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公開番号2019158951
公報種別公開特許公報(A)
公開日20190919
出願番号2018041873
出願日20180308
発明の名称画像形成装置
出願人コニカミノルタ株式会社
代理人特許業務法人鷲田国際特許事務所,個人,個人
主分類G03G 15/00 20060101AFI20190823BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】現像装置内部のトナーを効率的に排出可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、画像形成領域および当該画像形成領域とは異なる非画像形成領域が設定される像担持体と、各色のトナーをそれぞれ収容し、プリント時に各色のトナーを画像形成領域へ供給するとともに、非画像形成領域へ排出する複数の現像部と、現像部から非画像形成領域へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量の範囲内で、画像形成領域へ供給される各色のトナーのうち画像の印字率が低い色のトナーを、印字率が高い色のトナーより優先して現像部から非画像形成領域へ排出させる制御を行う制御部と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲約 1,700 文字を表示【請求項1】
画像形成領域および当該画像形成領域とは異なる非画像形成領域が設定される像担持体と、
各色のトナーをそれぞれ収容し、プリント時に前記各色のトナーを前記画像形成領域へ供給するとともに、前記非画像形成領域へ排出する複数の現像部と、
前記現像部から前記非画像形成領域へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量の範囲内で、前記画像形成領域へ供給される各色のトナーのうち画像の印字率が低い色のトナーを、前記印字率が高い色のトナーより優先して前記現像部から前記非画像形成領域へ排出させる制御を行う制御部と、
を備える、画像形成装置。
【請求項2】
前記制御部は、各色のトナーの前記印字率に基づいて前記現像部から前記非画像形成領域へ排出される各色のトナーの非画像形成領域排出量の割合を算出し、当該算出した非画像形成領域排出量の割合に基づいて割り振った前記許容排出量のトナーを、前記現像部から前記非画像形成領域へ排出させる制御を行う、
請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記制御部は、さらに、前記現像部から前記非画像形成領域へ排出されることが許容される色毎のトナーの排出量を示す許容個別排出量に基づいて、トナーを前記現像部から前記非画像形成領域へ排出させる制御を行う、
請求項1または2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記非画像形成領域へ排出されることが予定されるトナーの予定排出量に基づいて、前記各色のトナーの非画像形成領域排出量の割合を算出する算出部を備える、
請求項1から3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記予定排出量は、前回の非画像形成領域に対するトナーの排出時に前記非画像形成領域へ排出されずに繰り越された各色のトナーの繰り越し量を含む、
請求項4に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記予定排出量は、今回の非画像形成領域に対するトナーの排出時に前記非画像形成領域へ排出されることが必要とされる各色のトナーの必要排出量を含む、
請求項4または5に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記算出部は、前記画像形成領域へ供給される各色の少なくとも一つの色のトナーの画像形成領域消費量が予め定められた数量を超えた場合、当該数量を超えた色のトナーの予定排出量から前記超えた分の数量を減算する、
請求項4から6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記算出部は、前記画像形成領域へ供給されるいずれか色のトナーの画像形成領域消費量が予め定められた上限値を超えた場合、当該上限値を超えた色を除く他の色のトナーにおける前記非画像形成領域排出量の割合を算出する、
請求項4から6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記制御部は、画像形成動作が中断した場合、前記予定排出量から前記非画像形成領域排出量を減算した数量を示す蓄積量のトナーを排出させる制御を行う、
請求項4から8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記予定排出量から前記非画像形成領域排出量を減算した数量を示す蓄積量が予め定められた数量を超えた場合、当該蓄積量のトナーを排出させる制御を行う、
請求項4から9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記予め定められた数量は、前記排出されたトナーを回収するユニットにおけるトナーの回収能力に基づいて、設定される、
請求項10に記載の画像形成装置。
【請求項12】
前記必要排出量は、前記非画像形成領域排出の度に、前記非画像形成領域へ固定的に排出されるトナーの固定排出量から前記画像形成領域へ供給されるトナーの画像形成領域消費量を減算した数量である、
請求項6に記載の画像形成装置。

発明の詳細な説明約 18,000 文字を表示【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
【0003】
このような画像形成装置において、低カバレッジ(低印字率)の画像形成を連続的に行う場合、現像装置内部のトナーは、消費されず、循環されることにより機械的なストレスを受けて、劣化する。これを防ぐために、感光体の非画像形成領域(1枚の用紙に転写するトナー像が形成される画像形成領域の相互の間の領域であり、一般には「紙間」と称される)に定期的にリフレッシュパッチ(RFP)を形成することで、現像装置内部のトナーを効率的に排出する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
【0004】
図1Aは、従来の画像形成装置における紙間に形成される各色のRFPを示す図である。図1Aに、異なるハッチングを施したY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色のRFPを示す。図1Aに示す画像形成装置において、白ベタを通紙した場合における紙間にRFPとして排出される各色のトナーの紙間排出量は、カバレッジで表した場合に5%である。また、4色合計のトナーの紙間排出量は、20%(=5%×4)である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2009−25614号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、画像形成装置のプリント速度は、年々上がっている。プリント速度を上げるためには、現像装置や感光体ユニット等を高速化させる必要があるとともに、紙間も短くする必要がある。
【0007】
図1Bは、高速化された画像形成装置における紙間に形成される各色のRFPを示す図である。図1Bに示す画像形成装置において、白ベタを通紙した場合における紙間にRFPとして排出される各色のトナーの紙間排出量は、カバレッジで表した場合に2.25%である。また、4色合計のトナーの紙間排出量は、9%(=2.25%×4)である。
【0008】
図1Aおよび図1Bに示すように、画像形成装置の高速化によって、紙間を短くすると、RFPを形成する領域が狭くなる。このため、例えば、図1Aに示す各色のトナーの紙間排出量5%から図1Bに示す各色のトナーの紙間排出量2.25%に下がる。これにより、トナーを効率的に排出することが従来の画像形成装置では可能であったが、高速化された画像形成装置ではできない場合があるという問題点があった。
【0009】
本発明は、現像装置内部のトナーを効率的に排出可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の目的を達成するため、本発明における画像形成装置は、
画像形成領域および当該画像形成領域とは異なる非画像形成領域が設定される像担持体と、
各色のトナーをそれぞれ収容し、プリント時に前記各色のトナーを前記画像形成領域へ供給するとともに、前記非画像形成領域へ排出する複数の現像部と、
前記現像部から前記非画像形成領域へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量の範囲内で、前記画像形成領域へ供給される各色のトナーのうち画像の印字率が低い色のトナーを、前記印字率が高い色のトナーより優先して前記現像部から前記非画像形成領域へ排出させる制御を行う制御部と、
を備える。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、現像装置内部のトナーを効率的に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
従来の画像形成装置における紙間に形成される各色のRFPを示す図
高速化された画像形成装置における紙間に形成される各色のRFPを示す図
本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図
本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図
紙間へRFPとして排出される各色のトナー、および、トナーの紙間排出量等の一例を示す図
紙間へRFPとして排出される各色のトナー、および、トナーの紙間排出量等の他の例を示す図
本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーの排出処理を示すフローチャート
所定のカバレッジで所定枚を通紙した時の各色のトナーの帯電量に対する評価を示す図
プリント数に応じて推移するイエローのトナーの平均帯電量を抜粋して示す図
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図2は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を概略的に示す図である。図3は、本実施の形態に係る画像形成装置1の制御系の主要部を示す図である。図2、3に示す画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置1は、感光体ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に一次転写し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、用紙S(記録媒体)に二次転写することにより、画像を形成する。
【0014】
また、画像形成装置1には、YMCKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【0015】
図3に示すように、画像形成装置1は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60および制御部100を備える。
【0016】
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103等を備える。CPU101は、ROM102から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM103に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置1の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
【0017】
制御部100は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で各種データの送受信を行う。制御部100は、例えば、外部の装置から送信された画像データ(入力画像データ)を受信し、この画像データに基づいて用紙Sに画像を形成させる。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
【0018】
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11および原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備えて構成される。
【0019】
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
【0020】
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
【0021】
操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。表示部21は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
【0022】
画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部100の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
【0023】
画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、中間転写ユニット42等を備える。
【0024】
Y成分、M成分、C成分、K成分用の画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示す。図2では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素については符号が省略されている。
【0025】
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412(本発明の「現像部」に対応)、感光体ドラム413(本発明の「像担持体」に対応)、帯電装置414、およびドラムクリーニング装置415等を備える。
【0026】
感光体ドラム413は、例えばドラム径が80[mm]のアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置411による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
【0027】
制御部100は、感光体ドラム413を回転させる駆動モーター(図示略)に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム413を一定の周速度で回転させる。
【0028】
帯電装置414は、光導電性を有する感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム413の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
【0029】
帯電装置414として、コロナ放電によって感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させるコロナ放電器が利用されている。帯電装置414は、帯電ワイヤーおよびシールド電極を有している。帯電ワイヤーは感光体ドラム413の幅方向(長手方向)に沿って配置されている。帯電ワイヤーに高電圧を供給することによって、帯電ワイヤーと当該帯電ワイヤーを囲むシールド電極との間でコロナ放電を生じさせて、シールド電極に対向して配置されている感光体ドラム413の表面を均一に帯電させる。
【0030】
現像装置412は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム413の表面における画像形成領域に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。また、現像装置412は、感光体ドラム413の表面における非画像形成領域にRFPを形成する。なお、RFPを、リフレッシュパッチまたは紙間パッチと称する場合がある。ここで「画像形成領域」とは、感光体ドラム413から転写材(例えば、中間転写ベルト421)に転写される画像の形成に用いられる領域である。また、「非画像形成領域」とは、画像形成領域の相互の間の領域であり、「紙間」とも称される。
【0031】
ドラムクリーニング装置415は、感光体ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム413の表面に残存する転写残トナーを除去する。
【0032】
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424およびベルトクリーニング装置426等を備える。
【0033】
中間転写ベルト421は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも1つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、K成分用の一次転写ローラー422よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー423Aが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー423Aが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
【0034】
中間転写ベルト421は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が8〜11[logΩ・cm]である高抵抗層を有する。中間転写ベルト421は、制御部100からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト421については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。
【0035】
中間転写ベルト421は、具体的には、基材層および表面層からなる積層構造を有している。基材層は、導電材等を分散させた合成樹脂からなる。基材層は、単層構成であっても2層以上の複数層構造であってもよい。
【0036】
一次転写ローラー422は、各色成分の感光体ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光体ドラム413に圧接されることにより、感光体ドラム413から中間転写ベルト421へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【0037】
二次転写ローラー424は、駆動ローラー423Aのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー423Bに対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424がバックアップローラー423Bに圧接されることにより、中間転写ベルト421から用紙Sへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。二次転写ローラー424を含む複数の支持ローラーには、二次転写ベルトがループ状に張架されている。
【0038】
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光体ドラム413上のトナー像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー422に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト421の裏面側(一次転写ローラー422と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。
【0039】
その後、用紙Sが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙Sに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー424に二次転写バイアスを印加し、用紙Sの裏面側(二次転写ローラー424と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Sに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Sは定着部60に向けて搬送される。
【0040】
ベルトクリーニング装置426は、中間転写ベルト421の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。
【0041】
定着部60は、定着ベルト61、加熱ローラー62、用紙Sの定着面(トナー像が形成されている面)側に配置される上加圧ローラー63、用紙Sの裏面(定着面の反対の面)側に配置される下加圧ローラー65、及び加熱源60C等を備える。加熱ローラー62は、定着ベルト61を加熱する加熱源60Cを内蔵している。上加圧ローラー63に下加圧ローラー65が圧接されることにより、用紙Sを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
【0042】
定着部60は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Sを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Sにトナー像を定着させる。定着部60は、定着器F内にユニットとして配置される。
【0043】
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、及び搬送経路部53等を備える。給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット51a〜51cには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53aを含む複数の搬送ローラー対を有する。
【0044】
給紙トレイユニット51a〜51cに収容されている用紙Sは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部53により画像形成部40に搬送される。このとき、レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Sの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部40において、中間転写ベルト421のトナー像が用紙Sの一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
【0045】
ところで、画像形成装置1においては、現像装置412から感光体ドラム413の紙間(非画像形成領域)にRFPとしてトナーを排出する。これにより、低カバレッジ(低印字率)の画像形成を連続的に行う場合においても、現像装置412内部のトナーを排出することができるため、現像装置412内部のトナーが循環による機械的なストレスを受けることが防止される。
【0046】
近年、画像形成装置1の高速化を図るための対策の一つとして、紙間を短くすることが行われている。しかしながら、紙間を短くすることにより、紙間にRFPとして排出されるトナーの排出量が減少するため、現像装置412内部のトナーを効率的に排出することが困難になっている。
【0047】
本実施の形態においては、制御部100は、現像装置412から感光体ドラム413の紙間へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量Vt(図4参照)の範囲内で、画像形成領域へ供給される各色のトナーのうち画像の印字率が低い色のトナーを、印字率が高い色のトナーより優先して現像装置412から紙間へ排出させる制御を行う。ここで、「画像の印字率が低い色のトナーを、印字率が高い色のトナーより優先して現像装置412から紙間へ排出させる」とは、必ずしも、紙間に排出される印字率の低い色のトナーの紙間排出量Vf(本発明の「非画像形成領域排出量」に対応、図4参照)が印字率の高い色のトナーの紙間排出量Vfよりも多いことを意味しない。
【0048】
前回の紙間排出時に紙間に排出されずに繰り越されたトナーの繰り越し量Vc(図4参照)においては、印字率の高い色のトナーの繰り越し量Vcが印字率の低い色のトナーの繰り越し量Vcより多い場合、印字率の高い色のトナーの紙間排出量Vfが印字率の低い色のトナーの紙間排出量Vfより多い場合がある。
【0049】
なお、今回の紙間排出における紙間に排出されることが必要とされるトナーの必要排出量Vb(図4参照)においては、印字率の低い色のトナーの必要排出量Vbは、印字率の高い色のトナーの必要排出量Vbよりも多い。必要排出量Vbは、予め定められた固定排出量から紙上消費量Va(本発明の「画像形成領域消費量」に対応、図4参照)を減算した数量である。紙上消費量Vaは、紙上に供給されるトナーの数量であって、印字率に対応する数量である。したがって、印字率の低い色のトナーの紙上消費量Vaは、印字率の高いトナーの紙上消費量Vaより少ない。少ない分だけ、印字率の低い色のトナーの必要排出量Vbは、印字率の高いトナーの必要排出量Vbより多くなる。つまり、必要排出量Vbにおいて、印字率の低い色のトナーが印字率の高いトナーより優先して多くなる。「優先して」とは、以上のような意味である。
【0050】
具体的には、制御部100は、各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量Vt、および、現像装置412から感光体ドラム413の紙間へ排出される各色のトナーの紙間排出量Vfの割合に基づいて、現像装置412から感光体ドラム413の紙間へトナーをRFPとして排出させる制御を行う。
【0051】
制御部100は、紙間に排出されることが予定されるトナーの予定排出量Vd(図4参照)に基づいて、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する算出部としての機能を有している。以下、算出部を制御部100に読み替えて説明する。
【0052】
次に、トナーの紙間排出量Vfの割合を算出する場合の具体例について図4を参照して説明する。図4は、紙間へRFPとして排出されるトナー、および、トナーの紙間排出量Vf等の一例を示す図である。図4に、紙間へRPFとして排出されるY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)およびK(ブラック)のトナーを示す。また、図4に、各色のトナーの紙間排出量Vf、繰り越し量Vc、固定排出量、必要排出量Vb、紙上消費量Va、予定排出量Vd、および、許容排出量Vt、許容個別排出量Viを、それぞれカバレッジ(%)で表す。
【0053】
本実施の形態において、繰り越し量Vcとは、前回の紙間排出時に紙間へ排出されずに繰り越された各色のトナーの量をいう。また、固定排出量とは、紙間排出時の度に紙間へ固定的に排出されることが計画されるトナーの量をいう。ここでは、固定排出量は、例えば5%である。また、紙上消費量Vaとは、今回の紙間排出時の前に画像形成領域へ供給された各色のトナーの量をいう。
【0054】
また、必要排出量Vbとは、今回の紙間排出時に紙間へ排出されることが必要とされる各色のトナーの量をいう。具体的には、制御部100は、固定排出量(5%)から紙上消費量Vaを減算して必要排出量Vbを算出する。紙上消費量Vaを考慮して必要排出量Vbを算出する理由は、紙上消費量Vaがない場合に比較して、紙上消費量Vaがある分だけ、トナーをより多く排出することができるため、必要排出量Vbから紙上消費量Vaを減算しても、トナーの排出効率を低下させることにならないためである。また、制御部100は、繰り越し量Vcおよび必要排出量Vbに基づいて予定排出量Vdを算出する。本実施の形態では、予定排出量Vdは、繰り越し量Vcと必要排出量Vbとを合算した数量である。また、許容排出量Vtは、例えば9%である。また、許容個別排出量Viは、現像装置412から紙間へ排出されることが許容される色毎のトナーの排出量であり、ここでは、5%である。したがって、制御部100は、紙間排出量Vfを許容個別排出量Vi(=5%)以下に制限する。
【0055】
次に、図4に示す今回(1回目)のトナーの紙間排出について説明する。各色のトナーの繰り越し量Vcは、それぞれ0%である。各色のトナーの紙上消費量Vaは、0%である。固定排出量(5%)から紙上消費量Va(=0%)を減算した各色のトナーの必要排出量Vbは、5%(=5%−0%)である。
【0056】
制御部100は、各色のトナーの紙上消費量Vaが予め定められた数量(5%)以下の場合、繰り越し量Vc(=0%)と必要排出量Vb(=5%)とを加算して、各色のトナーの予定排出量Vd(=5%)を求める。制御部100は、YMCKのトナーの予定排出量Vd(5%、5%、5%、5%)に基づいて、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する。各色のトナーの紙間排出量Vfの割合は、(5:5:5:5)である。制御部100は、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合および許容排出量Vt(=9%)に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。各色のトナーの紙間排出量Vfは、それぞれ2.25%(=9%*(5/20))である。
【0057】
次に、図4に示す今回(2回目)のトナーの紙間排出について説明する。各色のトナーの繰り越し量Vcは、2.75%(=5%−2.25%)である。Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)のトナーの紙上消費量Vaは、0%、0%、3%、5%であって、いずれも5%以下である。YMCKのトナーの必要排出量Vbは、5%(=5%−0%)、5%(=5%−0%)、2%(=5%−3%)、0%(=5%−5%)である。
【0058】
制御部100は、各色のトナーの紙上消費量Vaが予め定められた数量(5%)以下の場合、繰り越し量Vcと必要排出量Vbとを加算して、各色のトナーの予定排出量Vdを求める。上記の計算結果によれば、YMCKのトナーの予定排出量Vdは、7.75%(=2.75%+5%)、7.75%(=2.75%+5%)、4.75%(=2.75%+2%)、2.75%(=2.75%+0%)である。制御部100は、YMCKのトナーの予定排出量Vd(7.75%、7.75%、4.75%、2.75%)に基づいて、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する。各色のトナーの紙間排出量Vfの割合は、(7.75:7.75:4.75:2.75)である。制御部100は、紙間排出量Vfの割合および許容排出量Vt(=9%)に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。YMCKの紙間排出量Vfは、3.03%(≒9%*(7.75/23))、3.03%(≒9%*(7.75%/23))、1.86%(≒9%*(4.75%/23))、1.08%(≒9%*(2.75%/23))である。
【0059】
次に、図4に示す今回(3回目)のトナーの紙間排出について説明する。YMCKのトナーの繰り越し量Vcは、4.72%(=7.75%−3.03%)、4.72%(=7.75%−3.03%)、2.89%(=4.75%−1.86%)、1.67%(=2.75%−1.08%)である。YMCKのトナーの紙上消費量Vaは、8%、2%、2%、2%である。なお、紙上消費量Vaが予め定められた数量(5%)を超える場合、5%を超える分の数量を余剰紙上消費量Veという。ここでは、余剰紙上消費量Veは3%(=8%−5%)である。YMCKのトナーの必要排出量Vbは、0%(=5%−5%)、3%(=5%−2%)、3%(=5%−2%)、3%(=5%−2%)である。
【0060】
制御部100は、各色のトナーの紙上消費量Vaが予め定められた数量(5%)以下の場合、繰り越し量Vcと必要排出量Vbとを加算して、各色のトナーの予定排出量Vdを求める。制御部100は、各色のトナーの紙上消費量Vaが予め定められた数量(5%)を超える場合(余剰紙上消費量Veがある場合)、各色のトナーの予定排出量Vdから余剰紙上消費量Veを減算する。予定排出量Vdから余剰紙上消費量Veを減算する理由は、余剰紙上消費量Veの分だけ、より多くのトナーが排出されるため、予定排出量Vdから余剰紙上消費量Veを減算しても、トナーの排出に支障を来さないためである。
【0061】
上記の計算結果によれば、YMCKのトナーの予定排出量Vdは、1.72%(=4.72+0%−3%)、7.72%(=4.72%+3%)、5.89%(=2.89%+3%)、4.67%(=1.67%+3%)である。制御部100は、各色のトナーの予定排出量Vd(1.72%、7.72%、5.89%、4.67%)に基づいて、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する。各色のトナーの紙間排出量Vfの割合は、(1.72:7.72:5.89:4.67)である。制御部100は、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合および許容排出量Vt(=9%)に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。YMCKの紙間排出量Vfは、0.77%(≒9%*(1.72/20))、3.47%(≒9%*(7.72/20))、2.65%(≒9%*(5.89/20))、2.10%(≒9%*(4.67/20))である。
【0062】
次に、トナーの紙間排出量Vfの割合を算出する場合の他の具体例について図5を参照して説明する。図5は、紙間へRFPとして排出されるトナー、および、トナーの紙間排出量Vf等の他の例を示す図である。図4に示す具体例において、制御部100は、紙間に排出されことが予定されるトナーの予定排出量Vdに基づいて、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する。
【0063】
これに対して、図5に示す具体例では、制御部100は、予定排出量Vdに基づいて、さらに、いずれか色のトナーの紙上消費量Vaが予め定められた上限値(例えば5%)以上の場合、上限値以上の色を除く他の色のトナーにおける紙間排出量Vfの割合を算出する。上限値以上の色のトナーの紙間排出を行わない理由は、ある色のトナーが紙上消費量Vaとして大量に消費される上に、同じ色のトナーが紙間排出量Vfとして排出される場合、ユーザーが設定しているプリントの印字率と実際のトナーの消費量とが乖離してしまう。これにより、ユーザーに対して、トナーを過度に消費するプリンターであるとの印象を与えてしまうおそれがある。このような事態を回避するためである。
【0064】
次に、図5に示す今回(2回目)のトナーの紙間排出について説明する。Y(イエロー、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)のトナーの予定排出量Vdは、7.75%、7.75%、7.75%、2.75%である。制御部100は、前回のKのトナーの紙上消費量Vaが5%の場合、Kを除く他の色であるYMCのトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する。算出結果によれば、YMCKのトナーの紙間排出量Vfの割合は、(7.75:7.75:7.75:0)となる。制御部100は、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合および許容排出量Vt(=9%)に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。YMCKのトナーの紙間排出量Vfは、それぞれ3%(=9%*(7.75/23.25))、3%、3%、0%となる。
【0065】
次に、図5に示す今回(3回目)のトナーの紙間排出について説明する。YMCKのトナーの予定排出量Vdは、9.75%、9.75%、4.75%、4.75%である。制御部100は、前回のCのトナーの紙上消費量Vaが5%の場合、Cを除く他の色であるY、M、Kのトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する。算出結果によれば、YMCKのトナーの紙間排出量Vfの割合は、9.75:9.75:0:4.75)となる。制御部100は、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合および許容排出量Vt(=9%)に基づいて、各色のトナーを紙間へ排出させる制御を行う。YMCKのトナーの紙間排出量Vfは、3.62%(≒9%*(9.75/24.25))、3.62%、0%(≒9%*(0/24.25))、1.76%(≒9%*(4.75/24.25))となる。
【0066】
制御部100は、プリント動作が中断した場合、予定排出量Vdから紙間排出量Vfを減算した蓄積量Vgを排出させる制御を行う。ここで、プリント動作の中断とは、例えば、ジョブ終了の場合、画像形成装置1が画像濃度を調整するために紙上に出力したパッチ画像の濃度を検知する画像安定化制御を行う場合、画像形成装置1の下流側に接続される後処理機が中断した場合をいう。プリント動作の中断時における蓄積量Vgの排出は、蓄積量Vgを排出するためにプリント動作を強制的に中断させる場合に比べて、印字速度の低下の印象をユーザーに与えることがないためである。
【0067】
また、制御部100は、蓄積量Vgが予め定められた数量を超えた場合、蓄積量Vgのトナーを強制的に排出させる制御を行う。これにより、現像装置412内のトナーの劣化を防止することができる。なお、予め定められた数量は、紙間に排出されたトナーを回収するユニット(ここでは、ベルトクリーニング装置426)における転写残トナーの回収能力(クリーニング能力)に基づいて定められる。なお、回収能力は、ユニットの寿命、耐用時間、累積トナー回収時間、累積トナー回収量、累積駆動時間等に基づいて定められる。
【0068】
次に、図6を参照してトナーの紙間排出処理について説明する。図6は、トナーの紙間排出処理を示すフローチャートである。本フローは、印刷ジョブ毎に実行される。
【0069】
ステップS100において、制御部100は、プリント開始時に出力チャートを解析して、各色のトナーの紙上消費量Vaを算出する。
【0070】
ステップS110において、制御部100は、紙上消費量Vaが予め定められた数量以下の場合、予め定められた固定排出量から紙上消費量Vaを減算することにより、各色のトナーの必要排出量Vbを算出する。なお、制御部100は、紙上消費量Vaが予め定められた数量を超えている場合、予め定められた固定排出量から予め定められた数量を減算することにより、各色のトナーの必要排出量Vbを算出する。
【0071】
ステップS120において、制御部100は、前回のプリントで排出できなかった各色のトナーの繰り越し量Vcを算出する。
【0072】
ステップS130において、制御部100は、各色のトナーの必要排出量Vbおよび繰り越し量Vcを加算することにより、各色のトナーの予定排出量Vdを算出する。
【0073】
ステップS140において、制御部100は、紙上消費量Vaが予め定められた数量(5%)を超えているかどうかについて判断する。紙上消費量Vaが予め定められた数量を超えている場合(ステップS140:YES)、処理はステップS150に移行する。紙上消費量Vaが予め定められた数量を超えていない場合(ステップS140:NO)、処理はステップS160に移行する。
【0074】
ステップS150において、制御部100は、予定排出量Vdから余剰紙上消費量Ve(=Va−5%)を減算する。
【0075】
ステップS160において、制御部100は、各色のトナーの予定排出量Vdに基づいて、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する。さらに、制御部100は、紙間排出量Vfの割合に基づいて、紙間排出量Vfを算出する。
【0076】
ステップS170において、制御部100は、予定排出量Vdから紙間排出量Vfを減算した蓄積量Vgを算出する。
【0077】
ステップS180において、制御部100は、プリント動作が中断であるかどうかについて判断する。プリント動作が中断である場合(ステップS180:YES)、処理はステップS190に移行する。プリント動作が中断でない場合(ステップS180:NO)、処理はステップS200に移行する。
【0078】
ステップS190において、制御部100は、蓄積量Vgを排出させる制御を行う。
【0079】
ステップS200において、制御部100は、蓄積量Vgが予め定められた数量(X%)を超えているかどうかについて判断する。蓄積量Vgが予め定められた数量を超えている場合(ステップS200:YES)、処理はステップS210に移行する。蓄積量Vgが予め定められた数量を超えていない場合(ステップS200:NO)、処理はステッS220に移行する。
【0080】
ステップS210において、制御部100は、プリントを中断させ、蓄積量Vgを排出させる制御を行う。
【0081】
ステップS220において、制御部100は、蓄積量Vgを次回のプリントに持ち越す。
【0082】
上記実施の形態における画像形成装置1によれば、制御部100は、現像装置412から紙間へ排出されることが許容される各色のトナーの排出量の総量を示す許容排出量Vt、および、現像装置412から紙間へ排出される各色のトナーの紙間排出量Vfの割合に基づいて、現像装置412から紙間へ各色のトナーを排出させる制御を行う。これより、画像形成装置1の高速化に伴い、紙間が短くなった場合であっても、許容排出量Vtの制限下で、紙間排出量Vfの割合に基づいてトナーを消費することができるため、各色のトナーを効率的に排出することが可能となる。その結果、フレッシュな現像剤の状態を維持することができて、品質の安定した画像を供給することが可能となる。
【0083】
また、制御部100は、紙間へ排出されことが予定されるトナーの予定排出量Vdに基づいて、各色のトナーの紙間排出量Vfの割合を算出する。これにより、各色のトナーを偏りなく消費することができる。
【0084】
また、制御部100は、予定排出量Vdに基づいて、さらに、いずれかの色のトナーの紙上消費量Vaが予め定められた上限値(例えば5%)以上の場合、上限値以上の色を除く他の色のトナーにおける紙間排出量Vfの割合を算出する。これにより、ある色のトナーの紙上消費量Vaが比較的に大量となる場合に、その色のトナーの紙間排出量Vfを加算しないことで、当該色のトナーが大量に消費されることが防止される。このため、ユーザーに対して、トナーを過度に消費するプリンターであるとの印象を与えることを回避することできる。
【0085】
次に、実施例について図7および図8を参照して説明する。
図7は、所定のカバレッジで所定枚を通紙した時の各色のトナーの帯電量に対する評価を示す図である。実機として、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製Bizhub(登録商標)を用いた。なお、実機には、従来機よりも紙間が短いものを用いた。
【0086】
実施例では、各色のトナーの予定排出量に基づいて、各色のトナーの紙間排出量の割合を算出し、算出した紙間排出量に基づいてトナーを紙間へ排出させる制御を行った。Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)のカバレッジを0.5%、1%、1%、1%とした。50000枚通紙した時の各色のトナーの帯電量を測定した。各色のトナーの帯電量を評価した。
【0087】
評価の結果、カバレッジが低いYの帯電量は、M、C、Kのトナーの帯電量と同様に、実使用可能範囲内であった。これにより、カバレッジが低いYのトナーの劣化を抑えることができた。
【0088】
比較例では、各色のトナーの紙間排出量の割合を同一にし、当該紙間排出量に基づいて、トナーを紙間へ排出させる制御を行った。YMCKのカバレッジを0.5%、1%、1%、1%とした。50000枚通紙した時の各色のトナーの帯電量を測定した。各色のトナーの帯電量を評価した。
【0089】
評価の結果、M、C、Kのトナーの帯電量は、実使用可能範囲内であったが、カバレッジの低いYのトナーの帯電量[μC/g]は、30となり、許容範囲から外れたため、使用不可となった。
【0090】
図8は、上記の実施例および比較例において、プリント数(通紙枚数)に応じて推移するY(イエロー)のトナーの平均帯電量を抜粋して示す図である。
【0091】
実施例において、0枚、10000枚、20000枚、30000枚、40000枚、50000枚をプリントした時のYのトナーの平均帯電量[μC/g]は、それぞれ、43、41、39、38、37.5、37であった。カバレッジの低いYのトナーの平均帯電量の落ち込みは、緩やかであった。これにより、Yのトナーの劣化速度を下げることができた。
【0092】
比較例において、0枚、10000枚、20000枚、30000枚、40000枚、50000枚をプリントした時のY(イエロー)のトナーの平均帯電量[μC/g]は、それぞれ、42、40、36、35、33、30であった。カバレッジの低いYのトナーの平均帯電量の落ち込みは、顕著であった。これにより、Yのトナーの劣化速度を下げることができなかった。
【0093】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【0094】
Va 紙上消費量
Vb 必要排出量
Vc 繰り越し量
Vd 予定排出量
Vf 紙間排出量
Vi 許容個別排出量
Vt 許容排出量
1 画像形成装置
100 制御部

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