JP5602178B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
第2の発明の画像形成装置は、静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、照射光により前記像担持体上を露光して所定の画像ドット数の前記静電潜像を形成する露光手段と、前記照射光の光量を制御する露光量制御部と、現像電圧により現像剤を前記静電潜像に付着させて現像剤像を現像する現像手段と、前記現像電圧を前記現像手段に供給する電圧供給手段と、を備え、前記電圧供給手段は、前記像担持体の規定回転数に対する前記画像ドット数が、基準値に満たない場合に動作する、前記現像手段上に残留する劣化現像剤を前記像担持体へ廃棄する現像剤廃棄処理において、前記像担持体の総回転数の増加に応じて、前記現像電圧の絶対値を減少させることを特徴とする。
図2は、本発明の実施例1における画像形成装置の構造の概略を示す図である。
画像形成装置の制御回路は、イメージドラムユニット20と、現像剤廃棄量制御部50と、から構成されている。
第1のテーブル58aには、感光体ドラム21の総回転数Nと、総回転数Nに対応する回転計測値Rfと、回転計測値Rfに対応する露光装置23の照射光の光量Lfとが記憶されている。図3において、感光体ドラム21の総回転数Nの単位Kは、1000を表している。
実施例1の画像形成装置の動作について、(I)画像形成の概略の動作と、(II)画像形成の詳細な動作と、(III)トナー廃棄処理の動作と、に分けて説明する。
図2において、感光体ドラム21は、帯電ローラ用電源部31から供給される帯電電圧により帯電された帯電ローラ22により、感光体ドラム21の表面が一様に帯電する。帯電ローラ22により一様に帯電した感光体ドラム21は、時計方向に回転し、露光装置23からの照射光を照射され、画像部又は画像部以外の帯電電荷を除去して静電潜像が形成される。更に、静電潜像が形成された感光体ドラム21は、時計方向に回転し、現像ローラ24と接する位置において、高圧制御部30により制御された現像ローラ用電源部32より印加される現像電圧Vfにより、トナーαが感光体ドラム21上の静電潜像に付着し、感光体ドラム21上にトナー像が形成される。更に、トナー像が形成された感光体ドラム21は、時計回りに回転し、感光体ドラム21と転写ローラ27とのニップ部において、記録媒体供給部10から供給される記録媒体β上に転写される。トナー像が転写された記録媒体βは、イメージドラムユニット20の左側に配設されている定着ローラ40により加熱及び加圧され、記録媒体β上にトナー像が定着され、画像形成される。更に、トナー像を記録媒体βに転写した後に、感光体ドラム21上に残留したトナーαはクリーニング装置28により掻き落とされ、クリーニングされる。
図1及び図2において、第1の制御部51は、イメージドラムユニット20内の帯電ローラ22、感光体ドラム21、現像ローラ24、供給ローラ25、及び転写ローラ27の回転のオンオフを制御する。帯電ローラ22、感光体ドラム21、現像ローラ、供給ローラ、及び転写ローラ27の回転の周速比及び線速度は、外径の比により決定される。感光体ドラム21の外径は30φ、現像ローラ24の外径は16φ、供給ローラ25の外径は15.5φであり、感光体ドラム21に対する現像ローラ14の周速比は1.35、現像ローラ24に対する供給ローラ25の周速比は0.67であり、感光体ドラム21のオン状態の線速度は160mm/secである。更に、第1の制御部51は、高圧制御部30内の帯電ローラ用電源部31、現像ローラ用電源部32、供給ローラ用電源部33、及び転写ローラ用電源部34からそれぞれ出力する電圧値及び出力タイミングを制御する。
図2において、現像ローラ24上のトナーαは、現像ローラ24と供給ローラ25、転写ローラ27、又は感光体ドラム21とのそれぞれの圧接部分をすり抜ける際に圧接する部材及び隣接するトナーαから摩擦力を受け、トナーαの表面状態に外添された帯電制御剤が脱落するなどで、経時的に劣化を起こす。感光体ドラム21の総回転数Nに対する画像ドット数が少ない場合、現像動作において、現像ローラ24から感光体ドラム21へ付着されるトナーαの量が少ないため、現像動作で劣化したトナーαが現像ローラ24上に残留する。劣化したトナーαが現像ローラ24上に残留していると、画像形成の動作において、感光体ドラム21にトナー像を形成する時、現像ローラ24上に残留している劣化トナーαが付着して記録媒体β上に形成される印刷画像が劣化する。
0.28(mg)−0.25(mg)=0.03(mg)
余分にトナーαが廃棄されていることが分かる。例えば、図4における廃棄量無調整の場合((1)●)の露光装置23の照射光の光量が50(%)であったとすると、図6より、露光装置23の照射光の光量Lf(%)の値を50(%)から48(%)に下げることにより、廃棄動作1回での排出トナー量を0.03(mg)少なく調整できることが分かる。つまり、感光体ドラム21の総回転数Nにおける余分に排出され削減可能なトナー量を図4から求め、求めた削減可能なトナー量に減らすための光量Lf(%)の値を図6より求めればよい。
本実施例1の画像形成装置及びこの現像剤廃棄量調整方法によれば、トナー廃棄動作時に、感光体ドラム21の総回転数Nに応じて、露光装置23から照射する照射光の光量Lf(%)を制御することで、現像ローラ24から感光体ドラム21へ強制的に付着させるトナーαの量を調整している。これにより、印刷画像の品質を良好に保ちつつ、余分なトナー廃棄を行わないことで、トナー廃棄量を削減することができる。更に、工場出荷時に、イメージドラムユニット20に充填するトナー量を減量化することができ、その分、イメージドラムユニット20の製造原価を下げることができる。
図8は、本実施例2の画像形成装置の制御回路の概略を示すブロック図であり、実施例1を示す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
本実施例2の画像形成の動作は、実施例1と同様なので説明を省略する。以下、実施例2のトナー廃棄処理の動作について説明する。
0.28(mg)−0.25(mg)=0.03(mg)
余分にトナーαが廃棄されることが分かる。例えば、図4における廃棄量無調整の場合((1)●)の露光装置23の照射光の光量Lfが50(%)、現像電圧Vfが−150(V)であったとすると、図10より、現像電圧Vfを150(−V)から140(−V)に下げることにより、廃棄動作1回で排出されるトナー量を0.03(mg)少なく調整できる。つまり、感光体ドラム21の総回転数Nにおいて、余分に排出され削減可能なトナー量を図4から求め、求めた削減可能なトナー量に減らすための現像電圧Vf(−V)の値を図10より求めればよい。
本実施例2の画像形成装置及びこの現像剤廃棄量調整方法によれば、トナー廃棄動作時に、感光体ドラム21の総回転数Nに応じて、現像ローラ24に印加される現像電圧Vfを変更することで、現像ローラ24から感光体ドラム21へ強制的に付着させるトナー廃棄量を調整している。これにより、印刷画像の品質を良好に保ちつつ、余分なトナー廃棄を行わないことで、トナー廃棄量を削減することができる。更に、工場出荷時に、イメージドラムユニット20に充填するトナー量を減量化することができ、その分、イメージドラムユニット20の製造原価を下げることができる。
本発明は、上記実施例1、2に限定されず、種々の利用形態や変形例が可能である。この利用形態や変形例として、例えば、次の(a)〜(c)のようなものがある。
20 イメージドラムユニット
21 感光体ドラム
22 帯電ローラ
23 露光装置
24 現像ローラ
25 供給ローラ
26 現像ブレッド
27 転写ローラ
28 クリーニング装置
30 高圧制御部
31 帯電ローラ用電源
32 現像ローラ用電源
33 供給ローラ用電源
34 転写ローラ用電源
40 定着ローラ
50,50A 現像剤廃棄量制御部
51 第1の制御部
52 露光量制御部
53 第2の制御部
54 回転数計測部
55 画像ドット数計測部
56 ドット数計算部
57 ドット数比較部
58,58A 記憶部
58a,58b テーブル
α 現像剤(トナー)
β 記録媒体
Claims (8)
- 静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、
照射光により前記像担持体上を露光して所定の画像ドット数の前記静電潜像を形成する露光手段と、
前記照射光の光量を制御する露光量制御部と、
現像電圧により現像剤を前記静電潜像に付着させて現像剤像を現像する現像手段と、
前記現像電圧を前記現像手段に供給する電圧供給手段と、
を備え、
前記露光量制御部は、
前記像担持体の規定回転数に対する前記画像ドット数が、基準値に満たない場合に動作する、前記現像手段上に残留する劣化現像剤を前記像担持体へ廃棄する現像剤廃棄処理において、前記像担持体の総回転数の増加に応じて、前記像担持体を露光するための前記照射光の前記光量を減少させることを特徴とする画像形成装置。 - 静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、
照射光により前記像担持体上を露光して所定の画像ドット数の前記静電潜像を形成する露光手段と、
前記照射光の光量を制御する露光量制御部と、
現像電圧により現像剤を前記静電潜像に付着させて現像剤像を現像する現像手段と、
前記現像電圧を前記現像手段に供給する電圧供給手段と、
を備え、
前記電圧供給手段は、
前記像担持体の規定回転数に対する前記画像ドット数が、基準値に満たない場合に動作する、前記現像手段上に残留する劣化現像剤を前記像担持体へ廃棄する現像剤廃棄処理において、前記像担持体の総回転数の増加に応じて、前記現像電圧の絶対値を減少させることを特徴とする画像形成装置。 - 静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、
照射光により前記像担持体上を露光して所定の画像ドット数の前記静電潜像を形成する露光手段と、
前記照射光の光量を制御する露光量制御部と、
現像電圧により現像剤を前記静電潜像に付着させて現像剤像を現像する現像手段と、
前記現像電圧を前記現像手段に供給する電圧供給手段と、
前記像担持体の規定回転数に対する前記画像ドット数が、基準電圧に満たない場合に動作する、前記現像手段上に残留する劣化現像剤を前記像担持体へ廃棄する現像剤廃棄処理を制御する現像剤廃棄量制御部と、
を備え、
前記現像剤廃棄量制御部は、
前記像担持体の総回転数の増加に応じて、前記像担持体の前記静電潜像と前記現像手段との間の電位差を小さくすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記露光量制御部を有し、前記現像剤廃棄処理における前記劣化現像剤の廃棄量を制御する現像剤廃棄量制御部を更に備え、
前記現像剤廃棄量制御部は、
前記現像剤廃棄処理において廃棄される前記劣化現像剤の量を略一定にすることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。 - 前記現像剤廃棄量制御部は、
前記現像剤廃棄処理において廃棄される前記劣化現像剤の量を略一定にすることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。 - 前記現像剤廃棄量制御部は、
前記電圧供給手段と、
前記像担持体の回転動作及び前記露光量制御部を制御する第1の制御部と、
前記露光量制御部と、
前記像担持体の前記総回転数を計測して回転計測値を出力する回転数計測部と、
前記露光手段により露光する前記画像ドット数を計測してドット計測値を出力する画像ドット数計測部と、
前記回転計測値と前記ドット計測値とから、前記規定回転数に対する前記画素ドット数を計算してドット計算結果を出力するドット数計算部と、
前記ドット計算結果と、前記像担持体の前記規定回転数に対する前記画像ドット数である所定の前記基準値と、を比較して比較結果を出力するドット数比較部と、
前記電圧供給手段、前記第1の制御部、前記露光量制御部、前記回転数計測部、前記画像ドット数計測部、前記ドット数計算部、及び前記ドット数比較部の全体を制御する第2の制御部と、
を備えることを特徴とする請求項4又は5記載の画像形成装置。 - 前記現像剤廃棄量制御部は、更に、
前記回転計測値と、前記回転計測値に対し削減可能な前記劣化現像剤の廃棄量に対応する前記光量と、を有する第1のテーブルを記憶する記憶部を備え、
前記劣化現像剤の廃棄時に、前記第1のテーブルから、前記回転計測値に応じた前記光量を読み出し、読み出した前記光量になるように、前記露光量制御部を制御して、前記露光手段の前記光量を変更することを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。 - 前記現像剤廃棄量制御部は、更に、
前記回転計測値と、前記回転計測値に対し削減可能な前記劣化現像剤の廃棄量に対応する前記現像電圧と、を有する第2のテーブルを記憶する記憶部を備え、
前記劣化現像剤の廃棄時に、前記第2のテーブルから、前記回転計測値に応じた前記現像電圧を読み出し、読み出した前記現像電圧になるように、前記電圧供給手段を制御して、前記現像電圧を変更することを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
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