JP6305109B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態について、図1ないし図13を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1ないし図3を用いて説明する。
本実施形態の画像形成装置100は、図1に示すように、それぞれ像担持体としての感光ドラム101(101Y、101M、101C、101K)を備えた4つの画像形成ステーションY、M、C、K、を有する。各画像形成ステーションの上方には、中間転写装置120が配置されている。中間転写装置120は、中間転写体としての中間転写ベルト121が、ローラ122、123、124に張設されて、矢印方向に走行するように構成されている。
次に、本実施形態の現像装置104について、図4ないし図6を用いて詳しく説明する。現像装置104は、現像容器20を備え、現像容器20内に現像剤としてトナーとキャリアを含む2成分現像剤が収容されている。また、現像容器20内に、現像剤担持手段としての現像スリーブ24と、現像スリーブ24上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材25とを有している。
次に、本実施形態における現像剤の補給方法について図4及び図5を用いて説明する。現像装置104の上部には、現像剤の消費量に応じてトナーを現像装置104に補給する補給手段としてのトナー補給装置30が配置される。トナー補給装置30は、トナーとキャリアを混合した補給用2成分現像剤(通常はトナー/補給用現像剤=100%〜80%)を収容するホッパー31を備える。このホッパー31は、下部にスクリュー状の補給部材、即ち、補給スクリュー32を備え、補給スクリュー32の一端が現像装置104の後端部に設けられた現像剤補給口30Aの位置まで延びている。
次に、本実施形態の強制消費モードについて、図7ないし図13を用いて説明する。まず、画像形成装置100では、画像形成比率(印字率)の低い画像形成(低Dutyの画像)が連続した場合、画像形成を中断して、或いは、画像形成ジョブの終了に伴う後回転時に、トナーを強制的に消費する強制消費モードを実行可能である。即ち、低Dutyの画像が連続した場合、現像容器20内から感光ドラム101へ移行するトナーの割合が少なくなる。このため、現像容器20内のトナーは第1及び第2の搬送スクリュー22a、22bによる攪拌や、穂切り部材25を通過するときの摺擦を長時間受けることになる。その結果、前述したトナーの外添剤が剥れたり、トナー表面に埋め込まれたりしてトナーの流動性や帯電性能が低下し、画像品質が劣化してしまう。そこで、一般に画像形成を中断して(ダウンタイムを設けて)、或いは、後回転時に、現像装置104内の劣化したトナーを感光ドラム101の非画像域に現像し、強制的に吐き出す(消費する)強制消費モードを実行する。
まず、強制消費モードを実行するために使用する、画像形成の所定の単位に対して設定される基準値であるトナー劣化閾値の設定について説明する。なお、画像形成の所定の単位とは、例えば、A4サイズの記録材1枚のような、画像形成を行う上で設定される単位である。この所定の単位は、サイズや枚数はこれに限らず、例えば、A3、B5などのサイズでも良く、1/2枚や複数枚など、その画像形成装置で主として使用される記録材のサイズや使用状況などに応じて適宜設定される。本実施形態では、A4サイズの記録材1枚を所定の単位とする。
次に、強制消費モードの実行可否の判断について、図8を用いて説明する。前提として、各色の強制消費モードの思想は同様である。したがって、以降のフローチャート等で色についての記述を省略している場合があるが、その場合は各色で共通の制御を行なっている。本実施形態においては分かりやすい例として1枚当たりの印字率がYMCKそれぞれの色に対してY=5%、M=5%、C=5%、K=1%の画像(以下、「ブラック低Duty画像チャート」)をA4サイズ用紙で連続画像形成した場合を考える。
ここで、本発明の比較例における強制消費モードの動作について、図9を用いて説明する。上述の図8のS10によって、差分(A−X)が負の値の場合には、画像形成を中断して強制消費モードを実行する。まず、一次転写ローラ105(図1、2)に通常画像形成時とは逆極性の一次転写バイアス(即ち感光ドラム101上のトナー像と同極性の転写バイアス)を印加する(S21)。次に、吐き出し実行閾値Aと同等のビデオカウントに相当するトナー量を感光ドラム101に吐き出す(S22)。本比較例では、吐き出し実行閾値A=512(A4片面の全面ベタ印字率100%画像のビデオカウントに相当)に設定しており、A4片面の全面ベタ画像を感光ドラムに吐き出す動作を実行する。また、トナー吐き出しの為の感光ドラム上の潜像は、吐き出しによるダウンタイムを最小限に抑える為に、感光ドラム101の長手方向(回転軸方向)に対して全面ベタ画像であることが望ましい。
次に、本実施形態の強制消費モードの動作について、図12を用いて説明する。なお、本実施形態の場合も、図8のフローにしたがって強制消費モードの実行の可否を判断する。上述の図8のS10によって、差分(A−X)が負の値の場合には、画像形成を中断して強制消費モードを実行する。まず、一次転写ローラ105(図1、2)に通常画像形成時とは逆極性の一次転写バイアス(即ち感光ドラム101上のトナー像と同極性の転写バイアス)を印加する(S31)。次に、吐き出し実行閾値Aに対して1未満の係数(本実施形態では、0.5、即ち50%)を乗じた値(ビデオカウント)に相当するトナー量を感光ドラム101に吐き出す(S32)。言い換えれば、トナー劣化積算値Xに対応するトナー量の一部を消費する。本実施形態では、吐き出し実行閾値A=512(A4片面の全面ベタ印字率100%画像のビデオカウントに相当)に設定している。このため、A4片面の副走査方向(感光ドラム101の回転方向)に50%の長さのベタ画像を、感光ドラム101に吐き出す動作、即ち、A×0.5に相当するトナー量を消費するように強制消費モードを実行する。
以上の本実施形態の強制消費モードにおいても比較例と同様に、「ブラック低Duty画像チャート」を104枚、1枚間欠で画像形成し、その後、新たに「ブラック高Duty画像チャート」を1枚画像形成した場合の推移について説明する。なお、「ブラック低Duty画像チャート」及び「ブラック高Duty画像チャート」をそれぞれA4片面1枚ずつ画像形成した場合に、トナー劣化積算値Xが各色でどのように加算・積算されるかは、前述した図10の表と同じである。また、Y(イエロー)とM(マゼンタ)とC(シアン)については、図10に示したように、トナー劣化積算値Xへ加算が常に負の値となる。このため、図8のS5、6で示したように、トナー劣化積算値Xは常に0にリセットされた状態となる。このため、以下では、K(ブラック)の推移について、図13を用いて説明する。
前述したように、比較例では「ブラック低Duty画像チャート」を104枚、1枚間欠で画像形成し、その後、新たに「ブラック高Duty画像チャート」を1枚画像形成した場合、合計1544ビデオカウント相当のトナーを消費する。これに対して、本実施形態の場合、上述のように合計1288ビデオカウント相当のトナーを消費する。したがって、本実施形態の場合、比較例に対して略16.6%のトナー消費量を抑制することが可能である。
次に、本発明の第2の実施形態について、図14及び図15を用いて説明する。なお、上述の第1の実施形態では、トナー吐き出し実行閾値Aに対して乗じる係数を0.5(50%)とし、強制消費モードでAの50%に相当するトナー量を吐き出す制御について説明した。これに対して本実施形態では、この係数Zを平均画像比率(平均印字率)に応じて変更している。その他の構成及び作用については、上述の第1の実施形態と同様であるため、重複する説明及び図示を省略または簡略にし、以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本発明の第3の実施形態について、図16を用いて説明する。なお、上述の第1、第2の実施形態では、図8に示したように、基準値としてのトナー劣化閾値ビデオカウントVtを固定して、Vt−Vを算出し、これを積算して、強制消費モードの実行可否を判断するようにした。これに対して本実施形態では、画像形成の1枚毎の現像装置の駆動時間を算出して、基準値をこの駆動時間に応じて変更している。即ち、本実施形態では、基準値を、固定値としてのトナー劣化閾値ビデオカウントVtに駆動時間に応じた変数Stを乗じた値としている。その他の構成及び作用については、上述の第1の実施形態又は第2の実施形態と同様であるため、重複する説明及び図示を省略または簡略にし、以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
Claims (7)
- 像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、
現像剤の消費量に応じてトナーを前記現像装置に補給する補給手段と、
前記現像装置に強制的にトナーを消費させる強制消費モードを実行可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
画像形成の所定の単位毎に消費されるトナー量に応じた消費値と前記所定の単位に対して設定される基準値との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分を積算して積算値を求める積算手段と、
前記積算値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記強制消費モードを実行する実行手段と、を有し、
前記実行手段は、前記所定の閾値に対して1未満の係数を乗じた値に相当するトナー量を消費するように前記強制消費モードを実行し、
前記積算手段は、前記強制消費モードが実行された場合に、その時の前記積算値から前記所定の閾値に対して前記係数を乗じた値を減じた値をリセット値とし、前記強制消費モードの実行後は、前記リセット値に前記差分を積算する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記積算手段は、前記現像装置を未使用状態から使用を開始した場合には、0から前記差分を積算する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記差分算出手段は、前記基準値から前記消費値を減じて前記差分を算出し、
前記制御手段は、前記積算手段により前記差分を積算した値が負の値であれば前記積算手段の積算値を0にリセットする、
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、前記積算値が前記所定の閾値以下である場合には、前記実行手段に前記強制消費モードを実行させずに、前記積算手段にその時の積算値にそれ以降の前記差分を積算させる、
ことを特徴とする、請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 所定の画像形成枚数に対する前記所定の単位当たりの画像比率である平均画像比率を算出する画像比率算出手段を有し、
前記実行手段は、前記平均画像比率が第1の比率の場合よりも、この第1の比率よりも小さい第2の比率の場合の方が前記係数を大きくする、
ことを特徴とする、請求項1ないし4のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 画像形成の1枚毎の前記現像装置の駆動時間を算出する駆動時間算出手段を有し、
前記制御手段は、前記基準値を前記駆動時間に応じて変更する、
ことを特徴とする、請求項1ないし5のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、同じ画像比率の画像を連続して形成した場合に、前記積算手段の積算値が0であるタイミングから1回目に前記強制消費モードが実行される画像形成枚数よりも、前記強制消費モードが実行されて次に前記強制消費モードが実行されるまでの画像形成枚数が少なくなるように、前記強制消費モードを実行する、
ことを特徴とする、請求項1ないし6のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。
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