JP7218151B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を用いたプロセスカートリッジ着脱式のレーザビームプリンターである。図2は、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジBの概略断面図である。
図3は、本実施例の画像形成装置100の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。制御手段としての制御部50は、演算処理を行う中心的素子である演算制御手段としてのCPU51、記憶手段としてのRAM52、ROM53などのメモリ(記憶媒体)などを有して構成される。書き換え可能なメモリであるRAM52には、制御部50に入力された情報、検知された情報、演算結果などが格納され、ROM53には制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。CPU51とRAM52、ROM53などのメモリとは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。制御部50は、画像形成装置100に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置200からの画像形成信号(画像データ、制御指令)に基づき、画像形成装置100の各部を統括的に制御して、プリント動作(画像形成動作)を実行させる。また、制御部50には、環境センサ15、駆動装置20、残量検知部30、画像処理部70、カートリッジメモリ14などが接続されている。
次に、昇温により発生する画像不良として、現像スジが発生するメカニズムに関して説明する。
まず、モデルを用いた検討として、容器(ポリカップ)に100gのトナーを入れて、所定の温湿度の雰囲気下に所定時間放置した後にトナーの凝集度を測定することで、温度及び湿度と、時間との、トナーの凝集に対する影響を確認した。結果を図4に示す。図4の横軸は時間、縦軸はトナーの凝集度を示す。なお、本例で用いたトナーに関しては、湿度の影響はほとんど無かったため、図4には一定の温度環境(45℃、47℃、49℃、52℃の4条件)下に一定時間放置した場合の時間とトナーの凝集度との関係を示した。
次に、トナーの凝集に影響することのある、温度及び時間以外の要因について説明する。
本実施例の画像形成装置100は、次の第1のモード(通常モード)と第2のモード(昇温抑制モード)とを切り替えてプリント動作を実行することができる。第1のモード(通常モード)は、単位時間当たりのプリント枚数が第1の枚数であるモードである。第2のモード(昇温抑制モード)は、単位時間当たりのプリント枚数が第1の枚数よりも少ない第2の枚数であるモードである。特に、本実施例では、現像装置4の昇温が発生しやすい両面プリント時の昇温抑制モードとして、プロセススピードを通常モードの半分に落としたモードが設けられている。なお、「通常モード」を「全速モード」、「昇温抑制モード」を「半速モード」ともいう。
本実施例では、制御部50は、環境センサ15により検知された環境情報に応じて重み付けした指標値を経時的に加算して得た更新値(累計値)に基づいて、第1のモード(通常モード)から第2のモード(昇温抑制モード)への切り替えを行う。本実施例では、制御50は、上記更新値が所定の閾値に達した場合に、第1のモードから第2のモードへの切り替えを行う。このとき、制御部50は、環境情報が示す温度が第1の温度の場合よりも、環境情報が示す温度が第1の温度より高い第2の温度の場合の方が大きい値となるように、上記指標値の重み付けを行う。
昇温抑制モードを実施することにより、現像スジの発生を抑制することができる。しかし、昇温抑制モードは本実施例ではプロセススピードが通常モードの半分の半速モードであるため、スループットは低下する。したがって、昇温によるトナーの凝集への影響が低減できたと判断できれば、速やかに通常モードに戻すことが好ましい。
次に、本実施例の効果を検証するために行った実験の結果について説明する。ここでは、以下の各条件において、両面連続プリントを行った場合の全速モード(通常モード)と半速モード(昇温抑制モード)とでのそれぞれのプリントイメージ数、全てのイメージのプリントを終了するまでの所要時間、現像スジの発生の有無を調べた。現像スジの評価基準は、表1の場合と同様、○(現像スジもトナーコートの乱れも発生無)、△(トナーコート乱れのみ発生、現像スジは未発生)、×(現像スジ発生)とした。
本実施例と比較例との比較を行った。比較例では、環境センサ15により検知された温度が所定の閾値に到達し場合に速やかに全速モード(通常モード)から半速モード(昇温抑制モード)に切り替えた。ここでは、トナーの凝集の影響が表れ始める48℃を比較例1における温度の閾値とした。また、それよりも更に高い52℃の温度を閾値とした場合を比較例2とした。上記の点を除き、本実施例と比較例とでの構成及び動作は実質的に同じとした。実験の条件は下記の通りである。また、結果を表7に示す。
環境:32℃、80%RH
カートリッジ種類:10Kカートリッジ
トナー残量:50%
印字率:1.5%
プリントイメージ:1200イメージ
プリント動作設定:両面連続
本実施例の構成において、形成する画像の印字率が異なる場合(1.5%、3%)の比較を行った。印字率が高い場合には、現像ローラ42上にコートされるトナーの入れ替わりが大きくなるため、同じトナーが現像ローラ42の表面に滞在し続けにくくなる。そのため、トナーの凝集度が上昇しにくくなる。実験の条件は下記の通りである。また、結果を表8に示す。
環境:32℃、80%RH
カートリッジ種類:10Kカートリッジ
トナー残量:50%
印字率:1.5%、3%
プリントイメージ:1200イメージ
プリント動作設定:両面連続
本実施例の構成において、カートリッジB(現像装置4)の使用履歴が異なる場合(トナー残量100%、60%、30%)の比較を行った。使用履歴が長いと、ワックスの染み出しやトナーの流動性低下などといったトナーの変化要因が多くなる。なお、使用履歴は、トナー残量を用いて判断することができる。ここで、トナー残量が十分に多い初期においては、設定寿命が長いカートリッジBの方が短いカートリッジBよりも、現像ローラ42近傍のトナーが収容部41内のトナーに対し占める割合が小さいため、現像ローラ42近傍のトナーの状態の影響を受けにくい。しかし、トナー残量が少なくなってくると、設定寿命が長いカートリッジBの方が短いカートリッジBよりも、トナー残量の変化が大きくなる分使用履歴の影響を大きく受けるため、現像ローラ42近傍のトナーの状態の影響を受けやすくなる。したがって、ここでは、使用履歴の影響を大きく受けやすい10Kカートリッジを用いて、トナー残量(使用履歴)の違いの影響を調べた。実験の条件は下記の通りである。また、結果を表9に示す。
環境:32℃、80%RH
カートリッジ種類:10Kカートリッジ
トナー残量:100%、60%、30%
プリントイメージ:1200イメージ
印字率:1.5%
プリント動作設定:両面連続
本実施例の構成において、カートリッジB(現像装置4)の設定寿命が異なる場合(10K、5K)の比較を行った。前述のように、カートリッジBの設定寿命が異なる場合、収容部41の形状を変える場合が多い(図5(a)、(c))。実験の条件は下記の通りである。また、結果を表11に示す。
環境:32℃、80%RH
カートリッジ種類:10Kカートリッジ、5Kカートリッジ
トナー残量:100%
プリントイメージ:1200イメージ、1500イメージ
印字率:1.5%
プリント動作設定:両面連続
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例1のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
4 現像装置
10 定着装置
15 環境センサ
41 収容部
42 現像ローラ
44 現像ブレード
50 制御部
A 画像形成装置本体
B プロセスカートリッジ
Claims (14)
- 像担持体と、
前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナーを収容する収容部と前記像担持体に形成された潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部材とを備えた現像装置と、
前記現像装置が置かれた環境に関する環境情報を検知する環境検知手段と、
単位時間当たりのプリント枚数が第1の枚数である第1のモードと、単位時間当たりのプリント枚数が前記第1の枚数よりも少ない第2の枚数である第2のモードと、を切り替える制御を行う制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記環境検知手段により検知された前記環境情報と少なくとも1つの他の情報とに応じて重み付けした指標値を経時的に加算又は減算して得た更新値に基づいて、前記第1のモードから前記第2のモードへの切り替えを行うことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記更新値が所定の閾値に達した場合に、前記第1のモードから前記第2のモードへの切り替え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。
- 前記制御手段は、前記環境情報が示す温度が第1の温度の場合よりも、前記環境情報が示す温度が前記第1の温度より高い第2の温度の場合の方が大きい値となるように、前記指標値の重み付けを行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記環境情報が示す湿度が第1の湿度の場合よりも、前記環境情報が示す湿度が前記第1の湿度より高い第2の湿度の場合の方が大きい値となるように、前記指標値の重み付けを行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記少なくとも1つの他の情報は、画像形成動作において所定単位当たりに前記現像装置から消費されるトナーの消費量に関するトナー消費量情報を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記トナー消費量情報が示すトナーの消費量が第1の消費量の場合よりも、前記トナー消費量情報が示すトナーの消費量が前記第1の消費量より小さい第2の消費量の場合の方が大きい値となるように、前記指標値の重み付けを行うことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記トナー消費量情報は、形成する画像の印字率に関する印字率情報であることを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。
- 前記収容部に初期に収容されるトナーの量が異なる複数の種類の前記現像装置を装着可能であり、前記少なくとも1つの他の情報は、前記現像装置の種類を示す識別情報を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記識別情報が示す前記画像形成装置に装着された前記現像装置の前記初期のトナーの量が第1の量の場合よりも、前記識別情報が示す前記画像形成装置に装着された前記現像装置の前記初期のトナーの量が前記第1の量より少ない第2の量の場合の方が大きい値となるように、前記指標値の重み付けを行うことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記少なくとも1つの他の情報は、前記現像装置の初期からの使用量に関する使用量情報を含むことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記使用量情報が示す使用量が第1の使用量の場合よりも、前記使用量情報が示す使用量が前記第1の使用量より大きい第2の使用量の場合の方が大きい値となるように、前記指標値の重み付けを行うことを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記更新値が所定の閾値に達した場合に、前記第1のモードから前記第2のモードへの切り替えを行うようになっており、前記現像装置の初期からの使用量に関する使用量情報に応じて前記閾値を変更することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記指標値を経時的に加算する場合は、前記使用量情報が示す使用量が第1の使用量の場合よりも、前記使用量情報が示す使用量が前記第1の使用量より大きい第2の使用量の場合の方が小さい値となるように、前記閾値を変更し、前記指標値を経時的に減算する場合は、前記使用量情報が示す使用量が第1の使用量の場合よりも、前記使用量情報が示す使用量が前記第1の使用量より大きい第2の使用量の場合の方が大きい値となるように、前記閾値を変更することを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
- 前記使用量情報は、前記収容部に残っているトナーの残量に関するトナー残量情報であることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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