JP6893078B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
画像形成装置では、像担持体(感光ドラム)上に形成された静電潜像に対して現像装置により現像剤(トナー)を供給してトナー像として現像した後、転写手段によって紙等の記録材に転写することにより記録材上に画像が印刷される。このとき、転写手段により記録材上に移動する現像剤は、全てではなく、感光ドラムの表面上に残留する現像剤も存在する。感光ドラムの表面上に残留した現像剤は、クリーニング装置により回収される。
クリーニング装置により回収された回収トナーは、ドラムカートリッジに設けられた回収容器内に溜められるか、回収容器内に一時的に溜められた後、搬送スクリュー等の搬送手段によりドラムカートリッジとは別の回収容器内に搬送されて回収される。
例えば、特許文献1では、交換部品の寿命が検出されたとき、廃棄トナーを搬送する搬送スクリューの駆動時間を通常の画像形成動作における駆動時間よりも長くなるように制御する。そして、搬送スクリュー内に残留する廃棄トナーを外部に排出することが記載されている。
特開2009−48112号公報
画像形成装置が高温環境に設置されたり、連続印刷によって装置内の温度が高温になる場合がある。そのとき、回収トナーを搬送する搬送手段の周辺に残留した回収トナーが熱溶融して搬送手段に付着した後、温度が低下して固化する場合がある。その場合は、搬送手段の搬送力の低下や回転時の負荷が増大し搬送手段の破損を招くという問題が生じていた。
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、回収トナーの詰まりを防止することができる画像形成装置を提供するものである。
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、像担持体を含み、画像形成動作により前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記像担持体上から回収したトナーを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されたトナーを回収する回収手段と、前記搬送手段の駆動を制御する制御手段であって、複数枚の記録媒体に連続して画像形成動作が行われる場合、前記複数枚の記録媒体の枚数に応じて、前記画像形成動作が終了した後の前記搬送手段の駆動時間を設定する制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、回収トナーの詰まりを防止することができる。
画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 ドラムカートリッジの構成を示す斜視説明図である。 搬送路の構成を示す断面説明図である。 搬送路の寸法の一例を説明する断面説明図である。 第1実施形態における回収トナー搬送の制御系の構成を示すブロック図である。 第1、第2実施形態における印刷枚数と回収トナーの搬送時間とのテーブルの構成を示す図である。 第1実施形態における回収トナーの搬送動作を説明するフローチャートである。 第2実施形態における回収トナー搬送の制御系の構成を示すブロック図である。 第2実施形態における回収トナーの搬送動作を説明するフローチャートである。 第3実施形態における回収トナー搬送の制御系の構成を示すブロック図である。 第3実施形態における印刷枚数と搬送スクリューの回転速度のテーブルの構成を示す図である。 第3実施形態における回収トナーの搬送動作を説明するフローチャートである。 (a)は、第4実施形態において、記録材のサイズがA4横サイズ等の大サイズの場合の印刷枚数と回収トナーの搬送時間とのテーブルの構成を示す図である。(b)は、第4実施形態において、記録材のサイズがA6サイズや葉書(はがき)等の小サイズの場合の印刷枚数と回収トナーの搬送時間とのテーブルの構成を示す図である。
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。
先ず、図1〜図7を用いて本発明に係る画像形成装置の第1実施形態の構成について説明する。
<画像形成装置>
図1は画像形成装置の構成を示す断面説明図である。図1に示す画像形成装置7は、電子複写機、プリンタ、ファクシミリ装置又はこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機等として構成されるものである。
図1に示す画像形成装置7において、ドラム状の感光体として構成された像担持体となる感光ドラム1は、ドラム軸1aを中心に図1の矢印A方向に回転可能に支持されている。画像形成装置7の画像形成動作の開始に伴って、図5に示す駆動源となるモータ20により感光ドラム1は、図1の矢印A方向に回転駆動される。
図1の矢印A方向に回転する感光ドラム1の表面は、帯電手段となる帯電ローラ3により所定の極性の電位に一様に帯電される。帯電ローラ3は、感光ドラム1の表面に接触する接触帯電装置(ローラ帯電装置)である。帯電ローラ3は、導電性支持体となる芯金からなるローラ軸3aを有する導電性弾性ローラである。そして、ローラ軸3aの両端部を、それぞれ軸受け部材を介して回転可能に支持させ、該ローラ軸3aを感光ドラム1のドラム軸1aに対して略並行に配置して該感光ドラム1に対して所定の押圧力で接触させている。
感光ドラム1が図1の矢印A方向に回転すると、帯電ローラ3が図示しない駆動源となるモータにより、又は感光ドラム1の表面の移動に従動して図1の矢印B方向に回転する。帯電ローラ3が図1の矢印B方向に回転するとき、該帯電ローラ3には、図示しない帯電バイアス電源から所定の直流電圧(DC帯電方式)、或いは、所定の直流電圧に所定の交流電圧を重畳した電圧(AC+DC帯電方式)が帯電バイアスとして印加される。これにより、図1の矢印A方向に回転する感光ドラム1の表面が所定の極性の電位に一様に接触帯電される。
一様に帯電された感光ドラム1の表面は、像露光手段となる図示しないレーザ書き込みユニットから出射される光変調されたレーザ光12が照射されて露光される。これにより感光ドラム1の表面上の露光明部が電位減衰して像露光パターンに対応した静電潜像が形成される。像露光手段としては、図示しない原稿読取装置により読み取った原稿画像を結像投影露光するアナログ露光装置でも良いし、レーザスキャナやLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)アレイ等のデジタル露光装置であっても良い。
感光ドラム1の表面に形成された静電潜像は、現像手段となる現像装置6によりトナーが供給されてトナー像として現像される。本実施形態の現像装置6は、現像剤として一成分磁性負極性トナーを用いたジャンピング反転現像装置を用いている。現像装置6は、現像剤を収容する現像容器6aと、該現像容器6a内で回転駆動される現像剤担持体となる現像スリーブ5と、該現像スリーブ5の表面上に担持された現像剤の層厚を規制する規制ブレード6bとを有して構成されている。現像スリーブ5と感光ドラム1とは、各長手方向において一定間隔を保つように配置されている。
現像スリーブ5には、図示しない現像バイアス電源から所定の交流成分と直流成分とを重畳した現像バイアス電圧が印加される。これにより、感光ドラム1の表面の静電潜像に現像装置6からトナーが供給されてジャンピング反転される。
一方、図示しない給送ユニットから給送手段により給送された記録材Pは、感光ドラム1の表面に対向して配置された転写手段となる転写ローラ9と該感光ドラム1の表面とにより形成される転写ニップ部に送られる。そして、図示しない転写バイアス電源により転写ローラ9に転写バイアス電圧が印加される。これにより該感光ドラム1の表面に形成されたトナー像が記録材P上に静電的に転写される。他に、感光ドラム1の表面上に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写し、その転写トナー像を記録材Pに二次転写する構成でも良い。
<回収手段>
本実施形態では、感光ドラム1の表面上(像担持体上)の回収トナー8を回収する回収手段は、クリーニングブレード2と、搬送路11と、搬送スクリュー10(搬送手段)とを有して構成される。回収手段は、搬送スクリュー10(搬送手段)によって回収トナー8を回収部となる図示しない回収ボックス内に搬送する。記録材P上にトナー像が転写された後に感光ドラム1の表面に付着する転写残トナー(回収トナー8)は、該感光ドラム1の表面に圧接された回収手段を構成するクリーニングブレード2により掻き取られる。そして、感光ドラム1の長手方向に沿って配置された搬送路11の開口11aから該搬送路11内に回収される。
搬送路11内に回収された回収トナー8は、該搬送路11内(搬送路内)に回転可能に設けられた搬送手段となる螺旋状羽根10bを有する搬送スクリュー10によって図2の矢印C方向に搬送される。その後、該搬送路11の長手方向の一端部に設けられた開口からなる排出口11bから図示しない回収ボックス内に排出される。
一方、トナー像が転写された記録材Pは、図示しない定着手段となる定着装置に搬送され、該定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとにより挟持搬送される過程において加熱及び加圧されてトナーが熱溶融して記録材P上に熱定着される。
図1に示す画像形成装置7では、感光ドラム1、帯電ローラ3及び該帯電ローラ3の表面をクリーニングする図1の矢印E方向に回転するクリーニング部材4がユニットケースに回転自在に組み付けられる。また、クリーニングブレード2の基端部も該ユニットケースに固定されている。これらの要素がユニットケースに一体的に設けられてプロセスカートリッジを構成する。このプロセスカートリッジは、画像形成装置7本体の所定の位置に着脱可能に装着される。
<回収トナー>
回収トナー8となる現像剤(トナー)は、磁性樹脂粒子が一般的である。磁性樹脂粒子の母体は、主に、結着樹脂で構成されており、内部に帯電制御剤や磁性粉が含有されている。帯電安定性や潤滑性付与、研磨性付与、飛散防止といった性能を向上させる目的で配合される外添剤はその母体の周りに付着している。
感光ドラム1の表面を研磨する研磨粒子として外添されるチタン酸ストロンチウムの外添量は、トナー粒子100重量部に対して、好ましくは0.1重量部〜25重量部である。更に、好ましくは、トナー粒子100重量部に対して、チタン酸ストロンチウムの外添量は、2.0重量部〜3.0重量部が好ましい。
トナー粒子100重量部に対して、チタン酸ストロンチウムの外添量が0.1重量部よりも少ないと、研磨効果が十分に発揮されない。また、トナー粒子100重量部に対して、チタン酸ストロンチウムの外添量が25重量部よりも多いと凝集性が上がる。これにより現像性が低減したり、研磨効果が強過ぎて感光ドラム1の表面の感光体を削り過ぎたり、傷が発生するといった問題がある。
研磨剤としては、チタン酸ストロンチウムを用いた。同様な研磨剤としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニア、酸化クロム、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化銅、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素等の酸化物が適用出来る。他に研磨剤としては、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム等の酸化物が適用出来る。他に研磨剤としては、炭化ケイ素、炭化タングステン、炭化ホウ素、炭化チタン等の炭化物、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物や、他の有機物粒子等を用いても良い。
トナーに添加する研磨剤は、キュービック型の粒子が研磨効果が高く好ましい。キュービック型の粒子は、平均粒径が30nm〜300nmであり、好ましくは40nm〜250nmあることが更に、好ましい。キュービック型粒子の平均粒径が30nm未満では、クリーナ部における粒子の研磨効果が不十分である。一方、キュービック型粒子の平均粒径が300nmを超えると研磨効果が強すぎるため感光ドラム1(感光体)に傷が発生するため適さない。本実施形態では、研磨剤のような外添剤を含有する磁性回収トナーの他に、粉体粒子全般を回収トナー8とすることができる。
<回収トナーの搬送>
図3は、搬送路11の構成を示す断面説明図である。図3に示すように、トナー像の転写後に感光ドラム1の表面上に残留した転写残トナー(回収トナー8)は、図3の矢印A方向に回転する感光ドラム1の表面に当接されたクリーニングブレード2により掻き取られる。そして、回収トナー8として搬送路11の開口11aから該搬送路11内に回収される。搬送路11は、感光ドラム1の長手方向に沿って配置されており、該搬送路11の内部には、螺旋状羽根10bを有する搬送スクリュー10が回転可能に支持されている。
図2は、ドラムカートリッジの構成を示す斜視説明図である。図2に示すように、搬送路11の長手方向一端部には、排出口11bが設けられており、該排出口11bは、図示しない回収ボックスに連通されている。図2に示すように、トナー像の転写後に感光ドラム1の表面上に残留した転写残トナー(回収トナー8)は、図3に示すクリーニングブレード2により掻き取られる。そして、掬(すく)いシート13により掬(すく)い上げられて搬送路11の開口11aから搬送路11の内部に収容される。その後、搬送スクリュー10の回転により矢印C方向に搬送されて排出口11bから図示しない回収ボックス内に排出される。
<回収トナーの詰まり抑制効果>
本実施形態における回収トナー8の詰まり抑制効果は、最大でA3サイズの記録材Pが使用可能なMFP(Multifunction Printer)からなる画像形成装置7を用いて確認した。本実施形態では、搬送スクリュー10の螺旋状羽根10bの外径が14mmで、回転軸10aの外径が5mmのものを使用した。
図4は、搬送路11の寸法の一例を説明する断面説明図である。図4に示すように、搬送スクリュー10と搬送路11の内壁面とのクリアランスについては、搬送スクリュー10の回転軸10aの回転中心10cから搬送路11の上方の内壁面までの距離が9.04mmである。また、搬送スクリュー10の回転軸10aの回転中心10cから感光ドラム1の回転方向上流側の搬送路11の内壁面までの距離が8.01mmである。
また、搬送スクリュー10の回転軸10aの回転中心10cから感光ドラム1の回転方向下流側の搬送路11の内壁面までの距離が10.98mmである。また、搬送スクリュー10の回転軸10aの回転中心10cから感光ドラム1の表面に対向する搬送路11の開口11aまでの距離が13.05mmである。また、搬送スクリュー10の回転軸10aの回転中心10cからクリーニングブレード2の上面までの距離が12.16mmとなるように設定されている。
また、搬送スクリュー10の回転速度は、234.43rpm(rotation per minute)に設定した。本実施形態では、図5に示すように、感光ドラム1と、搬送スクリュー10の回転駆動を同一のモータ20により行う。
<制御部>
図5は、本実施形態における回収トナー搬送の制御系の構成を示すブロック図である。図5に示すように、制御部14は、画像形成装置7の処理動作の命令を行う制御手段となるCPU(Central Processing Unit;中央演算装置)15を有する。更に、制御部14は、該CPU15の動作プログラムや画像形成動作の制御データを記憶するROM(Read Only Memory;リードオンリメモリ)16を備える。更に、制御部14は、RAM(Randam AccessMemory;ランダムアクセスメモリ)17等のメモリを備える。
更に、制御部14には、駆動源となるモータ20を駆動制御するモータ制御部19と、画像形成装置7により記録材Pに印刷した枚数を判定する印刷枚数判定部18が設けられている。モータ20の回転により感光ドラム駆動部21を介して感光ドラム1が回転駆動される。また、モータ20の回転により搬送スクリュー駆動部22を介して搬送スクリュー10が回転駆動される。CPU15(制御手段)は、連続して印刷される印刷枚数に応じた駆動条件で搬送スクリュー10(搬送手段)を駆動する。
<連続印刷>
印刷枚数判定部18では、複数の印刷ジョブを含め、連続して印刷される場合の記録材Pの印刷枚数の判定を行っている。例えば、本実施形態の印刷枚数判定部18では、単独の印刷ジョブの総ページ数が複数頁の場合を連続印刷として判断する。更に、単独では少数頁の印刷ジョブであっても、これらの印刷ジョブを複数の部数を連続印刷する場合を連続印刷として判断する。
更に、例えば、各パーソナルコンピュータ等から送られてきた単独では少数頁の個々の印刷ジョブをランダムに受け付けて複数の印刷ジョブを連続印刷する場合を連続印刷として判断する。更に、各パーソナルコンピュータ等から随時送られてきた単独では少数頁の個々の印刷ジョブをランダムに受け付けて短い時間間隔をおいて間欠的に印刷する場合も連続印刷として判断する。即ち、CPU15(制御手段)は、画像形成装置7による画像形成動作が所定の間隔以内で行われる場合には、連続印刷とみなす。
本実施形態では、個々の印刷ジョブを実行するインターバル時間が例えば10秒以内の場合は、印刷枚数判定部18は連続印刷として判断する。尚、個々の印刷ジョブを実行するインターバル時間は、他の所定の時間に適宜設定することができる。本実施形態では、画像形成装置7の画像形成動作が所定の間隔以内(インターバル時間内)で行われる場合には、連続する印刷とみなす。
CPU15、ROM16、RAM17から成る画像形成装置7の制御部は、印刷枚数判定部18で判定された記録材Pの印刷枚数から帯電バイアスの適正化を行う帯電電圧制御を実行する。本実施形態では、印刷枚数判定部18で判定する記録材Pの印刷枚数情報をROM16に記憶した図6に示すテーブル23に予め設定された回収トナー8の搬送時間と照合し、回収トナー8の搬送時間となるモータ20の回転駆動時間を決定している。これは、連続印刷が行われると、図示しない定着装置等から発生する熱により画像形成装置7本体内が高温化し、搬送スクリュー10の周辺で回収トナー8の固着が発生する恐れがあるためである。
図6に示す記録材Pの印刷枚数と、回収トナー8の搬送時間のテーブル23は、細分化すればするほど、画像形成装置7本体内の温度状態に応じた制御を実行できるが、その分、制御も複雑化する。そのため記録材Pの印刷枚数と、回収トナー8の搬送時間とのテーブル23を3区分〜5区分程度に分けて制御することが好ましい。
図6は、本実施形態の記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23の構成を示す図である。図6に示すように、記録材Pの印刷枚数は、1枚から499枚までの範囲を100枚刻みで5区分する。更に、500枚以上を1区分として全部で6区分とした。回収トナー8の搬送時間として後回転動作の延長時間は、0秒から10秒までの範囲を2秒刻みで増加させて6段階に区分けしている。図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23は、記憶手段となるROM16に記憶されている。
<回収トナーの搬送制御>
本実施形態の搬送スクリュー10は、感光ドラム1の回転と同期している。このため画像形成装置7の画像形成前の準備回転動作、画像形成中、画像形成動作の終了後の後処理動作中に所定時間だけ搬送スクリュー10の回転動作を実施する。
本実施形態では、画像形成装置7本体内の温度が高くなったときに回収トナー8の詰まりを防止する。そのために図7に示すフローチャートに沿って画像形成装置7の画像形成動作の終了後の後回転工程時に制御手段となるCPU15により搬送スクリュー10の回転時間の変更を行う。即ち、CPU15(制御手段)は、連続して印刷される印刷枚数に応じた駆動時間で搬送スクリュー10(搬送手段)を駆動する。
図7は、本実施形態における回収トナー8の搬送動作を説明するフローチャートである。図7のステップS1において、画像形成装置7の印刷動作の指示が出ると、ステップS2において画像形成動作が開始される。画像形成動作の終了が近づくと、ステップS3において、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS3において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上でないと判断された場合は、ステップS4に進む。前記ステップS4において、CPU15は、後回転動作の延長を行わないと判定する。その後、ステップS5に進んで、予め設定された通常の時間(1589msec)だけ後回転動作を行なった後、ステップS15に進んで、動作を終了する。
前記ステップS3において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上であると判断された場合は、ステップS6に進んで、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS6において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚よりも少ない場合は、ステップS7に進む。前記ステップS7において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を2秒延長する。その後、ステップS15に進んで、動作を終了する。
前記ステップS6において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚以上であると判断された場合は、ステップS8に進んで、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS8において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚よりも少ない場合は、ステップS9に進む。前記ステップS9において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を4秒延長する。その後、ステップS15に進んで、動作を終了する。
前記ステップS8において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚以上であると判断された場合は、ステップS10に進んで、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS10において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚よりも少ない場合は、ステップS11に進む。前記ステップS11において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を6秒延長する。その後、ステップS15に進んで、動作を終了する。
前記ステップS10において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚以上であると判断された場合は、ステップS12に進んで、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数500枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS12において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が500枚よりも少ない場合は、ステップS13に進む。前記ステップS13において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を8秒延長する。その後、ステップS15に進んで、動作を終了する。
前記ステップS12において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が500枚以上であると判断された場合は、ステップS14に進む。前記ステップS14において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を10秒延長する。その後、ステップS15に進んで、動作を終了する。即ち、CPU15(制御手段)は、連続して印刷される印刷枚数が多いほど搬送スクリュー10(搬送手段)を駆動する駆動時間を長く設定する。
本実施形態における回収トナー8の搬送時間の変更の効果を確認するために、最大でA3サイズの記録材Pが使用可能なMFP(Multifunction Printer)の画像形成装置7を使用した。効果の確認用に使用した画像形成装置7は、該画像形成装置7本体の制御装置内に連続して印刷される記録材Pの印刷枚数を判定する印刷枚数判定部18を有している。
このような画像形成装置7を使用して高温環境において、連続印刷を100枚〜500枚の記録材Pでそれぞれ実施した。その結果、画像形成装置7の画像形成動作を終了した後、所定時間放置後の回収トナー8の詰まりの発生は無く、搬送スクリュー10の破損も抑えることができた。
本実施形態によれば、搬送スクリュー10の周辺の温度が上昇すると考えられる連続して印刷される記録材Pの印刷枚数に応じて搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動条件の一例として回転駆動時間を変更した。搬送スクリュー10(搬送手段)の回転駆動時間は、図7に示すように、連続して印刷される記録材Pの印刷枚数が多いほど長くなるように設定される。これにより搬送スクリュー10の周辺の回収トナー8を確実に排出することができる。
これにより搬送スクリュー10の周辺の温度が回収トナー8が熱溶融する温度まで上昇した後に温度が低下しても搬送スクリュー10の周辺に回収トナー8が無いため熱溶融した回収トナー8が冷やされて搬送スクリュー10の表面に固着することがない。これにより回収トナー8の詰まりを防止することができる。また、必要なタイミングでのみ搬送スクリュー10の回転駆動時間を変更することで、無駄な搬送スクリュー10の回転駆動による待機時間や騒音の発生を防ぐことができる。
次に、図8及び図9を用いて本発明に係る画像形成装置の第2実施形態の構成について説明する。尚、前記第1実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。前記第1実施形態では、連続して印刷される記録材Pの印刷枚数に応じて搬送スクリュー10の回転駆動時間を変更した。
本実施形態では、連続して印刷される記録材Pの印刷枚数に加えて、搬送路11(回収手段)の周辺の温度を検出する温度検出手段となる環境センサ30の検出結果を考慮する。そして、環境センサ30の検出結果に基づいて搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動条件の一例として回転駆動時間を変更する。CPU15は、環境センサ30(温度検出手段)により検出された搬送路11(回収手段)の周辺の温度を判定する判定手段を兼ねる。制御手段を兼ねるCPU15は、該CPU15(判定手段)の判定結果に基づいて搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動条件の一例として回転駆動時間を変更する。
尚、本実施形態では環境センサ30の検出する温度を元に搬送路11(回収手段)の周辺温度を判定している。他に、画像形成装置7の内部の温度を検出するセンサや、定着手段の温度を検出するセンサの検出結果を元に、搬送路11(回収手段)の周辺温度を判定することも可能である。
図8は、本実施形態における回収トナー搬送の制御系の構成を示すブロック図である。図8に示すように、ROM16には、搬送路11(回収手段)の周辺の温度を検出する環境センサ30が接続されている。環境センサ30により検出された画像形成装置7の画像形成時の温湿度情報、制御時の内部演算情報は、ROM16及びRAM17に記憶される。
環境センサ30は、温度と湿度を両方検出できるものを用いるのが望ましいが、トナーの処方によって温度のみ、或いは、湿度のみが検出できるものを使用しても良い。トナーの高温化による固着現象は、温度依存性が強い。このため温度特性の測定精度を考慮して環境センサ30を選定すると良い。
図9は、本実施形態における回収トナー8の搬送動作を説明するフローチャートである。前記第1実施形態において、図7のステップS3では、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上であるか否かのみを判定した。本実施形態では、図9のステップS23において、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上であるか否かを判定する。更に、CPU15は、ROM16に随時記憶される環境センサ30の検出温度が32℃以上であるか否かを判定する。それ以外の図9のステップS21〜S35は、図7に示すステップS1〜S15と同様であるため重複する説明は省略する。
図9のステップS21において、印刷動作の指示が出ると、ステップS22において、画像形成動作が開始される。画像形成動作の終了が近づくと、ステップS23において、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上であるか否かを判定し、CPU15は、環境センサ30により検出される温度が32℃以上であるか否かを判定する。
尚、本実施形態では、前記ステップS23において、環境センサ30により検出される温度が32℃に到達したとき、CPU15が後回転動作の時間延長を行うか否かを判断する閾値温度に設定した一例であるが、この閾値温度は、適宜設定することができる。
前記ステップS23において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上では無く、或いは、環境センサ30の検出温度が32℃以上ではないと判定された場合は、ステップS24に進む。前記ステップS24において、CPU15は、後回転動作の延長を行わないと判定し、ステップS25に進んで、予め設定された通常の時間だけ後回転動作を行なった後、ステップS35に進んで、動作を終了する。
前記ステップS23において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上であり、且つ環境センサ30により検出される温度が32℃以上であると判定された場合は、ステップS26に進む。前記ステップS26において、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS26において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚よりも少ない場合は、ステップS27に進む。前記ステップS27において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を2秒延長する。その後、ステップS35に進んで、動作を終了する。
前記ステップS26において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚以上であると判断された場合はステップS28に進んで、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS28において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚よりも少ない場合は、ステップS29に進む。前記ステップS29において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を4秒延長する。その後、ステップS35に進んで、動作を終了する。
前記ステップS28において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚以上であると判断された場合は、ステップS30に進んで、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS30において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚よりも少ない場合は、ステップS31に進む。前記ステップS31において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を6秒延長する。その後、ステップS35に進んで、動作を終了する。
前記ステップS30において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚以上であると判断された場合は、ステップS32に進んで、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が500枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS32において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が500枚よりも少ない場合は、ステップS33に進む。前記ステップS33において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を8秒延長する。その後、ステップS35に進んで、動作を終了する。
前記ステップS32において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が500枚以上であると判断された場合は、ステップS34に進む。前記ステップS34において、CPU15は、ROM16に記憶された図6に示す記録材Pの印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル23に基づいて後回転動作を10秒延長する。その後、ステップS35に進んで、動作を終了する。CPU15(制御手段)は、該CPU15(判定手段)の判定する温度が高いほど搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動時間を長く設定する。
本実施形態では、環境センサ30により検出される温度が32℃以上であるときだけ後回転動作時間を延長する動作を行う。即ち、搬送スクリュー10の周辺の温度が回収トナー8が熱溶融する温度まで上昇したときだけ搬送スクリュー10を回転する後回転動作時間を延長する。一方、搬送スクリュー10の周辺の温度が回収トナー8が熱溶融する温度まで上昇しない場合には、搬送スクリュー10を回転する後回転動作時間を延長しない。これにより最小限の後回転動作時間で回収トナー8の回収動作が実施出来、待ち時間の短縮が図れる。他の構成は前記第1実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
次に、図10〜図12を用いて本発明に係る画像形成装置の第3実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。前記第1実施形態では、連続して印刷される記録材Pの印刷枚数に応じて搬送スクリュー10の回転駆動時間を変更した。
本実施形態では、連続して印刷される記録材Pの印刷枚数に応じて搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動条件の一例として回転速度を変更する。これにより搬送スクリュー10(搬送手段)により搬送される回収トナー8の搬送速度(搬送手段の搬送速度)を変更したものである。即ち、CPU15(制御手段)は、連続して印刷される印刷枚数に応じた搬送速度で搬送スクリュー10(搬送手段)を駆動する。
図10は、本実施形態における回収トナー搬送の制御系の構成を示すブロック図である。本実施形態では、図10に示すように、感光ドラム1と、搬送スクリュー10の回転駆動をそれぞれ別々に設けられたモータ20,41により行う。これにより感光ドラム1と、搬送スクリュー10の回転速度をそれぞれ独立して変更することができる。
図10に示すように、CPU15には、感光ドラム1を回転駆動するモータ制御部19と、搬送スクリュー10を回転駆動するモータ制御部40とがそれぞれ接続されている。モータ制御部19はモータ20を回転制御して感光ドラム駆動部21を介して感光ドラム1を回転駆動する。モータ制御部40はモータ41を回転制御して搬送スクリュー駆動部22を介して搬送スクリュー10を回転駆動する。
本実施形態では、印刷枚数判定部18で判定する記録材Pの印刷枚数情報をROM16に記憶した図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24と照合する。そして、後回転時の回収トナー8の搬送速度となる搬送スクリュー10の回転速度を決定している。図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24は、細分化すればするほど、画像形成装置7本体内の温度状態に応じた制御が実行できるが、その分、制御も複雑化する。そのため図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24は、3区分〜5区分程度に分けて制御することが好ましい。
図11は、本実施形態における記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24の一例である。図11に示すように、搬送スクリュー10の通常の回転速度を234.43rpm(rotation per minute)に設定する。そして、記録材Pの印刷枚数は、1枚から499枚までの範囲を100枚刻みで5区分とする。更に、500枚以上を1区分として全部で6区分とする。
搬送スクリュー10の回転速度は、通常の回転速度の234.43rpmから351.45rpmまでの範囲を23.43rpm刻みで増加させて6段階に区分けしている。図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24は、記憶手段となるROM16に記憶されている。
図12は、本実施形態における回収トナー8の搬送動作を説明するフローチャートである。図12のステップS41において、印刷動作の指示が出ると、ステップS42において、画像形成動作が開始される。画像形成動作の終了が近づくと、ステップS43において、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS43において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上でないと判断された場合は、ステップS44に進む。前記ステップS44において、CPU15は、後回転動作時の搬送スクリュー10の回転速度の変更を行わないと判定する。その後、ステップS45に進んで、通常の搬送スクリュー10の回転速度である234.43rpmで後回転動作を行なった後、ステップS55に進んで動作を終了する。
前記ステップS43において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が100枚以上であると判断された場合は、ステップS46に進んで、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS46において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚よりも少ない場合は、ステップS47に進む。前記ステップS47において、CPU15は、ROM16に記憶された図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24に基づいて以下の制御を行う。後回転動作時の搬送スクリュー10の回転速度を257.73rpmに設定して後回転動作を行う。その後、ステップS55に進んで動作を終了する。
前記ステップS46において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が200枚以上であると判断された場合は、ステップS48に進み、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS48において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚よりも少ない場合は、ステップS49に進む。前記ステップS49において、CPU15は、ROM16に記憶された図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24に基づいて以下の制御を行う。後回転動作時の搬送スクリュー10の回転速度を281.16rpmに設定して後回転動作を行う。その後、ステップS55に進んで動作を終了する。
前記ステップS48において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が300枚以上であると判断された場合は、ステップS50に進み、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS50において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚よりも少ない場合は、ステップS51に進む。前記ステップS51において、CPU15は、ROM16に記憶された図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24に基づいて以下の制御を行う。後回転動作時の搬送スクリュー10の回転速度を304.59rpmに設定して後回転動作を行う。その後、ステップS55に進んで動作を終了する。
前記ステップS50において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が400枚以上であると判断された場合は、ステップS52に進み、印刷枚数判定部18は、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が500枚以上であるか否かを判定する。
前記ステップS52において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が500枚よりも少ない場合は、ステップS53に進む。前記ステップS53において、CPU15は、ROM16に記憶された図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24に基づいて以下の制御を行う。後回転動作時の搬送スクリュー10の回転速度を328.02rpmに設定して後回転動作を行う。その後、ステップS55に進んで動作を終了する。
前記ステップS52において、連続印刷された記録材Pの印刷枚数が500枚以上であると判断された場合は、ステップS54に進む。前記ステップS54において、CPU15は、ROM16に記憶された図11に示す記録材Pの印刷枚数と搬送スクリュー10の回転速度とのテーブル24に基づいて以下の制御を行う。後回転動作時の搬送スクリュー10の回転速度を351.45rpmに設定して後回転動作を行う。その後、ステップS55に進んで画像形成動作を終了する。即ち、CPU15(制御手段)は、連続して印刷される印刷枚数が多いほど搬送スクリュー10(搬送手段)による回収トナー8の搬送速度を速く設定する。
本実施形態によれば、連続して印刷される記録材Pの印刷枚数に応じて搬送スクリュー10の回転速度(搬送手段の搬送速度)を変更した。搬送スクリュー10の回転速度(搬送手段の搬送速度)は、図12に示すように、連続して印刷される記録材Pの印刷枚数が多いほど速く設定される。
搬送スクリュー10の回転速度を変更することで、搬送路11内を図2の矢印C方向に搬送される回収トナー8の搬送速度を変更することができる。これにより画像形成装置7本体内の温度が上昇した際に搬送スクリュー10の周辺の回収トナー8を確実に排出し、回収トナー8の固着の発生を抑制することができ、回収トナー8の詰まりを防止することができる。
また、搬送スクリュー10の回転速度を上げることで該搬送スクリュー10の回転駆動時間を削減することができ、無駄な搬送スクリュー10の回転駆動による待機時間や騒音の発生を防ぐことができる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
次に、図13を用いて本発明に係る画像形成装置の第4実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図13(a)は、本実施形態において、記録材PのサイズがA4横サイズ等の大サイズの場合の印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル25の構成を示す図である。図13(b)は、本実施形態において、記録材PのサイズがA6サイズや葉書(はがき)等の小サイズの場合の印刷枚数と回収トナー8の搬送時間とのテーブル26の構成を示す図である。
前記第1実施形態では、連続して印刷される記録材Pの印刷枚数に応じて搬送スクリュー10の回転駆動時間を変更した。本実施形態では、連続して印刷される記録材Pのサイズと印刷枚数とに応じて搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動条件の一例として回転駆動時間を変更する。
本実施形態では、回収トナー8を搬送する搬送スクリュー10の(搬送手段)の駆動条件の変更を記録材Pのサイズと、連続して印刷される印刷枚数とに応じて行う。搬送スクリュー10の(搬送手段)の駆動条件の一例として回収トナー8の搬送時間となる搬送スクリュー10の(搬送手段)の回転駆動時間を変更する。
これは、サイズ幅(感光ドラム1の長手方向の幅)が小さい記録材Pが定着手段となる定着装置の加熱ローラと加圧ローラとの定着ニップ部を通過した場合、記録材Pが通過しない該定着ニップ部の長手方向端部が昇温し易い。これにより画像形成装置7本体内も昇温し易くなる。これにより搬送路11内に回収された回収トナー8が熱溶融して冷却すると回収トナー8の固着が発生する。
従って、記録材PのサイズがA6サイズや葉書(はがき)等の小サイズの場合は、連続して印刷される印刷枚数が少ない場合でも後回転の搬送スクリュー10の(搬送手段)の回転駆動時間を図13(b)に示すように延長する。即ち、CPU15(制御手段)は、連続して印刷される記録材Pのサイズが小さいほど、搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動時間を長く設定する。
本実施形態では、制御手段となるCPU15は、図示しない検出手段により検出した記録材Pのサイズに応じて図13(a),(b)に示すテーブル25,26を切り替える。そして、前記第1実施形態で前述した図7に示すフローチャートにおいて、図13(a),(b)に示す各テーブル25,26の連続して印刷される印刷枚数と後回転の延長時間に応じて同様な制御を行う。
尚、記録材Pのサイズと連続して印刷される印刷枚数との関係は、他の種々の関係で適宜設定することができる。また、CPU15は、連続して印刷される記録材Pのサイズに応じて搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動条件(回転駆動時間や回転速度)を変更することも出来る。即ち、CPU15(制御手段)は、連続して印刷される記録材Pのサイズが小さいほど、搬送スクリュー10(搬送手段)による回収トナー8の搬送速度を速く設定することもできる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
<その他の実施形態>
その他の実施形態としては、前記各実施形態の構成の一部または全部をその代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。例えば、CPU15(制御手段)は、該CPU15(判定手段)の判定する温度が高いほど、搬送スクリュー10(搬送手段)による回収トナー8の搬送速度を速く設定することもできる。また、前記各実施形態の構成の一部または全部を適宜組み合せて構成することもできる。また、前記各実施形態では、画像形成装置7の画像形成動作後の後回転動作中に回収トナー8の搬送制御を変更した。
他に、回収トナー8の搬送制御を変更している途中で次の印刷動作が指示された場合は、CPU15は、搬送スクリュー10(搬送手段)の駆動条件(回転駆動時間や回転速度)の変更動作を終了して、即座に次の印刷動作に移行しても良い。即ち、CPU15(制御手段)は、連続した印刷の終了後に次の印刷動作が指示された場合、搬送スクリュー10(搬送手段)を前記連続した印刷を行う前の駆動条件で駆動することも出来る。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
P…記録材
1…感光ドラム(像担持体)
7…画像形成装置
8…回収トナー
10…搬送スクリュー(回収手段;搬送手段)
11…搬送路(回収手段)
15…CPU(制御手段;判定手段)

Claims (4)

  1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    像担持体を含み、画像形成動作により前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
    前記像担持体上から回収したトナーを搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段によって搬送されたトナーを回収する回収手段と、
    前記搬送手段の駆動を制御する制御手段であって、複数枚の記録媒体に連続して画像形成動作が行われる場合、前記複数枚の記録媒体の枚数に応じて、前記画像形成動作が終了した後の前記搬送手段の駆動時間を設定する制御を行う制御手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、前記枚数が、第1の所定枚数である場合に、前記駆動時間を第1の所定時間とし、前記枚数が、前記第1の所定枚数よりも多い第2の所定枚数である場合に、前記駆動時間を前記第1の所定時間よりも長い第2の所定時間とする制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 温度を検出する検出手段を有し、
    前記制御手段は、前記枚数が前記第2の所定枚数であり、かつ前記検出手段によって検出された温度が所定値以上である場合、前記駆動時間を前記第2の所定時間と設定し、
    前記枚数が前記第1の所定枚数である、又は前記検出手段によって検出された温度が前記所定値未満である場合、前記駆動時間を前記第1の所定時間と設定する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記画像形成動作が所定の間隔以内で行われる場合には、前記連続して行われた前記画像形成動作とみなすことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置
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