JP7467091B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
[画像形成装置]
図1は、画像形成装置100の概略構成図である。画像形成装置100は、中間転写方式、インライン方式を採用した電子写真方式のフルカラープリンタである。画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(黒色)の各色の画像を形成するP_y、P_m、P_c、P_kの4つの画像形成ステーションを備えている。これらの4つの画像形成ステーションP_y~P_kは、一定の間隔をおいて一列に配置されている。なお、以下の説明では、参照符号の末尾の英文字_y、_m、_c及び_kは、それぞれ当該部材がイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像の形成に関する部材であることを示している。以下の説明において色を区別する必要が無い場合には、末尾の英文字_y、_m、_c及び_kを除いた参照符号を使用することもある。
図2を用いて、濃度センサについて説明する。図2(a)に示すように、濃度センサ21は、LEDなどの発光素子211と、フォトダイオードなどの受光素子212を備える。発光素子211による照射光は、中間転写ベルト6の法線方向に対し30°の角度で入射し、検知位置213で反射される。受光素子212は照射光と同じ角度で反射された反射光を検知する位置に配置されており、鏡面反射光(正反射光)を検知する。なお、受光素子212からの出力電圧は、その特性として反射光の強度が強くなるほど電圧が高くなる。
次に、一般的なシートS上のかぶりトナー量を測定する方法について説明する。かぶりトナー量は、例えば東京電色社製の反射濃度計TC-6DXにより測定される。このような、反射濃度計を用いたかぶりトナー量の測定方法を説明する。まず、画像形成が行われる前のシートの反射濃度を測定する。この時、グリーン・ブルー・アンバーの3種類のフィルターを使用し、それぞれの反射濃度Gr0・Bl0・Am0を測定する。次に、同じシートに画像形成を行い、画像形成後のシートの非画像部において、再度反射濃度Gr1・Bl1・Am1を測定する。ここで、グリーンのフィルターではマゼンタトナー、ブルーのフィルターではイエロートナー、アンバーのフィルターではシアントナーのかぶりが測定される。
イエローのかぶりトナー量Ks_y=Bl0-Bl1・・・(1)
マゼンタのかぶりトナー量Ks_m=Gr0-Gr1・・・(2)
シアンのかぶりトナー量Ks_c=Am0-Am1・・・(3)
ブラックのかぶりトナー量Ks_k=Gr0-Gr1・・・(4)
画像形成装置を利用している状況において、上記のように反射濃度計を用いてシートS上のかぶりトナー量を測定するのは煩雑である。そこで、本実施形態においては、CIS17を用いてシートS上のかぶりトナー量を測定する。また、さらに濃度センサ21を用いて、中間転写ベルト6上におけるかぶりトナー量も測定する。すなわち、中間転写ベルト6上、及びシートS上のそれぞれにおいて、かぶりトナー量を測定する。さらに、本実施形態においては、中間転写ベルト6上、及びシートS上で検知したかぶりトナー量を比較することで、かぶりの極性も判別する。
CIS17を用いたかぶりトナー量の測定方法について説明する。まず、シートSをCIS17まで搬送し、シートSの測定を行う。この場合、現像装置3を離間状態とすることで、シートSにトナーが付着していない状態、すなわち画像形成前のシートSの色を測定できる。ここで得られるシートの色はRGB情報であり、画像形成前のシートSのRGB情報(R0,G0,B0)を第1の読み取り結果として測定することができる。
dE_m=((R_m-R0)^2+(G_m-G0)^2+(B_m-B0)^2)^0.5・・・(6)
dE_c=((R_c-R0)^2+(G_c-G0)^2+(B_c-B0)^2)^0.5・・・(7)
dE_k=((R_k-R0)^2+(G_k-G0)^2+(B_k-B0)^2)^0.5・・・(8)
次に、濃度センサ21を用いたかぶりトナー量の測定方法について説明する。濃度センサ21は、中間転写ベルト6を駆動した状態で、中間転写ベルト6からの反射光量に応じた出力電圧V0を第1の検知結果として測定する。この場合、現像装置3を離間状態とすることで、中間転写ベルト6にトナーが付着していない状態の反射光量を測定することができる。
本実施形態においては、CIS17を用いたかぶりトナー量の測定と、濃度センサ21を用いたかぶりトナー量の測定を、並行して行う。かぶりトナー量の測定を行うタイミングは任意に設定可能であるが、例えば画像形成を100枚行ったタイミングで実施するようにすることができる。
画像形成条件の補正動作は、各色のトナーで共通する部分が多い。従って、以下の説明においては、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字_y、_m、_c、_kは省略して総括的に説明する。
先の第1の実施形態においては、かぶりトナーの電気極性を把握し、画像形成条件の補正を行うことについて説明した。本実施形態においては、かぶりトナーの電気極性を把握し、トナーボックス202に回収される廃トナー量を予測する方法について説明する。なお、画像形成装置など先の第1の実施形態と同様の構成については、本実施形態においては、詳しい説明は省略する。
トナーボックス202に回収されるトナーの満杯検知は、光学センサによる検知と画像の印字率情報に基づいて行われる。具体的には、光学センサにてトナーボックス202に所定量以上のトナーが回収されたことが検知されると、トナーボックス202が満杯近くになっていることを報知する。そして、交換用のトナーボックス202の準備を促す。次に、画像の印字率情報に基づいた、トナーボックス202内に回収されるトナーの増加量を積算し、積算値が所定値を超えたところで画像形成装置の動作を停止し、トナーボックス202からのトナー溢れを防止する。
pi=D×ri×(1-n)・・・(9)
Ui=u×(L×H-si×ri)・・・(10)
Pi=pi+Ui・・・(11)
回収トナー量の予測は、各色のトナーで共通する部分が多い。従って、以下の説明においては、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字_y、_m、_c、_kは省略して総括的に説明する。以下、かぶりトナーの極性を鑑みた回収トナー量の予測方法について、図8のフローチャートを用いて説明する。
w=wi-ws・・・(12)
W=w_y+w_m+w_c+w_k・・・(13)
Pi=pi+W×(L×H-si×ri)・・・(14)
3 現像装置
6 中間転写ベルト
7 1次転写ローラ
10 2次転写ローラ
17 CIS
21 濃度センサ
300 エンジン制御部
Claims (14)
- 静電潜像が形成される感光体と、
前記感光体に形成された静電潜像を所定の極性に帯電したトナーによりトナー像として現像する現像手段と、
現像された前記トナー像を、一次転写領域で像担持体に一次転写する一次転写手段と、
前記像担持体に一次転写された前記トナー像を、二次転写領域でシートに二次転写する二次転写手段と、
前記像担持体に向けて照射光を照射する発光素子と、前記照射光が前記像担持体から反射した反射光を受光する受光素子とを備え、前記反射光に基づき、前記像担持体上に付着したトナーの量に応じて変化する検知信号を出力する検知手段と、
前記シート上のトナーの量を読み取る読み取り手段であって、前記二次転写領域を通過した前記シート上に付着したトナーの量に応じて変化する読み取り信号を出力する読み取り手段と、
前記検知信号の大きさに対する前記読み取り信号の大きさが所定の値を超えた場合、前記静電潜像が形成されていない非画像領域に付着したトナーの極性が、前記所定の極性であると判断し、前記検知信号の大きさに対する前記読み取り信号の大きさが前記所定の値を超えない場合、前記静電潜像が形成されていない非画像領域に付着したトナーの極性が、前記所定の極性の逆極性であると判断する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記検知信号の大きさと前記読み取り信号の大きさの比率が所定の値を超えた場合、前記静電潜像が形成されていない非画像領域に付着したトナーの極性が、前記所定の極性であると判断し、前記比率が前記所定の値を超えない場合は、前記静電潜像が形成されていない非画像領域に付着したトナーの極性が、前記所定の極性の逆極性であると判断することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記検知手段は、前記感光体と前記現像手段が離間している状態で形成された第一の非画像形成部に対応する前記検知信号を出力する第1の検知と、前記感光体と前記現像手段が当接している状態で形成された第二の非画像形成部に対応する前記検知信号を出力する第2の検知とを行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記読み取り手段は、前記感光体と前記現像手段が離間している状態で前記二次転写領域を通過したシート上の前記第一の非画像形成部に対応する部分を読み取り、前記読み取り信号を出力する第1の読み取りと、前記二次転写領域を通過したシート上の前記第二の非画像形成部に対応する部分を読み取り、読み取り信号を出力する第2の読み取りとを行うことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第1の検知、前記第2の検知、前記第1の読み取り、及び前記第2の読み取りに基づき、前記非画像領域に付着したトナーの極性を判断することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記感光体を帯電する帯電手段を備え、
前記制御手段は、前記非画像領域に付着したトナーの極性に応じて、前記帯電手段に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記非画像領域に付着したトナーの極性が正極性の場合、前記帯電手段による帯電電位と前記現像手段による現像電位との差が小さくなるように、前記帯電手段に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記非画像領域に付着したトナーの極性が負極性の場合、前記帯電手段による帯電電位と前記現像手段による現像電位との差が大きくなるように、前記帯電手段に印加する電圧を制御することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段を備え、
前記制御手段は、前記非画像領域に付着したトナーの極性に応じて、前記クリーニング手段に回収されるトナー量を推測することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記非画像領域に付着したトナーの極性が正極性の場合に前記クリーニング手段に回収されるトナー量より、前記非画像領域に付着したトナーの極性が負極性の場合に前記クリーニング手段に回収されるトナー量の方が少ないと推測することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 静電潜像が形成される感光体と、
前記感光体に静電潜像を形成する帯電手段と、
前記感光体に形成された静電潜像を所定の極性に帯電したトナーによりトナー像として現像する現像手段と、
現像された前記トナー像を、一次転写領域で像担持体に一次転写する一次転写手段と、
前記像担持体に一次転写された前記トナー像を、二次転写領域でシートに二次転写する二次転写手段と、
前記像担持体に向けて照射光を照射する発光素子と、前記照射光が前記像担持体から反射した反射光を受光する受光素子とを備え、前記反射光に基づき、前記像担持体上に付着したトナーの量に応じて変化する検知信号を出力する検知手段と、
前記シート上のトナーの量を読み取る読み取り手段であって、前記二次転写領域を通過した前記シート上に付着したトナーの量に応じて変化する読み取り信号を出力する読み取り手段と、
前記検知信号の大きさに対する前記読み取り信号の大きさが所定の値を超えた場合、前記帯電手段による帯電電位と前記現像手段による現像電位との差が大きくなるように、前記帯電手段に印加する電圧を制御し、前記検知信号の大きさに対する前記読み取り信号の大きさが前記所定の値を超えない場合、前記帯電手段による帯電電位と前記現像手段による現像電位との差が小さくなるように、前記帯電手段に印加する電圧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記検知信号の大きさに対する前記読み取り信号の比率が所定の値を超えた場合、前記帯電手段による帯電電位と前記現像手段による現像電位との差が大きくなるように、前記帯電手段に印加する電圧を制御し、前記検知信号の大きさに対する前記読み取り信号の大きさが前記所定の値を超えない場合、前記帯電手段による帯電電位と前記現像手段による現像電位との差が小さくなるように、前記帯電手段に印可する電圧を制御することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 前記検知手段は、前記感光体と前記現像手段が離間している状態で形成された第一の非画像形成部に対応する前記検知信号を出力する第1の検知と、前記感光体と前記現像手段が当接している状態で形成された第二の非画像形成部に対応する前記検知信号を出力する第2の検知とを行うことを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
- 前記読み取り手段は、前記感光体と前記現像手段が離間している状態で前記二次転写領域を通過したシート上の前記第一の非画像形成部に対応する部分を読み取り、前記読み取り信号を出力する第1の読み取りと、前記二次転写領域を通過したシート上の前記第二の非画像形成部に対応する部分を読み取り、読み取り信号を出力する第2の読み取りとを行うことを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
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