JP5539494B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
《画像形成装置例の全体的な概略構成》
図1は本実施例における画像形成装置の概略構成模式図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、4色フルカラーの画像形成装置である。この画像形成装置はイメージリーダ(原稿画像読装置)・パソコン・ファクシミリ等のホスト装置からコントローラ部(制御装置:CPU)100に入力する電気的画像信号に基づいて記録媒体としてのシート状の記録材Pに画像形成を行う。コントローラ部100は、ホスト装置との間で各種の電気的な情報の授受をすると共に、画像形成装置の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。この画像形成装置は、表面に静電潜像を担持する像担持体としての、回転ドラム型の電子写真感光体(以下、ドラムと記す)1を有する。及び、このドラム1に作用するプロセス手段としての、帯電手段2、画像露光手段3、現像手段5(5a・5b・5c・5d)、転写手段6、ドラムクリーニング手段(像担持体クリーニング手段)7を有する。ドラムクリーニング手段7は、ドラムをクリーニングするための手段(クリーニング装置)である。
トナー像がベルト61から記録材Pへ2次転写された後、記録材P分離後のベルト61の表面には残留した2次転写残トナーが存在する。これは前記2次転写時において、ベルト61とトナー間の鏡映力が存在するため、静電方式で転写効率を100%にすることが困難なためである。そこで、ベルト61上に2次転写されずに残った2次転写残トナーを、トナー帯電ローラ13によって、本来とは逆極性の正極性に転換されてドラム1に静電的に移動させるベルトクリーニングを行う。具体的には、まず2次転写後に、トナー帯電ローラバイアス電源(不図示)から正極性のトナー帯電ローラバイアスをトナー帯電ローラ13に印加する。本実施の形態において、トナー帯電ローラバイアスは、定電流制御された直流バイアスを印加している。そして、トナー帯電ローラバイアスの印加から所定時間後にトナー帯電ローラ13をベルト61に当接させる。そのため、トナー帯電ローラにより2次転写残トナーは正極性に帯電される。ドラム1表面は負極性の表面電位を持っており、1次転写ローラ62には正極性の転写バイアスが印加されている。したがって、ベルト61の移動により1次転写ニップ部に到達した正極性に帯電されたトナーには、ドラム1とベルト61との間の電界よりドラム1に戻る力が働くことになる。このようにして、ベルト上のトナーは、ドラム1に移動させられ、ドラム1のクリーニングユニットで回収することが可能となる。そして、ベルト61が1周してクリーニングが終了した後に、トナー帯電ローラ13へのトナー帯電ローラバイアスの印加をOFFする。トナー帯電ローラバイアス印加のOFFから所定時間後、トナー帯電ローラ13はベルト61から離隔される。
モノクロ画像形成モードの場合は,ブラック用の第4の現像器5dを用いた画像形成だけが行われる。この場合、2次転写ローラ66とトナー帯電ローラ13は作用位置の状態で画像形成を行う。2次転写残トナーは、トナー帯電ローラ13により本来とは逆極性の正極性に転換されている。このときドラム1は負極性に帯電されており、1次転写ローラ62には正極性のバイアスが印加されている。そのため、ベルト上のトナーは1次転写ニップ部Bで電界によりドラム1に移動し、ドラム1のクリーニングユニットで回収することが可能となる。コントローラ部100は1枚或いは連続複数枚のモノクロ画像形成ジョブが終了したら、画像形成装置を待機状態に戻して、次の画像形成スタート信号の入力を待つ。
本実施例の画像形成装置では、図1に示すレジストセンサ80により、記録材の有無検知を行っている。さらに、外排紙センサ90が配置されている。レジストセンサ80は、記録紙とベルト61に形成された現像剤像との位置をあわせるためのセンサであり、記録材の搬送方向に対して記録材のスタッカと2次転写部Dとの間に設けられている。外排紙センサ90は、記録材の排紙が行われたかを確認するためのセンサであり、記録材の搬送方向に対して、2次転写部Dと定着ユニット8との間に設けられている。レジストセンサ80が記録材を検知した後、予め定められた一定時間後までに、外排紙センサ90に検知されない場合は、レジストセンサ80と外排紙センサ90の間でジャムがあったと検知される。また、外排紙センサ90により記録材が検知されてからさらに予め定めた一定時間経過後、外排紙センサがOFFにならない(記録材が検知され続けた)場合は、定着ユニット内でジャムが起きたと検知される。定着ユニットでジャムが発生した場合は、記録材は2次転写ニップ部Dを通過しており、2次転写ニップ部Dで記録材にトナー像は転写された状態である。いずれも、センサの情報はコントローラ部(制御装置:CPU)100で処理され、ユーザにジャムがあった旨、報知される。なお、本実施例ではセンサにより、画像形成装置内の記録材の位置を特定するが、記録材がスタッカからピックアップされてからの時間をカウントして、そのカウント時間から記録材の位置を特定するなどしても適宜可能である。
本実施例の画像形成装置では、画像形成装置の置かれた環境温度を検知する温度センサ200が具備されており、コントローラ部(制御装置:CPU)100にて常に管理されている。温度センサにより検知された温度は、帯電装置や現像装置に印加される各種バイアスの制御や緊急停止後の復帰動作時の回収シーケンスを変える際に用いられる。なお、温度センサ200は、クリーニングブレード24の近辺の温度を検知することが好ましいが、これに限られるものではない。装置内における温度センサの配置上、クリーニングブレード24の近辺の温度と相関が取れる位置に配置されていれば良い。
画像形成の際、使用する総トナー量が多いとシートや転写ベルト上にトナーを重ねて転写すると、トナーが飛び散るという現象や、定着器にシートが通過する前後でトナーが飛び散るという現象が生じ得る。また、この他に微妙な温度や湿度の変化、ドラムやトナーや定着器および中間転写体の使用劣化によって、トナー電荷の変動や、転写効率が変動することによってトナーの飛び散りの発生状態も変化する。これらの変動要因があってもトナーの飛び散りを発生させないように、トナー量を制限するための設定がなされている。本実施例では、単色のべた黒画像を形成した際にベルト61に載るトナー量を100%としたときに対し、YMCBk4色のトナーの総量が200%を越えないように、コントローラ部(制御装置:CPU)100にて制御される。本実施例では、画像露光手段3レーザースキャナユニットのPWM(パルス発光時間)を制御することで濃度を調整している。
本実施例における画像形成装置では、画素カウント(ビデオカウント)手段34があり、画素カウント手段は入力された画像データからトナーを付着すべき画素である印字画素のカウントを行う。この動作をビデオカウントと称する。本実施例では、画素カウント手段34でレーザの発行時間を積算することで、画像形成に必要なトナー量の算出を行っている。カウントされる印字画素が多いほど、ドラム上に現像されるトナーのり量が多くなるため、ドラムからベルト61に転写されるトナー量も多くなる。したがって、画素カウントを行うことで、緊急停止時にベルト1周分に残っているトナー量を予測することが可能となる。ビデオカウント情報から、後述するトナーのり量を算出する方法は次のように行っている。本実施例におけるトナーのり量は、ベタ黒画像を形成時のトナー量を100%ののり量としている。そこで、ベタ黒画像を形成した時のビデオカウント数を基準として、トナーのり量を計算する。例えば、ベタ黒画像を形成した時のビデオカウント数の半分のビデオカウント数である画像を形成した場合、トナーののり量は50%となる。
本実施例で特徴となる緊急停止後の回収シーケンスを実行する、制御装置等を図2に示す。制御装置であるコントローラ(CPU)100は、温度情報とビデオカウント情報、メモリ情報より、各バイアス制御駆動を行う。具体的には、CPU100は、レジストセンサ80や、外排紙センサ90からの情報に基づいて緊急停止が発生したかどうかを判断する。そして、緊急停止が発生した場合は、緊急停止からの復帰動作時に回収シーケンスを行う。回収条件が異なる回収シーケンスが2つあり、メモリ36に記憶されている。CPU100は、カウンタ34のビデオカウント情報と、温度センサ200の環境温度によって最適な回収シーケンスをメモリ36から呼び出して切り替える。CPUは、回収シーケンスに基づいて、帯電バイアス制御部、1次転写バイアス制御駆動部、1次転写バイアス制御駆動部、トナー帯電ローラバイアス制御駆動部、ドラム駆動制御部、中間転写体駆動制御部を制御する。まず第1の回収シーケンスについて述べる。
本実施例における回収シーケンス1について説明する。緊急停止後の復帰動作時において、下記回収シーケンス動作を行う。回収シーケンスにおいて、ベルト61と、ドラム1は回転するようにしている。ベルト61からドラム1へ回収されたトナーは、ドラムの回転によりクリーニング装置に回収されるようになっている。緊急停止時にベルト61上にあるトナーは、多くは正規極性の負極性トナーである。しかしながら、ベルト61には、転写バイアスの影響により正極性になったトナーも存在する。そのため、ベルト61上のトナーを回収するために下記のような回収シーケンスを行った。
後述する予備検討1の結果から、回収シーケンス1では回収しきれなかった、低温環境下で、かつ残留トナー量が多い場合において、回収シーケンス2を起動する。
本実施における回収シーケンス1で、クリーニングブレードの回収不良をおこすことなく、回収できる回収トナー限界量とそのときの画像形成装置の雰囲気温度との相関を調べた。検討条件として、本実施例における、フルカラー80000枚通紙後のクリーニング装置(公称ドラム寿命80000枚)を用いて、各環境における最適なトナーの回収条件を調べた。フルカラー画像形成モードで、記録材80000枚通紙後のクリーニング装置を用いて実験を行った理由は、画像形成を繰り返すことによりドラムに傷が生じクリーニング性が低下することを考慮するためである。画像形成によりクリーニング性が低下したドラムで、良好なクリーニングを行える条件であれば、新品時のドラムでも良好なクリーニングを行うことができる。
本実施例の画像形成装置で様々な濃度の画像をドラムに現像させ、ベルト61に1次転写させる。このときに本体の緊急停止を行い、ベルト61上にトナーを存在させるようにする。その後、回収シーケンス1でベルト61上の残トナーを回収したときの、ドラム上でクリーニングブレードを通過した後の領域を目視し、トナーのすり抜けが発生しているか否かを判断した。なお、プロセススピードは、本画像形成装置における普通紙通紙時の速度で検討を行った。
結果を図4に示す。横軸が画像形成装置の雰囲気温度、縦軸がトナーののり量であり、単色べた黒画像時の載り量を100として表したものとなっている。そのときのクリーニングブレードに対して、トナーすり抜け無しが○、トナーすり抜けあり(回収不良)が×で表されている。本結果より、低温環境(例えば、図3における0℃、10℃)において、トナーののり量が多い高印字画像形成をした時(例えば180%、200%のトナーのり量)の回収時は、回収不良が発生してしまう場合があった。これは、低温環境では、ブレードの硬度が高くなり、弾性が低化し、ドラムの偏芯に対する追従性が悪化することに起因している。この予備検討により、低温環境下において、ベルトのトナー載り量が多い場合は、ベルト61から1度にドラム1へ回収させるようにすると、トナーのすり抜けが発生することが解かった。
画像形成装置が緊急停止する場合として、(1)記録材の紙つまり(以下ジャム)(2)停電等による本体電源停止時、の2通りで説明をする。以下、それぞれの場合における回収シーケンスの切り替え方法について詳細に述べる。このような場合分けを行うのは、緊急停止前に中間転写体上に残っているトナー量がそれぞれの状況で異なるためである。それぞれの場合において、緊急停止前の画像情報に応じて、CPU100(推測手段)によりベルトに残っているトナー量を算出して推測する。
本実施例のフルカラー画像形成時における記録材の紙つまり時の回収シーケンスを図5に示す。外排紙センサ90にて、定着器内でジャムの発生が検知された場合のベルト61上のトナー像を図6(A)に示す。定着器内でのジャムとは、記録材が定着器を通過途中に紙つまり起こしたことを指す。このとき、記録材Pは二次転写ローラ66を通過した後なので、ベルト61のトナー像は全て記録材に2次転写されている。このため、ベルト61上には2次転写時に記録材へ転写できなかった2次転写残トナーが存在する。本実施例の画像形成装置における2次転写効率は、最も悪い0℃環境で2次転写効率90%である。また、本実施例における画像形成装置では、4色フルカラー画像の最大のり量は、単色のべた黒画像を100%としたときに対し、200%となっている。したがって、フルカラー最大乗り量時200%における2次転写残としては、200×0.1=20%が残留している。この量は、0℃環境下においても1度に回収可能な量である。このため、定着器内(s1)で発生したジャムに関しては、温度検知結果に因らず、通常画像形成後のベルトクリーニングシーケンス(S2)で良い。通常クリーニングシーケンスで、ベルト上の残トナーを回収した後、通常画像形成動作のスタンバイ状態(S3)となる。図1に示すレジストセンサ80により、記録材なしと検知された時のベルト上のトナー像を図6(B)に示す。本実施例では、記録材Pのピックアップと同時に、イエロー画像形成をおこなっている。このため、給紙遅延ジャム発生時はベルト61上にはイエロー画像のみ存在なので、イエロー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。上記以外の場合は記録材Pが二次転写ローラ66と定着ユニット8の間で紙つまりしている(図6(C))。この場合は、記録材Pに2次転写されずに残った4色のフルカラー画像がベルト61上に存在する。記録材Pに2次転写されたトナー量は不明なため、4色のフルカラー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。環境温度情報とベルト上のトナー量(トナーのり量)に関する情報とで、回収条件を切り替える。(S4)にて、復帰時の温度情報が15℃以上の場合、予備検討1の結果図4より、トナーのり量に因らず、回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。復帰時の温度情報が10℃以上の場合(S6)、(S7)にてトナーのり量が40%未満の場合は回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。(S7)にてトナーのり量が40%以上の場合、回収シーケンス2で回収した後(S8)、スタンバイ(S3)となる。復帰時の環境情報が10℃未満の場合、(S9)にてトナーのり量が30%未満の場合は回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。(S9)にてトナーのり量が30%以上の場合、回収シーケンス2で回収した後(S8)、スタンバイ(S3)となる。当該残トナー量と復帰時の環境検知結果と合わせて、回収シーケンスを切替えることで、最適な条件で回収させることが可能となる。
本実施例のモノカラー画像形成時における記録材の紙つまり時の回収シーケンスを説明する。フルカラー画像形成時と同様、図5のフローで説明することが出来る。まず、記録材Pの紙つまり発生時、まず、図1に示すレジストセンサ80と外排紙センサ90により記録材Pがどの位置で紙つまりしているかを検知する。定着器内でのジャム(s1)のとき、記録材Pが二次転写ローラ66を通過しているので、ベルト61上のトナー像は全て記録材Pに2次転写されており、ベルト61上には2次転写時に記録材Pへ転写できなかった2次転写残トナーが存在する。本実施例の画像形成装置における2次転写効率は、0℃環境で最も悪く2次転写効率90%である。したがって、最大乗り量時の100%における2次転写残としては、100×0.1=10%が残留している。この量は、予備検討1の結果より、0℃環境下においても1度に回収可能なので、回収シーケンス1で良い。定着機(s1)以外の場合は、ベルト61上にはブラック画像のみが存在する。このため、ブラック画像のビデオカウント情報からトナー量を算出する。このようにして算出されたトナー量と、環境検知結果に基づいて、回収シーケンスが決定される。
本実施例の緊急停止時における回収シーケンスフローを図7に示す。本実施のクリーニングユニットには、不揮発性のメモリ(不図示)が設置されており、通常の画像形成動作終了後に必ずドラムの使用履歴情報が書き込まれる。仮に、画像形成中に、停電や本体ドアの開閉などが起きると、画像形成終了後の不揮発性メモリへの書き込みができない。このため、停電などの緊急停止発生後、再度電源を入れた際は、不揮発性メモリからエラーが検知される。画像形成装置の電源が入ると、まずこの不揮発性メモリを読み込む(s30)。通常画像形成後の電源ON時は、そのままスタンバイ状態になる(s31)。(s30)にて、不揮発性メモリへの書き込みエラーが検知された場合、本体の緊急停止があったと判断する。但し、このような緊急停止時は、どのタイミングで緊急停止が起きたかがわからないため、記録材Pの位置を特定することが出来ない。このため、記録材への2次転写が済んでベルト61上のトナーが転写残トナーだけなのか、記録材への2次転写が終わっておらず、ベルト61上に未転写のトナーが大量に残っているのかが解からない。そこで、ベルト61上に未転写のトナーが大量に残っている場合を想定した回収シーケンスを取る。このとき、環境温度情報とトナーのり量とで、回収シーケンスを選択する。(S4)にて、復帰時の環境情報が15℃以上の場合、予備検討1の結果図3より、トナーのり量に因らず、回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。復帰時の環境情報が10℃以上の場合(S6)、(S7)にてトナーのり量が40%未満の場合は回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。(S7)にてトナーのり量が40%以上の場合、回収シーケンス2で回収した後(S8)、スタンバイ(S3)となる復帰時の環境情報が10℃未満の場合、(S9)にてトナーのり量が30%未満の場合は回収シーケンス1で復帰することが可能である(S5)。(S9)にてトナーのり量が30%以上の場合、回収シーケンス2で回収した後(S8)、スタンバイ(S3)となる。
本実施例における画像形成装置を図8に示す。本画像形成装置は、コストダウンのため、画素カウンタを持たず、温度センサのみを有している。実施例2では、緊急停止時の温度情報に応じて、回収シーケンスの内容を変更する。具体的には、2次転写ローラへの一次保持を行わずに、トナー回収時のベルトの回転周回数と一次転写バイアスを切り替えることで回収する。以下、実施例1と違う点について説明をする。それ以外の点においては、実施例1と同様の構成となっている。実施例2における、制御のフロー図を図9(A)に示す。定着排紙後(t1)でジャムが発生した場合、記録材Pは二次転写ローラ66を通過しているので、ベルト61のトナー像は全て記録材に2次転写されている。このため、ベルト61上には2次転写時に記録材へ転写できなかった2次転写残トナーが存在する。本実施例の画像形成装置における2次転写効率は、最も悪い0℃環境で2次転写効率90%である。また、本実施例における画像形成装置では、4色フルカラー画像の最大乗り量は、単色のべた黒画像を100%としたときに対し、200%となっている。したがって、フルカラー最大乗り量時200%における2次転写残としては、200×0.1=20%が残留している。この量は、0℃環境下においても1度に回収可能な量である。このため、(t1)で発生したジャムに関しては、温度検知結果に因らず、通常画像形成後のベルトクリーニングシーケンス(t2)で良い。通常クリーニングシーケンスで、ベルト上の残トナーを回収した後、通常画像形成動作のスタンバイ状態(t3)となる。給紙遅延時および定着排紙後(t1)でジャムが発生した場合以外は、環境温度情報とトナーのり量情報とで、回収条件を切り替える。(t4)にて、復帰時の環境情報が30℃以上の場合、回収シーケンス1−1で復帰することが可能である(t5)。回収シーケンス1−1について詳細に述べる。
本実施におけるクリーニングユニットで、クリーニングブレードの回収不良をおこすことなく、回収できる回収トナー限界量とそのときの画像形成装置の雰囲気温度との関係を調べた。検討条件は予備検討1と同様に、画像形成によりクリーニング性が低下したドラムを用いて検討を行った。すなわち、本実施例における画像形成装置で、フルカラー10000枚通紙後のクリーニングユニット(公称ドラム寿命80000枚)を用いた。
実施例2の画像形成装置で様々な濃度の単色画像(本検討はBKトナー)をドラムに現像させ、1次転写バイアスにトナーと同極性のバイアスを印加し、ドラムへ現像されたトナーが中間転写体上へ1次転写させないようにした。これにより、ドラム上に現像されたトナー像はそのままクリーニング装置に回収される。このようにしてクリーニング装置に回収させたトナー像が、クリーニングブレードをすり抜けるか否かを検討した。具体的には、ドラム上でクリーニングブレードを通過した後の領域を目視し、トナーのすり抜けが発生している否かを判断した。なお、プロセススピードは、本画像形成装置における普通紙通紙時の速度で検討を行った。すり抜けが発生した場合は、回収不良と判断した。
結果を図10に示す。画像形成装置の雰囲気温度を横軸、縦軸がトナーののり量であり、単色べた黒画像時の乗り量を100%として表したものとなっている。各条件においてトナーすり抜け無しが○、トナーすり抜けありが×で表されている。
実施例2における画像形成装置で、ベルト61上のトナーをドラムで回収する時の、1次転写バイアスと回収トナー量についての関係を調べた。
本実施例の画像形成装置で、4色フルカラー画像の最大のトナーのり量は、先述したように単色のべた黒画像を100%としたときに対し、200%となっている。この200%ののり量(本検討はYとBKトナーをそれぞれ100%印字)を現像し、中間転写体上に1次転写させた画像を、2次転写させずに、ドラムへと回収させる。このとき、残トナーの画像先端がドラムに回収されてからドラム1周後に、各印加バイアスでどれだけドラム側へ回収されたかドラム上に付着したトナー量を測定し比較した。なお、プロセススピードは、本画像形成装置における普通紙通紙時の速度で検討を行った。
図11は1次転写バイアスを変化させたときの、ドラムへ回収されるトナー量との関係グラフである。グラフは、1次転写クリーニングバイアスを横軸としている。1次転写クリーニングバイアスは、ドラムの電位と1次転写ローラに印加されるバイアスの電位との電位差を表しており、電界の方向としては正規極性のトナー(負極性のトナー)がドラムに移動する方向である。1次転写クリーニングバイアスが大きいほど、ベルト61とドラム1との間に大きい電界が形成され、ベルト61からドラム1へトナーが多く戻ることになる。縦軸は、各1次転写クリーニングバイアスを印加した時の、ドラムへ回収されるトナーの回収量を示している。図10から、たとえば、30℃環境において、一次転写クリーニングバイアスを300vとすると、最大トナーのり量200%のうち38%を回収することが出来る(図中A)。一方、0℃環境において、一次転写クリーニングバイアスを300vとすると、最大トナーのり量200%の20%しか回収することができない(図中B)。また、30℃環境において、一次転写クリーニングバイアスを1800vとすると、最大トナーのり量200%の190%を回収することが出来る(図中C)。一方、0℃環境において、一次転写クリーニングバイアスを1800vとすると、最大トナーのり量200%中の110%しか回収することができない(図中D)。これは、環境によって残トナーの電荷量が変わってしまうことに起因して回収量に差が生じているものと考察された。なお、本実施例の画像形成装置にて、ベルト61とトナー間の鏡映力や、ファンデルワールス力が存在するため、ベルトとドラムとの電界のみによってベルト上のトナーを完全にドラムへ移動させるのは困難であった。但し、大部分のトナーをドラムに回収させた後であれば、トナー帯電ローラの汚染に影響を与えない程度にまでトナー量が減っている。なので、最後は通常の2次転写トナーの回収方法によりベルトクリーニングを行うことで最終的にベルト上の残トナーを100%回収することが可能である。
さらに、実施例2における画像形成装置で、所定の1次転写クリーニングバイアスを設け、ベルトとドラムを回転させてベルト上のトナーをドラムで回収する時、ベルトの駆動周回数と、クリーニング装置への回収トナー率についての関係を調べた。
本実施例の画像形成装置で単色べた黒画像(本検討はBKトナー)を現像し、ベルト上に1次転写させたベタ黒画像を、2次転写させずに、一次転写部Bでドラムへと回収させる。このとき、1次転写クリーニングバイアスは300Vで一定に保ち、中間転写ベルトを周回運動させつづけたときの各周回におけるベルト上の残留トナー量を測定した。
図12はベルトが何周回転したかを指すベルト周回数と、ドラムへ回収されるトナー量の割合との関係グラフである。横軸はベルトの周回数を表している。ベルト1周につき、ドラムは3.5周する。縦軸は、各ベルト周回における、ドラムへ回収されずにベルト上に残留するトナーの未回収率を示している。未回収率は、ベルト上に形成されたベタ黒画像のトナー量と、ドラムへ回収されたトナー量との割合から算出した。未回収率が100%の場合はベルト上にベタ黒画像が残留したままであり、未回収率が0%の場合は、全てドラムへ回収され、ベルト上に残留するトナーは存在しない。例えば、縦軸が50%だとベルト上、単色ベタ黒トナー時の半分のトナー量がドラムに回収されずに、ベルト上に残留していることを意味している。結果として、ベルトを5周回転させて回収を行ったが、ベルト2周目以降はほとんど未回収率の変化はほとんどなく、回収量は増加しなかった。すなわち、ある電界条件においてベルト上のトナーをドラムへ戻した場合、ベルト2周目からは同じ電界条件では、ベルトからドラムへ回収されなかった。これは、ベルト上のトナー電荷が分布を持っており、同一のバイアスで回収できるトナーの量が制限されるためだと考えられる。なお、実施例1では、2次転写ローラ等でトナーの電荷量をある程度適当な範囲に帯電させるようにしているので、同じ電界条件でもトナーを戻すことが可能となっている。予備検討4の結果から、1次転写クリーニングバイアスが一定の場合、ベルトからドラムへ戻せるトナー量は上限があり、ベルトの回転周回数を多くしても変わらないことが解かった。そのため、ある1次転写クリーニングバイアスでベルト61上のトナーを全て回収できない場合は、1次転写クリーニングバイアスを変化させる必要がある
なお、予備検討2、3および4結果は、本画像形成装置の構成によって変化する。したがって、回収シーケンスを変更するための温度やトナーのり量は、各装置の構成によって変わり得る。本実施例では、復帰動作時の画像形成時の温度が低いほど、ベルトの回転1周目において、ベルト61とドラム1との間の電界が小さい状態で回収を行うように、回収条件を変更している。電界を小さくすることで、ベルト61からドラム1へ一回に戻るトナーの量を少なくするようにしている。
実施例2では、2次転写ローラ66等にトナーを付着させることなく、一次転写バイアスを変更することで、温度に応じて回収条件を変更した。実施例3では、図1に示すように、画素カウント手段を有し、画素のトナーのり量情報と温度に応じて、一次転写バイアスを用いた緊急停止後の回収条件を変更した。実施例2と違う点について下記に説明をする。それ以外の点においては、実施例2と同様の構成となっている。
外排紙センサ90にて定着排紙後でジャムの発生が検知された場合、実施例1と同様に、ベルト61上のトナー像は図6(A)のようになっている。この場合、環境や印字率に因らず、ベルト上の2次転写残トナーを通常クリーニングシーケンスで回収可能である。このため、通常クリーニングシーケンスでベルト上の残トナーを回収した後、通常画像形成動作のスタンバイ状態となる。一方、レジストセンサ80により、記録材なしと検知された時のベルト上のトナー像を図6(B)に示す。本実施例では、記録材Pのピックアップと同時に、イエロー画像形成をおこなっている。このため、給紙遅延ジャム発生時はベルト61上にはイエロー画像のみ存在なので、イエロー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。上記以外の場合は記録材Pが二次転写ローラ66と定着ユニット8の間で紙つまりしている(図6(C))。この場合は、記録材Pに2次転写されずに残った4色のフルカラー画像がベルト61上に存在する。記録材Pに2次転写されたトナー量は不明なため、4色のフルカラー画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。
本実施例のモノカラー画像形成時における記録材の紙つまり時もフルカラー同様である。ブラック画像のみが存在するこのため、ブラック画像のピクセルカウント情報からトナー量を算出する。このようにして算出されたトナー量と、環境検知結果により、図13に示す回収シーケンスにて回収される。
画像形成装置の電源が入ると、不揮発性メモリを読み込む。通常画像形成後の電源ON時は、そのままスタンバイ状態になる。
5 現像器
61 ベルト
62 1次転写ローラ
66 2次転写ローラ
100 CPU
Claims (10)
- 潜像を担持する像担持体と、
前記潜像をトナーで現像する現像装置と、
前記像担持体に形成したトナー像を中間転写体に転写する1次転写装置と、
前記中間転写体に1次転写されたトナー像を記録材に転写する2次転写装置と、
前記像担持体に当接する弾性を有するクリーニングブレードを備え、前記像担持体の上に残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
画像形成装置が緊急停止した後において、前記中間転写体を回転させて前記中間転写体の上のトナーを、前記中間転写体から前記像担持体に戻して、前記クリーニング装置に回収する回収シーケンスの制御をする制御装置と、
前記中間転写体の上のトナーを前記クリーニング装置へ回収する以外に一時的に保持する保持手段と、
前記回収シーケンスの実行する時の温度を検知する温度検知装置と、を備え、
前記温度検知装置により検知される温度を、第1の温度と、前記第1の温度よりも低い第2の温度とした時、
前記回収シーケンスは、前記第1の温度で実行される第1の回収シーケンスと、前記第2の温度で実行される第2の回収シーケンスとを有し、
前記第2の回収シーケンスは、前記中間転写体の上から前記像担持体に戻されるトナーの前記像担持体の上での単位面積あたりのトナー量が、前記第1の回収シーケンスよりも少なくなるような回収シーケンスであり、
前記第2の回収シーケンスでは、緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナーの一部を前記保持手段に保持させることを特徴とする画像形成装置。 - 潜像を担持する像担持体と、
前記潜像をトナーで現像する現像装置と、
前記像担持体に形成したトナー像を中間転写体に転写する1次転写装置と、
前記中間転写体に1次転写されたトナー像を記録材に転写する2次転写装置と、
前記像担持体に当接する弾性を有するクリーニングブレードを備え、前記像担持体の上に残留したトナーを回収するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
画像形成装置が緊急停止した後において、前記中間転写体を回転させて前記中間転写体の上のトナーを、前記中間転写体から前記像担持体に戻して、前記クリーニング装置に回収する回収シーケンスの制御をする制御装置と、
前記回収シーケンスの実行する時の温度を検知する温度検知装置と、を備え、
前記画像形成装置が緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナー量に関する情報を算出する算出装置を備え、
前記温度検知装置により検知される温度を、第1の温度と、前記第1の温度よりも低い第2の温度とし、
前記算出装置により算出される緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナー量を、第1のトナー量と、前記第1のトナー量よりも前記中間転写体のトナー量が多い第2のトナー量として、
前記回収シーケンスは、前記第1のトナー量、前記第2のトナー量に関わらず前記第1の温度で実行される第1の回収シーケンス、又は、前記第2の温度、且つ前記第1のトナー量の場合に実行される前記第1の回収シーケンスと、前記前記第2の温度、且つ前記第2のトナー量の場合に実行される第2の回収シーケンスとを有し、
前記第2の回収シーケンスは、前記中間転写体の上から前記像担持体に戻されるトナーの前記像担持体の上での単位面積あたりのトナー量が、前記第1の回収シーケンスよりも少なくなるような回収シーケンスであることを特徴とする画像形成装置。 - 前記中間転写体の上のトナーを前記クリーニング装置へ回収する以外に一時的に保持する保持手段を備え、
前記第2の回収シーケンスでは、緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナーの一部を前記保持手段に保持させること、を特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記第2の回収シーケンスは、前記保持手段に保持されたトナーを、前記中間転写体に移動させ、前記中間転写体から前記像担持体に移動させて終了することを特徴とする請求項1または3に記載の画像形成装置。
- 前記保持手段は、前記2次転写装置であり、前記2次転写装置と前記中間転写体との間に記録材が存在しない状態で、前記中間転写体のトナーの一部は前記2次転写装置に保持されることを特徴とする請求項1、3および4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像形成の終了後に前記中間転写体のトナーを前記像担持体に移動させるために、前記中間転写体の上のトナーを帯電するためのトナー帯電装置を備え、
前記保持手段は、前記トナー帯電装置であることを特徴とする請求項1、3および4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記中間転写体の上から前記像担持体に戻されるトナーの前記像担持体の単位面積あたりのトナー量は、前記中間転写体と前記像担持体との間の電界の大きさを変更することで、変更され、
前記回収シーケンスにおいて、前記中間転写体と前記像担持体との間の電界の条件は、電界が大きくなるように段階的に変更していき、
前記中間転写体から前記像担持体に緊急停止の時に前記中間転写体の上にあるトナーが初めて戻される時の前記中間転写体と前記像担持体との間の電界は、第2の回収シーケンスの方が、前記第1の回収シーケンスよりも小さくなることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 第2の回収シーケンスの方が、前記第1の回収シーケンスよりも前記回収シーケンスにおいて前記中間転写体を回転させる回数を多くすることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置が緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナー量に関する情報を算出する算出装置を備え、
前記算出装置によって得られる緊急停止した時の前記中間転写体の上のトナー量を、第1のトナー量と、前記第1のトナー量よりも前記中間転写体の上のトナー量が多い第2のトナー量として、
前記第2のトナー量の場合の方が、前記第1のトナー量の場合よりも、前記回収シーケンスにおいて前記中間転写体を回転させる回数を多くすることを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。 - 前記クリーニングブレードは、ウレタンゴムであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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