JP7124691B2 - image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式プリンタや複写機等に用いられる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus used in electrophotographic printers, copiers, and the like.
従来、複数色のトナー(現像剤)を収容する収容部を一体的に構成したトナーカートリッジを着脱自在に保持し、トナー交換時には、複数色のトナーを一緒に交換する方式の画像形成装置があった。
また、転写ベルトのクリーニング部材の捲れ対策として、転写ベルトにパッチパターンを転写するものがあった(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an image forming apparatus that detachably holds a toner cartridge integrally configured with a storage section for storing toners (developers) of multiple colors, and replaces the toners of multiple colors together when the toner is replaced. rice field.
In addition, as a countermeasure against curling of a cleaning member of the transfer belt, there is a technique in which a patch pattern is transferred to the transfer belt (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100001).
しかしながら、印刷に際しては、各トナーの消費量に偏りが生じ、トナーカートリッジの交換時には、消費しきれない色のトナーが少なからず残ったり、残量によってはトナーカートリッジ交換時に、トナー落ちが発生する問題があった。 However, when printing, the consumption of each toner is uneven, and when the toner cartridge is replaced, a large amount of toner of a color that cannot be completely consumed remains. was there.
本発明による画像形成装置は、
内蔵する静電潜像担持体に現像剤像を形成する現像部と、前記静電潜像担持体から除去された廃現像剤像を収容する廃現像剤収容部とが一体的に形成され、前記転写ベルトの回転移動方向に沿って配列されている複数の現像ユニットと、
前記転写ベルトを介して、前記複数の現像ユニットの各前記静電潜像担持体に対向して配置され、前記現像剤像を前記転写ベルトに転写する複数の転写ローラと、
前記複数の現像ユニットに、対応する色の異なる現像剤を供給する複数の現像剤収容部を一体的に備える現像剤カートリッジと、
前記複数の現像剤収容部の各現像剤残量と前記転写ベルトの使用量を監視し、前記現像剤像の転写を制御する転写制御部と
を有し、
前記転写制御部は、前記各現像剤残量の内、現像剤残量が最も多い現像剤を使用した前記現像剤像を前記転写ベルトに転写し、前記現像剤残量が最も多い現像剤が、所定量以下の場合には、前記転写ベルトの回転移動方向において、最下流側に収容された現像剤を使用した前記現像剤像を前記転写ベルトに転写する現像剤廃棄を行うことを特徴とする。
本発明による別の画像形成装置は、
無端状の転写ベルトと、
静電潜像担持体に現像剤像を形成する複数の現像ユニットと、
前記転写ベルトを介して、前記複数の現像ユニットの各前記静電潜像担持体に対向して配置され、前記現像剤像を前記転写ベルトに転写する複数の転写ローラと、
前記複数の現像ユニットに、対応する色の異なる現像剤を供給する複数の現像剤収容部を一体的に備える現像剤カートリッジと、
前記複数の現像剤収容部の各現像剤残量を監視し、前記現像剤像の転写を制御する転写制御部と
を有し、
前記転写制御部は、前記各現像剤残量の内、前記現像剤残量が最も多い現像剤が、所定量より多い場合には、前記現像剤残量が最も多い現像剤を使用した前記現像剤像を前記転写ベルトに転写し、所定量以下の場合には、前記転写ベルトの回転移動方向において、最下流側に収容された現像剤を使用した前記現像剤像を前記転写ベルトに転写する現像剤廃棄を行うことを特徴とする。
An image forming apparatus according to the present invention includes:
A developing section for forming a developer image on a built-in electrostatic latent image carrier and a waste developer storage section for storing a waste developer image removed from the electrostatic latent image carrier are integrally formed, a plurality of developing units arranged along the rotational movement direction of the transfer belt ;
a plurality of transfer rollers arranged to face each of the electrostatic latent image bearing members of the plurality of developing units with the transfer belt interposed therebetween, and for transferring the developer image onto the transfer belt;
a developer cartridge integrally provided with a plurality of developer accommodating portions for supplying developers of different colors corresponding to the plurality of developing units;
a transfer control unit that monitors the amount of remaining developer in each of the plurality of developer storage units and the amount of use of the transfer belt, and controls transfer of the developer image;
The transfer control section transfers the developer image using the developer with the largest remaining amount of developer out of the respective amounts of remaining developer to the transfer belt, and the developer with the largest remaining amount of developer is transferred to the transfer belt. and when the amount is less than a predetermined amount, the developer is discarded by transferring the developer image using the developer accommodated on the most downstream side to the transfer belt in the rotational movement direction of the transfer belt. do.
Another image forming apparatus according to the present invention comprises:
an endless transfer belt;
a plurality of developing units for forming a developer image on an electrostatic latent image carrier;
a plurality of transfer rollers arranged to face each of the electrostatic latent image bearing members of the plurality of developing units with the transfer belt interposed therebetween, and for transferring the developer image onto the transfer belt;
a developer cartridge integrally provided with a plurality of developer accommodating portions for supplying developers of different colors corresponding to the plurality of developing units;
a transfer control unit that monitors the amount of developer remaining in each of the plurality of developer storage units and controls transfer of the developer image;
When the amount of the developer with the largest remaining amount of developer among the respective amounts of remaining developer is larger than a predetermined amount, the transfer control section performs the development using the developer with the largest remaining amount of developer. The developer image is transferred to the transfer belt, and if the amount is equal to or less than a predetermined amount, the developer image using the developer accommodated on the most downstream side in the rotational movement direction of the transfer belt is transferred to the transfer belt. It is characterized in that the developer is discarded.
本発明によれば、現像剤カートリッジが収容する複数の現像剤が、ほぼ均等に消費されるため、カートリッジ交換時における上記の問題点を解消することが可能となる。 According to the present invention, the plurality of developers contained in the developer cartridge are consumed substantially evenly, so that the above-described problems at the time of cartridge replacement can be resolved.
実施の形態1.
図1は、本発明による実施の形態1の画像形成装置1の要部構成を示す要部構成図である。
FIG. 1 is a main configuration diagram showing the main configuration of an
図1に示すように、画像形成装置1は、電子写真方式のプリンタとしての構成を備え、搬送ローラ対14,15、フィードローラ対16、排出ローラ対17を有する概ね直線状の用紙搬送経路が形成されており、この用紙搬送経路の最上流側端部には、ロール紙セット部11にセットされたロール紙18が配置され、下流側端部には、用紙を外部に排出する排出ローラ対17が配置されている。ロール紙18が送り込まれる用紙搬送経路の上流部には、ロール紙18がロール紙固定シャフト19にセットされたことを検出する用紙セットセンサ36を備える。
As shown in FIG. 1, the
用紙搬送経路には、送り込まれたロール紙18を搬送する搬送ローラ対14,15、フィードローラ対16、フィードローラ対16で搬送されてきたロール紙18を静電効果により転写ベルト43に付着させて搬送する転写ベルトユニット41、及びトナー画像をロール紙18に定着させる定着部55が配設されている。
The paper transport path includes
更に、搬送ローラ対14の後段には、搬送ローラ対15とカッターギヤ33aとで構成され、ロール紙18を切断するカッターユニット33が配置され、フィードローラ対16の後段には、カットされたロール紙18の先端を検出し、後述する露光装置27の露光トリガとなる検出信号を出力する書込みセンサ38が配置され、定着部55の後段には、カットされて印刷が実行されたロール紙18の排出を検出する排出センサ39が配置されている。
Furthermore, a
カッターユニット33は、本実施の形態では用紙走行方向に回転する回転刃と、それに対向する固定刃を備えたロータリ方式カッターを使用している。尚、カッターユニット33でカットされたロール紙18を、以後、記録媒体としての記録用紙18と称す場合がある。また、書込みセンサ38は、光センサ38bとレバー38aとを備え、記録用紙18がレバーを回転させることにより、光センサ38bに向かう光を、遮光又は透光する各状態に変化させるよう構成されたフォトインタラプタである。
In this embodiment, the
図3は、転写ベルトユニット41の構成図であり、同図を参照しながら転写ベルトユニット41の構成について説明する。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
転写ベルトユニット41は、継ぎ目なしのエンドレス状に形成されたプラスチックフィルムからなる転写ベルト43、図示せぬ駆動部により回転駆動されて転写ベルト43を回転移動するドライブローラ44、ドライブローラ44と対を成して転写ベルト43を張架するテンションローラ45、後述する画像形成ユニット21C、21M、21Yの各感光体ドラム25C、25M、25Y(図2参照)に対向して圧接するよう配置され、各感光体ドラム25C、25M、25Y上のトナー像を記録用紙18に転写するように電圧を印加する転写ローラ42C、42M、42Y(特に区別する必要がない場合には転写ローラ42と称す)、転写ベルト43上に付着したトナーを掻き取ってクリーニングする掻き取りブレードとしての転写ベルトクリーニングブレード35、転写ベルト43を挟んで転写ベルトクリーニングブレード35に圧接するよう配置される当接ローラ51、転写ベルトクリーニングブレード35により掻き取られることで回収されたトナーを収容するベルト廃トナーボックス46、転写ベルト43上の画像濃度を検出する濃度センサ50等を備える。
The
尚、ここでは転写ベルト43が、ドライブローラ44とドライブローラ44とによって張架され、自転しながら矢印G方向に移動する動作を、回転移動と称す場合がある。
Here, the movement of the
このベルト廃トナーボックス46は、回収したトナーを収容部内に搬送するトナー搬送部材48と、回収したトナーをボックス内で均一に規制する規制部材47、及びそれらを外部から受ける駆動力によって駆動する駆動部材49等を配備している。
The belt
転写ベルトユニット41とによって、転写ベルト43に付着して搬送される記録用紙18を挟む位置に、記録用紙18の搬送方向上流側より順に、シアン(C)のトナー現像を形成する画像形成ユニット21C、マゼンタ(M)のトナー現像を形成する画像形成ユニット21M、イエロー(Y)のトナー現像を形成する画像形成ユニット21Y(特に区別する必要がない場合には画像形成ユニット21と称す)が一列に配列されている。
An
本実施の形態においては、これらの現像ユニットとしての画像形成ユニット21C,21M,21Yは、画像形成装置1本体に対して着脱自在に配置されており、またこれ等の構成は同一であるため、ここでは画像形成ユニット21Cを例にとり、その内部構造を以下に説明する。尚、画像形成装置1の画像形成ユニット21のような、画像形成装置1の構成要素の個々に対して、その構成要素を除いた部分を画像形成装置1本体と称す場合がある。
In the present embodiment, the
図2は、画像形成ユニット21Cの要部構成を、露光装置27と共に示す要部構成図である。尚、ここでは、各構成部品に対して、特に使用するトナー色の違いを区別する必要がない場合には、これ等を区別するための末尾符号(C)、(M)、(Y)を付さない場合がある。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the main configuration of the
同図に示すように、画像形成ユニット21Cは、一体的に構成された、現像部22と廃現像剤収容部としてのID廃トナー収容部24とからなり、現像部22には、感光体ドラム25、感光体ドラム25の表面を均一に帯電する帯電ローラ26、感光体ドラム25の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー画像を形成する現像ローラ28、現像ブレード29、現像ローラ28に圧接させた供給ローラ30が配設され、更にクリーニングブレード32a、廃トナー受け部32b、廃トナーをID廃トナー収容部24へ搬送する搬送スパイラル32c、及び最終トナー収容部31Cを有する。
As shown in the figure, the
静電潜像を担持する静電潜像担持体としての感光体ドラム25は、表面に静電潜像を生成するものであり、後述するようにベルトモータ56(図4)の駆動により同図中の矢印C方向に回転する。帯電ローラ26は、帯電電圧制御部125(図4)の制御により所定の電圧が印加され、感光体ドラム25の表面を一様に帯電する。
The
感光体ドラム25の上方には、露光装置27が、感光体ドラム25と対向する位置に配設されている。露光装置27は、図1に示すように、3つの画像形成ユニット21にそれぞれ対応して配置され、対応する色の画像データに従って各感光体ドラム25を個別に露光し、その表面に静電潜像を形成する。
An
供給ローラ30は、最終トナー収容部31Cに収容されたトナーを現像ローラ28に供給するローラである。現像ローラ28に圧接して配置された現像ブレード29は、現像ローラ28上において、供給ローラ30から供給されたトナーを薄層化する。尚、ここで現像剤として使用されるトナーは、ポリエステル樹脂、着色剤、帯電制御剤、及び離型剤で構成され、外添剤(疎水シリカ)が添加されており、粉砕法により得られた粉砕形状の平均粒径7μmのものである。
The
現像ローラ28は、感光体ドラム25上に形成された静電潜像をトナーで現像化するものであり、金属製のシャフトの外周に弾性体が取り付けられて構成される。例えば、現像ローラ28は、金属製のシャフトに弾性体としてのゴム硬度70°(アスカーC)の半導電性のウレタンゴムを用いて構成される。
The developing
感光体ドラム25の表面に圧接するクリーニングブレード32aは、後述する転写後に感光体ドラム25上に残ったトナー(残留トナー)や、ユニット内で劣化して強制的に感光体ドラム25の表面に付着されたトナーを掻き取り、廃トナー受け部32bに落下させる。
The
ID廃トナー収容部24は、クリーニングブレード32aによって感光体ドラム25から掻き取られ、廃トナー受け部32bに落下した廃トナーを、搬送スパイラル32cや図示しない搬送手段を介して回収し、貯蔵しておくところである。尚、ID廃トナー収容部24は、現像部22と一体的に画像形成ユニット21を形成しており、ID廃トナー収容部24が満杯になれば、画像形成ユニット21は寿命となり、また感光体ドラム25等の他の構成部材が寿命となれば、ID廃トナー収容部24が満杯でなくても交換を促すことになる。
The ID waste
転写ベルトユニット41の各転写ローラ42は、転写ベルト43を介してそれぞれ対応する、感光体ドラム25に圧接して配置され、このニップ部において記録用紙18をトナーと逆の極性に帯電させ、対応する感光体ドラム25に形成されたトナー画像を記録用紙18に転写する。
Each
定着部55は、用紙搬送経路に沿ってヒートローラ55aと加圧ローラ55bとの間に搬送される、トナー画像が転写された記録用紙18上のトナーを加熱及び溶解し、記録用紙上にトナー画像を定着させる。排出センサ39は、定着部55におけるジャムや記録用紙18のヒートローラ等への巻き付きを監視し、排出ローラ対17は、トナー画像が定着されて定着部55から排出される印刷済みの記録用紙18を装置外に排出する。
The fixing
排出センサ39は、書込みセンサ38と同様に、光センサ39bとレバー39aとを備え、記録用紙18がレバー39aを回動させることにより、光センサ39bに向かう光を、遮光又は透光する各状態に変化させるよう構成されたフォトインタラプタである。また画像形成装置1は、その外筐部に操作パネル57を備えている。
The
尚、図1中のX、Y、Zの各軸は、ロール紙18が各画像形成ユニット21を通過する際の搬送方向にX軸をとり、各感光体ドラム25の回転軸方向にY軸をとり、これら両軸と直交する方向にZ軸をとっている。また、後述する他の図においてX、Y、Zの各軸が示される場合、これらの軸方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のX、Y、Z軸は、各図の描写部分が、図1に示す画像形成装置1を構成する際の配置方向を示している。またここでは、Z軸が略鉛直方向となるように配置されるものとする。
In FIG. 1, each of the X, Y, and Z axes takes the X axis in the transport direction when the
図4は、画像形成装置1の制御系のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of the control system of the
同図に示すように、画像形成装置1は、印刷制御部101a及びトナー廃棄制御部101bから成る制御部101、インタフェイス制御部103、操作入力部113、ROM(Read Only Memory)105a及びRAM(Random Access Memory)105bからなるメモリ105、CPU(Central Processing Unit)111、各種センサ112、プロセス制御部121、現像ローラ28に印加する電圧を制御する現像電圧制御部122、供給ローラ30に印加する電圧を制御する供給電圧制御部123、現像ブレード29に印加する電圧を制御する層形成電圧制御部124、帯電ローラ26に印加する電圧を制御する帯電電圧制御部125、転写ローラ42に印加する電圧を制御する転写電圧制御部126、露光装置27(27C、27M、27Y)を制御する露光制御部128、そしてドライブローラ44及び感光体ドラム25を駆動するベルトモータ56を回転制御するモータ制御部127を含んで構成されている。
As shown in the figure, the
インタフェイス制御部103は、情報入力手段としての上位装置102から印刷データ及び制御命令(制御コマンド)を受信し、印刷制御部101aは、インタフェイス制御部103を介して受信した印刷データ及び制御命令に基づいて画像形成装置1の印刷動作を制御する。操作入力部113は、操作者の入力操作を受け付ける操作ボタン等の入力手段及びディスプレイ等の表示手段を備えた操作パネル57等である。
The
メモリ105は、ROM105a及びRAM105bからなる記憶部であり、ROM105aは、画像形成装置1全体の動作の制御及び処理を行うための制御プログラム(ソフトウェア)や制御データ等を記憶し、RAM105bは、制御プログラムの実行に伴って生成される各種情報を一時的に記憶するものである。尚、ここでは、ROM105aは、書き換え可能なフラッシュROM等を用いるものとする。
The
主制御部としてのCPU111は、メモリ105のROM105aに格納された制御プログラムに基づいて画像形成装置1全体の動作の制御及び処理を行う。各種センサ112は、図1に示す書込みセンサ38等を含み、記録用紙18を検出するセンサである。濃度センサ50は、図1に示すように、転写ベルト43の走行位置に沿って配置され、転写ベルト43上の画像濃度を検出する。
A
現像電圧制御部122は、現像ローラ28に印加する電圧(現像電圧)を制御し、供給電圧制御部123は供給ローラ30に印加する電圧(供給電圧)を制御し、層形成電圧制御部124は、現像ブレード29に印加する電圧を制御し、帯電電圧制御部125は、帯電ローラ26に印加する電圧(帯電電圧)を制御し、転写電圧制御部126は、転写ローラ42(42C、42M、42Y)に印加する電圧(転写電圧)を制御する。
The development
露光制御部128は、印刷データに応じて露光装置27(27C、27M、27Y)の露光を制御し、モータ制御部127は、転写ベルト43を矢印G方向(図3)に回転移動すべくドライブローラ44を回転駆動すると共に、感光体ドラム25を矢印C方向(図2)に回転駆動するベルトモータ56を回転制御する。感光体ドラム25、現像ローラ28、供給ローラ30の一方の端部には駆動を伝達するギヤが配設され、現像ローラ28及び供給ローラ30のギヤが感光体ドラム25のギヤと歯合することにより、現像ローラ28及び供給ローラ30が、感光体ドラム25の回転に伴ってそれぞれが所定の方向に所定の回転速度で回転する。
The
インタフェイス制御部103、操作入力部113、メモリ105、CPU111、及び各種センサ112は、印刷制御部101aと接続され、印刷制御部101aへ信号を出力し、また、プロセス制御部121、現像電圧制御部122、供給電圧制御部123、層形成電圧制御部124、帯電電圧制御部125、転写電圧制御部126、及びモータ制御部127は、印刷制御部101aと接続され、印刷制御部101aからの出力信号を受けて動作する。尚、制御部101、メモリ105、及びCPU111が転写制御部に相当する。
The
図5は、本実施の形態の画像形成装置を構成するユニット集合体2の外観斜視図であり、図6は、トナーカートリッジ4を外した状態のユニット集合体2本体とトナーカートリッジ4の外観斜視図である。
5 is an external perspective view of the
これらの図に示すように、ユニット集合体2は、3つの画像形成ユニット21C,21M,21Yが、それぞれバスケットフレーム6に装着されることによってこれらが一体的に構成され、同じくバスケットフレーム6に配設されたスロット3に対して現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ4が着脱自在に装着されるように構成されている。尚、図5において、トナーカートリッジ4は、スロット3に装着された状態を示し、図6において、トナーカートリッジ4は、スロット3から引き出された状態を示している。
As shown in these figures, the
このユニット集合体2は、画像形成装置1本体に配設されることにより、図1に示すように、3つの画像形成ユニット21C,21M,21Yの各感光体ドラム25がそれぞれ対応する転写ローラ42に対峙し、画像形成装置1本体側から各回転部の回転駆動力を得るように構成されている。
This
図7は、ユニット集合体2を、そのスロット3に形成されたトナーインレット62C,62M,62Yが見える位置からみた外観斜視図であり、図8はトナーカートリッジ4を斜め下方からみた外観斜視図であり、図9は、トナーカートリッジ4の内部を示す斜視図である。このため、図9では、トナーカートリッジ4の外壁部を一部除き、内部がみえるようにしている。
FIG. 7 is an external perspective view of the
図5に示すように、3つの画像形成ユニット21C,21M,21Yがバスケットフレーム6に装着され、スロット3と一体的に組まれた段階で、3つの画像形成ユニット21C,21M,21Yは、例えば図1に示すように所定の方向に所定の間隔で一列に配列され、スロット3は、各画像形成ユニット21の一方の側(右側)に形成された各スロット載置部上にあって、これ等を互いに連結するように配置されている。
尚、ユニット集合体2を、ロール紙が排出される側(矢印A方向)からみて、前(手前側)後(奥側)左右を特定する場合がある。
As shown in FIG. 5, when the three
In some cases, the front (front side), rear (back side), left and right sides of the
即ちスロット3は、後述するトナーカートリッジ4の挿脱方向である長手方向(X軸方向)が、3つの画像形成ユニット21C,21M,21Yの配列方向となるように配置され、図7に示す底面部61に形成されたトナーインレット62Cが、画像形成ユニット21Cのスロット載置部に形成された開孔(図示せず)と重なって、画像形成ユニット21Yの最終トナー収容部31C(図1)に通じ、同じくトナーインレット62Mが、画像形成ユニット21Mのスロット載置部に形成された開孔(図示せず)と重なって、画像形成ユニット21Mの最終トナー収容部31M(図1)に通じ、同じくトナーインレット62Yが、画像形成ユニット21Cのスロット載置部に形成された開孔(図示せず)と重なって、画像形成ユニット21Cの最終トナー収容部31Y(図1)に通じるように構成されている。
That is, the
図8、図9に示すように、トナーカートリッジ4は、略直方体状の外形を有し、内部が隔壁82,83(図9)によって、シアン(C)のトナーを収納するカートリッジ内トナー収容部84C、マゼンタ(M)のトナーを収納するカートリッジ内トナー収容部84M、及びイエロー(Y)のトナーを収納するカートリッジ内トナー収容部84Y(特に区別する必要がない場合にはカートリッジ内トナー収容部84と称す)の3つの現像剤収容部としてのカートリッジ内トナー収容部84に分かれている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
トナーカートリッジ4の前端部には、主にスロット3(図3)に対して挿脱する際の手かけ部となる引き手80が形成され、底面部90には、それぞれが、3つのカートリッジ内トナー収容部84C,84M,84Yの各底部に位置する、3つのトナーアウトレット91C,91M,91Yが形成されている。
At the front end of the
これらのトナーアウトレット91C,91M,91Yは、この底面部90においてスライド可能に保持された開閉シャッタ95(図8)によって開閉可能に構成されている。この開閉シャッタ95は、3つの開口部95a,95b,95cを備えた板状部材で、トナーカートリッジ4の長手方向(3つのカートリッジ内トナー収容部84が隣接する方向)に延在し、図示しない保持部材によって、同方向にスライド可能に保持されている。
These
また開閉シャッタ95は、図示しない付勢手段によって、トナーカートリッジ4の挿入方向となる矢印A方向に付勢され、他から作用を受けないとき、トナーカートリッジ4のトナーアウトレット91C,91M,91Yを閉じて閉状態とし、トナーカートリッジ4がスロット3に装着される際には、その装着に伴ってスライドし、開閉シャッタ95の開口部95a,95b,95cがそれぞれトナーカートリッジ4のトナーアウトレット91C,91M,91Yと重なって、各トナーアウトレットを開いて開状態とする。
The opening/
更にトナーカートリッジ4は、図9に示すように、3つのカートリッジ内トナー収容部84C,84M,84Yを貫通してその長手方向に延在し、回転自在に保持された攪拌シャフト97を備えている。この攪拌シャフト97は、その挿入方向(矢印A方向)の先端部に、受動ギヤ99を備え、トナーカートリッジ4をスロット3に装着した際に、スロット3側に配置された駆動ギヤ(図示せず)と歯合し、駆動力を受けて回転する。
Further, as shown in FIG. 9, the
以上のように、画像形成装置1では、その3つの画像形成ユニット21が、3つのカートリッジ内トナー収容部84C,84M,84Yを一体的に形成したトナーカートリッジ4から、それぞれ対応する色のトナーが供給されるため、そのトナーカートリッジ4の何れかのカートリッジ内トナー収容部84が空になった時点で、新しいトナーカートリッジ4と交換することになる。従って、トナー消費量にばらつきがあると、カートリッジ内トナー収容部84の収容部内に、未使用のトナーを残したまま交換することになる。
As described above, in the
次に、転写ベルトクリーニングブレード35の捲れ対策(以後、単に捲れ対策と称す場合がある)のためのトナー廃棄方法について説明する。この捲れ対策のためのトナー廃棄印刷方法は、記録用紙18に通常の印刷を行う画像形成工程と捲れ対策として行うトナー廃棄工程とからなる。
Next, a toner disposal method for preventing the transfer
ここで、先ずこれから使用する用語について説明する。
ベルトカウント値Cb:転写ベルト43の使用量をカウントする数値であり、感光体ドラム25の1回転に対応する移送距離(463.74mm)の移動量を1カウントとし、感光体ドラム25の回転回数に相当する。
トナー消費カウント値Ds:トナー消費量をカウントする数値であり、印刷制御部101aが、印刷データに基づいて、各色の印刷ドット数からトナーの単位使用量毎にカウントし、トナー消費量に比例する数値を表す。尚、トナー消費カウント値Dsは、トナーカートリッジ4が、交換された時点でリセットされるものである。
ベルト廃トナーカウント値Th:転写ベルトユニット41のベルト廃トナーボックス46に収容される廃トナー量をカウントする数値で、印刷制御部101aが計算によって求める廃トナー量に比例した数値である。
トナー充填カウント値Ds_life:トナーカートリッジ4の各カートリッジ内トナー収容部84(図9)に充填された未使用状態のトナー量を、トナー消費カウント値Dsに換算した値を示す。
Here, first, terms to be used from now on will be explained.
Belt count value Cb: A numerical value for counting the amount of use of the
Toner consumption count value Ds: A numerical value for counting the amount of toner consumption. The
Belt waste toner count value Th: A numerical value for counting the amount of waste toner stored in the belt
Toner fill count value Ds_life: indicates a value obtained by converting the amount of unused toner filled in each in-cartridge toner containing portion 84 (FIG. 9) of the
トナー廃棄制御部101bは、転写ベルトの使用量としてのベルトカウント値Cbと、印刷制御部101aで検知されるトナー消費カウント値Ds及びベルト廃トナーカウント値Thとに応じて、現像剤としてのトナーのトナー廃棄を行う機能を備えている。このトナー廃棄については、図10のフローチャートを参照しながら、後で詳細に説明する。
The toner discard
印刷制御部101aは、印刷動作が始まると、ROM105a、RAM105bに記録された、トナーカートリッジ4の各カートリッジ内トナー収容部84に充填したトナー量に相当するトナー充填カウント値Ds_lifeと実際に印刷等で使用したトナー消費量に相当するトナー消費カウント値Dsとからトナー残量に相当する現像剤残量としてのトナー残量カウント値Ds_restを計算する演算処理機能を備えている。
When the printing operation starts, the
トナー廃棄制御部101bと印刷制御部101aとを備える制御部101は、ベルト廃トナーカウント値Th又はベルトカウント値Cbに基づき、各制御部への動作指示を実行する。即ち、制御部101は、印刷動作又はトナー廃棄動作の実行を判断し、各動作に応じてモータ制御部127、露光制御部128、及び各電圧制御部122~126を制御する。モータ制御部127は、制御部101から指示を受けると、転写ベルト43を駆動するドライブローラ44及び図示しない伝達手段を介して感光体ドラム25を回転駆動するベルトモータ56を回転制御する。
The
露光制御部128は、制御部101から指示を受けると、露光装置27の発光を制御し、各電圧制御部122~126は、制御部101から指示を受けると、それぞれが対応する現像ローラ28、供給ローラ30、現像ブレード29、帯電ローラ26、及び転写ローラ42に印加する印加電圧を制御する。
Upon receiving an instruction from the
一方、制御部101は、ベルト廃トナーカウント値Th及びベルトカウント値Cbのどちらか一方が寿命を決める閾値に達していることを確認すると、印刷動作を停止し、転写ベルトユニット41が寿命に達していることを、操作入力部113に属する画像形成装置1の操作パネル57に表示する。
On the other hand, when the
本実施の形態の画像形成装置1では、トナーカートリッジ4の3つのカートリッジ内トナー収容部84における、トナー残量に相当するトナー残量カウント値Ds_restの最も多い色のトナーを、転写ベルトクリーニングブレード35の捲れ対策としてトナー廃棄に使用し、更に好適なその廃棄のタイミング(頻度)を、後述する第1と第2の印刷試験で求めた。
In the
図10は、本実施の形態の画像形成装置1が実行するトナー廃棄印刷実施時の処理の流れを示すフローチャートである。同フローチャートを参照しながら、トナー廃棄印刷実施時の動作について以下に説明する。
FIG. 10 is a flow chart showing the flow of processing performed by the
この処理は、画像形成装置1の印刷開始と共にスタートし、トナー廃棄制御部101bは、下式(1)
A≦Cb(Th)-Cb(La) ・・・(1)
により、現在のベルトカウント値Cb(Th)の、前回トナー廃棄を実施した際のベルトカウント値Cb(La)からの増加分が、閾値Aに至ったか否かを判断する(ステップS101)。尚、この閾値Aを選択することによって、トナー廃棄実施の間隔(頻度)を調整できる。またベルトカウント値CbがAに至るまでの間、画像形成装置1は、通常印刷を行うことになる。
This processing starts when the
A≦Cb(Th)−Cb(La) (1)
Then, it is determined whether or not the current belt count value Cb(Th) has increased from the belt count value Cb(La) when the toner was discarded last time to the threshold value A (step S101). By selecting the threshold value A, the interval (frequency) of toner disposal can be adjusted. Until the belt count value Cb reaches A, the
トナー廃棄制御部101bが、トナー廃棄が必要なタイミングになったと判断すると(ステップS101、Yes)、印刷制御部101aは、各色(C,M,Y)のトナーのトナー充填カウント値Ds_lifeを確認し(ステップS102)、更に実際に印刷で使用した各色(C,M,Y)のトナー消費量に相当するトナー消費カウント値Dsを確認し(ステップS103)、下式(2)
Ds_rest(*)=Ds_life(*)-Ds(*) ・・・(2)
により、各色(C,M,Y)のトナー残量カウント値Ds_restを算出し、更に、3色のトナー残量カウントDs_rest(*)(*:C,M,Y)に基づいて、最も残量の多いトナーを決定する(ステップS104)。
When the toner
Ds_rest(*)=Ds_life(*)-Ds(*) (2)
to calculate the toner remaining amount count value Ds_rest for each color (C, M, Y). Toner with a large number of .DELTA. is determined (step S104).
尚、Ds_rest(*)は、*=C,M,Yとすることで、イエロー(Y)のトナー残量カウント値Ds_rest(Y)、マゼンタ(M)のトナー残量カウント値Ds_rest(M)、シアン(C)のトナー残量カウント値Ds_rest(C)を示す。Ds_life(*)及びDs(*)についても同様である。 Note that Ds_rest(*) is set to *=C, M, Y, so that the toner remaining amount count value Ds_rest(Y) for yellow (Y), the toner remaining amount count value Ds_rest(M) for magenta (M), Indicates the remaining toner count value Ds_rest(C) for cyan (C). The same applies to Ds_life(*) and Ds(*).
このステップS104では、例えば複数のトナーにおいて、トナー残量カウント値Ds_restが最大値(同値)を示した場合、図1に示す媒体搬送方向(矢印D方向)の下流側に配置された画像形成ユニット21に対応するトナーを優先的に選択する。 In this step S104, for example, when the toner remaining amount count value Ds_rest indicates the maximum value (same value) for a plurality of toners, the image forming unit arranged downstream in the medium conveying direction (arrow D direction) shown in FIG. 21 is preferentially selected.
これは、図5~図9に示すように、スロット3からトナーカートリッジ4を引き出す時、下流側のカートリッジ内トナー収容部84のトナーアウトレット91(トナーの排出口)ほど、他のトナーのトナーインレット62を通過する。例えばシアン(C)のトナーアウトレット91Cは、マゼンタ(M)のトナーインレット62M及びイエロー(Y)のトナーインレット62Yを通過することになる。シアン(C)トナーの残量が多いと、この通過時に、トナー漏れ等によりマゼンタ(M)、イエロー(Y)のトナーインレット62でシアン(C)のトナーが混じってしまう不都合が生じるため、なるべく下流側のトナーを先に減らしたいためである。
This is because, as shown in FIGS. 5 to 9, when the
トナー廃棄制御部101bは、転写電圧を印刷時の転写電圧に設定し(ステップS105)、ステップS104で決まった、最も残量が多いトナーを使用して、転写ベルト43へのトナー廃棄を実行し(ステップS106)、その後通常の印刷処理を実行する(ステップS107)。
The toner discard
ここで、ステップS106で行う捲れ対策としてのトナー廃棄について説明する。ここでは、転写ベルト43の主走査方向(Y軸方向)における印刷可能な全領域、及びその副走査方向(X軸方向)における所定の長さの範囲おいて、選択されたトナーによる、露光量50%のハープトーンパターンのトナー現像を直接転写ベルト43に転写する。これにより、転写ベルト43と転写ベルトクリーニングブレード35との接触抵抗が軽減され、転写ベルトクリーニングブレード35の捲れ現象を軽減できる。
Here, toner disposal as a countermeasure against curling performed in step S106 will be described. Here, the exposure amount of the selected toner in the entire printable area in the main scanning direction (Y-axis direction) of the
尚、ここでは、副走査方向の長さを、装置起動時には5cmとし、印刷終了時には2cmとしている。またトナー廃棄は、感光体ドラム25の回転を伴うので、その寿命対策として、感光体ドラム25の回転を伴う他の動作に合わせて実行するのが好ましい。
Here, the length in the sub-scanning direction is 5 cm when the apparatus is started, and 2 cm when printing is finished. Since the toner disposal is accompanied by the rotation of the
次に、上記した図10のフローに従って、トナー廃棄を伴うトナー廃棄印刷を実行するに際して、ステップS101で行う上式(1)の閾値Aを種々設定し、常温常湿環境(温度22℃、湿度55%、以下NN環境と称す)で行った、好適な閾値Aを求めるための第1と第2の印刷試験について説明する。 Next, according to the flow of FIG. 10 described above, when executing toner disposal printing accompanied by toner disposal, various threshold values A in the above equation (1) performed in step S101 are set, 55%, hereinafter referred to as NN environment), first and second printing tests for determining a suitable threshold value A will be described.
第1印刷試験は、実際にユーザーが印刷で使用するような、即ち色毎にdutyに偏りがある印刷物を用い、ステップS101で行う上式(1)の閾値Aを変え(A=100,160,350,500)、それぞれにおいて、ある色のトナーが印刷不可能となる、カートリッジ内トナー収容部84内のトナー量となるまでトナー廃棄印刷を実行した。 In the first printing test, a printed material that is actually used by a user for printing, that is, the duty is biased for each color, is used, and the threshold value A in the above equation (1) performed in step S101 is changed (A=100, 160 , 350 and 500), the toner disposal printing was executed until the amount of toner in the toner containing section 84 in the cartridge reached the level at which the toner of a certain color became unprintable.
一連のトナー廃棄印刷が終了した時点で、カートリッジ内トナー収容部84内に残存する各色のトナー量M1(*)[g](*:C,M,Y)を測定し、下式(3)
M2[g]=(M1(Y)+M1(M)+M1(C))/3[g] ・・・(3)
によって平均量M2[g]を算出した。
When a series of toner disposal printing is completed, the amount of toner M1 (*) [g] (*: C, M, Y) of each color remaining in the toner containing portion 84 in the cartridge is measured, and the following equation (3) is obtained.
M2[g]=(M1(Y)+M1(M)+M1(C))/3[g] (3)
The average amount M2 [g] was calculated by
更に、各色のトナー量M1(*)[g](*はC,M,Y)と、その平均量M2[g]を用いて、下式(4)
R(*)[%]=(M1(*)-M2)/M2[%] (*:C,M,Y) ・・(4)
によって色毎の偏り量R(*)[%](*:C,M,Y)を算出した試験結果(1)を表1に示す。
Furthermore, using the toner amount M1 (*) [g] (* is C, M, Y) of each color and the average amount M2 [g], the following equation (4) is obtained.
R (*) [%] = (M1 (*) - M2) / M2 [%] (*: C, M, Y) (4)
Table 1 shows test results (1) in which the amount of bias R (*) [%] (*: C, M, Y) for each color was calculated by
第2印刷試験は、第1印刷試験と同様の条件で、ある色のトナーが印刷不可能となる、カートリッジ内トナー収容部84内のトナー量となるまで印刷し、カートリッジ内トナー収容部84内に残存するトナー量M1(*)[g](*:C,M,Y)を用いて、下式(5)
M3(*)[g]=M1(*)[g]-3[g] ・・・(5)
によって、トナー供給口としてのトナーアウトレット91(図9)付近に残存するトナー量M3(*)[g](*:C,M,Y)を算出した試験結果(2)を表1に示す。
In the second printing test, under the same conditions as in the first printing test, printing was performed until the amount of toner in the toner storage unit 84 in the cartridge was such that the toner of a certain color could not be printed. Using the remaining toner amount M1 (*) [g] (*: C, M, Y), the following equation (5)
M3 (*) [g] = M1 (*) [g] - 3 [g] (5)
Table 1 shows the test result (2) of calculating the toner amount M3 (*) [g] (*: C, M, Y) remaining in the vicinity of the toner outlet 91 (FIG. 9) as a toner supply port.
尚、上式(5)における3[g]は、カートリッジ内トナー収容部84の、内壁や内部に備えられた攪拌シャフト97のフィルム材等に付着するトナーの総重量を推定したものである。
Note that 3 [g] in the above equation (5) is the estimated total weight of the toner adhering to the inner wall of the toner containing portion 84 in the cartridge and the film material of the stirring
更にこの第2印刷試験では、試験結果(2)として、同時にトナーカートリッジ4をスロット3(図6参照)に対して挿抜した時に、トナー落ちが発生したか否かを目視にて確認した結果を併記している。
Furthermore, in this second printing test, as test result (2), the result of visually confirming whether or not toner drop occurred when the
次に、第1、第2の試験結果を評価する評価基準について説明する。 Next, evaluation criteria for evaluating the first and second test results will be described.
先ず第1の試験結果(1)において、その色毎の偏り量R(*)[%](*:C,M,Y)が、
-10%≦R(*)[%]≦+10%
の場合良好(○)と判定し、
R(*)[%]<-10% 或は +10%<R(*)[%]
の場合不良(×)と判定し、その判定結果である評価(1)を表1に示す。
First, in the first test result (1), the bias amount R (*) [%] (*: C, M, Y) for each color is
-10% ≤ R (*) [%] ≤ +10%
If it is judged as good (○),
R (*) [%] <-10% or +10% < R (*) [%]
Table 1 shows evaluation (1), which is the judgment result.
尚、この基準値Rref=10(%)は、ある色のトナーが印刷不可能となる、カートリッジ内トナー収容部84内のトナー量となった時にトナーカートリッジ4を揺らし、トナーが動く様子を感じられた時と感じなかった時の境目の残量として、算出した値である。
This reference value Rref=10 (%) is such that when the amount of toner in the cartridge toner containing section 84 becomes such that the toner of a certain color cannot be printed, the
次に第2の試験結果(2)において、トナー供給口付近に残存するトナー量M3(*)[g](*:C,M,Y)が、基準値Mref=1.5[g]との比較において、
M3(*)[g]≦Mref(%)=1.5[g]
の場合良好(○)と判定し、
Mref(%)=1.5[g]<M3(*)[g]
の場合不良(×)と判定し、その判定結果である評価(2)を表1に示す。
Next, in the second test result (2), the toner amount M3 (*) [g] (*: C, M, Y) remaining in the vicinity of the toner supply port is the reference value Mref = 1.5 [g]. in the comparison of
M3 (*) [g] ≤ Mref (%) = 1.5 [g]
If it is judged as good (○),
Mref (%) = 1.5 [g] < M3 (*) [g]
Table 1 shows evaluation (2), which is the judgment result.
更にこの第2の試験結果では、トナーカートリッジ4をスロット3(図6参照)に対して挿抜した時のトナー落ちの程度を確認し、
トナーが供給口としてのトナーアウトレット91(図9)から落ちず装置にトナー汚れが発生しなかった場合には良好(○)判定とし、
トナーが供給口から落ちて装置にトナー汚れが発生した場合には不良(×)判定とし、
その判定結果である評価(3)を表1に示す。
Furthermore, in this second test result, the degree of toner drop when the
If the toner does not drop from the toner outlet 91 (FIG. 9) serving as a supply port and does not stain the apparatus, it is judged to be good (◯).
If the toner falls from the supply port and the toner stains on the device, it is determined to be defective (x).
Table 1 shows evaluation (3), which is the determination result.
尚、比較例1は、比較例として、転写ベルトへのトナー廃棄に、特定色のトナー、例えば媒体に転写する順番が最後の色のトナー(以後、最下流のトナーと称す場合がある)を用いた場合ついて、トナー量M1(*)[g](*:C,M,Y)、平均量M2[g]、及び色毎の偏り量R(*)[%](*:C,M,Y)を算出し、同様に、基準値Rref=10[%]と比較した。 In Comparative Example 1, as a comparative example, toner of a specific color, for example, toner of the last color to be transferred to the medium (hereinafter sometimes referred to as the most downstream toner) is used for the toner disposal onto the transfer belt. In the case of using toner amount M1 (*) [g] (*: C, M, Y), average amount M2 [g], and deviation amount R (*) [%] (*: C, M , Y) were calculated and similarly compared with the reference value Rref=10[%].
総合判定として、全ての評価において良好(○)であった場合に、総合的に効果あり(◎)と判定し、1項目でも不良(×)がある場合には、総合的に効果なし(×)と判定した。 As a comprehensive judgment, if all evaluations are good (○), it is judged to be comprehensively effective (◎), and if there is even one item that is defective (×), there is no overall effect (× ).
以上のように、第1、第2の印刷試験結果から、複数色のトナーを収容するトナーカートリッジ4を用いる画像形成装置において、本実施の形態の画像形成装置1は、ベルトクリーニングブレード捲れ対策のトナー廃棄を実施する際に、複数のカートリッジ内トナー収容部84に収容されている各トナーのうち、最も残量の多いトナーを使用し、且つそのトナー廃棄の頻度を調整する、具体的には閾値Aを100或は160にすることにより、トナー残量の偏りを防止する。
As described above, from the results of the first and second printing tests, in the image forming apparatus using the
同時に、ある色のトナーが印刷不可能となる、カートリッジ内トナー収容部84内のトナー量となるまで印刷し、トナーカートリッジ4を交換する際には、他の色のカートリッジ内トナー収容部84内のトナー残量を僅かとし、トナー供給口付近のトナー量も1.5[g]以下に抑制する。これにより、トナーカートリッジ4を交換時に、トナーが供給口から落ちて装置にトナー汚れが発生するのを防止する。
At the same time, printing is performed until the amount of toner in the cartridge toner containing portion 84 becomes such that the toner of a certain color becomes unprintable. The amount of toner in the vicinity of the toner supply port is suppressed to 1.5 [g] or less. As a result, when the
尚、試験結果から、トナー廃棄の頻度を多くする(閾値Aを下げる)ことにより、上記した作用によるトナー残量の偏り防止等の効果も顕著になるが、トナー消費の増加や、画像形成ユニット21の短寿命化にもつながるため、効果が見込める範囲内で、最小頻度(ここではA=160)とするのが好ましい。 From the test results, increasing the frequency of toner disposal (lowering the threshold value A) has the effect of preventing unevenness in the remaining amount of toner due to the above-described action. 21, it is preferable to set the minimum frequency (here, A=160) within the range where the effect can be expected.
本実施の形態では、トナーカートリッジ4の各トナーの残量を、印刷データに基づくカウント値として表したが、これに限定されるものではなく、トナーカートリッジ4の各トナーの残量を直接感知するセンサを設けて検出してもよいなど、種々の態様を取り得るものである。
In the present embodiment, the remaining amount of each toner in the
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、ベルトクリーニングブレード捲れ防止対策として、トナー廃棄を実施する場合でも、トナー残量の偏りを防止し、これにより、トナーカートリッジ交換時において、大量のトナーを残したまま交換に至る無駄を防止し、更に、トナーカートリッジ交換時に、残ったトナーによってトナー汚れが発生するのを防止できる。 As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, as a countermeasure for preventing the belt cleaning blade from turning over, even when toner is discarded, unevenness in the remaining amount of toner is prevented. In addition, it is possible to prevent the toner cartridge from being wastefully replaced with a large amount of toner remaining, and to prevent the remaining toner from staining the toner cartridge when the toner cartridge is replaced.
(変形例1)
この変形例では、図10のフローチャートにおけるステップS104で、3色のトナー残量カウントDs_rest(*)(*:C,M,Y)に基づいて、最も残量の多いトナーを決定した段階で、決定したトナーの残量が、すでにトナー落ちの恐れがない程度に減少している場合、ステップS104で決定したトナーに代えて、図1に示す媒体搬送方向(矢印D方向)の下流側に配置された画像形成ユニット21に対応するトナーを優先的に選択するものである。
(Modification 1)
In this modification, at step S104 in the flowchart of FIG. 10, at the stage where the toner with the largest remaining amount is determined based on the three-color toner remaining amount count Ds_rest(*) (*: C, M, Y), If the determined remaining amount of toner has already decreased to the extent that there is no risk of toner falling off, instead of the toner determined in step S104, the toner is placed downstream in the medium transport direction (direction of arrow D) shown in FIG. The toner corresponding to the selected
尚、トナー落ちの恐れがない程度に減少しているのを判断する場合、例えば、表1に示す試験結果(2)から、トナー残量が、4.5g以下の場合とすることができる。 Incidentally, when it is determined that the amount of toner has decreased to the extent that there is no risk of toner falling off, for example, from the test result (2) shown in Table 1, the remaining amount of toner can be determined to be 4.5 g or less.
これは、図5~図9に示すように、スロット3からトナーカートリッジ4を引き出す時、下流側のカートリッジ内トナー収容部84のトナーアウトレット91(トナーの排出口)ほど、他のトナーのトナーインレット62を通過する。例えば最下流のシアン(C)のトナーアウトレット91Cは、マゼンタ(M)のトナーインレット62M及びイエロー(Y)のトナーインレット62Yを通過することになる。シアン(C)トナーの残量が多いと、この通過時に、トナー漏れ等によりマゼンタ(M)、イエロー(Y)のトナーインレット62でシアン(C)のトナーが混じってしまう不都合が生じるのをより確実に防止するため、より下流側のトナーを先に空にしたいためである。
This is because, as shown in FIGS. 5 to 9, when the
実施の形態2.
図11は、実施の形態2の画像形成装置が実行するベルトトナー廃棄実施時の処理の流れを示すフローチャートであり、図12は、本実施の形態の画像形成装置の動作説明に供する図である。
FIG. 11 is a flow chart showing the flow of processing executed by the image forming apparatus according to the second embodiment when belt toner is discarded, and FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the image forming apparatus according to the present embodiment. .
実施の形態2の画像形成装置が、前記した図10に示すフローチャートを実行する実施の形態1の画像形成装置と主に異なる点は、トナー廃棄を実行する際の転写電圧の制御方法である。従って、本実施の形態の画像形成装置が、前記した実施の形態1の画像形成装置1と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、上記した点以外は、図1に示す実施の形態1の画像形成装置1の要部構成、及び図4に示す制御系のブロック図と共通するため、必要に応じて図1及び図4を参照する。
The main difference between the image forming apparatus of the second embodiment and the image forming apparatus of the first embodiment that executes the flow chart shown in FIG. 10 is the control method of the transfer voltage when the toner is discarded. Accordingly, portions of the image forming apparatus of the present embodiment that are common to the
実施の形態1では、ベルトクリーニングブレード捲れ対策のトナー廃棄を実施する際に、複数のカートリッジ内トナー収容部84に収容されている各トナーのうち、最も残量の多いトナーを使用し、且つそのトナー廃棄の頻度を調整することにより、トナー残量の偏りを防止するための構成、作用、効果について説明した。 In the first embodiment, when the toner is discarded as a countermeasure against curling of the belt cleaning blade, the toner with the largest remaining amount among the toners contained in the plurality of in-cartridge toner containing portions 84 is used and the toner is discarded. The configuration, action, and effect for preventing unevenness in the remaining amount of toner by adjusting the frequency of toner disposal have been described.
しかしながら、廃棄に使用するトナーが、用紙搬送方向(図1に示す矢印G方向)の上流側に位置する画像形成ユニット21に属するトナーの場合は、その下流側に位置する画像形成ユニット21において逆転写が発生し、画像形成ユニット21が備えるID廃トナー収容部24を早期に満たしてしまう惧が生じる。
However, if the toner to be discarded belongs to the
ここでいう逆転写とは、上流側の画像形成ユニット21において転写ベルト43上に廃棄したトナーが、下流側の画像形成ユニット21が備える感光体ドラム25とこれに対向する転写ローラ42とのニップ部を通過する際に、感光体ドラム25側に逆移動する現象である。
The term "reverse transfer" as used herein means that the toner discarded on the
通常、感光体ドラム25上のトナーは、マイナス側に帯電しているため、転写ローラ42にプラス電圧を印加することにより転写ベルト43側に移動する。しかしながら、転写ベルト43への移動時に発生する微量な放電現象によって一部のトナーがプラス側に帯電(又は、マイナス帯電の低下)するため、下流側の画像形成ユニット21が備える感光体ドラム25とこれに対向する転写ローラ42とのニップ部を通過する際に、転写ローラ42のプラス電圧に反発して感光体ドラム25側に移動する現象が発生する。
Normally, the toner on the
本実施の形態の画像形成装置は、以上の問題点を解消するもので、図11のフローチャートを参照しながらその対処方法について説明する。 The image forming apparatus of the present embodiment solves the above problem, and a method for dealing with the problem will be described with reference to the flowchart of FIG.
このフローの処理過程ステップS201~ステップS206は、前記した実施の形態1で説明した図10に示すフローの処理過程ステップS101~ステップS106にそれぞれ対応し、ステップS205以外は同一の処理を行うものである。 Processing steps S201 to S206 of this flow correspond respectively to processing steps S101 to S106 of the flow shown in FIG. be.
即ち、ステップS201~ステップS204において、ベルトカウント値Cbをチェックし、トナー廃棄のタイミングに至ると、カートリッジ内トナー収容部84に収容されるトナーのうち、最も残量の多いトナーを決定する。 That is, in steps S201 to S204, the belt count value Cb is checked, and when the toner disposal timing arrives, the toner with the largest remaining amount among the toner stored in the toner storage section 84 in the cartridge is determined.
トナー廃棄制御部101bが、ステップS204でトナー廃棄に用いるトナーを決定すると、本実施の形態ではステップS205において、制御部101が、転写電圧制御部126に対して、トナー廃棄に用いるトナーの色に対応する転写ローラ42に対しては印刷時の転写電圧を印加し、その他の転写ローラ42に対しては印加電圧を0Vとするように指示し、転写電圧制御部126は、この指示に従って、各転写ローラ42に対して電圧を印加する。
When the toner
トナー廃棄制御部101bは、この状態で転写ベルト43へのトナー廃棄を実行し(ステップS206)、その後通常の印刷処理を実行する(ステップS207)。
In this state, the toner
ここで、図12を参照しながら、具体的な動作例について説明する。同図において、矢印G方向は、転写ベルト43で搬送される記録用紙18の搬送方向を示す。トナー廃棄制御部203がステップS204で、トナー廃棄に用いるトナーを、例えばマゼンタ(M)のトナーと定めると、マゼンタ(M)の画像形成ユニット21の感光体ドラム25Mに対向し、ニップ部を形成する転写ローラ42Mに対して、印刷時の転写電圧を印加し、同時に、その下流側の感光体ドラム25Y及びその上流側の感光体ドラム25Cとそれぞれ対向してニップ部を形成する転写ローラ42Y及び転写ローラ42Cに対しては、0Vを印加するものである。
Here, a specific operation example will be described with reference to FIG. In the figure, the direction of arrow G indicates the transport direction of the
次に、上記した図11のフローに従って、トナー廃棄を伴う印刷を実行するに際して、種々設定された試験環境下で、トナー廃棄に使用された現像剤が、逆転写によって他の画像形成ユニット21のID廃トナー収容部24にどの程度収容されたか、を確認するために行った逆転写確認試験について説明する。尚、ステップS201の判定には、閾値Aとして、実施の形態1で行った試験において良好な結果を得た160カウントを設定した。
Next, according to the flow shown in FIG. 11, when executing printing accompanied by toner disposal, under variously set test environments, the developer used for toner disposal is transferred to another
試験は、実際にユーザーが印刷で使用するような、即ち色毎にdutyに偏りがある印刷物を用い、試験環境を変え(NN環境、高温高湿、低温低湿)、それぞれにおいて、ある色のトナーが印刷不可能となる、カートリッジ内トナー収容部84内のトナー量となるまでトナー廃棄印刷を実行した。 In the test, we used printed material that is actually used by users in printing, that is, the duty is biased for each color, and changed the test environment (NN environment, high temperature and high humidity, low temperature and low humidity), and Toner disposal printing was performed until the amount of toner in the cartridge toner storage unit 84 reached the point at which printing became impossible.
一連のトナー廃棄印刷が終了した時点で、トナー廃棄の際に逆転写によって他の画像形成ユニット21のID廃トナー収容部24に収容されるトナー量(以下、逆転写トナー量と称す場合がある)S1(*)[g](*:C,M,Y)と、それ以外(通常の印刷等)でID廃トナー収容部24に廃棄されるトナー量S2(*)[g](*:C,M,Y)とを計測し、下式(6)
S(*)[%]={45-(S1(*)+S2(*))}/45 ・・・(6)
により、ID廃トナー収容部24に更に追加収容可能なトナー量(以下、追加許容トナー量と称す場合がある)S(*)[%]を算出した。算出結果を表2に示す。尚、45[g]は、ID廃トナー収容部24に充填可能なトナーの最大重量である。
When a series of toner disposal printing is completed, the amount of toner accommodated in the ID waste
S(*) [%]={45-(S1(*)+S2(*))}/45 (6)
, the amount of toner that can be additionally stored in the ID waste toner storage unit 24 (hereinafter sometimes referred to as additional allowable toner amount) S(*) [%] was calculated. Table 2 shows the calculation results. 45 [g] is the maximum weight of the toner that can be filled in the ID
表2において、
試験結果(1)は、温湿環境(温度22℃、湿度55%:NN環境)で、逆転写確認試験した結果を示し、
試験結果(2)は、温湿環境(温度27℃、湿度80%:高温高湿)で、逆転写確認試験した結果を示し、
試験結果(3)は、温湿環境(温度10℃、湿度20%:低温低湿)で、逆転写確認試験した結果を示す。
In Table 2,
Test result (1) shows the result of a reverse transcription confirmation test in a temperature and humidity environment (
Test result (2) shows the results of a reverse transfer confirmation test in a temperature and humidity environment (
Test result (3) shows the results of a reverse transcription confirmation test in a temperature and humidity environment (temperature 10° C., humidity 20%: low temperature and low humidity).
表2において、「トナー廃棄された現像剤」の項目の(M)の欄に示される逆転写トナー量S1[g]の試験結果は、トナー廃棄の際に廃棄されたマゼンタ(M)トナーが、逆転写によって各ID廃トナー収容部24に収容される量を示す。従って、マゼンタ(M)のID廃トナー収容部24M、及びマゼンタ(M)より上流側のシアン(C)のID廃トナー収容部24Cには逆転写されないため逆転写トナー量S1(M),S1(C)はゼロとなっている。
In Table 2, the test result of the reverse transfer toner amount S1 [g] shown in the column (M) of the item "developer discarded toner" shows that the magenta (M) toner discarded when the toner is discarded is , indicates the amount accommodated in each ID waste
また、「トナー廃棄された現像剤」の項目の(C)の欄に示される逆転写トナー量S1[g]の試験結果は、トナー廃棄の際に廃棄されたシアン(C)トナーが、逆転写によって各ID廃トナー収容部24に収容される量を示す。従って、シアン(C)より下流側に位置するマゼンタ(M)のID廃トナー収容部24M、及びイエロー(Y)のID廃トナー収容部24Yに逆転写されたシアン(C)トナーが収容され、逆転写されないシアン(C)のID廃トナー収容部24Cのみ、逆転写トナー量S1(C)がゼロとなっている。
In addition, the test result of the reverse transfer toner amount S1 [g] shown in the column (C) of the item "Developer Discarded Toner" shows that the cyan (C) toner discarded at the time of toner disposal is reversed. It shows the amount stored in each ID waste
更に、最下流に位置するイエロー(Y)のトナーがトナー廃棄の際に廃棄された場合、逆転写は発生しないため、イエロー(Y)のトナーの評価は行っていない。 Furthermore, if the yellow (Y) toner located at the most downstream position is discarded when the toner is discarded, reverse transfer does not occur, so the yellow (Y) toner is not evaluated.
尚、表2に示す比較例2の試験結果は、比較例として、トナー廃棄時に全ての転写ローラ42に対して印刷時の転写電圧を印加(実施の形態1の場合に相当)して行った試験結果を示すものである。
The test results of Comparative Example 2 shown in Table 2 were obtained by applying the transfer voltage during printing to all the
次に、逆転写確認試験において、試験結果を評価する評価基準について説明する。
上式(6)で算出した各追加許容トナー量S(*)[%](*:C,M,Y)を基準値Sref=10[%]と比較し、
Sref[%]=10[%]≦S(*)[%]
の場合には、良好(○)と判定し、
S(*)[%]<Sref[%]=10[%]
の場合には、不良(×)と判定し、
試験結果(1)に基づく判定結果である評価(1)
試験結果(2)に基づく判定結果である評価(2)
試験結果(3)に基づく判定結果である評価(3)
をそれぞれ表2に示す。
Next, evaluation criteria for evaluating the test results in the reverse transcription confirmation test will be described.
Each additional allowable toner amount S (*) [%] (*: C, M, Y) calculated by the above formula (6) is compared with the reference value Sref = 10 [%],
Sref [%] = 10 [%] ≤ S (*) [%]
In the case of, it is judged to be good (○),
S (*) [%] < Sref [%] = 10 [%]
In the case of, it is judged to be defective (x),
Evaluation (1), which is a judgment result based on test results (1)
Evaluation (2), which is the judgment result based on the test result (2)
Evaluation (3), which is the judgment result based on the test result (3)
are shown in Table 2, respectively.
尚、基準値Sref[%]=10[%]は、S1(*)[g]、S2(*)[g]、(*:Y,M,C)の最大ブレ幅を5%と考えて設定したものである。 Note that the reference value Sref [%] = 10 [%] is obtained by considering that the maximum blur width of S1 (*) [g], S2 (*) [g], (*: Y, M, C) is 5%. It is set.
総合判定として、全ての評価において良好(○)であった場合に、総合的に効果あり(◎)と判定し、1項目でも不良(×)がある場合には、総合的に効果なし(×)と判定した。 As a comprehensive judgment, if all evaluations are good (○), it is judged to be comprehensively effective (◎), and if there is even one item that is defective (×), there is no overall effect (× ).
逆転写確認試験の結果から、トナー廃棄に用いるトナーの色に対応する転写ローラ42に対しては印刷時の転写電圧を印加し、その他の転写ローラ42に対しては印加電圧を0Vとすることによって、高温高湿から低温低湿までの広い温湿環境の下で、トナー廃棄時の逆転写によって、各ID廃トナー収容部24に収容される逆転写トナー量S1(*)を抑制できることがわかった。
Based on the result of the reverse transfer confirmation test, the transfer voltage for printing is applied to the
尚、本実施の形態では、トナー廃棄に用いるトナーの色に対応する転写ローラ42に対しては印刷時の転写電圧を印加し、その他の転写ローラ42に対しては印加電圧を0[V]とするように設定したが、これに限定されるものではなく、例えば、トナー廃棄に用いるトナーの色に対応する転写ローラ42に対しては印刷時の転写電圧を印加し、その転写ローラよりも用紙搬送方向の下流側に位置する転写ローラ42に対して印加電圧を0[V]とするようにしてもよい。
In the present embodiment, the transfer voltage for printing is applied to the
また、本実施の形態では、トナー廃棄に用いるトナーの色に対応する転写ローラ42に対しては印刷時の転写電圧を印加し、その他の転写ローラ42に対しては印加電圧を0[V]とするように設定したが、これに限定されるものではなく、その他の転写ローラ42に対しては、転写が行われないような状態にすればよいので、電圧を下げる、開放状態とするなどで対応してもよい。
Further, in the present embodiment, the transfer voltage for printing is applied to the
また、各実施の形態では、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の3色のトナーに対応した画像形成装置を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、例えばブラック(K)を加えた4色、更にホワイト(W)を加えた5色に対応した画像形成装置としても良い。 Further, in each embodiment, an image forming apparatus compatible with three colors of toner, cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the image forming apparatus may support four colors including black (K) and five colors including white (W).
各実施の形態では、トナー廃棄の処理タイミングを、転写ベルト43の使用量を示すベルトカウント値Cbを監視して決めたが、これに限定されるものではなく、ベルト廃トナーボックス46(図3)に収容される廃トナー量を示すベルト廃トナーカウント値Thに基づいて決めても良い。更に、操作入力部113にトナー廃棄ボタンを設けて、所定間隔ではなく、使用者が必要に応じて任意のタイミングでトナー廃棄を行っても良いなど、種々の態様を取り得るものである。
In each embodiment, the processing timing of toner disposal is determined by monitoring the belt count value Cb indicating the usage amount of the
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、ベルトクリーニングブレード捲れ防止対策としてトナー廃棄を実施する場合、条件の悪い高温多湿の環境下でも、転写ベルトに転写されたトナーが逆転写により、下流側の画像形成ユニット21のID廃トナー収容部24に収容されるのを抑制できるため、ID廃トナー収容部24への逆転写トナーの収容が増えることによって早期にフル収容状態となって画像形成ユニット21の交換時期を早めてしまうといった不都合を解消することができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, when the toner is discarded as a measure to prevent the belt cleaning blade from turning over, the toner transferred to the transfer belt is reversed even in an unfavorable high-temperature and high-humidity environment. Since the amount of reverse-transferred toner stored in the ID waste
また、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、画像形成装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。 In addition, in the claims and the description of the embodiments, terms such as "upper", "lower", "left", "right", "front", and "back" are used for the sake of convenience. , and does not limit the absolute positional relationship in the state in which the image forming apparatuses are arranged.
本実施の形態では、画像形成装置として複数の現像ユニットを備えたタンデム型カラープリンタを例に説明したが、カラープリンタの他、複写機、FAX、或いはこれらの装置の機能を複合させたMFP(Multi Function Peripheral)等の画像形成装置についても有用である。 In this embodiment, a tandem-type color printer having a plurality of developing units has been described as an example of an image forming apparatus. It is also useful for image forming apparatuses such as Multi-Function Peripheral.
1 画像形成装置、 2 ユニット集合体、 3 スロット、 4 トナーカートリッジ、 6 バスケットフレーム、 11 ロール紙セット部、 14 搬送ローラ対、 15 搬送ローラ対、 16 フィードローラ対、 17 排出ローラ対、 18 ロール紙(記録用紙)、 19 ロール紙固定シャフト、 21 画像形成ユニット、 22 現像部、 24 ID廃トナー収容部、 25 感光体ドラム、 26 帯電ローラ、 27 露光装置、 28 現像ローラ、 29 現像ブレード、 30 供給ローラ、 31 最終トナー収容部、 32a クリーニングブレード、 32b 廃トナー受け部、 32c 搬送スパイラル、 33 カッターユニット、 33a カッターギヤ、 35 転写ベルトクリーニングブレード、 36 用紙セットセンサ、 38 書込みセンサ、 38a レバー、 38b 光センサ、 39 排出センサ、 39a レバー、 39b 光センサ、 41 転写ベルトユニット、 42 転写ローラ、 43 転写ベルト、 44 ドライブローラ、 45 テンションローラ、 46 ベルト廃トナーボックス、 47 規制部材、 48 トナー搬送部材、 49 駆動部材、 50 濃度センサ、 51 当接ローラ、 55 定着部、 55a ヒートローラ、 55b 加圧ローラ、 56 ベルトモータ、 57 操作パネル、 61 底面部、 62 トナーインレット、 80 引き手、 82 隔壁、 83 隔壁、 84 カートリッジ内トナー収容部、 90 底面部、 91 トナーアウトレット、 95 開閉シャッタ、 95a,95b,95c 開口部、 97 攪拌シャフト、 99 受動ギア、 101 制御部、 101a 印刷制御部、 101b トナー廃棄制御部、 102 上位装置、 103 インタフェイス制御部、 105 メモリ、 105a ROM 105b RAM、 111 CPU、 112 各種センサ、 113 操作入力部、 121 プロセス制御部、 122 現像電圧制御部、 123 供給電圧制御部、 124 層形成電圧制御部、 125 帯電電圧制御部、 126 転写電圧制御部、 127 モータ制御部、 128 露光制御部。 1 image forming apparatus 2 unit assembly 3 slot 4 toner cartridge 6 basket frame 11 roll paper setting section 14 transport roller pair 15 transport roller pair 16 feed roller pair 17 discharge roller pair 18 roll paper (recording paper), 19 roll paper fixing shaft, 21 image forming unit, 22 developing unit, 24 ID waste toner storage unit, 25 photoreceptor drum, 26 charging roller, 27 exposure device, 28 developing roller, 29 developing blade, 30 supply Roller 31 Final toner container 32a Cleaning blade 32b Waste toner receiver 32c Conveying spiral 33 Cutter unit 33a Cutter gear 35 Transfer belt cleaning blade 36 Paper set sensor 38 Writing sensor 38a Lever 38b Light sensor 39 ejection sensor 39a lever 39b optical sensor 41 transfer belt unit 42 transfer roller 43 transfer belt 44 drive roller 45 tension roller 46 belt waste toner box 47 regulation member 48 toner conveying member 49 Driving member 50 Density sensor 51 Contact roller 55 Fixing unit 55a Heat roller 55b Pressure roller 56 Belt motor 57 Operation panel 61 Bottom portion 62 Toner inlet 80 Pull 82 Partition wall 83 Partition wall , 84 Toner containing section in cartridge 90 Bottom section 91 Toner outlet 95 Open/close shutter 95a, 95b, 95c Openings 97 Stirring shaft 99 Passive gear 101 Control section 101a Print control section 101b Toner waste control section , 102 host device, 103 interface control section, 105 memory, 105a ROM 105b RAM, 111 CPU, 112 various sensors, 113 operation input section, 121 process control 122 development voltage control unit 123 supply voltage control unit 124 layer formation voltage control unit 125 charging voltage control unit 126 transfer voltage control unit 127 motor control unit 128 exposure control unit.
Claims (10)
内蔵する静電潜像担持体に現像剤像を形成する現像部と、前記静電潜像担持体から除去された廃現像剤像を収容する廃現像剤収容部とが一体的に形成され、前記転写ベルトの回転移動方向に沿って配列されている複数の現像ユニットと、
前記転写ベルトを介して、前記複数の現像ユニットの各前記静電潜像担持体に対向して配置され、前記現像剤像を前記転写ベルトに転写する複数の転写ローラと、
前記複数の現像ユニットに、対応する色の異なる現像剤を供給する複数の現像剤収容部を一体的に備える現像剤カートリッジと、
前記複数の現像剤収容部の各現像剤残量と前記転写ベルトの使用量を監視し、前記現像剤像の転写を制御する転写制御部と
を有し、
前記転写制御部は、前記各現像剤残量の内、現像剤残量が最も多い現像剤を使用した前記現像剤像を前記転写ベルトに転写し、前記現像剤残量が最も多い現像剤が、所定量以下の場合には、前記転写ベルトの回転移動方向において、最下流側に収容された現像剤を使用した前記現像剤像を前記転写ベルトに転写する現像剤廃棄を行うことを特徴とする画像形成装置。 an endless transfer belt;
A developing section for forming a developer image on a built-in electrostatic latent image carrier and a waste developer storage section for storing a waste developer image removed from the electrostatic latent image carrier are integrally formed, a plurality of developing units arranged along the rotational movement direction of the transfer belt ;
a plurality of transfer rollers arranged to face each of the electrostatic latent image bearing members of the plurality of developing units with the transfer belt interposed therebetween, and for transferring the developer image onto the transfer belt;
a developer cartridge integrally provided with a plurality of developer accommodating portions for supplying developers of different colors corresponding to the plurality of developing units;
a transfer control unit that monitors the amount of remaining developer in each of the plurality of developer storage units and the amount of use of the transfer belt, and controls transfer of the developer image;
The transfer control section transfers the developer image using the developer with the largest remaining amount of developer out of the respective amounts of remaining developer to the transfer belt, and the developer with the largest remaining amount of developer is transferred to the transfer belt. and when the amount is less than a predetermined amount, the developer is discarded by transferring the developer image using the developer accommodated on the most downstream side to the transfer belt in the rotational movement direction of the transfer belt. image forming device.
前記転写制御部は、前記転写電圧駆動制御部に対して、前記現像剤廃棄を実行する際に、前記転写ベルトに転写する前記現像剤像を担持する前記静電潜像担持体に対向して配置された前記転写ローラに対して印加する転写電圧よりも、該転写ローラよりも前記回転移動方向における下流側に位置する転写ローラに対して印加する転写電圧を小さくすること特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 a transfer voltage drive control unit that is controlled by the transfer control unit and applies a transfer voltage required for transfer to the plurality of transfer rollers;
The transfer control unit instructs the transfer voltage drive control unit to face the electrostatic latent image carrier that carries the developer image to be transferred onto the transfer belt when the developer is discarded. 2. A transfer voltage applied to a transfer roller positioned downstream of said transfer roller in said rotational movement direction is smaller than a transfer voltage applied to said arranged transfer roller. 3. The image forming apparatus according to 2 above.
前記未使用時の現像剤量は、前記現像剤収容部に充填した状態の現像剤量を、前記カウント値に換算した値であることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。 The consumed amount of developer is a count value counted by the transfer control unit for each unit usage amount of the developer from the number of print dots based on the print data,
7. The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the amount of developer when not in use is a value obtained by converting the amount of developer filled in the developer container into the count value.
静電潜像担持体に現像剤像を形成する複数の現像ユニットと、
前記転写ベルトを介して、前記複数の現像ユニットの各前記静電潜像担持体に対向して配置され、前記現像剤像を前記転写ベルトに転写する複数の転写ローラと、
前記複数の現像ユニットに、対応する色の異なる現像剤を供給する複数の現像剤収容部を一体的に備える現像剤カートリッジと、
前記複数の現像剤収容部の各現像剤残量を監視し、前記現像剤像の転写を制御する転写制御部と
を有し、
前記転写制御部は、前記各現像剤残量の内、前記現像剤残量が最も多い現像剤が、所定量より多い場合には、前記現像剤残量が最も多い現像剤を使用した前記現像剤像を前記転写ベルトに転写し、所定量以下の場合には、前記転写ベルトの回転移動方向において、最下流側に収容された現像剤を使用した前記現像剤像を前記転写ベルトに転写する現像剤廃棄を行うことを特徴とする画像形成装置。 an endless transfer belt;
a plurality of developing units for forming a developer image on an electrostatic latent image carrier;
a plurality of transfer rollers arranged to face each of the electrostatic latent image bearing members of the plurality of developing units with the transfer belt interposed therebetween, and for transferring the developer image onto the transfer belt;
a developer cartridge integrally provided with a plurality of developer accommodating portions for supplying developers of different colors corresponding to the plurality of developing units;
a transfer control unit that monitors the amount of developer remaining in each of the plurality of developer storage units and controls transfer of the developer image;
When the amount of the developer with the largest remaining amount of developer among the respective amounts of remaining developer is larger than a predetermined amount, the transfer control section performs the development using the developer with the largest remaining amount of developer. The developer image is transferred to the transfer belt, and if the amount is equal to or less than a predetermined amount, the developer image using the developer accommodated on the most downstream side in the rotational movement direction of the transfer belt is transferred to the transfer belt. An image forming apparatus characterized by discarding a developer.
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