JP2013200513A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】かぶりやフィルミングを悪化させずに、すり抜けを防止する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記像担持体上の現像剤を転写する転写部と、前記像担持体表面に付着する付着物を除去するクリーニングブレードと、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤の廃棄を制御する現像剤廃棄制御部と、装置内部の内部環境温度を検出する内部環境検出部と、前記転写部へ印加する電圧を制御する電圧制御部とを備え、前記現像剤廃棄制御部は、前記内部環境検出部で検出する温度が高いほど、現像剤の廃棄を行うときに前記転写部へ印加する電圧の絶対値を大きくし、前記電圧制御部は、前記現像剤廃棄制御部が決定した電圧に基づいて、前記転写部へ印加する電圧を制御する。
【選択図】 図４
【解決手段】本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記像担持体上の現像剤を転写する転写部と、前記像担持体表面に付着する付着物を除去するクリーニングブレードと、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤の廃棄を制御する現像剤廃棄制御部と、装置内部の内部環境温度を検出する内部環境検出部と、前記転写部へ印加する電圧を制御する電圧制御部とを備え、前記現像剤廃棄制御部は、前記内部環境検出部で検出する温度が高いほど、現像剤の廃棄を行うときに前記転写部へ印加する電圧の絶対値を大きくし、前記電圧制御部は、前記現像剤廃棄制御部が決定した電圧に基づいて、前記転写部へ印加する電圧を制御する。
【選択図】 図４
Description
本発明は、電子写真方式を用いたプリンタや複写機などの画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置としては特許文献１に記載のものがある。この画像形成装置は、感光ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置及びクリーニング装置を備えている。この画像形成装置では、前記帯電装置により均一に帯電された感光ドラムの表面を前記露光装置により露光して、静電潜像を形成する。そして、前記現像装置により静電潜像を現像して、感光ドラム上にトナー像を形成する。その後、前記転写装置によりトナー像を用紙に転写して、定着装置により前記トナー像を用紙に定着させる。転写後の前記感光ドラム上のトナーは、前記クリーニング装置により除去される。
このような電子写真方式の画像形成装置においては、印刷画像濃度の不均一、ドット再現性の低下、ドラムフィルミング或いはかぶり等の不具合を防止するため、トナー廃棄動作が行われる。即ち、トナーの消費量が基準値以下の場合、トナーを感光ドラムへ廃棄し、クリーニング装置により回収する。
しかしながら、前記画像形成装置では、温度が高くなると、トナーをかき取る能力が低下する。そのため、トナーのすり抜けが発生しやすくなる。
この結果、画像形成装置の温度が上昇してクリーニングブレードの温度が上昇すると、クリーニングブレードは像担持体に廃棄されたトナーを回収できずにすり抜けが発生する問題があった。
本発明は、上述の点の鑑みてなされたもので、潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記像担持体上の現像剤を転写する転写部と、前記像担持体表面に付着する付着物を除去するクリーニングブレードと、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤の廃棄を制御する現像剤廃棄制御部と、装置内部の内部環境温度を検出する内部環境検出部と、前記転写部へ印加する電圧を制御する電圧制御部とを備え、前記現像剤廃棄制御部は、前記内部環境検出部で検出する温度が高いほど、現像剤の廃棄を行うときに前記転写部へ印加する電圧の絶対値を大きくし、前記電圧制御部は、前記現像剤廃棄制御部が決定した電圧に基づいて、前記転写部へ印加する電圧を制御することを特徴とする。画像形成方法は、その特徴部分を前記画像形成装置と同様とする。
前記構成により、前記内部環境検出部での検出値に応じた量の現像剤を前記転写部に転写させて、クリーニングブレードからの現像剤のすり抜けを防止することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る発明は、現像ローラから感光体ドラム上に廃棄したトナーについて、高温のときは転写側に転写して、ドラムクリーニングでのトナーすり抜けを防ぐものである。高温になると、クリーニングブレードによるトナークリーニング性が低下する。そのときに、廃棄トナーのように大量のトナーがクリーニングブレードに到達してしまうと、クリーニングができずにすり抜けが発生してしまう。この現象は、温度が高いときに発生するので、温度が高いときは、ドラム上に廃棄したトナーを転写側に移して転写ベルトクリーニングにて回収させるようにした。この際、温度が高くなるほど、転写側に移動させるトナー量を多くする制御としている。
このように、本発明は、温度が高いときに、廃棄した現像剤を転写部に転写されるものである。具体的には、温度が高くなるほど、転写ベルト上にトナーを多く移動させるものである。このために、温度が高くなるほど、転写電圧を大きくする。以下に、具体的な構成を説明する。
[第１実施形態]
まず、第１実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明する。
まず、第１実施形態に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明する。
[画像形成装置]
図１に第１実施形態に係る画像形成装置の構成図を示す。本実施形態の画像形成装置は、トナーの色に応じた現像ユニット、ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）と、記録媒体Ｐの搬送路上に配置された定着器７、記録媒体Ｐを収めるトレイ２８、記録媒体Ｐをトレイ２８からピックアップするホッピングローラ２９、記録媒体Ｐを斜行させずに搬送するためのレジストローラ３０および記録媒体Ｐを装置外へ排出する排出ローラ３１、記録媒体Ｐを搬送し現像剤を転写する転写ベルト３２、転写ベルト３２を駆動するドライブローラ３３、転写ベルト３２の駆動を安定させるアイドルローラ３４、転写ベルト３２上のトナーをクリーニングするベルトクリーニング装置３５より構成される。
図１に第１実施形態に係る画像形成装置の構成図を示す。本実施形態の画像形成装置は、トナーの色に応じた現像ユニット、ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）と、記録媒体Ｐの搬送路上に配置された定着器７、記録媒体Ｐを収めるトレイ２８、記録媒体Ｐをトレイ２８からピックアップするホッピングローラ２９、記録媒体Ｐを斜行させずに搬送するためのレジストローラ３０および記録媒体Ｐを装置外へ排出する排出ローラ３１、記録媒体Ｐを搬送し現像剤を転写する転写ベルト３２、転写ベルト３２を駆動するドライブローラ３３、転写ベルト３２の駆動を安定させるアイドルローラ３４、転写ベルト３２上のトナーをクリーニングするベルトクリーニング装置３５より構成される。
ドライブローラ３３近傍には、転写ベルト３２に接する温度センサ４０が設けられている。この温度センサ４０は、温度検出部であり、かつ装置内部の環境の物理的数値を検出する内部環境検出部である。ここでは、物理的数値として装置の内部環境温度を測定する。具体的には、画像形成装置の装置内温度として、転写ベルト３２の温度を検出する。直接測定したい温度は感光ドラム１の表面であるが、この感光ドラム１の表面の温度を直接測定するのは難しいため、間接的に転写ベルト３２の温度を測定している。温度センサ４０で測定した温度に、転写ベルト３２の熱伝導度等の種々の条件を考慮した温度を加算して感光ドラム１の表面温度を特定する。
各現像ユニットは、感光ドラム１、感光ドラム１の周囲に配置された帯電ローラ２、ＬＥＤヘッド３、現像器４、転写ローラ５、クリーニング装置６で構成される。
感光ドラム１は、潜像を担持する像担持体である。この感光ドラム１は、厚さ０．７５ｍｍ、外径３０ｍｍのアルミ素管上に、膜厚０．５μｍの電荷発生層、膜厚１８μｍの電荷輸送層を設けたものを使用した。
帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面を帯電する帯電部材である。この帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面を均一に帯電させるための装置である。帯電ローラ２は、例えば、ＳＵＳ材からなる導体を軸としてエビクロルヒドリンなどの導電性の弾性体が被覆されて構成されている。この帯電ローラ２は、感光ドラム１に接触するように配置されている。
ＬＥＤヘッド３は、一様に帯電された感光ドラム１の表面を選択露光して潜像パターンを形成するための露光装置である。ＬＥＤヘッド３は、ＬＥＤ素子とＬＥＤ駆動素子とレンズアレイから構成されている。このＬＥＤヘッド３は、ＬＥＤ素子からの照射光が感光ドラム１の表面に結像する位置に配置されている。
現像器４は、感光ドラム１に形成されている潜像パターンにトナー像を現像するための装置である。現像器４は、感光ドラム１に現像剤としてのトナーを用いて潜像パターンを現像する現像剤担持体としての現像ローラ８と、現像ローラ８に接触するように配置され、現像ローラ８にトナーを供給する供給部材としての供給ローラ９と、先端部分を現像ローラ８に押し当てるように配置した層規制部材としての規制ブレード１０から構成されている。この現像器４の内部には、現像剤収容体としての図示しないトナーカートリッジからトナーが補給される構成になっている。現像器４は、現像ローラ８が感光ドラム１の表面に接触する位置に配置されている。
現像ローラ８は、ＳＵＳ材からなる導電性シャフト（芯金）上に弾性層をロール状に配し、前記弾性層を覆う表面層を有する構成となっている。弾性層には、ウレタンゴムやシリコーンゴムを使用している。表面層には、ウレタン溶液により処理を行ったものや、アクリル樹脂、アクリル−フッ素共重合樹脂を塗布したものを使用している。アクリル樹脂、アクリル−フッ素共重合樹脂を表面層としたものには、導電性を付与するため、カーボンブラックを配合している。
供給ローラ９は、ＳＵＳ材からなる導電性シャフト（芯金）と弾性層にて形成される。前記弾性層は導電性シリコーンゴム発泡体層、または導電性ウレタンゴム発泡体層である。弾性層に半導電性を持たす場合は、アセチレンブラックやカーボンブラック等を添加する。
規制ブレード１０は、板厚０．０８ｍｍのＳＵＳ製の板材で構成されている。規制ブレード１０の現像ローラ８との接触部は、曲げ加工が施されている。曲げ部の曲率半径Ｒは０．２ｍｍとしている。現像ローラ８に対する線圧は３０ｇｆ／ｃｍとしている。ただし、規制ブレード１０の曲率半径Ｒと線圧はこれに限ったものではなく、現像ローラ８上のトナー量やトナー帯電量に応じて調整可能である。
転写ローラ５は、前記像担持体上の現像剤を記録媒体Ｐや転写ベルト３２上に転写する転写部材である。この転写ローラ５は、感光ドラム１上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ、または転写ベルト３２に転写する。転写ローラ５は、例えば導電性の発泡性弾性体を有する。転写ローラ５と転写ベルト３２を含む転写部、ドライブローラ３３、アイドルローラ３４は、転写ユニットに含まれる。また、転写ユニットとベルトクリーニング装置３５は、ベルトユニットに含まれる。ベルトクリーニング装置３５は、転写ベルト３２上に付着する付着物（トナー）をベルトクリーニングブレード３５Ａで除去し、除去した付着物を回収する。
クリーニング装置６は、前記像担持体表面に付着する付着物（トナー）を除去し、除去した付着物を回収する。即ち、このクリーニング装置６は、感光ドラム１上の未転写などにより残留したトナーや、現像器４から感光ドラム１上へ移動させた廃棄トナーを掻き取った後に廃棄するための装置である。クリーニング装置６は、例えばゴムを用いたクリーニングブレード１１を備えて構成されている。クリーニング装置６は、そのクリーニングブレード１１の先端を感光ドラム１の表面に当て込むように配置されている。本実施形態で用いたクリーニングブレード１１の物性値は表１のとおりである。
定着器７は、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像を加温、加圧により定着させるための装置である。
図２に廃トナー回収機構の斜視図を示す。廃トナー回収機構は、クリーニング装置６に隣接して設けられている。廃トナー回収機構は、スパイラル５１、廃トナー搬送ベルト５２、廃トナー搬送スパイラル５３、廃トナー回収ボックス５４で構成される。クリーニング装置６により除去された廃トナーは、スパイラル５１により現像ユニット端部に設けたエンドレス状の廃トナー搬送ベルト５２へ搬送される。廃トナー搬送ベルト５２は、例えば凸状の歯を有し、当該歯にはトナーを搬送するため凹部が形成されている。廃トナー搬送ベルト５２に送られたトナーは、ループ状の溝に沿って廃トナー搬送スパイラル５３へ搬送される。廃トナー搬送スパイラル５３に送られたトナーは、廃トナー回収ボックス５４に収容される。
図３に本実施形態に係る画像形成装置のブロック図を示す。本実施形態の画像形成装置は、温度センサ４０、トナー廃棄制御部２１、印刷制御部２２、制御部２３、駆動制御部２４、露光制御部２５、電圧制御部２６、ドラムモータ１２、ベルトモータ１３、ＬＥＤヘッド３、帯電ローラ２、現像ローラ８、供給ローラ９、規制ブレード１０及び転写ローラ５で構成されている。制御部２３にトナー廃棄制御部２１と印刷制御部２２とが接続されている。トナー廃棄制御部２１と印刷制御部２２には温度センサ４０が接続されている。温度センサ４０の検出値はトナー廃棄制御部２１と印刷制御部２２での制御の際に用いられる。また、制御部２３には、駆動制御部２４、露光制御部２５及び電圧制御部２６が接続されている。さらに、駆動制御部２４には、ドラムモータ１２及びベルトモータ１３が接続されている。露光制御部２５には、ＬＥＤヘッド３が接続されている。電圧制御部２６には、帯電ローラ２、現像ローラ８、供給ローラ９、規制ブレード１０及び転写ローラ５が接続されている。
トナー廃棄制御部２１は、現像剤担持体としての現像ローラ８から像担持体としての感光ドラム１への現像剤（トナー等）の廃棄を制御する現像剤廃棄制御部である。このトナー廃棄制御部２１は、内部環境検出部（温度センサ４０）の検出値（温度）に応じて、現像剤（トナー）の廃棄を行うときに前記転写部材（転写ローラ５）へ印加する電圧を決定する処理機能を備えている。前記電圧制御部２６は、前記現像剤廃棄制御部（トナー廃棄制御部２１）が決定した電圧に基づいて、前記転写部材（転写ローラ５）へ印加する電圧を制御する処理機能を備えている。即ち、トナー廃棄制御部２１は、内部環境温度と感光ドラム１の総回転数に応じた電圧を決定し、電圧制御部２６は、当該電圧に基づいて印加電圧を制御する。
具体的には、トナー廃棄制御部２１は、図４のフローチャートの処理機能を備えている。なお、印刷制御部２２は、現像ユニット等を制御して通常の処理である印刷を行う制御部である。
トナー廃棄制御部２１と印刷制御部２２は、温度センサ４０の検出値に基づき、制御部２３へ動作指示を送る。制御部２３は、印刷動作、またはトナー廃棄動作を判断し、駆動制御部２４、露光制御部２５及び電圧制御部２６を制御する。駆動制御部２４は、制御部２３より指示を受けると、ドラムモータ１２、ベルトモータ１３を制御する。露光制御部２５は、制御部２３より指示を受けると、ＬＥＤヘッド３の発光を制御する。電圧制御部２６は、制御部２３より指示を受けると、帯電ローラ２、現像ローラ８、供給ローラ９、規制ブレード１０及び転写ローラ５へ印加する電圧を制御する。
[画像形成方法]
次に、本実施形態に係る画像形成方法について説明する。この画像形成方法は、画像形成工程と、現像剤廃棄工程とからなる。
次に、本実施形態に係る画像形成方法について説明する。この画像形成方法は、画像形成工程と、現像剤廃棄工程とからなる。
画像形成工程では、潜像を担持する感光ドラム１に現像ローラ８がトナーを供給し、転写ローラ５が前記感光ドラム１上のトナーを記録媒体Ｐや転写ベルト３２に転写し、クリーニングブレードが前記感光ドラム１表面に付着するトナーを除去する。
具体的には、まず帯電ローラ２に帯電電圧が印加されて、感光ドラム１の表面が一様に帯電される。その後、露光制御部２５からの指示に従いＬＥＤヘッド３が発光されて、感光ドラム１の表面に静電潜像パターンが形成される。そして、表面にトナー薄層が形成された現像ローラ８に現像電圧が印加されて、現像ローラ８が感光ドラム１上の静電潜像パターンを現像する。供給ローラ９と規制ブレード１０には、設定値の供給電圧と規制ブレード電圧が印加されている。この供給ローラ９と規制ブレード１０によって、現像ローラ８上のトナー薄層が均一に形成され、トナー薄層中のトナーの帯電量が所定の値になる。
次に、転写ローラ５に転写電圧が印加されて、ドライブローラ３３が駆動される。これにより、転写ベルト３２で記録媒体Ｐが感光ドラム１まで搬送される。次いで、感光ドラム１上のトナー像が記録媒体Ｐ上へ転写された後、記録媒体Ｐ上のトナー像が定着器７により記録媒体Ｐに定着される。定着された記録媒体Ｐは、排出ローラ３１にて装置外へ排出される。これにより、印刷動作は完了する。転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、クリーニング装置６により除去される。
負帯電性トナーを用いて画像形成装置を常温常湿環境（２２℃、５５％）で動作させる場合、印加電圧設定は次のようになる。例えば、帯電電圧は−１０５０Ｖ、現像電圧は−２００Ｖ、供給電圧は−３００Ｖ、規制ブレード電圧は−３００Ｖとする。感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２に所定の値以上の帯電電圧を印加すると帯電される。そして、印加する帯電電圧に比例して表面電位が変化する。本実施形態において帯電電圧を−１０５０Ｖ印加した場合、感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる。そして、ＬＥＤヘッド３の発光により形成された潜像パターンの潜像電位は−５０Ｖとなる。この潜像パターンに現像ローラ８からトナーが反転現像される。正帯電性トナーの場合は前記各電圧の符号が逆となる。
次に現像剤廃棄工程について、図４のフローチャートを基に説明する。
現像剤廃棄工程では、トナー廃棄制御部２１は帯電ローラ２から感光ドラム１へのトナーの廃棄を制御し、内部環境検出部（温度センサ４０）は装置内部の環境の物理的数値（内部温度）を検出し、電圧制御部２６は前記転写部（転写ローラ５）へ印加する電圧を制御する。
具体的には、トナー廃棄の露光パターンは、感光ドラム１の長手方向に１，０，１，０，…の５０％発光パターンを、感光ドラム１の回転方向に現像ローラ８の一周長分行うものとする。従来の方式におけるトナー廃棄時の転写電圧は０Ｖに設定されている。感光ドラム１上に排出された廃棄トナーはほぼ全てクリーニング装置６により除去される。
表２に、ドラムカウント３００００時において、転写電圧０Ｖにてトナー廃棄を行った場合のすり抜け発生状況を示す。ドラムカウントは、感光ドラム１の回転回数を累積したもので、Ａ４用紙３枚連続印刷時の感光ドラム１の回転回数をドラムカウント３とする。すり抜けの確認は、トナー廃棄工程を５回連続で行い、記録媒体Ｐ上への誤印刷の有無により行った。この結果、すり抜けは、装置内温度が１０℃〜３５℃までの範囲（３５℃以下の範囲）では発生せず、４０℃以上で発生した。
そこで本実施形態では、かぶりやフィルミングを悪化させずに、すり抜けの発生を防止するため、転写電圧を制御して、クリーニングブレード１１で掻き取る廃棄トナー量を減少させる。即ち、すり抜けが発生しやすい条件下で転写電圧を印加して、廃棄トナーを転写ベルト３２に転写することで、クリーニングブレード１１で掻き取る廃棄トナー量を減少させる。
このトナー廃棄工程を図４のフローチャートに基づいて具体的に説明する。なお、表３に本実施形態の画像形成方法におけるトナー廃棄時の転写電圧値を示す。
まず、温度センサ４０は装置内部温度を検出する(ステップS１)。次いで、検出値が３５℃以上か否かをトナー廃棄制御部２１が判断する(ステップS２)。３５℃以上でない場合は、トナー廃棄制御部２１は、トナー廃棄転写電圧は０Ｖに設定する(ステップS３)。３５℃以上である場合は、トナー廃棄制御部２１は、検出値が４０℃以上か否かを判断する(ステップS４)。４０℃以上でない場合は、トナー廃棄制御部２１は、トナー廃棄転写電圧を１／２ＶＴＲに設定する(ステップS５)。４０℃以上である場合は、トナー廃棄転写電圧をＶＴＲに設定する(ステップS６)。なお、ＶＴＲは、通常印刷の際の転写バイアスである。ＶＴＲ＝＋３ｋＶに設定される。
次いで、電圧制御部２６は、前記トナー廃棄転写電圧を転写ローラ５に印加して、トナー廃棄が実行される(ステップS７)。転写ローラ５のトナー廃棄転写電圧が０Ｖの場合は、廃棄トナーは、転写ベルト３２に転写されることはほとんどない。トナー廃棄転写電圧が１／２ＶＴＲの場合は、廃棄トナーは転写ベルト３２にある程度転写される。トナー廃棄転写電圧がＶＴＲの場合は、廃棄トナーは、転写ベルト３２に多く転写される。これらの廃棄トナーの転写量は、クリーニング装置６の機能低下により処理できなくなる廃棄トナー量に対応する。転写ベルト３２に転写した廃棄トナーはベルトクリーニング装置３５で回収される。
表４は、本実施形態の画像形成方法を適用した場合のすり抜けとフィルミングの発生状況を示している。前記表３のとおり、トナー廃棄時の転写電圧を以下の値にすると良好な結果になった。即ち、装置内部温度が３５℃未満のときは転写電圧を０Ｖに、３５℃以上４０℃未満のときは転写電圧を印刷時転写電圧の１／２ＶＴＲに、４０℃以上のときは転写電圧を印刷時転写電圧ＶＴＲにした場合、表４に示すとおり、すり抜けとフィルミングはどちらも良好な結果となる。フィルミングについては、発生しやすい３５℃以下においてトナー廃棄条件に変更が無いため、良好な結果が得られる。また、かぶりについては、廃棄するトナー量に変更が無いため、影響は無い。
[効果]
以上のように、本実施形態によれば、次のような効果がある。
以上のように、本実施形態によれば、次のような効果がある。
装置内の温度が上昇すると、クリーニングブレード１１のヤング率が低下して、感光ドラム１に対するクリーニングブレード１１の圧接力が低下する。これにより、クリーニングブレード１１によるトナーのかき取り性が低下する。さらに、温度上昇によりトナーがやわらかくなり、感光ドラム１に対するトナーの付着力が大きくなる。
このように、温度が高くなると、クリーニングブレード１１のヤング率が低下してこのクリーニングブレード１１の圧接力が低下すると共に、感光ドラム１とトナーとの付着力が高くなるため、トナーをかき取る能力が低下する。このため、トナーのすり抜けが発生しやすくなる。
これに対して、上記本実施形態では、すり抜けが発生しやすい条件下のみトナー廃棄時の転写電圧を調整し、クリーニングブレード１１で掻き取る廃棄トナー量を減少させるため、かぶりやフィルミングを悪化させずにすり抜けを防止することが可能となる。
この結果、非画像形成部へ誤印刷するのを防止して、画像形成装置に対する信頼性を向上させることができる。
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の画像形成装置及び画像形成方法は、温度が高いときに廃棄トナーを転写側に移す機能に加えて、ドラムカウントが大きくなると、転写側に移すトナー量を多くする機能を備えたものである。転写部でのトナー回収量が増えると転写部の廃トナー回収機構の廃トナー回収ボックス５４がいっぱいになってしまうため、ドラムカウントが少ないときは転写するトナー量を少なくして、ドラムカウントが多くなるに連れて転写するトナー量を多くする。
[画像形成装置]
以下、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態の画像形成装置及び廃トナー回収機構の全体構成は、第１実施形態とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略し、本実施形態の特徴部分を中心に説明する。
以下、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態の画像形成装置及び廃トナー回収機構の全体構成は、第１実施形態とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略し、本実施形態の特徴部分を中心に説明する。
図５に本実施形態に係る画像形成装置のブロック図を示す。本実施形態に係る画像形成装置は、第１実施形態の画像形成装置に対して、感光ドラム１の総回転数をドラムカウントとして記憶するドラムカウント記憶部４１が追加されている。トナー廃棄制御部２１と印刷制御部２２は、温度センサ４０の検出値とドラムカウント記憶部４１に記憶されたドラムカウントに基づき、制御部２３へ動作指示を送る。制御部２３は印刷動作、またはトナー廃棄動作を判断し、駆動制御部２４、露光制御部２５、及び電圧制御部２６を制御する。これにより、駆動制御部２４は制御部２３より指示を受けるとドラムモータ１２、ベルトモータ１３を制御する。露光制御部２５は制御部２３より指示を受けるとＬＥＤヘッド３の発光を制御する。電圧制御部２６は制御部２３より指示を受けると、帯電ローラ２、現像ローラ８、供給ローラ９、規制ブレード１０、及び転写ローラ５へ印加する電圧を制御する。
トナー廃棄制御部２１は、図６〜図９のフローチャートの処理機能を備えている。
[画像形成方法]
次に、本実施形態に係る画像形成方法について説明する。
次に、本実施形態に係る画像形成方法について説明する。
印刷工程は、上述した第１実施形態の画像形成方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態のトナー廃棄工程では、装置内部温度と、感光ドラム１の総回転数より算出したドラムカウントに応じて、トナー廃棄時の転写電圧を変更する。このトナー廃棄工程を図６〜９のフローチャートに基づいて説明する。なお、表５に本実施形態の画像形成方法におけるトナー廃棄時の転写電圧値をしめす。
まず、図６に示すように、ドラムカウント記憶部４１がドラムカウントを取得する(ステップS１１)。次いで、ドラムカウントが２００００以上か否かをドラムカウント記憶部４１が判断される(ステップS１２)。２００００以上でない場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を第１トナー廃棄転写電圧に設定する(ステップS１３)。この第１トナー廃棄転写電圧設定処理は後述する。２００００以上である場合は、ドラムカウントが２５０００以上か否かをドラムカウント記憶部４１が判断する(ステップS１４)。２５０００以上でない場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を第２トナー廃棄転写電圧に設定する(ステップS１５)。この第２トナー廃棄転写電圧設定処理は後述する。２５０００以上である場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を第３トナー廃棄転写電圧に設定する(ステップS１６)。この第３トナー廃棄転写電圧設定処理は後述する。
次いで、電圧制御部２６が前記各トナー廃棄転写電圧を転写ローラ５に印加して、トナー廃棄が実行される(ステップS１７)。
前記第１トナー廃棄転写電圧設定処理は、図７に示すようになっている。まず、温度センサ４０が装置内部温度を検出する(ステップS２１)。次いで、検出値が３５℃以上か否かを制御部２３が判断される(ステップS２２)。３５℃以上でない場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を０Ｖに設定する(ステップS２３)。３５℃以上である場合は、検出値が４０℃以上か否かを制御部２３が判断される(ステップS２４)。４０℃以上でない場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を１／３ＶＴＲに設定する(ステップS２５)。４０℃以上である場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を１／２ＶＴＲに設定する(ステップS２６)。
前記第２トナー廃棄転写電圧設定処理は、図８に示すようになっている。まず、温度センサ４０が装置内部温度を検出する(ステップS３１)。次いで、検出値が３５℃以上か否かを制御部２３が判断される(ステップS３２)。３５℃以上でない場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を０Ｖに設定する(ステップS３３)。３５℃以上である場合は、検出値が４０℃以上か否かを制御部２３が判断される(ステップS３４)。４０℃以上でない場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を１／２ＶＴＲに設定する(ステップS３５)。４０℃以上である場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧が２／３ＶＴＲに設定される(ステップS３６)。
前記第３トナー廃棄転写電圧設定処理は、図９に示すようになっている。まず、温度センサ４０で装置内部温度を検出する(ステップS４１)。次いで、検出値が３５℃以上か否かを制御部２３が判断される(ステップS４２)。３５℃以上でない場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を１／２ＶＴＲに設定する(ステップS４３)。３５℃以上である場合は、検出値が４０℃以上か否かを制御部２３が判断される(ステップS４４)。４０℃以上でない場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧を２／３ＶＴＲに設定する(ステップS４５)。４０℃以上である場合は、電圧制御部２６がトナー廃棄転写電圧をＶＴＲに設定する(ステップS４６)。
これらのトナー廃棄転写電圧による廃棄トナーの転写量は、クリーニング装置６の機能低下により処理できなくなる廃棄トナー量に対応する。
[効果]
以上のように本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、すり抜けが発生するドラムカウントと装置内部温度に限り廃棄トナーを転写ベルト３２で回収するため、ベルトクリーニング装置３５の容積を小さくすることが可能となる。
以上のように本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、すり抜けが発生するドラムカウントと装置内部温度に限り廃棄トナーを転写ベルト３２で回収するため、ベルトクリーニング装置３５の容積を小さくすることが可能となる。
なお、前記各実施形態では、物理的数値として、転写ベルト３２の温度（装置内の温度）と感光ドラム１の回転回数とを用いたが、クリーニング装置６のクリーニング能力を低下させる要因すべてを用いることができる。
前記各実施形態では、転写ローラ５に印加する転写電圧及び感光ドラム１の回転数を３段階に分けて制御するようにしたが、感光ドラム１、クリーニングブレード１１、トナーなどの仕様、周囲の温度等の種々の条件によりクリーニング装置６のクリーニング能力が変化するため、それぞれの条件に応じて適宜変更することができる。具体的には、２段階又は４段階以上に分けて制御してもよい。また、温度等の物理的数値の変化とクリーニング能力の変化との関係（比例関係等）が明確であれば、その関係に沿って前記転写電圧及び回転数を連続的に制御するようにしてもよい。
本発明はプリンタとして説明したが、複写機やＦＡＸ、ＭＦＰにも適用可能である。
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、第１実施形態では転写ベルト３２の温度を用い、第２実施形態では転写ベルト３２の温度と感光ドラム１の回転回数を用いて制御したが、感光ドラム１の回転回数のみを用いて制御するようにしてもよい。具体的には、トナー廃棄制御部２１は、電圧決定のための複数の内部環境温度を設定して各内部環境温度に応じた電圧を決定し、電圧制御部２６は、当該各電圧に基づいて印加電圧を複数段階で制御するようにしてもよい。また、トナー廃棄制御部２１は、電圧決定のための複数の感光ドラム１の総回転数を設定して各総回転数に応じた電圧を決定し、前記電圧制御部２６は、当該各電圧に基づいて印加電圧を複数段階で制御するようにしてもよい。
１: 感光ドラム、２: 帯電ローラ、３: ＬＥＤヘッド、４: 現像器、５: 転写ローラ、６: クリーニング装置、７: 定着器、８: 現像ローラ、９: 供給ローラ、１０: 規制ブレード、１１: クリーニングブレード、１２: ドラムモータ、１３: ベルトモータ、２１: トナー廃棄制御部、２２: 印刷制御部、２３: 制御部、２４: 駆動制御部、２５: 露光制御部、２６: 電圧制御部、２８: トレイ、２９: ホッピングローラ、３０: レジストローラ、３１: 排出ローラ、３２: 転写ベルト、３３: ドライブローラ、３４: アイドルローラ、３５: ベルトクリーニング装置、３５Ａ：ベルトクリーニングブレード、４０: 温度センサ、４１: ドラムカウント記憶部、５１: スパイラル、５２: 廃トナー搬送ベルト、５３: 廃トナー搬送スパイラル、５４: 廃トナー回収ボックス、Ｐ: 記録媒体。
Claims (12)
- 潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記像担持体上の現像剤を転写する転写部と、前記像担持体表面に付着する付着物を除去するクリーニングブレードと、前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤の廃棄を制御する現像剤廃棄制御部と、装置内部の内部環境温度を検出する内部環境検出部と、前記転写部へ印加する電圧を制御する電圧制御部とを備え、
前記現像剤廃棄制御部は、前記内部環境検出部で検出する温度が高いほど、現像剤の廃棄を行うときに前記転写部へ印加する電圧の絶対値を大きくし、
前記電圧制御部は、前記現像剤廃棄制御部が決定した電圧に基づいて、前記転写部へ印加する電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１に記載の画像形成装置において、
前記内部環境検出部で検出する温度が高くなるほど、前記現像剤廃棄制御部は、前記転写部へ移動する現像剤が多くなる電圧を決定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記内部環境検出部で検出する温度が高くなるほど、前記現像剤廃棄制御部は、前記像担持体から前記転写部へ転写される現像剤が多くなる電圧を決定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１に記載の画像形成装置において、
前記現像剤廃棄制御部は、内部環境温度と前記像担持体の総回転数に応じた電圧を決定し、前記電圧制御部は、当該電圧に基づいて印加電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記現像剤廃棄制御部は、電圧決定のための複数の内部環境温度を設定し、各内部環境温度に応じた電圧を決定し、前記電圧制御部は、当該各電圧に基づいて印加電圧を複数段階で制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項５に記載の画像形成装置において、
前記現像剤廃棄制御部が電圧決定のために設定する内部環境温度が複数設定されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記現像剤廃棄制御部は、複数の像担持体の総回転数を設定し、各総回転数に応じた電圧を決定し、前記電圧制御部は、当該各電圧に基づいて印加電圧を複数段階で制御することを特徴とする画像形成装置。 - 潜像を担持する像担持体に現像剤担持体が現像剤を供給し、転写部が前記像担持体上の現像剤を転写し、クリーニングブレードが前記像担持体表面に付着する付着物を除去する、画像形成工程と、現像剤廃棄制御部が前記現像剤担持体から前記像担持体への現像剤の廃棄を制御し、内部環境検出部が装置内部の内部環境温度を検出し、電圧制御部が前記転写部へ印加する電圧を制御する、現像剤廃棄工程とを備え、
前記現像剤廃棄工程で、前記現像剤廃棄制御部により、前記内部環境検出部で検出する温度が高いほど、現像剤の廃棄を行うときに前記転写部へ印加する電圧の絶対値を大きくし、前記電圧制御部により、前記現像剤廃棄制御部が決定した電圧に基づいて、前記転写部へ印加する電圧を制御することを特徴とする画像形成方法。 - 請求項８に記載の画像形成方法において、
前記現像剤廃棄工程で、前記現像剤廃棄制御部により、内部環境温度と前記像担持体の総回転数に応じた電圧を決定し、前記電圧制御部は当該電圧に基づいて印加電圧を制御することを特徴とする画像形成方法。 - 請求項８又は９に記載の画像形成方法において、
前記現像剤廃棄工程で、前記現像剤廃棄制御部により、電圧決定のための複数の内部環境温度を設定し、各内部環境温度に応じた電圧を決定し、前記電圧制御部により、当該各電圧に基づいて印加電圧を複数段階で制御することを特徴とする画像形成方法。 - 請求項１０に記載の画像形成方法において、
前記現像剤廃棄制御部が電圧決定のために設定する内部環境温度が、前記クリーニングブレードからのすり抜けの程度に応じて複数設定されることを特徴とする画像形成方法。 - 請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成方法において、
前記現像剤廃棄工程で、前記現像剤廃棄制御部により、複数の像担持体の総回転数を設定し、各総回転数に応じた電圧を決定し、前記電圧制御部により、当該各電圧に基づいて印加電圧を複数段階で制御することを特徴とする画像形成方法。
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