(57)【要約】【課題】クリーニング部に流動性が悪い異物（紙粉や架橋したトナー等）が発生することによるクリーニング不良や感光体フィルミング等の異常画像を防止する。【解決手段】トナー像を担持搬送する像担持体１と、像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写部８と、トナー像を転写した後に像担持体に残留したトナーを除去するために像担持体の搬送方向下流側に配置したクリーニング部材４１と、を備えた作像ユニット５であって、転写部からクリーニング部材までの間に位置する像担持体面、又は／及び、クリーニング部材と像担持体との接触部にトナーを供給するトナー供給部４５を備えた。【選択図】図３
2014038251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持搬送する像担持体と、
該像担持体上の前記トナー像を被転写体に転写する転写部と、
前記トナー像を転写した後に前記像担持体に残留したトナーを除去するために前記像担持体の搬送方向下流側に配置したクリーニング部材と、を備えた作像ユニットであって、
前記転写部から前記クリーニング部材までの間に位置する前記像担持体面、又は／及び、前記クリーニング部材と前記像担持体との接触部にトナーを供給するトナー供給部を備えたことを特徴とする作像ユニット。
【請求項２】
前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させて前記トナー像を形成する現像装置と、
前記クリーニング部材によって前記像担持体から除去されたトナーを、前記現像装置に搬送するトナーリサイクル経路と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の作像ユニット。
【請求項３】
前記現像装置へ補給されるトナーの補給経路として、前記トナーリサイクル経路のみを備えたことを特徴とする請求項２に記載の作像ユニット。
【請求項４】
前記トナーリサイクル経路は、前記クリーニング部材によって前記像担持体から除去されたトナーを前記現像装置に向けて搬送する回収トナー搬送経路と、該回収トナー搬送経路内の回収トナーを下流側へ搬送する回収トナー搬送部材と、該回収トナー搬送部材を独立して駆動する駆動源と、を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の作像ユニット。
【請求項５】
前記回収トナー搬送経路と前記現像装置との間に配置されて、前記回収トナー搬送経路によって搬送された回収トナーを一時的に貯留する回収トナーホッパ部と、
該回収トナーホッパ部に所定量以上の前記回収トナーが存在するか否かを検知する回収トナー充填量センサと、を備え、
該回収トナー充填量センサが前記回収トナーホッパ部内の前記回収トナーの減少を検知した場合に、前記トナー供給部から前記トナーを供給することを特徴とする請求項４に記載の作像ユニット。
【請求項６】
前記現像装置内のトナー濃度を検知する現像トナー濃度センサを備え、
該現像トナー濃度センサが検知した前記現像装置内のトナー濃度に応じて、前記回収トナーホッパ部から前記現像装置内に前記回収トナーを補給することを特徴とする請求項５に記載の作像ユニット。
【請求項７】
前記トナー供給部は、前記トナーを前記像担持体の軸方向に沿ってエンドレスに搬送する２軸のトナー搬送スクリュと、前記像担持体の軸方向長と略同一の長さを有すると共に前記像担持体の軸方向に沿って配置されて、前記トナー搬送スクリュによって搬送された前記トナーを前記像担持体に供給するトナー供給口と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の作像ユニット。
【請求項８】
前記トナー供給口は、前記像担持体の軸方向に沿って複数、配置されていることを特徴とする請求項７に記載の作像ユニット。
【請求項９】
前記トナー供給口に取り付けられたメッシュフィルタと、該メッシュフィルタに振動を付与する振動付与手段と、を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の作像ユニット。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の作像ユニットを備えた画像形成装置であって、
画像形成に使用されるトナー量の算出に関わる画像出力データを記憶する出力データ記憶部と、
該出力データ記憶部が保持する前記画像出力データに基づいて前記トナーの供給要否を判定する判定処理部と、
該判定処理部の判定結果に基づいて前記トナーを供給する制御を行う供給制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機及びファクシミリ等、電子写真方式により画像を形成する作像ユニット、及び画像形成装置全般に関し、特に、トナー像転写後の像担持体のクリーニングを良好に行い、異常画像の発生を抑制することが可能な作像ユニット、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置が広く知られている。電子写真方式においては、画像データに基づいたレーザ光を照射して像担持体としての感光体に静電潜像を形成し、静電潜像に帯電させたトナーを付着させ、そのトナー像をＰＰＣ用紙などの記録媒体上に転写し、加熱などを利用して記録媒体上に定着させる。
このような画像形成装置においては、トナー像の転写後に感光体上に残留したトナーや紙粉（転写紙から発生する繊維）をクリーニングするクリーニングブレードやクリーニングブラシ等が搭載されており、これらの部材により感光体表面を清掃することにより、異常画像の抑制や長寿命化を実現している。
しかしながら、紙粉は流動性が悪いためクリーニング部に滞留しやすいという特徴がある。紙粉がクリーニング部に滞留するとクリーニングが良好に行えないため、クリーニング不良による異常画像が発生したり、感光体フィルミングが発生したりする。また、転写残トナーに多く含まれる微粉成分が滞留すると転写残トナーの流動性が悪化して、トナー同士が架橋することによるクリーニング不良が発生するという問題がある。
上記問題を解決するため特許文献１には、クリーニングブレードにて回収した転写残トナーから紙粉を除去し、再度、クリーニングブレード付近に供給して循環させるクリーニング装置の発明が記載されている。この発明においては、クリーニングブレード付近に蓄積した紙粉を、循環させた転写残トナーによって強制的に送り出すことで、クリーニング性能を向上させている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、転写残トナーから除去しきれずに残った紙粉がクリーニングブレード付近に蓄積した紙粉と混ざり、更なるクリーニング不良や感光体フィルミング等の異常画像を引き起こす虞がある。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、クリーニング部に流動性が悪い異物（紙粉や架橋したトナー等）が発生することによるクリーニング不良や感光体フィルミング等の異常画像を防止することが可能な作像ユニット、及びこれを備え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】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナー像を担持搬送する像担持体と、該像担持体上の前記トナー像を被転写体に転写する転写部と、前記トナー像を転写した後に前記像担持体に残留したトナーを除去するために前記像担持体の搬送方向下流側に配置したクリーニング部材と、を備えた作像ユニットであって、前記転写部から前記クリーニング部材までの間に位置する前記像担持体面、又は／及び、前記クリーニング部材と前記像担持体との接触部にトナーを供給するトナー供給部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、トナー像を転写した後の像担持体の表面にトナーを供給し、転写残トナーをトナーと共にクリーニング部材により除去するので、紙粉を含む転写残トナーの流動性が高くなり、流動性が悪くクリーニング部に滞留しやすい異物を除去できる。その結果、異常画像がなく良好な画像形成を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に関わる画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】転写ベルト方式の画像形成装置の構成概略図である。
【図３】本発明の一実施形態について説明するための作像ユニットの詳細図である。
【図４】作像ユニットの一例を示した斜視図であり、図３の矢印Ａ方向から観察した様子を示す図である。
【図５】回収トナー補給口と現像装置との間に配置される回収トナーホッパ部の一例を示した斜視図である。
【図６】作像ユニットの一例を示した斜視図であり、図３の矢印Ａ方向から観察した図に相当する図である。
【図７】作像ユニットの一例を示した斜視図であり、図３の矢印Ａ方向から観察した図に相当する図である。
【図８】新規トナー供給切換経路の一例を示した模式的斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態について説明するための作像ユニットの詳細図である。
【図１０】図９に示す新規トナー供給機構を矢印Ｅ方向から観察した模式図である。
【図１１】図９に示す新規トナー供給機構の開閉機構の一例について説明するための模式図である。
【図１２】図９に示す新規トナー供給機構の開閉機構の一例について説明するための模式図である。
【図１３】新規トナー供給機構の一例を示す模式図であり、図９の矢印Ｅ方向から観察した図に相当する図である。
【図１４】振動付与手段の動作を示す模式図であり、図１３の矢印Ｆ方向から観察した図に相当する図である。
【図１５】画像形成装置の新規トナー供給制御に関わる制御部の一例を示すブロック図である。
【図１６】新規トナーの供給制御動作の一例を示したフローチャートである。
【図１７】新規トナーの供給制御動作の一例を説明するためのグラフ図である。
【図１８】新規トナーの供給制御動作の一例を示したフローチャートである。
【図１９】新規トナーの供給制御動作の一例を示したフローチャートである。
【図２０】新規トナーの供給制御動作の一例を示したフローチャートである。
【図２１】判定値（判定距離及び判定面積）を決定するために使用する判定値テーブルの一例を示す図である。
【図２２】感光体のエリア分割の一例について説明するための概略図である。
【図２３】感光体の走行距離が判定距離Ｘ０［ｍｍ］に到達した時の、エリア毎の総印字面積の一例を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
以下、本発明を、画像形成装置に適用した一実施形態に基づいて説明する。
【０００８】
〔画像形成装置の全体構成〜１〕
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に関わる画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
画像形成装置１００は、像担持体の一例であるドラム状の感光体１と、感光体１を一様に帯電させる帯電ローラ２と、感光体１上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置３と、現像装置３が形成したトナー像を転写した後に感光体１に残留したトナーを除去するために感光体１の搬送方向下流側に配置したクリーニング装置４（感光体クリーニング装置）と、を有する作像ユニット５を備えている。この図において感光体１は、図中反時計回りに回転する。
作像ユニット５の図中左方には、一様に帯電した感光体１の表面に画像データに基づくレーザ光Ｌを照射して静電潜像を形成する光書込装置６が配置されている。
作像ユニット５の上方には、作像ユニット５に供給する新規トナーを収容したトナーボトル７が配置されている。トナーボトル７を不図示の駆動源により回転駆動すると、新規トナーが作像ユニット５へ供給される。新規トナーは作像ユニット５の現像装置３と、感光体１に残留した転写残トナーを清掃するクリーニング部に供給される。なお、クリーニング部に対する新規トナーの供給についての詳細は後述する。
光書込装置６によって感光体１の表面に形成された静電潜像は、現像装置３にて顕像化（トナー像化）される。トナー像は感光体１によって担持搬送された後、転写ニップ部８（転写部）にて転写紙Ｐ（被転写体）に転写される。
【０００９】
転写ニップ部８には感光体１と対向して転写ローラ９が配置されている。転写ローラ９は不図示の付勢部材によって感光体１に押し当てられている。転写ローラ９が感光体１のトナー像担持面に押し当てられることにより、転写ローラ９と感光体１との間で転写ニップ部８（圧接部）を形成する。そして、図示しない電源によって転写バイアスが転写ローラ９に印加され、転写ニップにおいて、接地された感光体１との間に転写電界を形成する。
転写ローラ９としては、金属性ローラか、あるいは芯金の周りに、体積抵抗率１×１０＾５［Ω・ｃｍ］〜１×１０＾１２［Ω・ｃｍ］、厚さ２〜１０［ｍｍ］、ゴム硬度１０度〜１００度の導電性の弾性層が被覆されているもの等を用いることができる。なお、この弾性層は発泡性であってもよい。
光書込装置６の下方（画像形成装置１００の最下部）には、転写紙Ｐを収容する給紙トレイ１０が配置されている。給紙トレイ１０に収容された転写紙Ｐのうち、最上位の転写紙Ｐが分離されて転写ニップ部８に向けて搬送される。給紙トレイ１０から給紙された転写紙Ｐは、給紙ローラ対１１を通過した後、レジストローラ対１２に到達する。レジストローラ対１２は、感光体１に形成されたトナー像の移動タイミングに合わせて転写紙Ｐを転写ニップ部８に搬送する。
転写ニップ部８にてトナー像を転写された転写紙Ｐは、更に下流方向に搬送されて、定着装置１３に到達する。
【００１０】
定着装置１３は、転写紙Ｐ上のトナーを加熱して溶融する加熱ローラ１４と、溶融したトナーを転写紙Ｐに圧力により定着させる加圧ローラ１５と、定着後の加圧ローラに残留したトナーを除去する加圧ローラクリーニングローラ１６を備えて構成される。加熱ローラ１４と加圧ローラ１５と、により定着ニップ部が形成されている。トナー像が転写された転写紙Ｐは、定着装置１３の定着ニップ部において熱と圧力によりトナー像が定着される。
トナー像定着後の転写紙Ｐは、排紙ローラ１７を経由して画像形成装置１００外の排紙トレイ１８に排出される。
【００１１】
〔画像形成装置の全体構成〜２〕
図１においては、接触型の転写ローラにより転写バイアスを印加しているが、非接触型のコロナ放電器からなる転写チャージャにより転写バイアスを印加してもよい。また、転写バイアスを転写ベルトから付与する方式を採用してもよい。
図２は、転写ベルト方式の画像形成装置の構成概略図である。なお、図１と同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
画像形成装置１００は、無端状の転写ベルト１９と、転写ベルト１９を掛け回す駆動ローラ２０、従動ローラ２１、及び転写ローラ９と、を備えている。転写ローラ９の位置する転写ベルト１９部分と感光体１との間に形成されるニップ部が転写ニップ部８である。この図において転写ベルト１９は、図中時計回りに走行する。さらに、従動ローラ２１と転写ベルト１９を挟んで対向する位置には、転写ベルト１９の表面を清掃する転写ベルトクリーニング装置２２が設けられている。
転写ベルト１９には、半導電性のフィルム基体の外側に、トナーフィルミングを防止するためのフッ素コーティングを行った、２層構成のシームレスベルトを用いることができる。
例えば半導電性フィルム基体には、変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、ポリカーボネイト、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチック等の材料に対して、導電性を付与するために、例えばアセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、酸化チタン、チタン酸カリウム、酸化錫、リチウム塩、四級アンモニウム塩等の各種導電剤を添加した無端ベルトを用いることができる。
半導電性フィルム基体は、体積抵抗率１０＾１０〜１０＾１５［Ω・ｃｍ］、表面抵抗率１０＾１０〜１０＾１５［Ω／□］を具備し、厚さ０．１〜１．０［ｍｍ］に成形されたシームレスベルトを用いることができる。
さらに、この半導電性フィルム気体の表面に、トナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０［μｍ］のフッ素コーティングを行って、転写ベルト１９とすることができる。
なお、上記以外にも転写ベルト１９の基体として、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０［ｍｍ］の半導電性ゴムベルトを使用することもできる。
【００１２】
〔クリーニング部への新規トナー供給〕
新規トナーを感光体表面に供給する構成について図３に基づいて説明する。図３は、本発明の一実施形態について説明するための作像ユニットの詳細図である。なお、像担持体は、トナー像を担持搬送した後、トナー像を別の媒体（被転写体）に転写する部材であり、感光体以外にも中間転写体等を含む概念である。
【００１３】
上述の通り作像ユニット５は、感光体１と、感光体１の周りに配置された帯電ローラ２と、現像装置３と、クリーニング装置４（感光体クリーニング装置）と、を備えている。
クリーニング装置４は現像装置の上方に配置されており、トナー像を転写した後に感光体１の表面に残留（付着）したトナーを掻き取り除去するクリーニングブレード４１（クリーニング部材）と、クリーニングブレード４１によって感光体１から除去されたトナーを搬送する回収トナー搬送経路４２を備えている。回収トナー搬送経路４２内には、回収トナー搬送経路４２内の回収トナーを下流側へ搬送する回収トナー搬送スクリュ４３（回収トナー搬送部材）が配置されている。回収トナー搬送経路４２は、クリーニングブレード４１の斜め下方に配置されている。
クリーニングブレード４１は、短手方向の一端部４１ａが感光体１に対して斜め上方から接触している。他端部４１ｂ（回収トナー搬送経路４２側）は、一端部４１ａよりも低くなるように設置されているため、クリーニングブレード４１の上面４１ｃは斜面を形成する。クリーニングブレード４１によって感光体１の表面から掻き取られたトナーは、クリーニングブレード４１の上面４１ｃを滑り落ちて、回収トナー搬送経路４２内に落下する。
【００１４】
本実施形態における作像ユニット５は、転写ニップ部８からクリーニングブレード４１までの間に位置する感光体１の面、又は／及び、クリーニングブレード４１と感光体１との接触部（クリーニング部４４）に新規トナーを供給する新規トナー供給口４５（新規トナー供給部）を有する点に特徴がある。
新規トナー供給口４５は、クリーニングブレード４１の上方に配置されており、クリーニング部４４に対してトナーボトル７に収容された新規トナーを供給する。新規トナー供給口４５は、トナーボトル７と不図示の搬送経路にて接続されている。
新規トナー供給口４５は、新規トナーがクリーニング部４４に供給されるように配置されている。新規トナーはクリーニング部４４に対して直接的に供給してもよいし、間接的に供給してもよい。
前者の場合、例えば図３に示すように新規トナー供給口４５をクリーニング部４４の上方に配置して、新規トナーをクリーニング部４４に落下させることにより、クリーニング部４４へ直接的に新規トナーを供給することができる。
後者の場合、感光体１のトナー像搬送方向を基準として、転写ニップ部８の下流側、且つクリーニング部４４の上流側に位置する感光体１の表面に新規トナーを供給すればよい。即ち、感光体１の表面に付着した新規トナーは、感光体１の回転に伴って下流側へと搬送され、クリーニング部４４へ供給されることとなる。
このように新規トナーがクリーニング部４４へ到達する構成とすればよい。
【００１５】
クリーニングブレード４１が感光体１から除去したトナーは、回収トナー搬送スクリュ４３によって回収トナー搬送経路４２内を搬送されて、現像装置３に補給される。すなわち、回収トナー搬送経路４２は、感光体１から除去されたトナーを現像装置３に搬送する経路であり、トナーリサイクル経路を構成する。
【００１６】
現像装置３は、クリーニング装置４及び感光体１の下方に配置されており、感光体１と対向配置された現像ローラ３０と、現像ローラ３０に近接配置されて紙面の表面から裏面方向に現像剤を搬送する現像第一搬送スクリュ３１と、紙面の裏面から表面方向に現像剤を搬送する現像第二搬送スクリュ３２と、を備えている。現像第一搬送スクリュ３１と現像第二搬送スクリュ３２は互いに平行に配置されている。
現像第一搬送スクリュ３１及び現像第二搬送スクリュ３２によって現像装置３内を搬送されたトナーは、感光体１表面に供給されることでトナー像形成に供される。
本実施形態においては、クリーニング部に新規トナーを供給する構成である。従来技術のように、クリーニング部に紙粉を含む転写残トナーのみが突入すると、流動性が悪い紙粉や架橋したトナー等がクリーニング部に滞留し続けるため、クリーニング不良や感光体フィルミング等の異常画像が発生するという問題がある。
本実施形態においては、クリーニング部に転写残トナーと新規トナーが突入する構成である。クリーニング部では、紙粉を含むトナーの流動性が高くなるため、クリーニング部の異物を除去でき、異常画像がなく良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００１７】
また、本実施形態においては、クリーニング部にて転写残トナーと新規トナー（回収トナー）を混合して、現像装置に補給（トナーリサイクル）する構成である。
一般に、転写残トナーには微粉成分や帯電特性が低いトナーが多く含まれる。さらに、転写残トナーには紙粉も含まれるため、これをリサイクルした場合、現像用トナーの帯電特性は低下する傾向にある。トナーの帯電量が低下すると、地肌部トナー汚れが発生し、画像品質が低下することになる。
本実施形態においては、クリーニング部において転写残トナーと新規トナーとを混合するので、転写残トナーを直接現像装置に補給して現像装置内で新規トナーとを混合する場合に比べて、転写残トナーと新規トナーとを均一に混合できる。その結果、トナーをリサイクルした場合のトナーの帯電量が安定し、画像品質が向上する。
【００１８】
また、現像装置へ補給されるトナーの補給経路として、トナーリサイクル経路（本実施形態においては回収トナー搬送経路）のみを備えた構成としてもよい。現像装置へ新規トナーを補給する経路を別途設ける場合に比べて、画像形成装置を構成する部品数が減少し、装置の製造コストが低減する。
なお、本実施形態における作像ユニット５をプロセスカートリッジとし、画像形成装置から一体的に着脱できるようにしてもよい。このように、少なくとも感光体１、クリーニングブレード４１、及び回収トナー搬送経路４２を一体型にして同時に交換可能な構成とすることにより、作像ユニットの交換時にトナーの飛散を防止しながらメンテナンスが可能となる。
【００１９】
〔回収トナー搬送経路〜１〕
図４は、作像ユニットの一例を示した斜視図であり、図３の矢印Ａ方向から観察した様子を示している。
回収トナー搬送経路４２は、感光体１の軸方向に沿って配置された回収トナー搬送スクリュ４３と、回収トナー搬送スクリュ４３の搬送方向下流端に配置されて、現像装置３に回収トナーを補給する回収トナー補給口４６と、を備えている。
図示するように、新規トナー供給口４５から供給された新規トナーはクリーニング部４４に供給される（図中矢印Ｂ）。感光体１は、不図示の駆動源（モータ等）から回転駆動力を得て図中矢印Ｃ方向に回転しており、転写残トナー及び新規トナーは、クリーニングブレード４１によって感光体１の表面から掻き取られる。掻き取られたトナーは回収トナー搬送経路４２内に落下し、回収トナー搬送スクリュ４３によって図中矢印Ｄ方向に搬送される。回収トナー搬送経路４２のトナー搬送方向下流端には、回収トナーを現像装置３に補給する回収トナー補給口４６が設けられている。回収トナー補給口４６は回収トナー搬送経路４２の下面に開口しており、回収トナーは現像装置３内へ落下する。
【００２０】
ここで、回収トナー搬送スクリュ４３は螺旋状の搬送部材であり、一定方向に回転することによって、回収トナーを軸方向（図中矢印Ｄ方向）に搬送する。
回収トナー搬送スクリュ４３の回転駆動力は、感光体１から得ることができる。具体例を示せば、感光体１の軸方向両端に配置されたフランジギアから直接的に、又は連結ギア等を介して間接的に得ることができる。回収トナー搬送スクリュ４３の回転駆動力を感光体１から得る場合、回収トナー搬送スクリュ４３は感光体１の回転に依存して回転する。即ち、感光体１は一定速度で回転するため、回収トナー搬送スクリュ４３の回転速度も一定となる。従って、現像装置３内に補給する回収トナーの量を自由に調整することができず、形成するトナー像の画像濃度（画像形成に必要なトナー量）に対する回収トナーの補給量の追従性が低下する虞がある。
特に本実施形態においては、新規トナー供給口４５と、現像装置３へトナーを補給する回収トナー補給口４６とが離れているため、トナーを大量に消費する高印字率の画像パターンに対し、画像濃度が追従せず、画像形成を繰り返すにつれてトナー濃度が薄くなる虞がある。
そこで、回収トナー搬送スクリュ４３を独立して駆動する駆動源（不図示）を設け、回転速度を不図示の制御部にて独立に調整できるようにすることが望ましい。このように回収トナー搬送スクリュ４３の駆動源を感光体１の駆動源と独立して設けることで、現像装置内のトナー濃度が急激に下がっても、回収トナーの搬送速度を独自に調整でき、迅速にトナーを補給できる。従って、形成するトナー像の画像濃度に対して回収トナーの補給量が追従し、結果として、形成されたトナー像の濃度（画像濃度）の安定性が向上する。
【００２１】
〔回収トナーホッパ部〕
図４に示す作像ユニットにおいては、回収トナー補給口から直接、現像装置に回収トナーを補給する構成としたが、回収トナー搬送経路の回収トナー補給口と現像装置との間に、回収トナー搬送経路によって搬送された回収トナーを一時的に貯留する回収トナーホッパ部を配置してもよい。回収トナーホッパ部は、回収トナー搬送経路とともにトナーリサイクル経路を構成する。図５は、回収トナー補給口と現像装置との間に配置される回収トナーホッパ部の一例を示した斜視図である。
回収トナーホッパ部５０は、壁面が概略円筒状であり、下部が漏斗状斜面であるホッパ部ケース５１と、ホッパ部ケース５１の内壁面に取り付けられてホッパ部ケース５１内のトナー量を検知するホッパ部内トナー充填量検知センサ５２と、ホッパ部ケース５１の漏斗状斜面を流下した回収トナーを現像装置３へと搬送するホッパ部搬送経路５３と、ホッパ部搬送経路５３内に配置されたホッパ部搬送コイル５４と、を備えている。ホッパ部ケース５１は、回収トナー補給口４６の下方に設置されている。
ホッパ部内トナー充填量検知センサ５２は、ホッパ部ケース５１内に所定量以上の回収トナーが存在するか否かを検知するセンサである。ホッパ部内トナー充填量検知センサ５２が、ホッパ部ケース５１内の回収トナーの量が所定量に満たないこと（回収トナーの減少）を検知した場合、制御部（不図示）は、トナーボトル７（図３参照）から新規トナー供給口４５を介してクリーニング部４４に新規トナーを供給するように指示する。新規トナーは、クリーニングブレード４１と回収トナー搬送経路４２を介して回収トナー補給口４６から回収トナーホッパ部５０に補給される。
【００２２】
回収トナーホッパ部５０から現像装置３へ回収トナーを補給する場合、現像装置３内のトナー濃度や、現像に使用されるトナー量に応じて、ホッパ部搬送コイル５４を駆動する。
例えば、現像装置３内には、現像装置３内のトナー濃度を検知する現像トナー濃度センサ（不図示）が配置されている。現像トナー濃度センサが検知した現像装置３内のトナー濃度に応じて、回収トナーホッパ部５０から現像装置３内に回収トナーを補給する。具体的には、現像トナー濃度センサが現像装置３内のトナー濃度の低下を検知した場合に、制御部（不図示）が、ホッパ部搬送コイル５４を駆動して、ホッパ部ケース５１内に貯留されたトナーを現像装置３に搬送する。
また、感光体１の表面に潜像を形成する際に用いる画素書込情報から、トナー消費量の多い高印字パターンが連続した場合に、制御部（不図示）がホッパ部搬送コイル５４を駆動して、ホッパ部ケース５１内に貯留されたトナーを現像装置３に搬送する。
【００２３】
上述のように本実施形態においては、新規トナー供給口４５と、現像装置３へトナーを補給する回収トナー補給口４６とが離れているため、トナーを大量に消費する高印字率の画像パターンに対し、画像濃度が追従せず、画像形成を繰り返すにつれてトナー濃度が薄くなる虞がある。
クリーニング部４４にて回収される回収トナーの量は一定ではないため、回収トナー搬送経路４２内の回収トナー量は変動する。従って、図４のように、クリーニング部４４にて回収されたトナーを直接、現像装置３に補給する構成とした場合、現像装置３へ補給される回収トナーの量を正確に制御することは難しい。
これに対し、本実施形態においては、トナーバッファとしての回収トナーホッパ部５０を回収トナー補給口４６と現像装置３との間に配置し、回収トナーホッパ部５０内には、常に一定量以上のトナーが存在するように制御する。
そして、現像装置３内に配置された現像トナー濃度センサの検出値に応じて回収トナーホッパ部５０から現像装置３へトナーを補給する。従って、形成するトナー像の画像濃度に対して回収トナーの補給量が追従し、精密なトナー補給制御が可能となる。その結果、形成されたトナー像の濃度（画像濃度）の安定性が向上する。
【００２４】
〔回収トナー搬送経路〜２〕
図６は、作像ユニットの一例を示した斜視図であり、図３の矢印Ａ方向から観察した図に相当する図である。本実施形態は図４に示した作像ユニットとは異なり、回収トナー搬送経路４２の回収トナー搬送スクリュ４３を省略した点に特徴がある。
回収トナー搬送経路４２の長手方向一端部（回収トナー搬送方向下流端）には、回収トナー補給口４６が設けられている。回収トナー搬送経路４２の内底面は、回収トナー補給口４６側が長手方向他端よりも低くなるように傾斜している。
クリーニング部４４において掻き取られたトナーは、回収トナー搬送経路４２内に落下した後、自重にて回収トナー補給口４６へと移動する。
トナー搬送スクリュを用いてトナーを搬送すると、トナーがストレスを受けて劣化する虞がある。トナーがストレスを受けると、凝集体が発生したり流動性が悪化するため、異常画像が発生し画像品質が低下することとなる。
本実施形態においては、トナー搬送経路の長手方向に傾斜を付けて回収トナー補給口４６側を低くしたので、回収トナーは自重により回収トナー補給口４６まで移動する。従って、回収トナー搬送経路４２を移動中の回収トナーの劣化を防ぐことが可能となる。
【００２５】
〔トナー搬送経路に対する振動付与手段〕
図７は、作像ユニットの一例を示した斜視図であり、図３の矢印Ａ方向から観察した図に相当する図である。本実施形態においては図６に示したトナー搬送経路に対して振動を与え、回収トナーの移動を補助する点に特徴がある。
感光体１の軸方向一端部（回収トナー搬送経路における回収トナーの搬送方向上流側）には、振動付与手段４７が配置されている。図示する振動付与手段４７は複数の帯板状のマイラ４８を備え、マイラ４８は外径方向に突出するように周方向に所定の間隔にて配置されている。振動付与手段４７は感光体１に固定されているため、振動付与手段４７は感光体１の回転に伴って回転する。
感光体１が回転すると各マイラ４８の先端部（径方向外端部）が順次、回収トナー搬送経路４２の搬送方向上流端に接触して振動を与える。この振動により、回収トナー搬送経路４２内の回収トナーが回収トナー補給口４６へと自重により落ちていく構成である。
回収トナーの自重のみによる搬送方式では、回収トナーが搬送経路内で滞留して搬送不良を引き起こす虞がある。そこで、回収トナー搬送経路４２に振動を与えることにより、回収トナー補給口４６への回収トナーの移動を促進する。
【００２６】
なお、本実施形態に示した振動付与手段はあくまでも一例であり、その他の構成を用いて振動を付与することができる。例えば回収トナー搬送経路の外部底面に近接する箇所に板バネを配置し、一定間隔（例えばプロセスコントロールや印刷動作終了後等）にて、板バネによって回収トナー搬送経路の底面を叩くような構成にしても良い（〔新規トナー供給機構〜３〕、図１３、図１４参照）。
搬送経路の底に傾斜を付けることでトナーは自重で搬送されるが、一部のトナーは搬送経路内で滞留してしまい、現像装置内へ搬送されない。搬送経路内に紙粉を含む回収トナーが存在する場合は、トナーの滞留はさらに発生しやすくなる。これに対し、搬送経路に定期的に振動を与えることにより、自重に加え振動によってトナーが搬送されやすくなるため、搬送経路内におけるトナーの滞留を防ぐことが可能となる。
【００２７】
〔新規トナー供給経路切換手段〕
図８は、新規トナー供給切換経路の一例を示した模式的斜視図である。本実施形態においては、トナーボトルと新規トナー供給口との間に配置された新規トナーの経路中に、新規トナーをクリーニング部に供給するか、直接現像装置に補給するかを切り換える供給経路切換手段を備えた点に特徴がある。
新規トナー供給切換経路６０（新規トナー供給部）は、トナーボトル７から排出された新規トナーを下方に搬送する縦型、概略筒状の経路であり、搬送方向下流端（最下部）には、新規トナーをクリーニング部４４へ供給する新規トナー排出口６１が配置されている。新規トナー供給切換経路６０の搬送方向中間部の側面には、新規トナーを現像装置３に直接補給するための新規トナー補給口６２が貫通形成されている。なお、新規トナー排出口６１自体が、図３等に示した新規トナー供給口４５であってもよい。
【００２８】
新規トナー供給切換経路６０は、全ての新規トナーが通過（落下）する共通経路６３と、新規トナー排出口６１に向かう新規トナーのみが流下する供給経路６４と、供給経路６４を開閉することにより、新規トナーを新規トナー排出口６１に導くか、又は新規トナー補給口６２に導くかを切り換える切換シャッター６５（供給経路切換手段）と、を備えている。切換シャッター６５は、不図示の制御部からの指令に基づいて駆動源（例えばソレノイド）により動作する。
切換シャッター６５は概略板状の部材である。切換シャッター６５の上端６５ａ（一端端）は新規トナー供給切換経路６０の内壁面に回動自在に軸支され、切換シャッター６５の下端６５ｂ（他端）は新規トナー供給切換経路６０の内壁に接離自在に構成されている。切換シャッター６５は、新規トナー供給切換経路６０の内壁に沿った状態と、新規トナー供給切換経路６０の内壁から離間して、その上面が傾斜した状態との間でフラップ状に動作する。
【００２９】
切換シャッター６５が新規トナー供給切換経路６０の内面に沿う状態にあるとき（図８（ａ））、切換シャッター６５は供給経路６４を開放するので、新規トナーは新規トナー排出口６１からクリーニング部４４に供給される。
切換シャッター６５が新規トナー供給切換経路６０の内壁から離間して、切換シャッター６５の下端６５ｂが新規トナー補給口６２の下部に位置するとき、切換シャッター６５は供給経路６４を閉止する（図８（ｂ））。このとき、切換シャッター６５の上面は斜面状となり、新規トナーを新規トナー補給口６２に導く。新規トナーは切換シャッター６５の上面に沿って落下し、新規トナー補給口６２から現像装置３に補給される。
例えば現像装置３内に設置された現像トナー濃度センサ（不図示）が現像装置３内のトナー濃度の低下を検知した場合や、感光体１の表面に潜像を形成する際に用いる画素書込情報からトナー消費量の多い高印字パターンが連続すると判断された場合等には、切換シャッター６５を動作させて新規トナーを新規トナー補給口６２へと導くように制御する。また、現像装置３内のトナー濃度が十分に高く、トナー消費量も少ない場合には、切換シャッター６５を動作させて新規トナーを新規トナー排出口６１に導くように制御する。
【００３０】
このように本実施形態においては、新規トナーをクリーニング部４４に供給するか、又は直接現像装置３に補給するかを選択できる。従って、現像装置３内のトナー濃度を安定させることができ、また形成するトナー像の画像濃度に対してトナーの補給量を追従させることができる。結果として、形成されたトナー像の濃度が安定するという効果を得られる。
なお、本実施形態は、回収トナー搬送経路４２中の回収トナー搬送スクリュ４３を感光体１の回転とは独立して動作させた場合（〔回収トナー搬送経路〜１〕参照）に比べて、トナー補給量を正確に制御できる。また、図５に示したように、回収トナーホッパ部５０やホッパ部内トナー充填量検知センサ５２等が不要のため低コストで画像形成装置を作製することができる。
【００３１】
〔新規トナー供給機構〜１〕
トナーボトルから供給された新規トナーをクリーニング部に供給する新規トナー供給部の一例について説明する。図９は、本発明の一実施形態について説明するための作像ユニットの詳細図である。図１０は、図９に示す新規トナー供給機構を矢印Ｅ方向から観察した模式図である。
新規トナー供給機構７０（新規トナー供給部）は、クリーニング部４４の上方に配置されている。新規トナー供給機構７０は、トナーボトル７からの新規トナーを受け入れる新規トナー受入口７１と、新規トナー受入口７１から流入した新規トナーを搬送しながら一時的に貯留する新規トナー貯留搬送部７２と、新規トナーを感光体１の軸方向に沿ってエンドレスに搬送する２軸の新規トナー搬送スクリュ（供給第一搬送スクリュ７３、供給第二搬送スクリュ７４）と、新規トナー搬送スクリュによって新規トナー貯留搬送部７２内を搬送された新規トナーをクリーニング部４４に供給する新規トナー供給口４５と、新規トナー供給口４５を開閉する開閉機構７５と、を備えている。なお、新規トナー供給機構７０には、トナーボトル７から直接的に新規トナーが流入する構成であっても良いし、トナーボトル７と新規トナー受入口７１との間に図８に示した新規トナー供給切換経路６０を配置した構成であっても良い。
【００３２】
新規トナー貯留搬送部７２内には、感光体１の軸方向に沿った２つの搬送スクリュ（供給第一搬送スクリュ７３、供給第二搬送スクリュ７４）が配置されている。供給第一搬送スクリュ７３と供給第二搬送スクリュ７４は互いに平行に配置されることで２軸の搬送スクリュを構成しており、新規トナーを感光体１の軸方向にエンドレスに搬送する。
供給第一搬送スクリュ７３は、新規トナーを紙面の奥側から手前側に搬送する搬送スクリュあり、供給第二搬送スクリュ７４は、供給第一搬送スクリュ７３が搬送した新規トナーを紙面の手前側から奥側に搬送する搬送スクリュである。供給第一搬送スクリュ７３と供給第二搬送スクリュ７４は、いわゆる２軸のスクリュであり、供給第二搬送スクリュ７４によってその下流端まで搬送された新規トナーは、再び供給第一搬送スクリュ７３により搬送される。また、供給第一搬送スクリュ７３によってその下流端まで搬送された新規トナーは、再び供給第二搬送スクリュ７４により搬送される。
新規トナー貯留搬送部７２は、新規トナーを搬送する経路として機能する他、トナーボトル７から供給された新規トナーをクリーニング部４４に排出するまで一時的に貯留する貯留部としても機能する。
新規トナー受入口７１は、供給第一搬送スクリュ７３によるトナーの搬送方向下流端、且つ供給第一搬送スクリュ７３の上方に配置されている。言い換えれば、新規トナー受入口７１は、新規トナー供給口４５上において新規トナーを搬送する供給第二スクリュ７４の直上流に配置されている。
新規トナー供給口４５は、供給第二搬送スクリュ７４の下方に配置されている。新規トナー供給口４５は、感光体１の軸方向に沿って開口された長穴であり、感光体１の軸方向長と略同一の長さに設定されている。即ち、感光体１の軸方向の全体に新規トナーを供給可能な構成である。
【００３３】
新規トナー供給口４５を開閉する開閉機構７５の詳細について図１１に基づいて説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、図９に示す新規トナー供給機構の開閉機構の一例について説明するための模式図である。
開閉機構７５は、新規トナー供給口４５の短手方向（新規トナー貯留搬送部７２の搬送方向と直交する方向）に進退移動することにより新規トナー供給口４５を開放又は閉止する開閉シャッター７６と、新規トナー供給口４５を常時閉止する方向に開閉シャッター７６を弾性的に付勢する弾性付勢部材７７（例えばコイルバネ）と、開閉シャッター７６の長手方向両端からその長手方向に夫々突出した作動軸７８と、作動軸７８に対して力を加えることにより、弾性付勢部材７７の付勢力に抗して新規トナー供給口４５を開放する方向に開閉シャッター７６を移動させる偏心カム７９と、偏心カム７９の回転軸である偏心軸８０と、を備えている。
【００３４】
開閉シャッター７６は、新規トナー供給口４５の下方に配置されている。開閉シャッター７６は、感光体１の軸方向に延びるとともに、新規トナー供給口４５を全閉可能な大きさを有する長尺の部材である。開閉シャッター７６がその短手方向に進退移動することで新規トナー供給口４５を開閉する。
偏心カム７９は、そのカム面が作動軸７８に接触するように、開閉シャッター７６の長手方向両端に夫々配置されている。２つの偏心カム７９は１つの偏心軸８０によって接続されると共に、回転自在に軸支される。
偏心カム７９は、偏心軸８０を中心に回転することにより、作動軸７８に接触するカム面の位置が変化する。偏心軸８０とカム面との距離が短い短軸部分が作動軸７８に接触しているとき、トナー供給口を閉止（全閉）する（図１１（ａ））。また、偏心軸８０とカム面との距離が長い長軸部分が作動軸７８に接触しているとき、トナー供給口を全開にする（図１１（ｂ））。
また、偏心軸８０は、ステッピングモータ（不図示）によって、その回転角度を精度良く制御されており、新規トナー供給口４５の開放率を任意に調整することができる。
開閉機構７５は、新規トナー貯留搬送部７２内に一定量の新規トナーが貯留されたときにトナー供給口を開放して、クリーニング部４４に新規トナーを供給する。
【００３５】
本実施形態においては、感光体１の軸方向に延びる搬送スクリュにて新規トナーを搬送することにより、新規トナーを感光体の軸方向に平均的に分散させることができる。また、貯留搬送部内に２本の平行な搬送スクリュを備えており、新規トナーを貯留搬送部内でエンドレスに搬送するため、新規トナー供給口上に均一に新規トナーを貯留することができる。
新規トナーが新規トナー供給口上に均一に貯留された状態で開閉シャッターを移動させて新規トナー供給口を開放することにより、感光体の軸方向に均一にならされた状態の新規トナーをクリーニング部に供給できる。その結果、クリーニング部のトナーの流動性が長手方向に見ても安定して高くなり、異常画像なく、良好な画像形成が行える。
【００３６】
〔新規トナー供給機構〜２〕
新規トナー供給機構（新規トナー供給部）の他の実施形態について図１２に基づいて説明する。図１２は、図９に示す新規トナー供給機構の開閉機構の一例について説明するための模式図である。本実施形態においては、新規トナー供給口及びこれを開閉する開閉シャッターを、感光体の軸方向に複数備え、新規トナーの供給が必要な部位にのみ新規トナーを供給可能とした点に特徴がある。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
新規トナー供給機構７０は、感光体１の軸方向（新規トナー貯留搬送部７２の搬送方向）に分割された４つ（複数）の新規トナー供給口４５ａ〜４５ｄを備えている。なお、新規トナー供給口の数は一例であり、特に限定されない。
【００３７】
各新規トナー供給口４５ａ〜４５ｄを開閉する開閉機構７５は、新規トナー貯留搬送部７２の搬送方向と直交する方向に進退移動することにより各新規トナー供給口４５ａ〜４５ｄを開放又は閉止する開閉シャッター７６ａ〜７６ｄと、新規トナー供給口４５ａ〜４５ｄを常時閉止する方向に開閉シャッター７６ａ〜７６ｄを弾性的に付勢する弾性付勢部材７７ａ〜７７ｄと、開閉シャッター７６ａ〜７６ｄから新規トナー貯留搬送部７２の搬送方向に沿って夫々突出した作動軸７８ａ〜７８ｄと、作動軸７８ａ〜７８ｄに対して力を加えることにより、弾性付勢部材７７ａ〜７７ｄの付勢力に抗して新規トナー供給口４５ａ〜４５ｄを開放する方向に開閉シャッター７６ａ〜７６ｄを移動させる偏心カム７９ａ〜７９ｄと、各偏心カム７９ａ〜７９ｄの回転軸である偏心軸８０と、を備えている。
各偏心カム７９ａ〜７９ｄは、共通する１本の偏心軸８０によって互いに連結されている。偏心軸８０が回転することにより、偏心カム７９ａ〜７９ｄが一斉に回転する。
【００３８】
ここで、各偏心カム７９ａ〜７９ｄは、その回転角が９０度ずつずれるように偏心軸８０に固定されている。例えば１の開閉シャッター７６ｄに対応する偏心カム７９ｄの長軸部分が、対応する作動軸７８ｄと接触するとき、他の３つの開閉シャッター７６ａ〜７６ｃの作動軸７８ａ〜７８ｃには、対応する偏心カム７９ａ〜７９ｃの短軸部分が接触するように構成されている。従って、１の開閉シャッター７６ｄが新規トナー供給口４５ｄを開放したとき、他の３つの開閉シャッター７６ａ〜４５ｃは新規トナー供給口４５ａ〜４５ｃを閉止する。このように、偏心軸８０を適宜回転させることによって、複数ある新規トナー供給口４５ａ〜４５ｄのうちの一つを選択的に開放することができる。
【００３９】
偏心軸８０を回転させるには、ステッピングモータ（不図示）等により精度良く所望の角度まで回転させ、所望の新規トナー供給口４５のみが開放した状態にてステッピングモータを止めればよい。
新規トナーをクリーニング部４４に供給する場合、まず、ステッピングモータを動作させて、所望の新規トナー供給口（図１２で言えば新規トナー供給口４５ｄ）を開放する。続いて、供給第一搬送スクリュ７３及び供給第二搬送スクリュ７４を駆動する。さらに、トナーボトル７から新規トナー受入口７１に新規トナーを供給する。このようにすることで、所望の新規トナー供給口４５のみから、クリーニング部４４にトナーを供給することができる。
以上のように本実施形態に係る新規トナー供給機構は、感光体の軸方向に複数の新規トナー供給口と、各新規トナー供給口に対応させて複数の開閉シャッターを備えた。所望の開閉シャッターを個別に開閉することにより、新規トナーの供給が必要な感光体の軸方向部位に対して新規トナーを供給することができ、より異常画像を減らし、良好な画像形成を実現できる。
【００４０】
〔新規トナー供給機構〜３〕
新規トナー供給機構（新規トナー供給部）の他の実施形態について図１３、及び図１４に基づいて説明する。図１３は、新規トナー供給機構の一例を示す模式図であり、図９の矢印Ｅ方向から観察した図に相当する図である。図１４（ａ）〜（ｃ）は、振動付与手段の動作を示す模式図であり、図１３の矢印Ｆ方向から観察した図に相当する図である。本実施形態においては、新規トナー供給口にメッシュフィルタを配置した点に特徴がある。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
新規トナー供給機構７０は、感光体１の軸方向に沿って開口された長穴からなる新規トナー供給口４５と、新規トナー供給口４５に取り付けられたメッシュフィルタ８１と、新規トナー貯留搬送部７２に振動を付与する振動付与手段８２と、を備えている。振動付与手段８２は、感光体１の軸方向一端側に配置されており、基端部をメッシュフィルタ８１の近傍に固定され、他端が非固定（自由端）の板バネ８３と、板バネ８３の自由端を弾く複数の突起部８４を有する回転体８５と、を備えている。
【００４２】
メッシュフィルタ８１上には、新規トナーが供給第二搬送スクリュ７４によって搬送される。メッシュフィルタ８１は、新規トナーを落下させる微小な開口を多数有している。メッシュフィルタ８１の上面には新規トナーを一時的に貯留可能であるが、振動付与手段８２によって振動が与えられたときに、新規トナーを落下させる。
【００４３】
振動付与手段８２を構成する回転体８５は、外径方向に突出した複数の突起部８４を有している。突起部８４は、周方向に所定の角度毎に配置されており、一定間隔で板バネ８３を弾いて新規トナー貯留搬送部７２を振動させる。
図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転体８５が回転すると、突起部８４が順次板バネ８３を弾いて新規トナー貯留搬送部７２に振動を与える。この振動がメッシュフィルタ８１に伝わることで、新規トナーがメッシュフィルタ８１を通過してクリーニング部４４に落下する。
なお、回転体８５の回転駆動力は、供給第二搬送スクリュ７４や感光体１から連結ギア等を介して得る構成としてもよいし、独立した駆動源により回転駆動する構成としても良い。
振動付与手段としては、図７に示したようなマイラにより新規トナー貯留搬送部の適所を叩いて振動を与える構成を採用してもよい。
【００４４】
図１０乃至図１２に示した実施形態のように、開閉シャッターを移動させて新規トナー供給口を開放する場合、新規トナー供給口が開放した瞬間に一度に新規トナーが落下することになる。しかし、本実施形態においては、新規トナー貯留搬送部に振動を与えることで、メッシュフィルタから少量ずつ安定的に新規トナーを落下させることができる。クリーニング部に対して一度に過度の新規トナーが供給されることがなく、且つ必要な量を安定して供給できるため、より異常画像なく良好な画像形成が行える。
もちろん、図１０乃至図１２に示した開閉シャッターと、本実施形態に係るメッシュフィルタ及び振動付与手段と、を併用してもよい。
【００４５】
〔新規トナー供給制御〜１〕
以下、クリーニング部への新規トナーの供給制御について図３を参照しながら図１５に基づいて説明する。図１５は、画像形成装置の新規トナー供給制御に関わる制御部の一例を示すブロック図である。
画像形成装置１００はクリーニング部４４（図３参照）への新規トナー供給を制御する制御部１０１を有する。制御部１０１は、画像形成に使用されるトナー量の算出に関わる画像出力データを記憶する出力データ記憶部１０２と、出力データ記憶部１０２が保持する画像出力データに基づいてクリーニング部４４への新規トナーの供給要否を判定する供給判定処理部１０５と、供給判定処理部１０５の判定結果に基づいて、クリーニング部４４へ新規トナーを供給する制御を行う供給制御部１０６と、を有する。また、出力データ記憶部１０２は、出力される画像の印字面積をカウントして記憶する印字面積カウンタ記憶部１０３と、感光体１（図３参照）の走行距離をカウントして記憶する走行距離記憶部１０４と、を有する。
図１６は、新規トナーの供給制御動作の一例を示したフローチャート図である。
まず、画像形成装置１００の電源がＯＮされ、感光体１を回転させるモータ（不図示）が回転すると、走行距離記憶部１０４が走行距離（ｘ［ｍｍ］）をカウントする（ステップＳ１）。
続いて、供給判定処理部１０５にて走行距離判定が行われる。即ち、供給判定処理部１０５は、走行距離記憶部１０４がカウントした走行距離が判定距離Ｘ０［ｍｍ］に到達しているかを判定する（ステップＳ２）。到達していない場合（ステップＳ２にてＮｏ）は、走行距離のカウントを続ける。走行距離がＸ０［ｍｍ］に到達している場合（ステップＳ２にてＹｅｓ）は、供給判定処理部１０５が印字面積判定を行う（ステップＳ３）。このステップでは、クリーニング部４４へのトナー供給の要否を判定する。
印字面積カウンタ記憶部１０３にカウントされている総印字面積をｙ［ｃｍ＾２］とし、判定基準となる印字面積（判定面積）をＹ０［ｃｍ＾２］とする。ｙ≧Ｙ０である場合（ステップＳ３にてＹｅｓ）は、出力画像の転写残トナーが十分にクリーニング部４４へ供給されていると考えられるため、クリーニング部４４への新規トナーの供給は行わない。そして、走行距離ｘと総印字面積ｙを０にリセットして（ステップＳ４）、フローを抜ける。
【００４６】
ｙ＜Ｙ０である場合（ステップＳ３にてＮｏ）、供給判定処理部１０５は、クリーニング部４４へのトナー入力量が少ないと判定し、供給制御部１０６にその旨を伝達する。
【００４７】
供給制御部１０６はクリーニング部４４へ新規トナーを供給する制御を行う（ステップＳ５）。供給制御部１０６は新規トナーの供給に関わる各部の動作を制御する。なお、新規トナーの供給動作については上述した通りであるため、説明を省略する。
新規トナーの供給量は、（Ｙ０−ｙ）［ｃｍ＾２］の面積相当の転写残トナー量以上のトナーが供給されるようにする。ここで、転写率をα（０≦α≦１）、単位面積あたりの画像形成装置１００の狙いのトナー付着量をＭ／Ａとすると、供給量は（Ｙ０−ｙ）×Ｍ／Ａ×（１−α）となる。この量を満たす新規トナーが供給された後、走行距離ｘと総印字面積ｙは０にリセットされる（ステップＳ４）。
つまり、感光体の走行距離がＸ０［ｍｍ］となる度に、Ｘ０［ｍｍ］進む間に印字された総印字面積ｙ［ｃｍ＾２］を用いて、クリーニング部４４へのトナー供給を行うか否かの判定を行う。
【００４８】
図１７は、新規トナーの供給制御動作の一例を説明するためのグラフ図である。グラフ中には、総印字面積の推移を表したラインａとラインｂを示している。
ラインａ、ラインｂともに、走行距離ｘが増えるについて総印字面積ｙが増加しているが、ラインａの方が総印字面積ｙが大きい。ラインａの場合では、走行距離が判定距離Ｘ０［ｍｍ］に到達した時に総印字面積ｙが供給要否判定の基準となる判定面積Ｙ０よりも大きいため、新規トナーをクリーニング部４４へ供給しない。他方、ラインｂの場合は、判定距離Ｘ０［ｍｍ］に到達した時の総印字面積ｙが判定面積Ｙ０よりも小さいため、新規トナーをクリーニング部４４へ供給する。
なお、本実施形態では、新規トナー供給要否の判定に総印字面積を使っているが、総印字面積のデータと画像形成装置１００の転写率を用い、クリーニング部４４へのトナー入力量に換算して判定してもよい。
即ち、画像形成装置１００の転写率をα（０≦α≦１）、単位面積あたりの画像形成装置１００の狙いのトナー付着量をＭ／Ａとすると、画像形成によるクリーニング部４４へのトナー入力量（転写残トナー量）は、ｙ×Ｍ／Ａ×（１−α）と求めることができる。このトナー入力量が、判定トナー入力量Ｙ０×Ｍ／Ａ×（１−α）に対して、ｙ×Ｍ／Ａ×（１−α）＜Ｙ０×Ｍ／Ａ×（１−α）である場合は、新規トナーを（Ｙ０−ｙ）×Ｍ／Ａ×（１−α）だけ供給すれば良い。
なお、判定距離Ｘ０［ｍｍ］や判定面積Ｙ０［ｃｍ＾２］は、画像形成装置個々の特性に応じて適宜、最適値を設定することが望ましい。
【００４９】
新規トナー供給の要否を判断しないまま一律に新規トナーの供給を続ける場合、印字される画像によってはクリーニング部に入力されるトナー量（転写残トナーと新規トナーの量）が過多となり、クリーニング不良などの異常画像が発生する可能性がある。
本発明では、画像出力データをもとにクリーニング部に新規トナーを供給するか否かを判断するため、供給過多となることがない。
また、画像出力データをもとに新規トナーの供給量を制御するため、供給される新規トナーの量が少なすぎて、クリーニング部において除去される転写残トナーの流動性を高めるという本実施形態の効果を失うこともない。
さらに、新規トナーの供給量を制御するので、クリーニング不良の発生や、回収トナーの搬送経路や現像装置からトナーが溢れ出すといった不具合を防止することができる。
クリーニング部へ入力される転写残トナー量は画像面積率によって大きく異なる。このため、画像面積率の高い場合、新規トナーの供給量は少なくてよい。本発明では画像面積の情報より、新規トナー供給の要否を判断することで必要な量の新規トナーをクリーニング部へ効率よく供給することができる。
【００５０】
〔新規トナー供給制御〜２〕
新規トナー供給制御の他の実施形態について説明する。本実施形態においては、画像形成装置内の温度又は湿度に応じて判定距離又は判定面積を補正し、補正した判定値を利用してクリーニング部へ新規トナーを供給するか否かを決定する点に特徴がある。
図１５に示すように、画像形成装置１００は温湿度検知部１０７を備えている。温湿度検知部１０７により、画像形成装置１００内部の温度と湿度の情報を得る。
【００５１】
図１８は、新規トナーの供給制御動作の一例を示したフローチャート図である。図１６と同一のステップには同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００５２】
走行距離記憶部１０４によって走行距離がカウント（ステップＳ１）されると、画像形成装置１００の内部温度判定が行われる（ステップＳ１１）。機内温度ｔが判定温度Ｔ０未満（ｔ＜Ｔ０）である場合（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、走行距離判定（ステップＳ２）に進む。なお、判定温度Ｔ０は、例えば２７℃のように設定される。
以降の処理は図１６のフローと同様であるため、説明を省略する。
【００５３】
機内温度ｔが判定温度Ｔ０以上（ｔ≧Ｔ０）である場合（ステップＳ１１にてＮｏ）、走行距離の判定が変更される。具体的には、判定距離Ｘ０を所定の補正係数にて補正した値に基づいて走行距離判定（ステップＳ１２）を行う。即ち、補正係数をβ（０＜β＜１）とすると、判定距離をβＸ０と補正する。走行距離ｘが補正された判定距離βＸ０に到達していない場合（ステップＳ１２にてＮｏ）は、走行距離のカウントを続ける。走行距離がβＸ０［ｍｍ］に到達している場合（ステップＳ１２にてＹｅｓ）は、供給判定処理部１０５による印字面積判定（ステップＳ３）に進む。
以降の処理は図１６のフローと同様であるため、説明を省略する。
【００５４】
このように、補正係数β（０＜β＜１）によって判定距離Ｘ０を補正するので、新規トナー供給を行うか否かを判断する走行距離の間隔が短くなる。これにより、機内温度が高くなり、転写残トナーがクリーニング部において凝集しやすい状態になっても、最適なタイミングで新規トナーを供給することができ、転写残トナーの流動性を向上させ、クリーニング部における転写残トナーの架橋を防止できる。
また、印字面積の判定を温湿度検知部１０７が検知した温度情報により変更することも可能である。図１９は、新規トナーの供給制御動作の一例を示したフローチャート図である。図１６、及び図１８と同一のステップには同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
まず、走行距離のカウント（ステップＳ１）と、走行距離判定（ステップＳ２）を行う。走行距離がＸ０［ｍｍ］に到達している場合（ステップＳ２にてＹｅｓ）は、機内温度判定（ステップＳ１１）を行う。
機内温度ｔが判定温度Ｔ０未満（ｔ＜Ｔ０）である場合（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、印字面積判定（ステップＳ３）に進む。以降の処理は図１６のフローと同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
機内温度ｔが判定温度Ｔ０以上（ｔ≧Ｔ０）である場合（ステップＳ１１にてＮｏ）、印字面積の判定が変更される。具体的には、判定面積Ｙ０を所定の補正係数にて補正した値に基づいて印字面積判定（ステップＳ１３）を行う。即ち、補正係数をγ（１＜γ）とすると、判定距離をγＹ０と補正する。総印字面積ｙが補正された判定面積γＹ０に到達している場合（ステップＳ１３にてＹｅｓ）は、走行距離ｘと総印字面積ｙを０にリセットして（ステップＳ４）、フローを抜ける。
総印字面積ｙが補正された判定面積γＹ０に到達していない場合（ステップＳ１３にてＮｏ）は、新規トナーを供給する（ステップＳ５）。以降の処理は図１６のフローと同様である。
【００５６】
図１９のフローでは、印字面積の判定基準をγＹ（γ＞１）としており、機内温度が判定温度よりも高い場合に、新規トナーを供給するか否かを判定する印字面積（しきい値）を大きくしている。これにより、機内温度が高くなり、転写残トナーがクリーニング部において凝集しやすい状態になっても、判定面積を大きくすることで、より多くのトナーをクリーニング部に入力する。従って、転写残トナーの流動性を向上させ、クリーニング部における転写残トナーの架橋を防止できる。
【００５７】
なお、本実施形態では、機内温度を検知して判定タイミングを変更しているが、湿度のみ、或いは温度と湿度の両方を用いて新規トナーの供給要否を判定することで、より最適なタイミングでトナー供給を行うことができる。
このように、機内の温度や湿度の条件によっては、クリーニング部に溜まるトナーの凝集しやすさが異なる。本実施形態では、機内の温湿度を検知することによって、クリーニング部へのトナー入力量を様々な使用環境条件においても最適にすることができるため、上記の効果を得ることができる。使用環境によらず、安定した画像を得ることができる。
【００５８】
〔新規トナー供給制御〜３〕
本実施形態では、感光体表面の地肌レベルに基づいて、クリーニングへの新規トナー供給要否を判断するための判定値を変更する点に特徴がある。
まず、感光体表面の地肌汚れのレベルを確認する方法について説明する。画像形成装置においては、帯電電圧補正制御を行っている。帯電電圧補正制御は周知技術であるため、以下簡単に説明する。
図１５に示す画像形成装置１００の画像形成制御部１０８（帯電電圧補正手段）は、まず感光体の表面に基準トナーパターン（アナログハーフトーン）を現像する。現像された基準トナーパターンと感光体表面のトナー非付着部との反射光を、光反射型フォトセンサで検知する。基準トナーパターンにおける光反射型フォトセンサの出力値Ｖｓｄｐを、トナー非付着部における光反射型フォトセンサの出力値Ｖｓｇで除した（Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ）値（反射濃度比）を算出する。算出した値と予め設定された所定値とを比較し、算出した値が所定値に達するように、帯電ローラの帯電電圧を補正する。
帯電電圧補正制御は、上述のように帯電ローラの帯電電圧を補正することに使用されるが、それと同時に感光体上の地肌汚れのレベルを確認することが可能である。本発明では、上記光反射型フォトセンサの出力値に応じて、クリーニング部への新規トナーの供給量と供給タイミングを変更する。
【００５９】
本実施形態における新規トナーの供給制御動作について説明する。
図２０は、新規トナーの供給制御動作の一例を示したフローチャート図である。図２１は、判定値（判定距離及び判定面積）を決定するために使用する判定値テーブルの一例を示す図である。図１６と同一のステップには同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
まず、走行距離記憶部１０４が、走行距離をカウントする（ステップＳ１）。
次に、画像形成制御部１０８が、（Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ）値を算出する（ステップＳ２１）。
供給判定処理部１０５は、（Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ）値に基づいて、図２１に示す判定値テーブルから、走行距離判定（ステップＳ２′）に用いる判定距離（Ｘ１〜Ｘ３の何れか）と、印字面積判定（ステップＳ３′）に用いる判定面積（Ｙ１〜Ｙ３の何れか）を決定する（ステップＳ２２）。
ここで、Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇは、その値が低いほど地汚れレベルが高い（悪い）ことを示す。図２１に示す判定値テーブルでは、上の方が地汚れレベルが低く、下の方が地汚れレベルが高いことを示している。地肌汚れが高くなった状態ではトナーの劣化が起きており、クリーニング部においてトナーが凝集しやすいため、トナーの流動性が悪化したり、架橋によるクリーニング不良が発生しやすい。
そのため、判定値テーブルにおける判定距離Ｘの関係を夫々Ｘ１≧Ｘ２≧Ｘ３とし、地肌汚れレベルが高いほど、印字面積判定をするタイミングとしての走行距離を短く設定する。このように設定することで、クリーニング部への新規トナーの供給のタイミングが早くなる。また、判定値テーブルにおける判定面積Ｙの関係をＹ１≧Ｙ２≧Ｙ３とし、地肌汚れレベルが高いほどクリーニング部への新規トナー供給量が多くなるようにＹ１、Ｙ２、Ｙ３を設定する。
このように、地肌汚れレベルを検知し、地肌汚れレベルに応じてクリーニング部への新規トナーの供給タイミング、及び供給量を変更することによって、最適なタイミングで最適な量の新規トナーを供給することができる。
判定距離、及び判定面積決定後の動作は、図１６のフローと同様であるため、その説明を省略する。
なお、本実施形態では、（Ｖｓｄｐ／Ｖｓｇ）値により、地肌汚れレベルを判定していたが、光量を固定した時のＶｓｇの情報のみでも判定は可能である。地肌汚れレベルがわかるものであれば、本実施形態以外の方法を用いても構わない。
【００６０】
仮に、白紙などを連続で出力した場合等では、現像器内の攪拌動作によって現像剤中のトナーが劣化する。特にトナーをリサイクルして再利用する場合、経時でリサイクルトナーが循環するため、現像剤中のトナーが劣化する虞がある。リサイクルトナーは劣化しやすく、帯電量の低下や凝集体が発生しやすくなり、異常画像の原因となる。本実施形態においては、感光体上の地肌汚れ情報からトナー劣化状態を検知し、その結果を元にクリーニング部へのトナー供給量を変更するため、最適な量のトナーを供給できる。このように、本実施形態においては、現像剤の状態が変化しても、クリーニング部へのトナー供給量を最適にすることができる。
【００６１】
〔新規トナー供給制御〜４〕
本実施形態においては、感光体を主走査方向（軸方向）に分割した複数のエリアを設定し、エリア毎に印字面積判定と新規トナー供給を行う点に特徴がある。なお、本実施形態における走行距離判定、印字面積判定は、上記実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
図２２は、感光体のエリア分割の一例について説明するための概略図である。供給制御を行う範囲が、主走査方向に複数のエリアに分かれている。図２２では、感光体を主走査方向に５つに分け、夫々のエリアに対して新規トナー供給を行う。なお、エリアの数は任意に決定することができる。
図２３は、感光体の走行距離が判定距離Ｘ０［ｍｍ］に到達した時の、エリア毎の総印字面積の一例を示すグラフ図である。この結果からエリア２とエリア４では、印字面積（クリーニング部への転写残トナー入力量）が少なく、新規トナーの供給が必要と判定される。その後、エリア２とエリア４の位置にのみ必要量の新規トナーがクリーニング部へ供給される。これにより、必要な量、必要なエリアのみに新規トナーの供給を効率よく行うことが可能となる。なお、上述の〔新規トナー供給機構〜２〕、図１２に記載した構成を用いることで、エリア毎に新規トナーを供給できる。
本実施形態においては、感光体の主走査方向に分割されたエリア毎に、クリーニング部へのトナー供給タイミングの判定や供給を行うため、主走査方向でトナー入力が不足している箇所を正確に把握することができる。また、そのエリアのみにトナーを供給するため、効率良くクリーニング部へ新規トナーを供給できる。
【符号の説明】
【００６２】
１…感光体、２…帯電ローラ、３…現像装置、４…クリーニング装置、５…作像ユニット、６…光書込装置、７…トナーボトル、８…転写ニップ部、９…転写ローラ、１０…給紙トレイ、１３…定着装置、１４…加熱ローラ、１５…加圧ローラ、１６…加圧ローラクリーニングローラ、１７…排紙ローラ、１８…排紙トレイ、１９…転写ベルト、２０…駆動ローラ、２１…従動ローラ、２２…転写ベルトクリーニング装置、３０…現像ローラ、３１…現像第一搬送スクリュ、３２…現像第二搬送スクリュ、４１…クリーニングブレード、４２…回収トナー搬送経路、４３…回収トナー搬送スクリュ、４４…クリーニング部、４５…新規トナー供給口、４６…回収トナー補給口、４７…振動付与手段、４８…マイラ、５０…回収トナーホッパ部、５１…ホッパ部ケース、５２…ホッパ部内トナー充填量検知センサ、５３…ホッパ部搬送経路、５４…ホッパ部搬送コイル、６０…新規トナー供給切換経路、６１…新規トナー排出口、６２…新規トナー補給口、６３…共通経路、６４…供給経路、６５…切換シャッター、７０…新規トナー供給機構、７１…新規トナー受入口、７２…新規トナー貯留搬送部、７３…供給第一搬送スクリュ、７４…供給第二搬送スクリュ、７５…開閉機構、７６…開閉シャッター、７７…弾性付勢部材、７８…作動軸、７９…偏心カム、８０…偏心軸、８１…メッシュフィルタ、８２…振動付与手段、８３…板バネ、８４…突起部、８５…回転体、１００…画像形成装置、１０１…制御部、１０２…出力データ記憶部、１０３…印字面積カウンタ記憶部、１０４…走行距離記憶部、１０５…供給判定処理部、１０６…供給制御部、１０７…温湿度検知部、１０８…画像形成制御部、Ｌ…レーザ光、Ｐ…転写紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開２００３−１９５７１４公報
【図１】
2014038251.tif 000003
【図２】
2014038251.tif 000004
【図３】
2014038251.tif 000005
【図４】
2014038251.tif 000006
【図５】
2014038251.tif 000007
【図６】
2014038251.tif 000008
【図７】
2014038251.tif 000009
【図８】
2014038251.tif 000010
【図９】
2014038251.tif 000011
【図１０】
2014038251.tif 000012
【図１１】
2014038251.tif 000013
【図１２】
2014038251.tif 000014
【図１３】
2014038251.tif 000015
【図１４】
2014038251.tif 000016
【図１５】
2014038251.tif 000017
【図１６】
2014038251.tif 000018
【図１７】
2014038251.tif 000019
【図１８】
2014038251.tif 000020
【図１９】
2014038251.tif 000021
【図２０】
2014038251.tif 000022
【図２１】
2014038251.tif 000023
【図２２】
2014038251.tif 000024
【図２３】
2014038251.tif 000025