図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

画像形成再開に先だって行われる、像保持体上にトナーを供給し転写せずにトナーを除去する清掃工程において、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べトナーの使用量を抑えた清掃工程を実行する画像形成装置を提供する。

解決手段

上記の清掃工程において、像保持体表面の各領域の、停止時の向きに応じて、停止時に帯電器12に対面していた帯電作用領域101、停止時に現像器14に対面していた現像作用領域102、および停止時に像保持体クリーナ16に対面していた清掃作用領域103について重点的にトナーを供給する。

概要

背景

回転する像保持体と、その像保持体の回転方向に沿って順次に作用する、帯電手段、露光手段、露光により形成された静電潜像トナー現像する現像手段、現像により形成されたトナー像転写する転写手段、および像保持体を清掃する清掃手段とを備えた、いわゆる電子写真方式画像形成装置が知られている。

この画像形成装置の場合、特に高温高湿環境において画像形成休止した状態が続くと、像保持体表面に付着しているトナーが吸湿し、あるいは、像保持体表面に付着したNOxが吸湿して、その後形成した画像上に、像保持体表面に付着した水分を原因とする、白抜けと呼ばれる画像欠陥が現れることがある。この画像欠陥の発生を防止するために、画像形成の再開に先だって、像保持体上にトナーを供給し転写手段を作用させずに清掃手段でトナーを除去する清掃工程を実行することが行われている。

ここで、特許文献1には、画像欠陥が発生しやすいある条件を満たしたときに、装置の電源ON時もしくは省電力モードからの復帰時に、所定時間、像保持体の予備回転動作を行った後に画像調整動作や画像形成を行うことが提案されている。

また、特許文献2には、検知された湿度が予め定められた閾値以上である場合に、画像形成動作を休止していた休止時間に応じて実施の可否を判定し、像保持体の表面を画像形成時よりも少ない電流値で帯電するとともに、現像手段によって像保持体の表面にトナーを付着させ清掃手段によって清掃することで、像保持体の表面を回復することが提案されている。

概要

画像形成の再開に先だって行われる、像保持体上にトナーを供給し転写せずにトナーを除去する清掃工程において、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べトナーの使用量を抑えた清掃工程を実行する画像形成装置を提供する。 上記の清掃工程において、像保持体表面の各領域の、停止時の向きに応じて、停止時に帯電器12に対面していた帯電作用領域101、停止時に現像器14に対面していた現像作用領域102、および停止時に像保持体クリーナ16に対面していた清掃作用領域103について重点的にトナーを供給する。

目的

本発明は、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べトナーの使用量を抑えた清掃工程が導入された画像形成装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

回転および停止を繰り返す像保持体と、前記像保持体の回転方向に沿って順次に作用する、該像保持体を帯電する帯電手段、該像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナー現像して該像保持体にトナー像を保持させる現像手段、該像保持体上のトナー像を被転写体上に転写する転写手段、および該像保持体を清掃する清掃手段と、前記像保持体の回転停止後の再回転時に、該像保持体上にトナーを供給し転写せずに清掃する清掃工程を実行させる制御部とを備え、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の各領域に、停止時における該各領域の向きに応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする画像形成装置

請求項2

前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、前記帯電手段が作用する向きを向いて停止していた帯電作用領域に、回転方向について該帯電作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、前記現像手段が作用する向きを向いて停止していた現像作用領域に、回転方向について該現像作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記現像手段が、トナーとキャリアとを含む現像剤を保持し前記像保持体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像するものであって、前記制御部が、前記清掃工程において、前記現像作用領域に、前記現像手段に保持された現像剤中のトナーの比率に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。

請求項5

前記清掃手段が、前記像保持体表面に当接して転写後に残留するトナーを掻き取る掻取部材を備え、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、停止時における前記掻取部材の当接箇所基点とし回転方向上流側に向かって予め定められた距離までの間の清掃作用領域に、回転方向について該清掃作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項6

前記制御部が、停止時の前記像保持体上に残存していた残存トナー量推定する推定手段を有し、前記清掃工程において、前記清掃作用領域に、前記推定手段で推定した残存トナー量に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。

請求項7

前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、第1の濃度のトナーを供給する第1の領域と、該第1の領域に隣接する、該第1の濃度よりも低い第2の濃度のトナーを供給する第2の領域との境界領域に、該第1の領域から該第2の領域に向かって該第1の濃度から該第2の濃度へと漸減した濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項8

前記制御部が、前記像保持体表面の回転方向の、停止時の向きに応じた少なくとも1つの第1の着目領域について水分吸着パターンを取得する取得手段を有し、前記清掃工程において、前記第1の着目領域に、前記取得手段で取得した水分吸着パターンをなぞった濃度パターンのトナーを供給させることを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項9

前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体の、停止時の向きに応じた少なくとも1つの第2の着目領域について、停止開始時から回転開始時までの停止時間に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1から8のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項10

前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体の、停止時の向きに応じた少なくとも1つの第3の着目領域について、環境温湿度に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1から9のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、画像形成装置に関する。

背景技術

0002

回転する像保持体と、その像保持体の回転方向に沿って順次に作用する、帯電手段、露光手段、露光により形成された静電潜像トナー現像する現像手段、現像により形成されたトナー像転写する転写手段、および像保持体を清掃する清掃手段とを備えた、いわゆる電子写真方式の画像形成装置が知られている。

0003

この画像形成装置の場合、特に高温高湿環境において画像形成休止した状態が続くと、像保持体表面に付着しているトナーが吸湿し、あるいは、像保持体表面に付着したNOxが吸湿して、その後形成した画像上に、像保持体表面に付着した水分を原因とする、白抜けと呼ばれる画像欠陥が現れることがある。この画像欠陥の発生を防止するために、画像形成の再開に先だって、像保持体上にトナーを供給し転写手段を作用させずに清掃手段でトナーを除去する清掃工程を実行することが行われている。

0004

ここで、特許文献1には、画像欠陥が発生しやすいある条件を満たしたときに、装置の電源ON時もしくは省電力モードからの復帰時に、所定時間、像保持体の予備回転動作を行った後に画像調整動作や画像形成を行うことが提案されている。

0005

また、特許文献2には、検知された湿度が予め定められた閾値以上である場合に、画像形成動作を休止していた休止時間に応じて実施の可否を判定し、像保持体の表面を画像形成時よりも少ない電流値で帯電するとともに、現像手段によって像保持体の表面にトナーを付着させ清掃手段によって清掃することで、像保持体の表面を回復することが提案されている。

先行技術

0006

特開2009−069208号公報
特開2012−103307号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記の清掃工程を実施すると、画像形成に使用されないまま廃棄されるトナーが発生する。

0008

本発明は、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べトナーの使用量を抑えた清掃工程が導入された画像形成装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

請求項1は、
回転および停止を繰り返す像保持体と、
前記像保持体の回転方向に沿って順次に作用する、該像保持体を帯電する帯電手段、該像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーで現像して該像保持体にトナー像を保持させる現像手段、該像保持体上のトナー像を被転写体上に転写する転写手段、および該像保持体を清掃する清掃手段と、
前記像保持体の回転停止後の再回転時に、該像保持体上にトナーを供給し転写せずに清掃する清掃工程を実行させる制御部とを備え、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の各領域に、停止時における該各領域の向きに応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする画像形成装置である。

0010

請求項2は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、前記帯電手段が作用する向きを向いて停止していた帯電作用領域に、回転方向について該帯電作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置である。

0011

請求項3は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、前記現像手段が作用する向きを向いて停止していた現像作用領域に、回転方向について該現像作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置である。

0012

請求項4は、
前記現像手段が、トナーとキャリアとを含む現像剤を保持し前記像保持体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像するものであって、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記現像作用領域に、前記現像手段に保持された現像剤中のトナーの比率に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置である。

0013

請求項5は、
前記清掃手段が、前記像保持体表面に当接して転写後に残留するトナーを掻き取る掻取部材を備え、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、停止時における前記掻取部材の当接箇所基点とし回転方向上流側に向かって予め定められた距離までの間の清掃作用領域に、回転方向について該清掃作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置である。

0014

請求項6は、前記制御部が、停止時の前記像保持体上に残存していた残存トナー量推定する推定手段を有し、前記清掃工程において、前記清掃作用領域に、前記推定手段で推定した残存トナー量に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置である。

0015

請求項7は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、第1の濃度のトナーを供給する第1の領域と、該第1の領域に隣接する、該第1の濃度よりも低い第2の濃度のトナーを供給する第2の領域との境界領域に、該第1の領域から該第2の領域に向かって該第1の濃度から該第2の濃度へと漸減した濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置である。

0016

請求項8は、前記制御部が、前記像保持体表面の回転方向の、停止時の向きに応じた少なくとも1つの第1の着目領域について水分吸着パターンを取得する取得手段を有し、前記清掃工程において、前記第1の着目領域に、前記取得手段で取得した水分吸着パターンをなぞった濃度パターンのトナーを供給させることを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置である。

0017

請求項9は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体の、停止時の向きに応じた少なくとも1つの第2の着目領域について、停止開始時から回転開始時までの停止時間に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1から8のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置である。

0018

請求項10は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体の、停止時の向きに応じた少なくとも1つの第3の着目領域について、環境温湿度に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項1から9のうちのいずれか1項に記載の画像形成装置である。

発明の効果

0019

請求項1の画像形成装置によれば、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べ、清掃工程におけるトナーの使用量が抑えられる。

0020

請求項2の画像形成装置によれば、トナーの使用量を抑えた清掃工程によって、帯電作用領域における、像保持体表面に付着したNOxの吸湿による画像欠陥の発生が抑えられる。

0021

請求項3の画像形成装置によれば、トナーの使用量を抑えた清掃工程によって、現像作用領域における、トナーの吸湿による画像欠陥の発生が抑えられる。

0022

請求項4の画像形成装置によれば、清掃工程において、現像剤中のトナーの比率によらずに常に十分な量のトナーを供給する場合と比べ、清掃工程におけるトナーの使用量が抑えられる。

0023

請求項5の画像形成装置によれば、トナーの使用量を抑えた清掃工程によって、清掃作用領域における、トナーの吸湿による画像欠陥の発生が抑えられる。

0024

請求項6の画像形成装置によれば、清掃工程において、残存トナー多寡によらず常に十分な量のトナーを供給する場合と比べ、清掃工程におけるトナーの使用量が抑えられる。

0025

請求項7の画像形成装置によれば、供給トナーの濃度を第1の領域と第2の領域との間で急激に変化させる場合と比べ、清掃工程終了後に形成された画像上に僅かな欠陥が残っていてもその欠陥を目立たなくさせることができる。

0026

請求項8の画像形成装置によれば、第1の着目領域に一律の濃度のトナーを供給する場合と比べ、供給トナー量を抑えることができ、また、清掃工程終了後に形成された画像上に僅かな欠陥が残っていてもその欠陥を目立たなくさせることができる。

0027

請求項9の画像形成装置によれば、第2の着目領域に停止時間とは無関係に一律の濃度のトナーを供給する場合と比べ、供給トナー量を抑えることができる。

0028

請求項10の画像形成装置によれば、第3の着目領域に環境温湿度とは無関係に一律の濃度のトナーを供給する場合と比べ、供給トナー量を抑えることができる。

図面の簡単な説明

0029

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
暫くの間稼働を停止させた後の稼働再開後の、ハーフトーン画像の一例を示した図である。
図1に示した画像形成装置に備えられている4つの画像形成部のうちの1つを示した図である。
清掃工程におけるトナー供給パターンを示した図である。
清掃工程において図4のパターンのトナー供給を行なったときの実験結果を示した図である。
清掃工程において図4のパターンのトナー供給を行なったときの実験結果を示した図である。
トナー供給量を算出する演算の説明図である。
重点クリーニング部へのトナー供給分布を示した図である。
スコロトロン帯電器の模式図である。

実施例

0030

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

0031

図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。

0032

図1に示す画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および、ブラック(K)の各色の画像形成部10Y,10M,10C,10Kが並列的に配置されたタンデム型カラープリンタであり、単色画像プリントに対応しているとともに、4色のトナー像からなるフルカラー画像のプリントにも対応している。

0033

画像形成装置1には、YMCK各色のトナーを収容するトナーカートリッジ18Y,18M,18C,18Kが備えられている。

0034

4つの画像形成部10Y,10M,10C,10Kは、使用されるトナーを除くと同じ構成を有しているため、以下では、4つを区別しない説明に際しては色を表した添え字(Y,M,C,K)を省略して表記する。

0035

画像形成部10は、像保持体11、帯電器12、露光器13、現像器14、一次転写器15、および像保持体クリーナ16を備えている。

0036

像保持体11は円筒形状を有し、パルスモータ17により駆動され、表面に形成される像を保持して円筒軸周りである矢印A方向に回転する。帯電器12、露光器13、現像器14、一次転写器15、および像保持体クリーナ16は、像保持体11の周囲に順次配置されている。

0037

帯電器12は、像保持体11の表面を帯電する。本実施形態における帯電器12は、像保持体11に非接触に配置されてコロナ放電を利用して帯電するスコロトロン帯電器である。ただし、帯電器12として、像保持体11の表面に接触して帯電する帯電ロールなども採用され得る。

0038

露光器13は、像保持体11に、画像形成装置1の外部から供給される画像信号に基づいて変調されたレーザ光131(図3参照)を走査することによって、像保持体11の表z面に静電潜像を形成する。なお、露光器13としては、レーザ光を走査する方式の他に、走査方向に沿って多数のLEDが並んだLEDアレイなども採用され得る。さらに、潜像形成器としては、走査方向に沿って並んだ多数の電極で直接に潜像を形成する方式なども採用され得る。

0039

現像器14は、トナーと磁性のキャリアとからなる二成分現像剤を用いて像保持体11の表面の静電潜像を現像する。なお、現像剤としては、キャリアを含まずにトナーを主成分とするものも採用され得る。

0040

現像器14にはトナーカートリッジ18からトナーが供給され、トナーは現像器14内のキャリアと混合される。現像器14は、キャリアとトナーとが混合された現像剤を撹拌することでトナーおよびキャリアを帯電し、その帯電した現像剤を現像ロール141(図3参照)で像保持体10に対面した領域に運び、その現像剤中のトナーで像保持体11の表面の静電潜像を現像する。

0041

一次転写器15は、中間転写ベルト30を挟んで像保持体11に対向したロールである。一次転写器15は、表面に導電性弾性層を有しており、電圧印加されることで像保持体11上のトナー像を中間転写ベルト30に静電吸引させる。

0042

像保持体クリーナ16は、図3に示すようにクリーニングブラシ161とクリーニングブレード162を備えており、クリーニングブラシ161で、転写後に像保持体11の表面に残存するトナーの、像保持体10の表面との付着力を弱め、その後クリーニングブレード162でその残存トナーを掻き取ることにより、像保持体10を清掃する。

0043

中間転写ベルト30は、ベルト支持ロール31〜35に架け回された無端のベルトであり、4つの画像形成部10Y,10M,10C,10K、および二次転写器50を経由する矢印Bに示す方向に循環移動する。中間転写ベルト30には、4つの像保持体11Y,11M,11C,11Kの各々から各色のトナー像が転写される。中間転写ベルト30は、これら各色のトナー像を保持して移動する。

0044

二次転写器50は、ベルト支持ロール31〜35の1つであるバックアップロール34との間に中間転写ベルト30および用紙を挟んで回転するロールである。二次転写器50は、表面に導電性の弾性層を有し、電圧が印加されることで中間転写ベルト30上のトナー像を用紙に静電吸引させる。

0045

ベルトクリーナ70は、中間転写ベルト30上のトナーや紙粉などを清掃する。

0046

定着器60は、トナーを用紙に定着する。定着器60は、加熱ロール61および加圧ロール62を備えており、加熱ロール61には加熱器が内蔵されている。加熱ロール61および加圧ロール62は、定着前のトナー像が形成された用紙を挟んで通過させることによりトナー像を加熱および加圧して用紙上に定着させる。

0047

用紙搬送部80は、用紙トレイTに収容された用紙を取り出す取出ロール81、取り出された用紙を捌く捌きロール82、用紙を搬送する搬送ロール83、用紙を二次転写器50に搬送するレジストレーションロール84、および、用紙を外部に排出する排出ロール86を備えている。用紙搬送部80は、二次転写器50および定着器60を経由する用紙搬送路Rに沿って用紙を搬送する。

0048

また、この画像形成装置1には制御部40が備えられている。この制御部40は、ハードウェアとしては、CPUといった演算素子やROMやRAM等といった記憶素子を備えた情報処理装置一種であり、画像形成装置1の各部に対する制御内容記述された各種のプログラムが組み込まれて実行されることにより、この画像形成装置1の各部の制御を実行する。

0049

また、この制御部40は、本実施形態に特徴的な動作を実現する要素として、記憶部41、時刻管理部42、および演算部43を備えている。これらについての詳細は後述する。

0050

さらに、この画像形成装置1には、環境の温湿度を測定する環境センサ49も備えられている。本実施形態の特徴の実現には、この環境センサ49も用いられる。詳細は後述する。

0051

図1に示す画像形成装置1の基本動作を説明する。イエローの画像形成部10Yを取り上げて説明すると、このイエローの画像形成部10Yでは、像保持体11Yが矢印A方向に回転駆動され、像保持体11Yの表面に帯電器12Yによって電荷が付与される。露光器13Yは、外部から供給される画像信号のうちのイエローに対応する画像信号に基づく露光光を像保持体11Yの表面に照射することで、像保持体11Yの表面に静電潜像を形成する。現像器14Yは、静電潜像を現像剤中のトナーで現像することで、トナー像を形成する。現像器14Yには、トナーカートリッジ18Yからイエローのトナーが随時供給されている。像保持体11Yは、表面に形成されたイエローのトナー像を保持して回転する。像保持体11Yの表面に形成されたトナー像は、一次転写器15Yによって中間転写ベルト30に転写される。転写後、像保持体11Yに残留したトナーは、像保持体クリーナ16Yによって回収・除去される。

0052

イエロー以外の色に対応する画像形成部10M,10C,10Kは、イエローの画像形成部10Yと同様にしてそれぞれ画像形成部に対応する色のトナー像を形成し、中間転写ベルト30に、イエローの画像形成部10Yで転写されたトナー像に重ねて、それぞれの色のトナー像を転写していく。

0053

用紙トレイTからは、用紙Pが取出ロール81によって取り出される。用紙Pは、搬送ロール83およびレジストレーションロール84によって用紙搬送路Rを、二次転写器50に向かう矢印C方向に搬送される。レジストレーションロール84は、中間転写ベルト30上のトナー像と用紙Pが同じタイミングで二次転写器50に到達するように用紙Pを二次転写器50に送り込み、二次転写器50は、中間転写ベルト30上のトナー像を用紙Pに転写する。トナー像が転写された用紙Pは二次転写器50から定着器60に搬送され、用紙上に転写されたトナー像が定着される。このようにして、用紙上に画像が形成される。画像が形成された用紙は排出ロール86によって画像形成装置1の外部に排出される。二次転写器50による転写後の、中間転写ベルト30に残存したトナーは、ベルトクリーナ70によって中間転写ベルト30上から除去される。

0054

図1に示した画像形成装置1の場合、画像形成後、予め定められた時間に亘って次の画像形成指示がなかったときは、スタンバイモードに移行することにより稼働を停止する。そして、次の画像形成の指示があると、再び稼働を開始する。また、この画像形成装置1の電源オフにされたときも停止し、再び電源がオンになると稼働を開始する。このようにこの画像形成装置1には、稼働を停止している時間がある。

0055

図2は、暫くの間稼働を停止させた後の稼働再開後の、ハーフトーン画像の一例を示した図である。

0056

この図2は、具体的には、画像形成装置1の稼働を停止させて、環境温度28°C、環境湿度85%の環境条件下に3時間放置し、その後に稼働を再開させて、画像全面について、画像データ上で濃度50%のハーフトーン画像を形成したときの画像である。

0057

この図2に示したハーフトーン画像には、像保持体10の1回転分の周期で濃度の薄い横筋Lからなる画像欠陥が現れている。ここでは、この濃度の低い横筋を「白抜け」と称する。これは、稼働停止時に像保持体表面に付着していたトナーあるいは像保持体に付着した窒素酸化物(NOx)が吸湿し、その吸湿による像保持体10上の水分が静電潜像に影響した結果である。この種の画像欠陥は、稼働を停止した状態で高温多湿の環境下に長時間放置された場合に強くあらわれる。

0058

この種の画像欠陥の発生を抑えるには、稼働停止後の再稼働時に、像保持体10上にトナーを供給して転写を行なわずに、すなわち一時転写器15を作用させずに、そのトナーを像保持体クリーナ16で除去させる。すると、その供給したトナーが像保持体10上の水分を吸着するため、その後形成された画像上への図2に示すような画像欠陥の発生が抑えられる。

0059

従来は、この種の画像欠陥を抑えるにあたり、像保持体10の表面全面に一様にトナーを供給する清掃工程を実行している。このような清掃工程を実行した場合であっても、この種の画像欠陥を抑えることができる。ただし、像保持体10の表面全面に一様にトナーを供給すると、直接的には画像形成に使用されずに廃棄される多量のトナーが発生することとなり、この排気トナーの削減が課題となっている。

0060

本実施形態は、稼働再開後に、像保持体10の表面全面に一様にトナーを供給するのではなく、稼働停止時の像保持体表面の各領域の向きに応じて、画像欠陥が発生する向きで停止していた領域、すなわち水分を吸着する原因が存在する向きで停止していた領域に重点的にトナーを供給する。これにより、本実施形態の場合、上記の清掃工程で消費されるトナーの量が削減される。

0061

図3は、図1に示した画像形成装置に備えられている4つの画像形成部のうちの1つを示した図である。

0062

この実施形態の場合、停止していたときの像保持体10の表面の、主に3つの領域で画像濃度が薄くなる、白抜けと呼ばれる画像欠陥が現れる。

0063

その1つは、像保持体10の表面の、回転時(稼働時)であればスコロトロン11が作用する向きを向いて停止していた帯電作用領域101である。この帯電作用領域101には、直前に稼働していたときのコロナ放電で発生した窒素酸化物(NOx)が像保持体10上に降り注ぐ。このため、この帯電作用領域101は、その降り注いだ窒素酸化物(NOx)を原因として水分が付着しやすい領域である。

0064

また、もう1つは、像保持体10の表面の、回転時(稼働時)において現像器14が作用する向きを向いて停止していた現像作用領域102である。この現像作用領域102には、停止時であっても現像ロール141が近接していて、像保持体10の表面にトナーが付着した状態にある。このトナーが吸湿するため、この現像作用領域102は、水分が付着しやすい領域となっている。

0065

さらにもう1つは、像保持体10の表面の、停止時においてクリーニングブレード162が当接している箇所を基点とし回転方向上流側に向かって予め定められた距離までの間の清掃作用領域103である。転写後の像保持体10の、転写後の領域に存在する残存トナーは、クリーニングブレード162で掻き取られるが、この掻き取り前の領域にはクリーニングブレード162でき止められた残存トナーが存在する。また、この領域には、クリーニングブラシ161が当たっている。清掃作用領域103はこのような環境にあるため、トナーが残存しやすく、その残存トナーの吸湿により水分が付着しやすい領域となっている。

0066

そこでここでは、稼働再開後に、停止時におけるこれら3つの領域に重点的にトナーを供給した清掃工程を実行する。停止時における特定の領域に重点的にトナーを供給するには、像保持体10が、どの位相(どの回転角度)で停止していたかを知る必要がある。ここでは、図1に示す、像保持体10を回転駆動するパルスモータ17(図1参照)のZ相で回転の原点を知り、さらにそこからのパルス数で、停止時の像保持体10の位相(回転角度)を知ることができる。したがって回転再開後であっても、像保持体10の各領域の回転位置を正確に知ることができる。なお、像保持体10をパルスモータ以外のモータで駆動するときは、そのモータの回転軸ロータリエンコーダを取り付け、そのロータリエンコーダからの情報で像保持体10の回転の位相(回転角度)を知る構成としてもよい。

0067

図4は、清掃工程におけるトナー供給パターンを示した図である。

0068

ここでは、上記と同じく、画像形成装置1の稼働を停止させて、環境温度28°C、環境湿度85%の環境条件下で3時間放置した後に稼働を再開させる。

0069

図4(A)は実施例を示している。この実施例の場合は、再開後の清掃工程において、像保持体10の表面の、水分が付着しやすい、帯電作用領域101、現像作用領域102、および清掃作用領域103からなる3つの領域(図3参照)に、濃度90%のトナーバンド101a,102a,103aを形成する。この像保持体10の表面の一周期の長さは264mmであり、帯電作用領域101、現像作用領域102、および清掃作用領域103の幅は、それぞれ、50mm、5mm、および10mmである。ここでは、これらの3つの領域を、「重点クリーニング部」と称する。それら3つの領域(重点クリーニング部)の各々の両側の領域(非重点クリーニング部)には濃度20%のトナーを供給する。これを、像保持体10の一周置きに100周繰り返す。したがって、トナーバンドの形成は50周期である。

0070

また、比較例として、図4(B)〜(D)に示すように、重点クリーニング部と非重点クリーニング部とに分けることなく、像保持体10の一周に亘る全域に一様濃度のトナーを供給し、これを、像保持体10の一周置きに100周繰り返す。図4(B)〜(D)の各比較例の場合、それぞれ一様濃度20%、50%、90%の3種類について清掃工程を実行する。そして、それぞれの清掃工程の後に濃度50%のハーフトーン画像を形成して、そのハーフトーン画像に白抜け(濃度の低い横筋)が発生するか否かを目視で評価した。

0071

図5は、清掃工程において図4のパターンのトナー供給を行なったときの実験結果を示した図である。

0072

図4(A)の実施例の場合、トナーの消費量は5.8(相対値)、白抜け(濃度の低い横筋)の発生は観察されなかった。

0073

濃度20%のトナーを供給した図4(B)のパターンの場合、トナーの消費量は3.1と低いが、白抜け(濃度の低い横筋)の発生が観察された。

0074

濃度50%のトナーを供給した図4(C)のパターンの場合、トナーの消費量は7.8と、既に実施例よりも上回っているが、まだ、軽微な白抜け(濃度の低い横筋)の発生が観察された。

0075

濃度90%のトナーを供給した図4(D)のパターンの場合、実施例の場合と同様に白抜け(濃度の低い横筋)の発生は観察されなかったが、トナーの消費量は14.1であり、実施例と比べ多量のトナーが消費された。

0076

この実験結果に示す通り、清掃工程において、像保持体10の表面の必要な領域に重点的にトナーを供給することで、トナーの消費量を減らしつつ、白抜け(濃度の低い横筋)の画像欠陥を有効に抑えることができる。

0077

本実施形態についてさらに説明を続ける。

0078

図6は、清掃工程を実行する条件を示した図である。

0079

ここには、「1時間以内」、「1時間〜3時間」、「3時間以上」からなる時間の欄が横に並び、縦には、「低温低湿」、「常温常湿」、「高温高湿」からなる環境温湿度の欄が並んでいる。横軸の時間の欄は、画像形成装置1の稼働停止後、再開までの経過時間である。また、縦軸の環境温湿度の欄は、環境の温度および湿度の組合せからなる分類である。

0080

この図6に示すテーブルは、図1に示す制御部40を構成している記憶部41に記憶されている。そして、画像形成装置1の稼働停止時に、時刻管理部42からその時点の時刻読み出して記憶部41に書きこんでおく。そして、稼働再開時に、その再開時点の時刻を時刻管理部42から読み出し、記憶部41に記憶しておいた、稼働停止時点の時刻からの経過時間を演算部43で算出する。また、環境センサ49から、稼働再開時点の温湿度環境を知る。そして、それらの経過時間および温湿度環境と、記憶部41内の、図6に示すテーブルとを照らし合わせる。あるいは、温湿度環境に関しては、稼働停止時に環境センサ49から環境温湿度を知り、記憶部41に書き込んでおいて、稼働停止時の環境温湿度と稼働再開時の環境温湿度との双方から、テーブルと照らし合わせる際の環境温湿度を算出してもよい。経過時間および温湿度環境とテーブルとを照らし合わせ、そのテーブルの、「○」の欄に該当していた場合に、上記の清掃工程を実行する。

0081

なお、このテーブルは一例であって、そのテーブル中の「○」の欄であっても、例えば、「3時間以上」と「常温常湿」との組合せの欄に該当するときは、重点クリーニング部には、濃度20%のトナーを供給するとともに非重点クリーニング部のトナーの供給量をゼロとする。また、「1時間〜3時間」と「高温高湿」との組合せの欄に該当するときは、重点クリーニング部へのトナー供給量を濃度50%とするとともに非重点クリーニング部に供給するトナー量を濃度10%とする。さらに、「3時間以上」と「高温高湿」との組合せの欄に該当するときは、重点クリーニング部へのトナー供給量を濃度90%とするとともに非重点クリーニング部に供給するトナー量を濃度20%とする。このように、条件に応じて、清掃工程における、重点クリーニング部および非重点クリーニング部に供給するトナー量を変更してもよい。この場合、清掃工程における重点クリーニング部および非重点クリーニング部への供給トナー量を変更せずに一定とした場合と比べ、清掃工程におけるトナー消費量をさらに下げることができる。

0082

さらには、上記の3つの重点クリーニング部、すなわち、帯電作用領域101、現像作用領域102、および清掃作用領域103のうちの帯電作用領域101は、NOxが水分を吸着することを原因として白抜けが発生し、現像作用領域102および清掃作用領域103はトナーが水分を吸着することを原因として白抜けが発生するという、発生原因相違があり、同じ環境温湿度下にあっても、水分の吸着の速度が異なる。そこで、帯電作用領域101と、現像作用領域102および清掃作用領域103とを別々に扱って、時間と環境温湿度との組合せからなる各欄における、それぞれのトナー供給量を決定してもよい。

0083

また、図6では、経過時間および環境温湿度をそれぞれ3段階に分類したが、さらに多くの段階に分類してもよい。あるいは、分類はせずに、その都度、演算で求めてもよい。

0084

図7は、トナー供給量を算出する演算の説明図である。

0085

図7に示した実線は、重点クリーニング部における標準のトナー供給量を表わしている。
図1に示す制御部40の記憶部41には、この標準のトナー供給量(濃度)が記憶されている。

0086

ここで、再稼働時における、上記の「経過時間」による重みをw1とし、「環境温湿度」による重みをw2とする。さらには、白抜けの発生原因の違い(NOxとトナー)による重みをw3とする。そして、再稼働時に、演算部43において、
w=「標準のトナー供給量」×w1×w2×w3
重みづけ演算を行って、重点クリーニング部へのトナー供給量wを算出する。すなわち、その都度の重みづけ演算によって、図7に示す矢印Aのように標準よりもトナー供給量を増やし、あるいは図7に示す矢印Bのように標準よりもトナー供給量を減らすこととする。非重点クリーニング部へのトナー供給量は、算出された重点クリーニング部へのトナー供給量に応じて、濃度0%、10%、20%の中から選択する。すなわち、本発明にいう「停止時における各領域の向きに応じた濃度」には、濃度0%も含まれる。このような演算により、その都度必要なトナー供給量を算出することとすると、清掃工程で消費されるトナー量をさらに削減することができる。

また、ここでは、白抜けの発生原因に着目し、トナーを発生原因とする現像作用領域102および清掃作用領域103を一緒に扱っているが、これらについても別々に扱ってもよい。現像器14には、トナーとキャリアとを含む現像剤が収容されている。そして、キャリアに対するトナーの比率はたえず変化している。この比率は、現像器14内のセンサで知ることができる。水分を吸着するのはトナーであってキャリアは無関係である。そこで、現像作用領域102ついては、現像器14に保持された現像剤中のトナーの比率に応じた重みw4を導入して、現像作用領域102へのトナー供給量を算出してもよい。一方、清掃作用領域103は、停止時にそこに溜まっているトナーの量に応じて水分の吸着量が異なる。そこで、ここでは、以下のようにして、その清掃作用領域103に溜まっているトナーの量を推定する。すなわち、稼働停止時に、稼働停止前の直近に形成された数十枚の画像の密度(画像形成に使用したトナー量)の平均値を算出して記憶しておき、清掃工程における清掃作用領域103へのトナー供給量の算出に当たっては、その平均値に応じた重みw5を導入して、清掃作用領域103へのトナー供給量を算出してもよい。この平均値の算出は、本発明にいう推定手段の一例に相当する。

0087

図8は、重点クリーニング部へのトナー供給分布を示した図である。

0088

図8(A)は、重点クリーニング部へ供給するトナーの、一様な供給分布を示している。すなわち、この図8(A)の場合、重点クリーニング部の内部は一様な供給分布となっていて、それに隣接した非重点クリーニング部との間には、トナー供給量に関し切り立った崖が形成されている。この場合、清掃工程をできるだけ少ないトナーで実行すると、その後に形成した画像上の、重点クリーニング部と非重点クリーニング部との境界部分に僅かな横筋が現れるおそれが拭いきれない。

0089

図8(B)は、重点クリーニング部と、それに隣接した非重点クリーニング部との間の境界領域に、重点クリーニング部から非重点クリーニング部に向かって、重点クリーニング部へのトナー供給量から非重点クリーニング部へのトナー供給量へと漸減した供給量(濃度)のトナーを供給することを表わしている。重点クリーニング部と非重点クリーニング部との間にこのようなトナー供給量のスロープを形成すると、重点クリーニング部と非重点クリーニング部との境界部分への横筋の出現が抑えられる。

0090

図8(C)は、重点クリーニング部の内部におけるトナー供給量に分布を持たせた例を示している。例えば、帯電作用領域101は、停止時にスコロトロン帯電器と対面していた領域であり、スコロトロン帯電器の幾何学的な構造に起因して、例えば放電ワイヤの近くでは多くのNOxが付着し、放電ワイヤから離れるにしたがって付着するNOxの量が減少するなど、NOxの付着に分布を持つことになる。また、現像作用領域102では、その領域内で現像ロール141(図3参照)との間の距離が変化し、したがってトナーによる水分吸着の影響にも分布を持つことになる。

0091

そこで、図8(C)では、重点クリーニング部ごとに、水分吸着の分布を実験により予め求めておき、その分布を、図7に実線で示した標準として記憶しておく。そして、上記の重み付け演算により、清掃工程におけるトナー供給量を、その重点クリーニング部の内部におけるトナー供給量の分布をもって算出する。これを採用すると、白抜けの画像欠陥の発生を抑えた上で、清掃工程におけるトナー消費量をさらに抑えることができる。

0092

なお、ここでは、水分吸着の分布を実験により予め求めておくこととしたが、幾何学的な計算により求めてもよい。ここでは、帯電作用領域101に関しその一例を紹介しておく。

0093

図9は、スコロトロン帯電器の模式図である。

0094

このスコロトロン帯電器12には、2本の放電ワイヤ121と、グリッド122が備えられている。NOxの産生は、放電ワイヤ121とグリッド122との間の距離により定まる。そこでここでは、先ず1本の放電ワイヤ121に着目し、その着目した放電ワイヤ121とグリッド122との最短距離をd1、その放電ワイヤ121とグリッド122上の各着目点xとの間の距離をd2とする。そして、各着目点ごとに、
w(x)=d1/d2
を算出し、さらに2本の放電ワイヤ121の各々について算出して両者を加算し、最大値が100%となるように規格化する。例えばこのような演算により、帯電作用領域101内のNOxの分布、すなわち水分吸着量の分布を算出してもよい。

0095

以上説明した本発明の実施形態および各種変形例によれば、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べ、清掃工程におけるトナーの使用量が抑えられる。

0096

1画像形成装置
10画像形成部
11像保持体
12帯電器(スコロトロン)
121放電ワイヤ
122グリッド
13露光器
131レーザ光
14現像器
141現像ローラ
15一次転写器
16像保持体クリーナ
161クリーニングブラシ
162クリーニングブレード
17パルスモータ
18トナーカートリッジ
40 制御部
41 記憶部
42時刻管理部
43演算部
49環境センサ
101帯電作用領域
102現像作用領域
103清掃作用領域
101a、102a,103a トナーバンド

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • キヤノン株式会社の「 画像形成装置」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】画像形成条件の調整用のテストパターンの読取画像に異常が生じた場合であっても、画像形成条件の調整を高精度に行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置(プリンタ300)は、A... 詳細

  • コニカミノルタ株式会社の「 画像形成装置用無端ベルト及びその製造方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】本発明の課題は、表面平滑性が良好で波打ちや反りが発生しにくく、耐久性の優れた画像形成装置用無端ベルトを提供することである。また、その製造方法を提供することである。【解決手段】本発明の画像形成装... 詳細

  • 富士ゼロックス株式会社の「 画像読取装置および画像形成システム」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】後続する原稿束の原稿が装置内に引き込まれても、少なくとも先行する原稿束の原稿を正常に読み取ることができる画像読取装置等を提供する。【解決手段】原稿を搬送する搬送手段としての搬送ロール113、捌... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ