップS12)。劣化トナー判定処理では、現像器4a,4b,4c,4dのそれぞれについて、現像器に残存しているトナーが劣化トナーであるとみなされる条件を満たすかどうかが判定される。画像形成装置1は、劣化トナー判定処理(ステップS12)の結果、劣化トナーがあれば(ステップS13:YES)、劣化トナーを有する現像器を用いてクリーニングブレード10のめくれを防止するためのトナー像を形成し(ステップS14)、劣化トナーがなければ(ステップS13:NO)、現像器選択処理(ステップS15)により選択された現像器を用いてクリーニングブレード10のめくれを防止するためのトナー像を形成する(ステップS16)。トナー像を形成すれば、画像形成装置1は、再び、トナー像を形成すべき条件を充足するまでトナー像の形成を待機する(ステップS11:NO)。なお、めくれ防止用トナー像は、記録シートに記録されることがないように中間転写ベルト8に形成される。
以下、劣化トナー判定処理(ステップS12)及び現像器選択処理(ステップS15)の詳細について説明する。
図4は、劣化トナー判定処理のフローを示す図である。
画像形成装置1は、現像器4a,4b,4c,4dのうちのいずれかを選択する(ステップS21)。以下、現像器4aが選択されたものとして説明する。画像形成装置1は、トナーボトル7aから現像器4aにトナーが供給されてから現在までの経過時間を検出する(ステップS22)。経過時間が所定時間以上でなければ(ステップS23:NO)、画像形成装置1は、現像器4aに残存しているトナーは劣化していない、すなわち非劣化トナーであると判定する(ステップS27)。一方、経過時間が所定時間以上であれば(ステップS23:YES)、画像形成装置1は、現像器4aに残存しているトナーの量を検出する(ステップS24)。ここで、現像器4aに残存しているトナーの量が所定量未満でなければ(ステップS25:NO)、画像形成装置1は、現像器4aに残存しているトナーは非劣化トナーであると判定する(ステップS27)。しかしながら、現像器4aに残存しているトナーの量が所定量未満であれば(ステップS25:YES)、画像形成装置1は、現像器4aに残存しているトナーは劣化している、すなわち劣化トナーであると判定する(ステップS26)。
その後、画像形成装置1は、未選択の現像器4b,4c,4dがあるので(ステップS28:NO)、これらのうちのいずれかを選択して同様の処理(ステップS21乃至ステップS27)を実行する。画像形成装置1は、現像器4a,4b,4c,4dのいずれもが選択されれば(ステップS28:YES)、劣化トナー判定処理を終了する。
なお、所定時間及び所定量は、画像形成装置1の仕様に応じて適正値が異なる。そのため、通常、これらは試作機による試行錯誤を経て決定される。
図5は、現像器選択処理のフローを示す図である。
画像形成装置1は、現像器4a,4b,4c,4dのうち、残存しているトナーの量が最多である現像器を検出する(ステップS31)。画像形成装置1は、残存しているトナーの量が最多である現像器の使用頻度が最低であれば(ステップS32:YES)、当該現像器を選択する。一方、画像形成装置1は、残存しているトナーの量が最多である現像器の使用頻度が最低でなければ(ステップS32:NO)、現像器4a,4b,4c,4dのうち、使用頻度が最低である現像器を選択する(ステップS34)。ここで使用頻度は、例えば、トナーボトルからトナーが供給されたときのトナーの量から現在のトナーの量を差し引いた量と、トナーが供給されてから現在までの経過時間との比とする。画像形成装置1は、いずれかの現像器を選択すれば(ステップS33又はステップS34)、現像器選択処理を終了する。
(実施の形態2)
実施の形態2は、現像器に残存している劣化トナーを使い尽くすまで、劣化トナーをクリーニングブレードのエッジ部分に供給する点が実施の形態1と異なる。これ以外の点については実施の形態1と同様なので説明を省略する。
図6は、クリーニングブレードのめくれを防止するためのトナー像を形成するフローを示す図である。
画像形成装置1は、劣化トナー判定処理(ステップS42)の結果、劣化トナーがある場合(ステップS43:YES)、トナーの自動補給の設定をOFF設定とし(ステップS44)、現像器に残存している劣化トナーを全て消費するまで、劣化トナーを有する現像器を用いてクリーニングブレード10のめくれを防止するためのトナー像を形成する(ステップS45、S46)。ここで、トナーの自動補給とは、現像器4a,4b,4c,4dに残存しているトナーが少なくなれば自動的にトナーボトル7a,7b,7c,7dから現像器4a,4b,4c,4dにトナーを補給する制御である。トナー像を形成し続けることにより現像器に残存していた劣化トナーを全て消費すれば(ステップS46:YES)、画像形成装置1は、トナーの自動補給の設定をON設定に戻し(ステップS47)、トナー像を形成すべき条件を充足するまでトナー像の形成を待機する。
このようにすれば劣化トナーは全てクリーニングブレード10のエッジ部分に供給され、廃棄される。このように劣化トナーを全て廃棄することにより、劣化トナーを画像形成に利用してしまうことを防止することができる。
以上、本発明に係る画像形成装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
(1)実施の形態では、劣化トナーとみなされる判定条件として、現像器にトナーが供給されてからの経過時間が所定時間よりも長く、かつ、現像器に残存しているトナーの量が所定量よりも少ないこととしている。しかしながら、本発明は、画像形成に適さない程度にまでトナーが劣化しているかどうかを判定することさえできれば、上記判定条件に限られない。例えば、トナーの特性が劣化する要因として現像器におけるトナーの撹拌が考えられることから、現像器のトナーの撹拌回数が所定回数より多いことを判定条件とすることとしてもよい。
また、画像形成装置の仕様によっては、現像器にトナーが供給されてからの経過時間が所定時間よりも長ければ、トナーが劣化しているとみなしてもよい場合がある。このような場合には、現像器にトナーが供給されてからの経過時間が所定時間よりも長いことのみを判定条件とすることとしてもよい。
また、トナーの特性(帯電特性や流動特性)を直接検出して、これらが所定の特性を満たしていないことを判定条件としてもよい。
(2)実施の形態では、タンデム型の画像形成装置を開示しているが、本発明はこれに限らず、4サイクル型の画像形成装置に適用することもできる。
(3)実施の形態では、現像器4a,4b,4c,4dのそれぞれについて劣化トナー判定をしているが、本発明はこれに限らず、現像器4a,4b,4c,4dのうちの特定の現像器について劣化トナー判定をすることとしてもよい。
本発明の活用例として、プリンタ、ファクス機、複写機、MFP(Multi Functional Peripheral)等が考えられる。
本発明に係る画像形成装置の概略構造を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の機能ブロック図である。 クリーニングブレードのめくれを防止するためのトナー像を形成するフローを示す図である。 劣化トナー判定処理のフローを示す図である。 現像器選択処理のフローを示す図である。 クリーニングブレードのめくれを防止するためのトナー像を形成するフローを示す図である。
符号の説明
1 画像形成装置
2a イエロー画像形成部
2b マゼンタ画像形成部
2c シアン画像形成部
2d ブラック画像形成部
3a,3b,3c,3d 感光体
4a,4b,4c,4d 現像器
5a,5b,5c,5d 帯電部
6a,6b,6c,6d 露光部
7a,7b,7c,7d トナーボトル
8 中間転写ベルト
9 ローラ
10 クリーニングブレード
11 廃トナーボックス
12 シート収納部
13 給紙ローラ
14 タイミングローラ
15 転写ローラ
16a 加熱ローラ
16b 加圧ローラ
17 排紙ローラ
20 制御部
21 画像処理部
22 劣化判定部
23 トナー像形成制御部
24 トナー量判定部
25 経過時間判定部
31 トナー像形成部
32 中間転写部
33 定着部
34 給送部
35 操作パネル

Claims (7)

  1. 中間転写体に当接するように配されたクリーニング部材を用いて当該中間転写体を清掃する画像形成装置であって、
    複数の現像器を有しており、当該複数の現像器を用いて前記中間転写体にトナー像を形成するトナー像形成部と、
    前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成すべき条件を満たした場合に、前記複数の現像器それぞれについて、現像器が劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有しているかどうかを判定する判定手段と、
    前記判定手段の判定結果に基づいて、劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有している現像器があれば、劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有していると判定された現像器を用いて前記中間転写体に前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成させるように前記トナー像形成部を制御するトナー像形成制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記判定手段は、現像器にトナーが供給されてからの経過時間及び現像器に残存しているトナーの量を検出し、検出された経過時間が所定時間よりも長く、かつ、検出されたトナーの量が所定量よりも少なければ、当該現像器が前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有していると判定すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記トナー像形成制御手段は、前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有している現像器が存在しなければ、検出されたトナーの量が最も多い現像器を用いて前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成させるように、前記トナー像形成部を制御すること
    を特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記トナー像形成制御手段は、前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有している現像器が存在しなければ、検出された経過時間及びトナーの量から得られるトナーの使用頻度が最も低い現像器を用いて前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成させるように、前記トナー像形成部を制御すること
    を特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  5. 前記判定手段は、現像器にトナーが供給されてから現在までにトナーを撹拌した回数を検出し、検出された撹拌回数が所定回数よりも多ければ、当該現像器が前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有していると判定すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  6. 前記判定手段は、現像器にトナーが供給されてからの経過時間を検出し、検出された経過時間が所定時間よりも長ければ、当該現像器が前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有していると判定すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  7. 前記トナー像形成制御手段は、前記劣化トナーであるとみなされる所定の条件を満たすトナーを有している現像器に残存していたトナーを使い尽くすまで、前記クリーニング部材のめくれを防止するためのトナー像を形成し続けるように前記トナー像形成部を制御すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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