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JP2019204028A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

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JP2019204028A JP2018099914A JP2018099914A JP2019204028A JP 2019204028 A JP2019204028 A JP 2019204028A JP 2018099914 A JP2018099914 A JP 2018099914A JP 2018099914 A JP2018099914 A JP 2018099914A JP 2019204028 A JP2019204028 A JP 2019204028A
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Masahiko Hoshino
雅彦 星野
長谷川 賢太郎
Kentaro Hasegawa
賢太郎 長谷川
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Abstract

【課題】寿命の警告を適切なタイミングで行うことができる画像形成装置を得る。【解決手段】本発明の画像形成装置は、現像剤像を担持する像担持体を有する現像部と、像担持体に接するように配置された転写ベルトと、転写ベルトに付着した現像剤を除去する清掃部材と、清掃部材により除去された現像剤を回収する収容部とを有し、記録媒体に現像剤像を転写する転写部と、記録媒体の媒体サイズに基づいて、収容部における現像剤の回収量を算出する演算部とを備える。【選択図】図7

Description

本発明は、画像を形成する画像形成装置、およびそのような画像形成装置において用いられる画像形成方法に関する。
画像形成装置には、転写ベルトに付着した廃トナーを回収容器に回収するものがある。例えば、特許文献1には、様々な媒体サイズの転写紙について、回収容器が廃トナーで満たされる用紙の枚数をあらかじめ算出しておき、その算出結果に基づいて、回収容器が満たされる時期を推定する画像形成装置が開示されている。
特開平08−292696号公報
画像形成装置では、転写ベルトを含む転写部が寿命を迎えたことを示す警告を、適切なタイミングで行うことが望まれている。
寿命の警告を適切なタイミングで行うことができる画像形成装置および画像形成方法を提供することが望ましい。
本発明の一実施の形態における画像形成装置は、現像部と、転写部と、演算部とを備えている。現像部は、現像剤像を担持する像担持体を有するものである。転写部は、像担持体に接するように配置された転写ベルトと、転写ベルトに付着した現像剤を除去する清掃部材と、清掃部材により除去された現像剤を回収する収容部とを有し、記録媒体に現像剤像を転写するものである。演算部は、記録媒体の媒体サイズに基づいて、収容部における現像剤の回収量を算出するものである。
本発明の一実施の形態における画像形成方法は、像担持体に接するように配置された転写ベルトを有する転写部が、像担持体が担持する現像剤像を記録媒体に転写することと、転写部の清掃部材が、転写ベルトに付着した現像剤を除去することと、転写部の収容部が、清掃部材により除去された現像剤を回収することと、演算部が、記録媒体の媒体サイズに基づいて、収容部における現像剤の回収量を算出することとを含むものである。
本発明の一実施の形態における画像形成装置および画像形成方法によれば、記録媒体の媒体サイズに基づいて、収容部における現像剤の回収量を算出するようにしたので、寿命の警告を適切なタイミングで行うことができる。
一実施の形態に係る画像形成装置の一構成例を表す説明図である。 図1に示した現像部の一構成例を表す説明図である。 図1に示した転写ベルトユニットの一構成例を表す説明図である。 図1に示した画像形成装置の制御機構の一例を表すブロック図である。 第1の実施の形態に係る感光ドラムの表面における画像形成可能な領域を表す説明図である。 第1の実施の形態に係る補正テーブルの一例を表す表である。 第1の実施の形態に係る画像形成装置の一動作例を表すフローチャートである。 第1の実施の形態に係る画像形成装置における実験結果の一例を表すものである。 第1の実施の形態の比較例に係る画像形成装置における実験結果の一例を表すものである。 第2の実施の形態に係る感光ドラムの表面における画像形成可能な領域を表す説明図である。 第2の実施の形態に係る補正テーブルの一例を表す表である。 第2の実施の形態に係る補正テーブルの一例を表す他の表である。 第2の実施の形態に係る補正テーブルの一例を表す他の表である。 第2の実施の形態に係る画像形成装置の一動作例を表すフローチャートである。 第2の実施の形態に係る画像形成装置における実験結果の一例を表すものである。 第2の実施の形態に係る画像形成装置における実験結果の他の例を表すものである。 第2の実施の形態に係る画像形成装置における実験結果の他の例を表すものである。 第2の実施の形態の比較例に係る画像形成装置における実験結果の一例を表すものである。 第2の実施の形態の比較例に係る画像形成装置における実験結果の他の例を表すものである。 第2の実施の形態の比較例に係る画像形成装置における実験結果の他の例を表すものである。 第3の実施の形態に係る画像形成装置の制御機構の一例を表すブロック図である。 かぶりトナーの量と媒体秤量との関係の一例を表す特性図である。 第3の実施の形態に係る補正テーブルの一例を表す表である。 第3の実施の形態に係る画像形成装置の一動作例を表すフローチャートである。 第3の実施の形態に係る画像形成装置における実験結果の一例を表すものである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
<1.第1の実施の形態>
[構成例]
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置(画像形成装置1)の一構成例を表すものである。画像形成装置1は、例えば、いわゆるロール紙からなる記録媒体に対して、電子写真方式を用いて画像を形成するプリンタである。
画像形成装置1は、媒体ホルダ11と、媒体センサ12と、搬送ローラ13と、カッタユニット14と、搬送ローラ15と、書出センサ16と、現像部20と、転写ベルトユニット40と、濃度センサ17と、定着ユニット50と、排出センサ18と、排出ローラ19とを備えている。媒体センサ12、搬送ローラ13、カッタユニット14、搬送ローラ15、書出センサ16、現像部20、転写ベルトユニット40、定着ユニット50、排出センサ18、および排出ローラ19は、記録媒体9の搬送路8に沿って配置されている。
媒体ホルダ11は、記録媒体9が巻かれたロール9Aを回転可能に保持する部材である。記録媒体9は、例えば、長尺のいわゆる連続紙を用いることができる。このロール9Aから引き出された記録媒体9は、搬送路8に沿って搬送されるようになっている。
媒体センサ12は、記録媒体9を検出する部材である。
搬送ローラ13は、搬送路8を挟む1対のローラにより構成される部材であり、搬送モータ(図示せず)から伝達された動力に基づいて、記録媒体9を搬送路8に沿って搬送し、記録媒体9をカッタユニット14に供給するようになっている。
カッタユニット14は、記録媒体9を切断するものである。カッタユニット14は、切断部14Aを有している。切断部14Aは、この例では、図示しないカッタモータから伝達された動力に基づいて、カッタの刃を回転させることにより、記録媒体9を切断するようになっている。以下、切断された記録媒体9を記録媒体9Bとも呼ぶ。
搬送ローラ15は、搬送路8を挟む1対のローラにより構成される部材であり、図示しない搬送モータから伝達された動力に基づいて、記録媒体9Bを搬送路8に沿って搬送し、記録媒体9Bを現像部20に供給するようになっている。
書出センサ16は、カッタユニット14により切断され搬送ローラ15により搬送された記録媒体9Bの先端を検出する部材である。書出センサ16は、例えば、メカニカルセンサであってもよいし、光センサであってもよい。
現像部20は、3色のトナー像を形成するものである。現像部20は、画像形成装置1に対して着脱可能に構成されている。現像部20は、3つの現像部21(現像部21C,21M,21Y)を有している。現像部21Cはシアン色のトナー像を形成するものであり、現像部21Mはマゼンタ色のトナー像を形成するものであり、現像部21Yは黄色のトナー像を形成するものである。そして、現像部20は、3色のトナー像を記録媒体9Bに転写するようになっている。
図2は、現像部21の一構成例を表すものである。現像部21は、トナー収容部22と、現像ユニット30と、露光ヘッド23とを有している。
トナー収容部22は、現像部21において使用されるトナーを収容するものである。具体的には、現像部21Cのトナー収容部22はシアン色のトナーを収容し、現像部21Mのトナー収容部22はマゼンタ色のトナーを収容し、現像部21Yのトナー収容部22は黄色のトナーを収容する。トナーは、例えば、ポリエステル樹脂、着色剤、帯電制御剤、および離型剤を用いて構成される。トナーには、外添剤(疎水性シリカ)が添加されている。トナーは、例えば、粉砕法を用いて生成される。トナーの粒径の平均値は、例えば7μmである。また、トナー収容部22は、現像ユニット30から供給された廃トナーを収容する廃トナーボックス(図示せず)を有している。
現像ユニット30は、感光ドラム31と、クリーニングブレード32と、帯電ローラ34と、クリーニングローラ35と、現像ローラ36と、現像ブレード37と、供給ローラ38とを有している。
感光ドラム31は、表面(表層部分)に静電潜像を担持する部材である。感光ドラム31は、図示しないドラムモータから伝達された動力により、この例では時計回りで回転する。感光ドラム31は、帯電ローラ34により帯電し、露光ヘッド23により露光される。これにより、感光ドラム31の表面には、静電潜像が形成される。そして、感光ドラム31に、現像ローラ36によりトナーが供給されることにより、感光ドラム31には、静電潜像に応じたトナー像が形成されるようになっている。
クリーニングブレード32は、感光ドラム31の表面(表層部分)に残留するトナーを掻き取ってクリーニングする部材である。また、クリーニングブレード32は、現像ユニット30内において長時間使用されずに劣化し、感光ドラム31の表面に廃棄されたトナーを掻き取る機能をも有している。そして、掻き取られたトナーは、搬送スパイラル33により搬送され、トナー収容部22に設けられた廃トナーボックス(図示せず)に廃トナーとして回収されるようになっている。
帯電ローラ34は、感光ドラム31の表面(表層部分)を帯電させる部材である。帯電ローラ34は、感光ドラム31の表面(周面)に接するように配置されており、所定の押し付け量で感光ドラム31に押し付けられるように配置されている。帯電ローラ34は、感光ドラム31の回転に応じて、この例では反時計回りで回転する。帯電ローラ34には、高圧電圧制御部67(後述)により帯電電圧が印加されるようになっている。
クリーニングローラ35は、帯電ローラ34をクリーニングする部材である。クリーニングローラ35は、帯電ローラ34の表面(周面)に接するように配置されており、所定の押し付け量で帯電ローラ34に押し付けられるように配置されている。クリーニングローラ35は、図示しないドラムモータから伝達された動力により、この例では時計回りで回転する。
現像ローラ36は、トナーを表面に担持する部材である。現像ローラ36は、例えば、ステンレスなどからなる導電性シャフトの表面(周面)に弾性層を形成したものを用いることができる。この弾性層は、例えば、ゴム硬度が70度である半導電性のウレタンゴムを用いて構成することができる。現像ローラ36は、感光ドラム31の表面(周面)に接するように配置されており、所定の押し付け量で感光ドラム31に押し付けられるように配置されている。現像ローラ36は、図示しないドラムモータから伝達された動力により、この例では反時計回りで回転する。現像ローラ36には、高圧電圧制御部67(後述)により現像電圧が印加されるようになっている。
現像ブレード37は、現像ローラ36の表面に当接することにより、この現像ローラ36の表面にトナーからなる層(トナー層)を形成させるとともに、そのトナー層の厚さを規制(制御,調整)する部材である。現像ブレード37は、例えば、ステンレス等からなる板状弾性部材をL字形状に折り曲げたものである。現像ブレード37は、その折れ曲がった部分が現像ローラ36の表面に当接するように配置されるとともに、所定の押し付け量で現像ローラ36に押し付けられるように配置されている。現像ブレード37には、高圧電圧制御部67(後述)により層形成電圧が印加されるようになっている。
供給ローラ38は、トナー収容部22内に貯蔵されたトナーを、現像ローラ36に対して供給する部材である。供給ローラ38は、現像ローラ36の表面(周面)に接するように配置されており、所定の押し付け量で現像ローラ36に押し付けられるように配置されている。供給ローラ38は、図示しないドラムモータから伝達された動力により、この例では反時計回りで回転する。これにより、各現像部21では、供給ローラ38の表面と現像ローラ36の表面との間に摩擦が生じる。その結果、各現像部21では、トナーが、いわゆる摩擦帯電により帯電するようになっている。供給ローラ38には、高圧電圧制御部67(後述)により供給電圧が印加されるようになっている。
露光ヘッド23は、感光ドラム31に対して光を照射する部材である。露光ヘッド23は、例えば、主走査線方向(図2における奥行方向)に並設された複数の発光ダイオードを有し、これらの発光ダイオードを用いて、ドット単位で感光ドラム31に対して光を照射する。これにより、これらの感光ドラム31は、対応する露光ヘッド23により露光され、感光ドラム31の表面に、静電潜像が形成されるようになっている。
転写ベルトユニット40は、現像部20により形成された3つのトナー像を、記録媒体9の被転写面上に転写するものである。転写ベルトユニット40は、画像形成装置1に対して着脱可能に構成されている。
図3は、転写ベルトユニット40の一構成例を表すものである。転写ベルトユニット40は、転写ベルト41と、3つの転写ローラ42(転写ローラ42C,42M,42Y)と、駆動ローラ43と、テンションローラ44と、ベルトクリーニングブレード45と、ローラ46と、廃トナーボックス47とを有している。
転写ベルト41は、搬送路8に沿って記録媒体9を搬送方向Fに向かって搬送するものである。転写ベルト41は、駆動ローラ43およびテンションローラ44によって張設(張架)されている。そして、転写ベルト41は、駆動ローラ43の回転に応じて循環搬送されるようになっている。
転写ローラ42Cは、搬送路8および転写ベルト41を介して現像部21Cの感光ドラム31に対向配置されており、転写ローラ42Mは、搬送路8および転写ベルト41を介して現像部21Mの感光ドラム31に対向配置されており、転写ローラ42Yは、搬送路8および転写ベルト41を介して現像部21Yの感光ドラム31に対向配置されている。転写ローラ42C,42M,42Yのそれぞれには、高圧電圧制御部67(後述)により転写電圧が印加される。これにより、画像形成装置1では、各現像部21により形成されたトナー像が、記録媒体9の被転写面上にそれぞれ転写されるようになっている。
駆動ローラ43は、転写ベルト41を循環搬送する部材である。この例では、駆動ローラ43は、記録媒体9Bの搬送方向Fにおいて、3つの現像部21の下流に配置されている。駆動ローラ43は、図示しないベルトモータから伝達された動力により、この例では反時計回りで回転するようになっている。
テンションローラ44は、転写ベルト41を張架するようにとともに、転写ベルト41の循環搬送に応じて従動回転する部材である。この例では、テンションローラ44は、記録媒体9Bの搬送方向Fにおいて、3つの現像部21の上流に配置されている。
ベルトクリーニングブレード45は、転写ベルト41の表面に付着したトナーを掻き取ってクリーニングする部材である。ベルトクリーニングブレード45は、転写ベルト41の循環搬送経路における、搬送路8とは異なる経路(図1における下側の経路)に配置されている。そして、掻き取られたトナーは、廃トナーボックス47に廃トナーとして回収されるようになっている。
ローラ46は、転写ベルト41を介してベルトクリーニングブレード45に対向配置され、ベルトクリーニングブレード45を転写ベルト41の表面に圧接させる部材である。
廃トナーボックス47は、ベルトクリーニングブレード45により掻き取られたトナー(廃トナー)を収容する部材である。廃トナーボックス47は、攪拌部材48と、回転部材49を有している。攪拌部材48は、廃トナーボックス47に収容された廃トナーが一か所に集まらないようにするために、廃トナーを攪拌して均す部材である。攪拌部材48の一端は、回転部材49に設けられた回動軸49Bを中心に回動可能に接続されている。回転部材49は、図示しないベルトモータから伝達された動力により、回転軸49Aを中心に回転する部材である。回転部材49に設けられた攪拌部材48の回動軸49Bは、回転部材49の回転軸49Aからずれた位置に配置される。この構成により、廃トナーボックス47では、回転部材49が回転することにより、攪拌部材48が揺すられ、その結果、回収された廃トナーが攪拌され均されるようになっている。
濃度センサ17(図1)は、転写ベルト41の表面におけるトナーの濃度を検出する部材である。濃度センサ17は、この例では、転写ベルト41の循環搬送経路における、ベルトクリーニングブレード45の上流に配置されている。濃度センサ17は、例えば、濃度補正動作において、現像部20により転写ベルト41に形成された濃度検出パターンを検出するものである。画像形成装置1は、この濃度センサ17における検出結果に基づいて、トナー濃度を補正するようになっている。
定着ユニット50は、記録媒体9Bに対し熱および圧力を付与することにより、記録媒体9B上に転写されたトナー像を記録媒体9Bに定着させる部材である。定着ユニット50は、加熱ローラ51と、加圧ローラ52とを有している。加熱ローラ51は、例えば、その内部にハロゲンランプ等の加熱ヒータを含んで構成されており、記録媒体9B上のトナーに対して熱を付与する部材である。加圧ローラ52は、加熱ローラ51との間に圧接部が形成されるように配置されており、記録媒体9B上のトナーに対して圧力を付与する部材である。これにより、定着ユニット50では、記録媒体9B上のトナーが、加熱され、融解し、加圧される。その結果、トナー像が記録媒体9B上に定着するようになっている。
排出センサ18は、記録媒体9Bの排出を検出する部材である。
排出ローラ19は、搬送路8を挟む1対のローラにより構成される部材であり、記録媒体9Bを、画像形成装置1の外部に向かって搬送するものである。
図4は、画像形成装置1における制御機構の一例を表すものである。画像形成装置1は、通信部61と、操作パネル62と、CPU(Central Processing Unit)63と、RAM(Random Access Memory)64と、ROM(Read Only Memory)65と、制御部70と、プロセス制御部66と、高圧電圧制御部67と、モータ制御部68と、露光制御部69とを備えている。
通信部61は、上位装置(この例ではパーソナルコンピュータ100)との間で通信を行うものであり、パーソナルコンピュータ100から送信された印刷データDPを受信するものである。印刷データDPは、制御コマンドおよび画像データを含んでいる。また、印刷データDPは、切断された記録媒体9Bの媒体サイズ、印刷する記録媒体9Bの媒体数(枚数)、媒体の種類や媒体厚などの媒体情報などについての情報を含んでいる。通信部61は、例えば、LAN(Local Area Network)などのネットワークや、USB(Universal Serial Bus)などのインタフェースを介して、パーソナルコンピュータ100に接続される。
操作パネル62は、ユーザの操作を受け付けるとともに、画像形成装置1の動作状態などを表示するものであり、例えば、タッチパネル、各種ボタン、液晶ディスプレイ、各種インジケータなどを用いて構成されるものである。
CPU63は、制御プログラムを実行することにより画像形成装置1における動作を制御するものであり、画像形成装置1における主制御部として機能する。
RAM64は、CPU63が制御プログラムを実行する際に使用するデータを一時的に記憶するものである。
ROM65は、書き換え可能なフラッシュメモリであり、CPU63が実行する制御プログラムを記憶するものである。また、ROM65は、ドラムカウントCNTD、ベルト廃トナーカウントCNTB、および補正テーブル120をも記憶している。
ドラムカウントCNTDは、3つの現像部21における感光ドラム31のそれぞれの累積使用量を示すものである。制御部70は、印刷データDPに基づいて画像形成装置1が画像形成動作を行う際、感光ドラム31の外周での回転距離が所定の距離に達する度に、ドラムカウントCNTDを1カウント分カウントアップする。この所定の距離は、例えば、記録媒体9の長さに対応する距離であってもよい。このドラムカウントCNTDは、現像部21が交換されたときにリセットされる。画像形成装置1は、このドラムカウントCNTDが所定のしきい値に到達したときに、現像部21が寿命を迎えたことを示す警告を発するようになっている。
ベルト廃トナーカウントCNTBは、転写ベルトユニット40の廃トナーボックス47に回収された廃トナーの累積回収量を示すものである。制御部70は、印刷データDPに基づいて画像形成装置1が画像形成動作を行う際、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出し、このカウントΔCNTBを用いてベルト廃トナーカウントCNTBを更新する。このベルト廃トナーカウントCNTBは、転写ベルトユニット40が交換されたときにリセットされる。画像形成装置1は、このベルト廃トナーカウントCNTBが所定のしきい値に到達したときに、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告を発するようになっている。
補正テーブル120は、制御部70のベルト廃トナーカウント算出部72(後述)が回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する際に参照するテーブルである。補正テーブル120は、切断された記録媒体9Bの媒体サイズに対応づけられた補正パラメータSについての情報を含んでいる。
画像形成装置1では、様々な理由で転写ベルト41にトナーが付着する。転写ベルト41に付着したトナーは、ベルトクリーニングブレード45により掻き取られ、廃トナーボックス47に廃トナーとして回収される。転写ベルト41にトナーが付着する理由の1つに、かぶり(Gray Background)トナーがある。
画像形成装置1では、感光ドラム31の表面における、露光ヘッド23により露光された部分には、現像ローラ36から、負に帯電したトナーが静電力により移動する。これにより、感光ドラム31にトナー像が形成される。ところで、現像ローラ36には、負に帯電しているものの帯電量が低いトナーや、正に帯電したトナーが存在する場合がある。この場合には、感光ドラム31の表面における露光されていない部分に、現像ローラ36からこれらのトナーが移動するおそれがある。このような帯電量が低いトナーや、正に帯電したトナーは、かぶりトナーと呼ばれる。感光ドラム31の表面における、記録媒体9Bに対応する領域以外の領域は、露光ヘッド23により露光されないので、通常の負に帯電したトナーは付着していないが、かぶりトナーが付着している可能性がある。
画像形成装置1が、感光ドラム31のトナー像を記録媒体9Bに転写する際、感光ドラム31の表面における記録媒体9Bに対応する領域のトナーは記録媒体9Bに移動し、記録媒体9Bに対応する領域以外の領域におけるトナーは転写ベルト41に移動する。その結果、かぶりトナーが転写ベルト41に移動する。転写ベルト41に移動したかぶりトナーは、ベルトクリーニングブレード45により掻き取られ、廃トナーボックス47に回収される。よって、記録媒体9Bに対応する領域以外の領域の面積が広いほど、廃トナーボックス47に回収されるかぶりトナーの量は多くなる。この例では、制御部70は、感光ドラム31の表面における画像形成可能な領域に対する、記録媒体9Bに対応する領域以外の領域の面積比を示す補正パラメータSを用いて、廃トナーボックス47に回収されるかぶりトナーの量を算出する。
図5は、1つの印刷ジョブにおいて、1枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合での、感光ドラム31の表面における画像形成可能な領域を表すものである。図5において、領域110は、記録媒体9Bに対応する領域である。
画像形成装置1では、切断された記録媒体9Bは、3つの現像部21のうちの一番上流の現像部21Cの手前で一旦待機する。そして、その後にドラムモータが動作を開始して3つの現像部21の感光ドラム31が回転し始めるとともに、転写ベルト41が記録媒体9Bを搬送し始める。そして、3つの現像部21の感光ドラム31におけるトナー像がこの記録媒体9Bに転写される。そして、記録媒体9Bの後端が3つの現像部21のうちの一番下流の現像部21Yを通過したタイミングから所定の時間が経過したときに、ドラムモータが動作を停止し、感光ドラム31が回転を停止する。
このようにして感光ドラム31が回転しはじめてから回転し終えるまでの、感光ドラム31の外周での回転距離をL1とすると、この回転距離L1は、以下の式を用いて表すことができる。
L1 = H + T1 + J ・・・(EQ1)
ここで、Hは、切断された記録媒体9Bが一番上流の現像部21Cの手前で待機しているときの、記録媒体9Bの先端と現像部21Cの感光ドラム31の位置との間の距離である。また、Jは、感光ドラム31が回転を停止したときの、記録媒体9Bの後端と一番下流の現像部21Yの感光ドラム31の位置との間の距離である。この距離H,Jは、固定値であり、記録媒体9Bの媒体サイズによって変化しないものである。T1は、記録媒体9Bの媒体長である。
感光ドラム31の表面における、画像形成可能な領域の面積を回転面積Xopcとすると、この回転面積Xopcは、以下の式を用いて表すことができる。
Xopc = Wopc × L1 ・・・(EQ2)
ここで、Wopcは、感光ドラム31の長手方向(主走査方向)における、画像形成可能な有効幅である。
記録媒体9Bに対応する領域110の面積X1は、以下の式を用いて表すことができる。
X1 = Y1 × T1 ・・・(EQ3)
ここで、Y1は記録媒体9Bの媒体幅である。
補正パラメータSは、感光ドラム31の表面における画像形成可能な領域に対する、記録媒体9Bの領域以外の領域の面積比である。すなわち、補正パラメータSは、以下の式を用いて表すことができる。
S = ( Xopc − X1 ) / Xopc ・・・(EQ4)
この式EQ4に、式EQ2を用いて算出した回転面積Xopc、および式EQ3を用いて算出した面積X1を代入することにより、補正パラメータSの数値を得ることができる。この補正パラメータSの値は、面積X1(媒体サイズ)が大きいほど小さくなるようになっている。
図6は、補正テーブル120の一構成例を表すものである。補正テーブル120は、様々な媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)における補正パラメータSを含んでいる。この例では、媒体幅Y1を5つの範囲に区分するとともに、媒体長T1を6つの範囲に区分している。この補正テーブル120は、あらかじめ、式EQ4を用いて作成され、ROM65に記憶される。そして、制御部70のベルト廃トナーカウント算出部72(後述)がこの補正テーブル120を用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)に基づいて補正パラメータSを取得し、この補正パラメータSを用いて、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出するようになっている。
制御部70は、CPU63からの指示に基づいて画像形成装置1の動作を制御するものである。制御部70は、印刷制御部71と、ベルト廃トナーカウント算出部72とを有している。
印刷制御部71は、画像形成装置1における印刷動作を制御するものである。印刷制御部71は、操作パネル62、CPU63、RAM64、およびROM65に接続されている。印刷制御部71は、媒体センサ12、書出センサ16、排出センサ18、および濃度センサ17における検出結果に基づいて、プロセス制御部66に対して指示を行う。また、印刷制御部71は、ベルト廃トナーカウント算出部72に、印刷データDPに含まれる媒体サイズについての情報を供給する機能をも有している。
ベルト廃トナーカウント算出部72は、印刷データDPに基づいて、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出するものである。カウントΔCNTBは、以下の式を用いて表すことができる。
ΔCNTB = ΔCNTB0 + ΔCNTBbg ・・・(EQ5)
ここで、ΔCNTB0は、例えば、濃度補正や色ずれ補正などの印刷品質を維持するための様々な処理において使用され、廃トナーボックス47に回収されるべきトナーのカウントである。ΔCNTBbgは、感光ドラム31から転写ベルト41に移動し、廃トナーボックス47に回収されるべきかぶりトナーのカウントである。カウントΔCNTBbgは、以下の式を用いて表すことができる。
ΔCNTBbg = ΔCNTBbg0 × S ・・・(EQ6)
ここで、ΔCNTBbg0は、感光ドラム31の表面における画像形成可能な全ての領域から転写ベルト41に対してかぶりトナーが移動したと仮定した場合における、回収されるべきかぶりトナーのカウントである。このカウントΔCNTBbg0は、例えば、温度や湿度などの環境条件をも考慮して算出されるものである。ここで、カウントΔCNTB,ΔCNTB0,ΔCNTBbg,ΔCNTBbg0は、例えば、3色のトナーに係るカウントの合計値にすることができる。
ベルト廃トナーカウント算出部72は、式EQ5,EQ6を用いて、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する。その際、ベルト廃トナーカウント算出部72は、ROM65に記憶された補正テーブル120を用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)に基づいて補正パラメータSを取得し、この補正パラメータSを用いて、回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する。そして、制御部70は、ROM65に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBにカウントΔCNTBを加算し、その結果をベルト廃トナーカウントCNTBとしてROM65に書き込むことにより、ベルト廃トナーカウントCNTBを更新するようになっている。
プロセス制御部66は、制御部70の印刷制御部71からの指示に基づいて、高圧電圧制御部67、モータ制御部68、および露光制御部69の動作を制御するものである。
高圧電圧制御部67は、プロセス制御部66からの指示に基づいて、3つの現像ローラ36に印加される現像電圧、3つの供給ローラ38に印加される供給電圧、3つの現像ブレード37に印加される層形成電圧、3つの供給ローラ38に印加される供給電圧、および3つの転写ローラ42に印加される転写電圧を生成するものである。
モータ制御部68は、プロセス制御部66からの指示に基づいて、搬送モータ、カッタモータ、ドラムモータ、ベルトモータなどの各種モータの動作を制御するものである。
露光制御部69は、プロセス制御部66からの指示に基づいて、3つの露光ヘッド23における露光動作を制御するものである。
ここで、現像部21は、本発明における「現像部」の一具体例に対応する。感光ドラム31は、本発明における「像担持体」の一具体例に対応する。転写ベルトユニット40は、本発明における「転写部」の一具体例に対応する。ベルトクリーニングブレード47は、本発明における「清掃部材」の一具体例に対応する。廃トナーボックス47は、本発明における「収容部」の一具体例に対応する。制御部70は、本発明における「演算部」の一具体例に対応する。ROM65は、本発明における「記憶部」の一具体例に対応する。ベルト廃トナーカウントCNTBは、本発明における「回収量」の一具体例に対応する。
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の画像形成装置1の動作および作用について説明する。
(全体動作概要)
まず、図1,4を参照して、画像形成装置1の全体動作概要を説明する。通信部61が、パーソナルコンピュータ100から供給された印刷データDPを受け取ると、印刷制御部71は、その印刷データDPに基づいてプロセス制御部66に対して指示を行う。プロセス制御部66は、制御部70の印刷制御部71からの指示に基づいて、高圧電圧制御部67、モータ制御部68、および露光制御部69の動作を制御する。高圧電圧制御部67は、プロセス制御部66からの指示に基づいて、3つの現像ローラ36に印加される現像電圧、3つの供給ローラ38に印加される供給電圧、3つの現像ブレード37に印加される層形成電圧、3つの供給ローラ38に印加される供給電圧、および3つの転写ローラ42に印加される転写電圧を生成する。モータ制御部68は、プロセス制御部66からの指示に基づいて、搬送モータ、カッタモータ、ドラムモータ、ベルトモータなどの各種モータの動作を制御する。露光制御部69は、プロセス制御部66からの指示に基づいて、3つの露光ヘッド23における露光動作を制御する。
カッタユニット14の切断部14Aは、媒体ホルダ11から供給された記録媒体9を切断する。現像部20の3つの現像部21は、3色(シアン色、マゼンタ色、および黄色)のトナー像をそれぞれ形成する。転写ベルトユニット40は、切断された記録媒体9Bを搬送路8に沿って搬送するとともに、3つの現像部21の感光ドラム31におけるトナー像を記録媒体9Bに転写する。定着ユニット50は、記録媒体9B上に転写されたトナー像を記録媒体9Bに定着させる。排出ローラ19は、記録媒体9Bを、画像形成装置1の外部に向かって搬送する。
(詳細動作)
転写ベルトユニット40において、ベルトクリーニングブレード45は、転写ベルト41に付着したトナーを掻き取る。掻き取られたトナーは、廃トナーボックス47に廃トナーとして回収される。画像形成装置1は、印刷データDPに供給される度に、その印刷ジョブにおいて廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーの量に対応するカウントΔCNTBを算出し、このカウントΔCNTBを用いてベルト廃トナーカウントCNTBを更新する。そして、画像形成装置1は、ベルト廃トナーカウントCNTBに基づいて、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告を行う。以下に、この動作について詳細に説明する。
図7は、画像形成装置1における、ベルト廃トナーカウントCNTBの更新動作の一例を表すものである。この例では、画像形成装置1は、1枚分の画像データを含む印刷データDPに基づいて、画像形成動作を行う。画像形成装置1は、印刷データDPを受信する度に、ドラムカウントCNTDおよびベルト廃トナーカウントCNTBがそれぞれしきい値未満であるかどうかを確認する。そして、画像形成装置1は、ドラムカウントCNTDおよびベルト廃トナーカウントCNTBがそれぞれしきい値未満である場合に、画像形成動作を開始するとともに、その印刷ジョブに係るカウントΔCNTBを算出し、そのカウントΔCNTBを用いてベルト廃トナーカウントCNTBを更新する。以下に、この動作について詳細に説明する。
まず、制御部70は、通信部61が印刷データDPを受信したかどうかを確認する(ステップS101)。制御部70は、通信部61が印刷データDPを受信するまで、このステップS101を繰り返す。
ステップS101において、通信部61が印刷データDPを受信した場合(ステップS101において“Y”)には、印刷制御部71は、ROM65に記憶されたドラムカウントCNTDがしきい値未満であるかどうかを確認する(ステップS102)。ドラムカウントCNTDがしきい値以上である場合(ステップS102において“N”)には、操作パネル62は、印刷制御部71からの指示に基づいて、現像部21が寿命を迎えたことを示す警告を行う(ステップS103)。そして、このフローは終了する。
ステップS102において、ROM65に記憶されたドラムカウントCNTDがしきい値未満である場合(ステップS102において“Y”)には、印刷制御部71は、ROM65に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBがしきい値未満であるかどうかを確認する(ステップS104)。ベルト廃トナーカウントCNTBがしきい値以上である場合(ステップS104において“N”)には、操作パネル62は、印刷制御部71からの指示に基づいて、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告を行う(ステップS105)。そして、このフローは終了する。
ステップS104において、ROM65に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBがしきい値未満である場合(ステップS104において“Y”)には、画像形成装置1は、印刷データDPに基づいて、画像形成動作を開始する(ステップS106)。具体的には、印刷制御部71は、印刷データDPに基づいてプロセス制御部66に対して指示を行う。プロセス制御部66は、制御部70の印刷制御部71からの指示に基づいて、高圧電圧制御部67、モータ制御部68、および露光制御部69に対して動作を開始するように指示する。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部72は、印刷データDPに含まれる、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)についての情報を取得する(ステップS107)。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部72は、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)についての情報に基づいて、補正パラメータSを取得する(ステップS108)。具体的には、ベルト廃トナーカウント算出部72は、ステップS107において取得した記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)についての情報に基づいて、ROM65に記憶された補正テーブル120を用いて、補正パラメータSを取得する。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部72は、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する(ステップS109)。具体的には、ベルト廃トナーカウント算出部72は、ステップS108において取得した補正パラメータS、および式EQ5,EQ6を用いて、カウントΔCNTBを算出する。
そして、制御部70は、ROM65に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBを更新する(ステップS110)。具体的には、ベルト廃トナーカウント算出部72は、ROM65に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBにカウントΔCNTBを加算する。そして、印刷制御部71は、このベルト廃トナーカウントCNTBをROM65に書き込む。このようにして、制御部70は、ROM65に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBを更新する。
以上で、このフローは終了する。
次に、廃トナーボックス47における残りの収納可能量Rの実測値と計算値との比較について説明する。
図8は、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)および計算値(収納可能量Rcal)の実験結果の一例を表すものである。この実験では、デューティ比が0%である画像データに基づいて1枚の記録媒体9Bに画像を形成する印刷ジョブを、転写ベルト41の搬送距離が転写ベルト41の寿命に対応する所定の距離になるまで、複数回実行した。収納可能量Rmeasは、廃トナーボックス47の最大収納量から、廃トナーボックス47において実際に回収された廃トナー量を減算することにより求めた、残りの収納可能量Rである。収納可能量Rcalは、ベルト廃トナーカウント算出部72が算出したカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウントCNTB)に基づいて求めた、残りの収納可能量Rである。収納可能量Rmeasおよび収納可能量Rcalは、廃トナーボックス47の最大収納量における割合を用いて表している。
実験は、様々な媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)の記録媒体9Bを用い、3つの環境条件NN,HH,LLにおいて行った。環境条件NNは、温度が22度、湿度が55%の環境条件である。環境条件HHは、温度が27度、湿度が80%の環境条件である。環境条件LLは、温度が19度、湿度が20%の環境条件である。判定欄において、“○”は、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差が10%以下であることを示す。
図8に示したように、画像形成装置1では、様々な媒体サイズ、そして、様々な環境条件において、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差の絶対値を10%以下にすることができる。
このように、画像形成装置1では、ベルト廃トナーカウント算出部72が、媒体サイズに応じた補正パラメータSを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウントCNTB)を求めるようにした。これにより、媒体サイズに応じて補正パラメータSを変更しない場合に比べて、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度を高めることができる。
すなわち、媒体サイズに応じて補正パラメータSを変更しない場合には、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度が低くなるおそれがある。図9は、媒体サイズに応じて補正パラメータSを変更しない場合における、実験結果の一例を表すものである。判定欄において、“○”は、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差が10%以下であることを示し、“×”は差が10%より大きいことを示す。なお、この例では、媒体幅Y1が58mmであり、媒体長T1が216mmである記録媒体9Bを想定している。図9に示したように、媒体サイズに応じて補正パラメータSを変更しない場合には、多くのケースで、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差の絶対値が10%より大きくなる。このように、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度が低い場合には、例えば、図7のステップS105に示した、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告が、早めに行われたり、遅めに行われたりするおそれがある。例えば、警告が早めに行われる場合には、廃トナーボックス47に余裕があるにもかかわらず警告が行われるため、ユーザに、転写ベルトユニット40の交換の手間や金銭的な負担を強いるおそれがある。また、例えば警告が遅めに行われる場合には、廃トナーボックス47における廃トナーが多くなりすぎ、廃トナーボックス47がパンクするおそれがある。また、このように廃トナーボックス47がパンクするのを避けるために、寿命を判定するしきい値を低く設定した場合には、警告が早めに行われるので、結果的にユーザに交換の手間や金銭的な負担を強いるおそれがある。
一方、画像形成装置1では、ベルト廃トナーカウント算出部72が、媒体サイズに応じた補正パラメータSを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウントCNTB)を求めるようにしたので、媒体サイズが変化する場合でも、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度を高めることができる。その結果、画像形成装置1では、例えば、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告を、適切なタイミングで行うことができる。これにより、画像形成装置1では、ユーザに、転写ベルトユニット40の交換の手間や金銭的な負担を強いるおそれを低減することができ、廃トナーボックス47がパンクするおそれを低減することができる。
[効果]
以上のように本実施の形態では、媒体サイズに応じた補正パラメータを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウント)を求めるようにしたので、印刷する記録媒体の媒体サイズが変化する場合でも、ベルト廃トナーカウントの算出精度を高めることができる。その結果、例えば、転写ベルトユニットが寿命を迎えたことを示す警告を、適切なタイミングで行うことができる。
[変形例1−1]
上記実施の形態では、ベルト廃トナーカウント算出部72は、ROM65に記憶された補正テーブル120を用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)に基づいて補正パラメータSを取得したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、補正テーブル120を設けずに、式EQ4を用いて、記録媒体9Bの媒体サイズに基づいて補正パラメータSを算出するようにしてもよい。
[変形例1−2]
上記実施の形態では、ベルト廃トナーカウント算出部72は、印刷データDPに含まれる媒体サイズについての情報に基づいてカウントΔCNTBを算出したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、ベルト廃トナーカウント算出部72は、画像形成装置1に設定された媒体サイズについての情報に基づいてカウントΔCNTBを算出してもよい。また、例えば、画像形成装置1に、記録媒体9Bの媒体サイズを検出するセンサを設け、ベルト廃トナーカウント算出部72は、このセンサにより検出された媒体サイズに基づいてカウントΔCNTBを算出してもよい。
<2.第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態に係る画像形成装置2について説明する。本実施の形態は、媒体サイズに加え、媒体数(枚数)にも基づいて、補正パラメータSを求めるものである。なお、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
画像形成装置2は、図4に示したように、ROM85と、制御部80とを備えている。
ROM85は、補正テーブル130を記憶している。補正テーブル130は、切断された記録媒体9Bの媒体サイズ、および印刷する記録媒体9Bの媒体数(枚数)に対応づけられた補正パラメータSについての情報を含んでいる。
図10は、1つの印刷ジョブにおいて、複数(この例では2枚)の記録媒体9Bに画像を形成する場合での、感光ドラム31の表面における画像形成可能な領域を表すものである。図10において、領域111は、1枚目の記録媒体9Bに対応する領域であり、領域112は、2枚目の記録媒体9Bに対応する領域である。
感光ドラム31が回転しはじめてから回転し終えるまでの、感光ドラム31の外周での回転距離をL2とすると、この回転距離L2は、以下の式を用いて表すことができる。
L2 = H + T1 + K + T2 + J ・・・(EQ7)
ここで、T1は、1枚目の記録媒体9Bの媒体長であり、T2は、2枚目の記録媒体9Bの媒体長であり、Kは、1枚目の記録媒体9Bの後端と2枚目の記録媒体9Bの先端との間の距離である。
感光ドラム31の表面における、画像形成可能な領域の面積を回転面積X2opcとすると、この回転面積X2opcは、以下の式を用いて表すことができる。
X2opc = Wopc × L2
= Wopc ×(H+T1+K+T2+J)・・・(EQ8)
例えば、互いに同じ媒体長T1を有するn枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合には、回転距離Lnは、以下の式を用いて表すことができる。
Ln = H + n×T1 +(n−1)×K + J ・・・(EQ9)
よって、この場合の回転面積Xnopcは、以下の式を用いて表すことができる。
Xnopc = Wopc × Ln
= Wopc ×(H+n×T1+(n−1)×K+J)・・・(EQ10)
複数の記録媒体9Bに対応する領域の面積の合計面積Xnは、以下の式を用いて表すことができる。
Xn = Σ(Yn × Tn) ・・・(EQ11)
ここで、Ynはn枚目の記録媒体9Bの媒体幅であり、Tnはn枚目の記録媒体9Bの媒体長である。
補正パラメータSは、以下の式を用いて表すことができる。
S = (Xnopc−Xn)/Xnopc ・・・(EQ12)
この式EQ12に、式EQ10を用いて算出した回転面積Xnopc、および式EQ11を用いて算出した合計面積Xnを代入することにより、n枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合の補正パラメータSの数値を得ることができる。
図11A〜11Cは、補正テーブル130の一構成例を表すものである。この例では、補正テーブル130は、3つの補正テーブル130A,130B,130Cを含んでいる。補正テーブル130Aは、1つの印刷ジョブにより3枚(n=3)の記録媒体9Bに画像を形成する場合に用いるものであり、補正テーブル130Bは、1つの印刷ジョブにより5枚(n=5)の記録媒体9Bに画像を形成する場合に用いるものであり、補正テーブル130Cは、1つの印刷ジョブにより10枚(n=10)の記録媒体9Bに画像を形成する場合に用いるものである。この例では、複数の記録媒体9Bは、互いに同じ媒体幅Y1を有するとともに、互いに同じ媒体長T1を有する。この補正テーブル130(補正テーブル130A,130B,130C)は、あらかじめ、例えば式EQ12を用いて作成され、ROM85に記憶される。そして、制御部80のベルト廃トナーカウント算出部82(後述)がこの補正テーブル130を用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)および媒体数に基づいて補正パラメータSを取得し、この補正パラメータSを用いて、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出するようになっている。
制御部80は、CPU63からの指示に基づいて画像形成装置2の動作を制御するものである。制御部80は、印刷制御部81と、ベルト廃トナーカウント算出部82とを有している。
印刷制御部81は、画像形成装置2における印刷動作を制御するものである。また、印刷制御部81は、ベルト廃トナーカウント算出部82に、印刷データDPに含まれる媒体サイズおよび媒体数についての情報を供給する機能をも有している。
ベルト廃トナーカウント算出部82は、上記第1の実施の形態に係るベルト廃トナーカウント算出部72と同様に、式EQ5,EQ6を用いて、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する。その際、ベルト廃トナーカウント算出部82は、ROM85に記憶された補正テーブル130に含まれる3つの補正テーブル130A,130B,130Cのうち、印刷する記録媒体9Bの媒体数に最も近い媒体数に対応する補正テーブルを用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)に基づいて補正パラメータSを取得し、この補正パラメータSを用いて、回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する。そして、制御部80は、ROM85に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBにカウントΔCNTBを加算し、その結果をベルト廃トナーカウントCNTBとしてROM85に書き込むことにより、ベルト廃トナーカウントCNTBを更新するようになっている。
図12は、画像形成装置2におけるベルト廃トナーカウントCNTBの更新動作の一例を表すものである。この例では、画像形成装置2は、複数枚分の画像データを含む印刷データDPに基づいて、画像形成動作を行う。
制御部80は、第1の実施の形態に係る制御部70と同様に、通信部61が印刷データDPを受信したかどうかを確認し(ステップS101)、ROM85に記憶されたドラムカウントCNTDがしきい値未満であるかどうかを確認し(ステップS102)、ROM85に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBがしきい値未満であるかどうかを確認する(ステップS104)。
ROM85に記憶されたドラムカウントCNTDがしきい値未満であり、かつ、ROM85に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBがしきい値未満である場合(ステップS102,S104において“Y”)には、画像形成装置2は、印刷データDPに基づいて、画像形成動作を開始する(ステップS106)。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部82は、印刷データDPに含まれる、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)および記録媒体9Bの媒体数についての情報を取得する(ステップS117)。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部82は、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)および媒体数についての情報に基づいて、補正パラメータSを取得する(ステップS118)。具体的には、ベルト廃トナーカウント算出部82は、ROM85に記憶された補正テーブル130に含まれる3つの補正テーブル130A,130B,130Cのうち、ステップS117において取得した記録媒体9Bの媒体数に最も近い媒体数に対応する補正テーブルを用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)に基づいて補正パラメータSを取得する。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部82は、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する(ステップS109)。具体的には、ベルト廃トナーカウント算出部82は、ステップS118において取得した補正パラメータS、および式EQ5,EQ6を用いて、カウントΔCNTBを算出する。
そして、制御部80は、ROM85に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBを更新する(ステップS110)。
以上で、このフローは終了する。
次に、廃トナーボックス47における残りの収納可能量Rの実測値と計算値との比較について説明する。
図13A〜13Cは、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)および計算値(収納可能量Rcal)の実験結果の一例を表すものである。この実験では、デューティ比が0%である画像データに基づいて複数枚(3枚、5枚、および10枚)の記録媒体9Bに画像を形成する印刷ジョブを、転写ベルト41の搬送距離が転写ベルト41の寿命に対応する所定の距離になるまで、複数回実行した。図13Aは、3枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合を示し、図13Bは、5枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合を示し、図13Cは、10枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合を示す。
図13A〜13Cに示したように、画像形成装置2では、様々な媒体サイズ、様々な媒体数、そして、様々な環境条件において、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差の絶対値を10%以下にすることができる。
このように、画像形成装置2では、ベルト廃トナーカウント算出部82が、媒体数に応じた補正パラメータSを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウントCNTB)を求めるようにした。これにより、媒体数に応じて補正パラメータSを変更しない場合に比べて、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度を高めることができる。
すなわち、例えば、媒体サイズおよび媒体数に応じて補正パラメータSを変更しない場合には、図14A〜14Cに示したように、多くのケースで、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差の絶対値が10%より大きくなる。なお、図14Aは、3枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合を示し、図14Bは、5枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合を示し、図14Cは、10枚の記録媒体9Bに画像を形成する場合を示す。この例では、媒体幅Y1が58mmであり、媒体長T1が216mmである1枚の記録媒体9Bを想定している。このように、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度が低い場合には、例えば、図12のステップS105に示した、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告が、早めに行われたり、遅めに行われたりするおそれがある。
一方、画像形成装置2では、ベルト廃トナーカウント算出部82が、媒体数に応じた補正パラメータSを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウントCNTB)を求めるようにしたので、印刷する記録媒体9Bの媒体数が変化する場合でも、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度を高めることができる。その結果、画像形成装置2では、例えば、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告を、適切なタイミングで行うことができる。
以上のように本実施の形態では、媒体数に応じた補正パラメータを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウント)を求めるようにしたので、印刷する記録媒体の媒体数が変化する場合でも、ベルト廃トナーカウントの算出精度を高めることができる。その結果、例えば、転写ベルトユニットが寿命を迎えたことを示す警告を、適切なタイミングで行うことができる。その他の効果は、上記第1の実施の形態の場合と同様である。
[変形例2−1]
上記実施の形態では、ベルト廃トナーカウント算出部82は、ROM85に記憶された補正テーブル130を用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)および媒体数に基づいて補正パラメータSを取得したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、補正テーブル130を設けずに、式EQ12を用いて、記録媒体9Bの媒体サイズおよび媒体数に基づいて補正パラメータSを算出するようにしてもよい。
<3.第3の実施の形態>
次に、第3の実施の形態に係る画像形成装置3について説明する。本実施の形態は、媒体サイズに加え、媒体数にも基づいて、補正パラメータSを求めるものである。なお、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図15は、画像形成装置3における制御機構の一例を表すものである。画像形成装置3は、ROM95と、制御部90とを備えている。
ROM95は、補正テーブル130,140を記憶している。補正テーブル140は、印刷する記録媒体9Bの媒体厚に対応づけられた補正パラメータMwについての情報を含んでいる。この例では、媒体厚を、媒体坪量を用いて表している。
上述したように、画像形成装置3が、感光ドラム31のトナー像を記録媒体9Bに転写する際、感光ドラム31の表面における記録媒体9Bに対応する領域のトナーは記録媒体9Bに移動し、記録媒体9Bに対応する領域以外の領域におけるトナーは転写ベルト41に移動する。その結果、かぶりトナーが転写ベルト41に移動する。感光ドラム31の表面のかぶりトナーが転写ベルト41に移動する量は、媒体厚により変化する。
図16は、転写ベルト41に移動したかぶりトナーの量と、媒体坪量との関係を表すものである。図16に示したように、媒体厚が薄いほど、言い換えれば、媒体坪量が少ないほど、多くのかぶりトナーが転写ベルト41に移動する。これは以下の理由による。すなわち、画像形成装置3が、感光ドラム31のトナー像を記録媒体9Bに転写する際、高圧電圧制御部67は、互いに対向配置された感光ドラム31および転写ローラ42の間に流れる電流に基づいて、その転写ローラ42に印加する転写電圧を調節する。例えば、記録媒体9Bの媒体厚が薄い場合には、互いに対向配置された感光ドラム31および転写ローラ42の間に多くの電流が流れるので、転写電圧が低い電圧に調節される。これにより、負に帯電しているものの帯電量が低いトナーや、正に帯電したトナーは、転写ベルト41に移動しやすくなる。その結果、媒体厚が薄いほど、多くのかぶりトナーが転写ベルト41に移動する。この例では、制御部90は、記録媒体9Bの媒体坪量に対応づけられた補正パラメータMwを用いて、廃トナーボックス47に回収されるかぶりトナーの量を算出する。
図17は、補正テーブル140の一構成例を表すものである。この例では、補正テーブル140は、様々な媒体坪量における補正パラメータMwを含んでいる。この例では、媒体坪量W1を7つの範囲に区分している。この補正テーブル140は、あらかじめ、ROM95に記憶される。そして、制御部90のベルト廃トナーカウント算出部92(後述)が、補正テーブル130を用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)および媒体数に基づいて補正パラメータSを取得するとともに、補正テーブル140を用いて、記録媒体9Bの媒体坪量W1に基づいて補正パラメータMwを取得し、この補正パラメータS,Mwを用いて、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出するようになっている。
制御部90は、CPU63からの指示に基づいて画像形成装置3の動作を制御するものである。制御部90は、印刷制御部91と、ベルト廃トナーカウント算出部92とを有している。
印刷制御部91は、画像形成装置3における印刷動作を制御するものである。また、印刷制御部91は、ベルト廃トナーカウント算出部92に、印刷データDPに含まれる媒体サイズ、媒体数、および媒体の種類や媒体厚などの媒体情報を供給する機能をも有している。
ベルト廃トナーカウント算出部92は、印刷データDPに基づいて、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出するものである。この例では、ベルト廃トナーカウント算出部92は、以下の式を用いて、カウントΔCNTBを求める。
ΔCNTB = ΔCNTB0 + ΔCNTBbg × Mw ・・・(EQ13)
その際、ベルト廃トナーカウント算出部92は、ROM95に記憶された補正テーブル130に含まれる3つの補正テーブル130A,130B,130Cのうち、印刷する記録媒体9Bの媒体数に最も近い媒体数に対応する補正テーブルを用いて、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)に基づいて補正パラメータSを取得する。また、ベルト廃トナーカウント算出部92は、ROM95に記憶された補正テーブル140を用いて、媒体厚(媒体坪量W1)に基づいて補正パラメータMwを取得する。そして、ベルト廃トナーカウント算出部92は、これらの補正パラメータS,Mwを用いて、回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する。そして、制御部90は、ROM95に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBにカウントΔCNTBを加算し、その結果をベルト廃トナーカウントCNTBとしてROM95に書き込むことにより、ベルト廃トナーカウントCNTBを更新するようになっている。
図18は、画像形成装置3におけるベルト廃トナーカウントCNTBの更新動作の一例を表すものである。
制御部90は、第1の実施の形態に係る制御部70と同様に、通信部61が印刷データDPを受信したかどうかを確認し(ステップS101)、ROM95に記憶されたドラムカウントCNTDがしきい値未満であるかどうかを確認し(ステップS102)、ROM95に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBがしきい値未満であるかどうかを確認する(ステップS104)。
ROM95に記憶されたドラムカウントCNTDがしきい値未満であり、かつ、ROM95に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBがしきい値未満である場合(ステップS102,S104において“Y”)には、画像形成装置2は、印刷データDPに基づいて、画像形成動作を開始する(ステップS106)。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部92は、印刷データDPに含まれる、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)、記録媒体9Bの媒体数、および記録媒体9Bの媒体厚(媒体坪量W1)についての情報を取得する(ステップS127)。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部92は、記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)、媒体数、および媒体厚(媒体坪量W1)についての情報に基づいて補正パラメータS,Mwを取得する(ステップS128)。具体的には、ベルト廃トナーカウント算出部92は、ROM95に記憶された補正テーブル130に含まれる3つの補正テーブル130A,130B,130Cのうち、ステップS127において取得した記録媒体9Bの媒体数に最も近い媒体数に対応する補正テーブルを用いて、ステップS127において取得した記録媒体9Bの媒体サイズ(媒体幅Y1および媒体長T1)に基づいて補正パラメータSを取得する。また、ベルト廃トナーカウント算出部92は、ROM95に記憶された補正テーブル140を用いて、ステップS127において取得した記録媒体9Bの媒体厚(媒体坪量W1)についての情報に基づいて、補正パラメータMwを取得する。
次に、ベルト廃トナーカウント算出部92は、その印刷ジョブにより廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBを算出する(ステップS129)。具体的には、ベルト廃トナーカウント算出部92は、ステップS128において取得した補正パラメータS,Mw、および式EQ13,EQ6を用いて、カウントΔCNTBを算出する。
そして、制御部90は、ROM95に記憶されたベルト廃トナーカウントCNTBを更新する(ステップS110)。
以上で、このフローは終了する。
次に、廃トナーボックス47における残りの収納可能量Rの実測値と計算値との比較について説明する。
図19は、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)および計算値(収納可能量Rcal)の実験結果の一例を表すものである。この実験では、デューティ比が0%である画像データに基づいて記録媒体9Bに画像を形成する印刷ジョブを、転写ベルト41の搬送距離が転写ベルト41の寿命に対応する所定の距離になるまで、複数回実行した。画像形成装置3では、図19に示したように、様々な媒体厚(媒体坪量W1)において、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差の絶対値を10%以下にすることができる。
このように、画像形成装置3では、ベルト廃トナーカウント算出部92が、媒体厚(媒体坪量W1)に応じた補正パラメータMwを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウントCNTB)を求めるようにした。これにより、補正パラメータMwを用いない場合に比べて、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度を高めることができる。
すなわち、補正パラメータMwを用いないように構成した画像形成装置3Rでは、図19に示したように、いくつかのケースで、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差の絶対値が10%より大きくなる。
具体的には、この例では、媒体坪量W1が82g/m2以下である場合に、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差の絶対値が10%より大きくなる。すなわち、画像形成装置3Rでは、媒体厚(媒体坪量W1)が小さい場合には、廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBが少なめに見積もられるので、収納可能量Rの実測値と計算値との差の絶対値が大きくなる。そして、この場合には、廃トナーボックス47がパンクしている。すなわち、カウントΔCNTBが少なめに見積もられるので、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告が遅めに行われることとなる。
また、この例では、媒体坪量W1が120g/m2より大きい場合に、収納可能量Rの実測値(収納可能量Rmeas)と計算値(収納可能量Rcal)との差の絶対値が10%より大きくなる。すなわち、画像形成装置3Rでは、媒体厚(媒体坪量W1)が大きい場合には、廃トナーボックス47に回収されるべき廃トナーのカウントΔCNTBが多めに見積もられるので、収納可能量Rの実測値と計算値との差の絶対値が大きくなる。そして、この場合には、残りの収納可能量Rが10%以上である状態で、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告が行われる。すなわち、カウントΔCNTBが多めに見積もられるので、寿命の警告が早めに行われることとなる。
一方、画像形成装置3では、ベルト廃トナーカウント算出部92が、媒体厚(媒体坪量W1)に応じた補正パラメータMwを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウントCNTB)を求めるようにしたので、印刷する記録媒体9Bの媒体厚が変化する場合でも、ベルト廃トナーカウントCNTBの算出精度を高めることができる。その結果、画像形成装置3では、例えば、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告を、適切なタイミングで行うことができる。
以上のように本実施の形態では、媒体厚に応じた補正パラメータを用いてカウントΔCNTB(ベルト廃トナーカウント)を求めるようにしたので、印刷する記録媒体の媒体厚が変化する場合でも、ベルト廃トナーカウントの算出精度を高めることができる。その結果、例えば、転写ベルトユニットが寿命を迎えたことを示す警告を、適切なタイミングで行うことができる。その他の効果は、上記第1の実施の形態の場合と同様である。
[変形例3−1]
上記実施の形態では、ベルト廃トナーカウント算出部92は、印刷データDPに含まれる媒体厚についての情報に基づいてカウントΔCNTBを算出したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、ベルト廃トナーカウント算出部92は、画像形成装置3に設定された媒体厚についての情報に基づいてカウントΔCNTBを算出してもよい。また、例えば、画像形成装置3に、記録媒体9Bの媒体厚を検出するセンサを設け、ベルト廃トナーカウント算出部92は、このセンサにより検出された媒体厚に基づいてカウントΔCNTBを算出してもよい。
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記の実施の形態等では、ベルト廃トナーカウントCNTBに基づいて、転写ベルトユニット40が寿命を迎えたことを示す警告を行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、ベルト廃トナーカウントCNTBに基づいて、転写ベルトユニット40が近い将来に寿命を迎えることを示す警告を行ってもよいし、廃トナーボックス47における残りの収納可能量Rなど、転写ベルトユニット40の寿命についての情報をユーザに提示してもよい。
また、例えば、上記の実施の形態等では、3色のトナーを用いて画像を形成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば4色以上のトナーを用いて画像を形成してもよい。4色のトナーを用いる場合には、例えば、シアン色、マゼンタ色、黄色、および黒色のトナーを用いることができる。また、5色のトナーを用いる場合には、さらに白色のトナーや、透明色のトナーを用いることができる。
また、例えば、上記の実施の形態等では、記録媒体9にカラー画像を形成したが、これに限定されるものではなく、モノクロ画像を形成してもよい。
また、例えば、上記の実施の形態等では、長尺の記録媒体9を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば普通紙(カット紙)を用いてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態等では、現像部21が形成したトナー像を記録媒体9Bに直接転写したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、現像部21が形成したトナー像を、一旦中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録媒体9Bに転写してもよい。
また、例えば、上記の実施の形態等では、本技術を単機能のプリンタに適用したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、コピー機能、ファックス機能、スキャン機能、プリント機能などを有する、いわゆる多機能周辺装置(MFP;Multi Function Peripheral)に適用してもよい。また、単機能のコピー機、単機能のFAX機に適用してもよい。
また、例えば、上記の実施の形態等では、廃トナーボックス47内に廃トナー量を直接検出するセンサを設けないようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、廃トナーボックス47内に廃トナー量を検出するセンサを設けてもよい。
1,2,3…画像形成装置、9,9B…記録媒体、9A…ロール、11…媒体ホルダ、12…媒体センサ、13…搬送ローラ、14…カッタユニット、14A…切断部、15…搬送ローラ、16…書出センサ、17…濃度センサ、18…排出センサ、19…排出ローラ、20…現像部、21,21C,21M,21Y…現像部、22…トナー収容部、23…露光ヘッド、30…現像ユニット、31…感光ドラム、32…クリーニングブレード、33…搬送スパイラル、34…帯電ローラ、35…クリーニングローラ、36…現像ローラ、37…現像ブレード、38…供給ローラ、40…転写ベルトユニット、41…転写ベルト、42,42C,42M,42Y…転写ローラ、43…駆動ローラ、44…テンションローラ、45…ベルトクリーニングブレード、46…ローラ、47…廃トナーボックス、48…攪拌部材、49…回転部材、50…定着ユニット、51…加熱ローラ、52…加圧ローラ、61…通信部、62…操作パネル、63…CPU、64…RAM、65,85,95…ROM、66…プロセス制御部、67…高圧電圧制御部、68…モータ制御部、69…露光制御部、70,80,90…制御部、71,81,91…印刷制御部、72,82,92…ベルト廃トナーカウント算出部、120,130,130A,130B,130C,140…補正テーブル、CNTB…ベルト廃トナーカウント、CNTD…ドラムカウント、DP…印刷データ、Mw,S…補正パラメータ、R,Rcal,Rmeas…収納可能量、T1…媒体長、W1…媒体坪量、Y1…媒体幅、ΔCNTB…カウント。

Claims (8)

  1. 現像剤像を担持する像担持体を有する現像部と、
    前記像担持体に接するように配置された転写ベルトと、前記転写ベルトに付着した現像剤を除去する清掃部材と、前記清掃部材により除去された前記現像剤を回収する収容部とを有し、記録媒体に前記現像剤像を転写する転写部と、
    前記記録媒体の媒体サイズに基づいて、前記収容部における前記現像剤の回収量を算出する演算部と
    を備えた画像形成装置。
  2. 前記演算部は、算出された前記回収量に基づいて、前記転写部の寿命についての情報を得る
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記媒体サイズに対応づけられた補正パラメータを含む補正テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
    前記演算部は、前記補正テーブルを用いて、前記現像剤像を形成すべき前記記録媒体の前記媒体サイズに応じた前記補正パラメータを取得し、取得した前記補正パラメータに基づいて前記回収量を算出する
    請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記回収量は、前記媒体サイズが小さいほど多い
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記演算部は、前記媒体サイズに加え、前記現像剤像を形成すべき前記記録媒体の媒体数にも基づいて、前記回収量を算出する
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  6. 前記演算部は、前記媒体サイズに加え、前記現像剤像を形成すべき前記記録媒体の媒体厚にも基づいて、前記回収量を算出する
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記現像剤像に対応する画像データと前記媒体サイズについての情報とを含む印刷データを受信する通信部をさらに備え、
    前記演算部は、前記印刷データに含まれる前記媒体サイズについての情報に基づいて前記回収量を算出する
    請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  8. 像担持体に接するように配置された転写ベルトを有する転写部が、前記像担持体が担持する現像剤像を記録媒体に転写することと、
    前記転写部の清掃部材が、前記転写ベルトに付着した現像剤を除去することと、
    前記転写部の収容部が、前記清掃部材により除去された前記現像剤を回収することと、
    演算部が、前記記録媒体の媒体サイズに基づいて、前記収容部における前記現像剤の回収量を算出することと
    を含む画像形成方法。
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