(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成処理における転写工程を終了した感光体の表面に残留したトナー及び紙粉を含む異物を、クリーナによって除去した後に、リサイクルトナーとして現像部に回収して未使用のトナーとともに後の現像工程に使用する画像形成装置において、
画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいてリサイクルトナーの異物混入率の予測値を算出する算出手段と、この算出手段が算出した予測値と基準値とを比較して、予測値が基準値未満である場合には未使用トナー及びリサイクルトナーを所定の割合で前記現像部に補給させ、予測値が基準値以上である場合には未使用トナーのみを前記現像部に補給させるトナー補給リサイクル手段と、を含む制御部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部が、温度及び湿度を前記環境条件として測定する手段を備えた請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部が、画像形成回数を画像形成条件としてさらに測定する手段を備えた請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー補給リサイクル手段が実行する制御処理が、現像部に対する未使用トナー及びリサイクルトナーの補給量の制御処理を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー補給リサイクル手段が実行する制御処理が、現像部に対するリサイクルトナーの回収を規制する処理を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー補給リサイクル手段が実行する制御処理が、リサイクルトナーの異物混入率の改善のための制御処理を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記リサイクルトナーの異物混入率の改善のための制御処理が、現像部に収納されているトナーを感光体の表面を介してクリーナに搬送するトナー消費処理である請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー消費処理が、非画像形成処理時に実行される請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置に関し、特に、感光体の表面から回収したトナーを再利用するトナーリサイクル機能を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ等の画像形成装置において実施される電子写真方式の画像形成処理では、光導電作用によって感光体の表面に形成された静電潜像が、現像装置から供給される粉体現像剤によって可視画像に顕像化される。この可視画像は感光体の表面に担持された後に記録媒体上に転写されるが、この時、感光体の表面において可視画像を構成する現像剤の一部は、記録媒体上に転写されることなく感光体の表面に残留する。一般に感光体の表面は画像形成処理に繰り返し使用されるため、感光体の表面に残留した現像剤を放置すると、次の画像形成処理時における画質の低下を招く。このため、転写工程後に感光体の表面に残留した現像剤はクリーナによって除去されて廃棄される。
【０００３】
このように、画像形成処理時に記録媒体上における画像形成に使用されなかった現像剤を全て破棄することとすると、現像剤が浪費されてランニングコストが上昇する。
【０００４】
そこで、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた従来の画像形成装置では、クリーナによって感光体の表面から除去されたトナーを現像装置に回収する所謂トナーリサイクル機能を備え、感光体の表面から除去されたトナーを後の画像形成処理時に再使用することにより、トナーの浪費を防止してランニングコストの低廉化を実現するようにしたものがある。
【０００５】
例えば、図６に示すように、感光体ドラム５１の周囲に、帯電器５２、現像装置５４、転写器５５、クリーナ５７及び除電器５８をこの順に対向させて配置し、クリーナ５７から現像装置５４にトナーを搬送する搬送部材５９を配置したものがある。感光体ドラム５１の回転方向において転写器５５と帯電器５２との間に位置するクリーナ５７は、感光体ドラム５１の表面に当接するブレード等の掻き落とし部材５７ａを備え、転写器５５との対向位置を通過した後に感光体ドラム５１の表面に残留しているトナーがクリーナ５７内に落下して収納される。例えば、スクリューコンベア機構によって構成された搬送部材５９を所定のタイミングで駆動することにより、クリーナ５７内に収納されたトナーを現像装置５４の内部に搬送する。
【０００６】
一方、２成分現像剤を用いた電子写真方式による画像形成処理において記録媒体上に形成される画像の濃度を一定に維持するためには、現像装置内に静電潜像の顕像化に必要な十分な量のトナーが収納されている必要がある。このため、従来の画像形成装置では、例えば、透磁率センサ等のトナー濃度センサを現像装置に設け、トナー濃度センサの検出信号に基づいて現像装置内に収納されているトナー量を検出し、この検出結果に基づいて現像装置内にトナーを補給するようにしている。即ち、画像形成処理時には現像剤中のトナーのみが消費され、現像装置内におけるキャリアの収納量は原則として変化しないため、磁性体のキャリアと非磁性体のトナーとによって構成される現像剤におけるトナーの占める割合の変化は、現像剤の透磁率の変化として現れる。したがって、透磁率センサによる現像剤の透磁率の検出結果から現像装置内に収納されているトナー量を検出することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転写工程を終了した感光体の表面から除去されて現像装置に回収される所謂リサイクルトナーには記録媒体である用紙の紙粉やタルク等の異物が含まれており、現像装置内にリサイクルトナーを回収することによって現像剤に混入した異物がトナー濃度センサの検出結果に影響を与えるが、従来のトナーリサイクル機能を備えた画像形成装置では、現像装置内の現像剤に混入した異物によるトナー濃度センサの検出結果の変化を考慮したものがなく、現像装置内におけるトナーの収納量を正確に検出することができなくなり、現像装置内に対するトナーの補給量に過不足を生じ、画像濃度を適正に維持できなくなる問題があった。
【０００８】
しかも、リサイクルトナーに含まれる異物量は画像形成回数や記録媒体のサイズ等の画像形成条件、及び、温度や湿度等の環境条件によって変化するため、例えば、現像装置に回収するリサイクルトナー量から現像剤に対する異物の混入量を一義的に決定することはできず、現像剤中に異物が混入することによってトナー濃度の検出結果に生じた誤差を補正することは容易でなく、トナーリサイクル機能を備えた画像形成装置において画像濃度を適正に維持することは困難であった。
【０００９】
この発明の目的は、画像形成処理条件及び環境条件に基づいて現像装置内における異物の混入量を予測し、この予測結果に応じて現像装置におけるトナーの収納量を制御することにより、現像剤中における異物の混入量に拘らず、現像装置内に常に適量のトナーを収納するようにし、画像濃度等の画像形成状態を適正に維持することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した発明は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成処理における転写工程を終了した感光体の表面に残留したトナー及び紙粉を含む異物を、クリーナによって除去した後に、リサイクルトナーとして現像部に回収して未使用のトナーとともに後の現像工程に使用する画像形成装置において、
画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいてリサイクルトナーの異物混入率の予測値を算出する算出手段と、この算出手段が算出した予測値と基準値とを比較して、予測値が基準値未満である場合には未使用トナー及びリサイクルトナーを所定の割合で前記現像部に補給させ、予測値が基準値以上である場合には未使用トナーのみを前記現像部に補給させるトナー補給リサイクル手段と、を含む制御部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載した発明においては、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいてリサイクルトナーの異物混入率の予測値を算出し、この予測値と基準値とを比較して、予測値が基準値未満である場合には未使用トナー及びリサイクルトナーを所定の割合で前記現像部に補給させ、予測値が基準値以上である場合には未使用トナーのみを前記現像部に補給させる。したがって、リサイクルトナー中の異物混入率が高く、リサイクルトナーの特性が低いと判断される場合には、リサイクルトナーを現像装置に回収する処理を一時中断するとともに、現像装置からクリーナに一定量のトナーを搬送することによってリサイクルトナーの特性を改善することができる。これによって、特性の低いリサイクルトナーが後の画像形成処理に使用されることを防止し、画質の劣化を防ぐことができる。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、前記制御部が、温度及び湿度を前記環境条件として測定する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した発明においては、リサイクルトナーにおける異物の混入状態が、リサイクルトナー量を決定する転写効率に影響を与える画像形成処理時の環境条件である温度及び湿度の測定結果に基づいて予測され、この予測結果に応じて現像部におけるリサイクルトナー及び未使用のトナーの収納状態が制御される。したがって、記録媒体のサイズ毎の画像形成回数に基づく紙粉の発生量と、画像形成処理時の温度及び湿度に基づくリサイクルトナー量と、から予測されたリサイクルトナーにおける紙粉の混入量に基づいて、現像部におけるリサイクルトナー及び未使用のトナーの収納状態が制御され、リサイクルトナーにおける紙粉の混入量が画像形成状態に与える影響が抑制される。
【００１４】
請求項３に記載した発明は、前記制御部が、画像形成回数を画像形成条件としてさらに測定する手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載した発明においては、リサイクルトナーにおける異物の混入状態が、紙粉の発生量に影響を与える画像形成回数の測定結果に基づいて予測され、この予測結果に応じて現像部におけるリサイクルトナー及び未使用のトナーの収納状態が制御される。したがって、記録媒体のサイズ毎の画像形成回数に基づく紙粉の発生量と、画像形成処理時の環境条件に基づくリサイクルトナー量と、から予測されたリサイクルトナーにおける紙粉の混入量に基づいて、現像部におけるリサイクルトナー及び未使用のトナーの収納状態が制御され、リサイクルトナーにおける紙粉の混入量が画像形成状態に与える影響が抑制される。
【００１６】
請求項４に記載した発明は、前記トナー補給リサイクル手段が実行する制御処理が、現像部に対する未使用トナー及びリサイクルトナーの補給量の制御処理を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載した発明においては、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測されたリサイクルトナーの異物混入率に応じて、現像部に対する未使用トナー及びリサイクルトナーの補給量が制御される。したがって、画像形成処理毎の画像形成条件及び環境条件によって異物混入率が変化するリサイクルトナーを現像部に回収して、未使用のトナーとともに後の画像形成処理に使用する場合に、現像部における現像剤に占める未使用のトナー及びリサイクルトナーの割合がリサイクルトナーの異物混入率に基づいて制御され、リサイクルトナーの異物混入率が画像形成状態に与える影響が抑制される。
【００１８】
請求項５に記載した発明は、前記トナー補給リサイクル手段が実行する制御処理が、現像部に対するリサイクルトナーの回収を規制する処理を含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載した発明においては、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測されたリサイクルトナーの異物混入率に応じて現像部に対するリサイクルトナーの回収量が制御される。したがって、画像形成処理毎の画像形成条件及び環境条件によって異物混入率が変化するリサイクルトナーを現像部に回収して未使用のトナーとともに後の画像形成処理に使用する場合に、現像部における現像剤に占めるリサイクルトナーの割合がリサイクルトナーの異物混入率に基づいて制御され、リサイクルトナーの異物混入率が画像形成状態に与える影響が抑制される。
【００２０】
請求項６に記載した発明は、前記トナー補給リサイクル手段が実行する制御処理が、リサイクルトナーの異物混入率の改善のための制御処理を含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載した発明においては、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測されたリサイクルトナーの異物混入率に応じてリサイクルトナーの異物混入率が改善される。したがって、異物混入率が改善されたリサイクルトナーが未使用のトナーとともに後の画像形成処理に使用され、リサイクルトナーの異物混入率が画像形成状態に与える影響が抑制される。
【００２２】
請求項７に記載した発明は、前記リサイクルトナーの異物混入率の改善のための制御処理が、現像部に収納されているトナーを感光体の表面を介してクリーナに搬送するトナー消費処理であることを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載した発明においては、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測されたリサイクルトナーの異物混入率に応じて、現像部に収納されているトナーを感光体の表面を介してクリーナに搬送すがるトナー消費処理が実行される。したがって、リサイクルトナーの異物混入率に応じてトナー消費処理が実行されることにより、現像部に収納されている未使用のトナーが感光体の表面を介してクリーナ内のリサイクルトナーに混合され、リサイクルトナーに占める異物の混入割合が低下し、リサイクルトナーの異物混入率が画像形成状態に与える影響が抑制される。
【００２４】
請求項８に記載した発明は、前記トナー消費処理が、非画像形成処理時に実行されることを特徴とする。
【００２５】
請求項８に記載した発明においては、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測されたリサイクルトナーの異物混入率に応じて、現像部に収納されているトナーを感光体の表面を介してクリーナに搬送するトナー消費処理が非画像形成処理時に実行される。したがって、画像形成処理に影響を及ぼすことなくリサイクルトナーの異物混入率が改善され、後の画像形成処理において異物混入率が改善されたリサイクルトナーが使用される。
【００２６】
【実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の作像部の構成を示す正面断面の略図である。画像形成装置の作像部１０は、所定速度で回転する感光体ドラム１の周囲に、帯電器２、書込ユニット３、現像装置４、転写器５、クリーナ６及び除電器７を配置し、さらに、リサイクル部材８を設けて構成されている。
【００２７】
現像装置４は、現像ローラ４１、攪拌ローラ４２〜４４及び補給ローラ４５，４６を軸支した現像槽４ａの上部に未使用のトナーを収納する補給槽４ｂ、及び、リサイクルトナーを収納する回収槽４ｃを装着して構成されている。補給槽４ｂに収納された未使用のトナー、及び、回収槽４ｃに収納されたリサイクルトナーのそれぞれは、補給ローラ４５及び補給ローラ４６のそれぞれの回転によって現像槽４ａに補給される。
【００２８】
現像槽４ａに補給された未使用のトナー及びリサイクルトナーは、攪拌ローラ４２〜４４によって現像槽４ａ内に既に収納されているキャリア及びトナーからなる現像剤と攪拌され、所定の電荷を帯電した状態でキャリアの表面に静電吸着する。表面にトナーを吸着したキャリアによって構成される現像剤は、現像ローラ４１が内装する磁極の磁力によって現像ローラ４１の周面に穂立ちを形成した状態で、現像ローラ４１の回転にともなって現像ローラ４１の周面が感光体ドラム１の表面に最も近接する現像位置に搬送される。この現像位置において現像剤中のトナーのみが感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に移動する。
【００２９】
クリーナ６は、内部に掻き落とし部材６１を備えている。この掻き落とし部材６１は、例えば、一端が感光体ドラム１の表面に所定の圧力で当接するブレードであり、感光体ドラム１の表面において用紙に転写されなかったトナーや用紙から付着した紙粉等の残留物を掻き落とす。感光体ドラム１の表面から掻き落とされた残留物は、クリーナ６の内部において一旦収納される。このクリーナ６の下部と現像装置４の回収槽４ｃの上部との間が、リサイクル部材８によって連絡されている。リサイクル部材８は、例えば、スクリューコンベアによって構成されている。
【００３０】
感光体ドラム１は、周面に光導電層を備え、画像形成時に一定速度で矢印方向に回転する。帯電器２は、感光体ドラム１の周面に単一極性の電荷を均一に付与する。書込ユニット３は、後述する制御部から供給された画像データに基づいて、例えば、レーザ光である画像光を感光体ドラム１の表面に照射する。画像光の照射を受けた感光体ドラム１の表面には、光導電作用によって静電潜像が形成される。現像装置４は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に対してトナーを供給し、静電潜像をトナー像に顕像化する。転写器５は、感光体ドラム１の表面に担持されたトナー像を、図外の給紙部から所定のタイミングで搬送された用紙の表面に転写する。クリーナ６は、転写工程を終了した感光体ドラム１の表面に残留しているトナー等を除去する。除電器７は、転写工程を終了した感光体ドラム１の表面に残留している電荷を除去する。
【００３１】
転写工程を終了した用紙は、図外の定着装置に導かれ、加熱及び加圧を受ける。この定着装置による加熱及び加圧によって、用紙上に転写したトナー像が溶融して用紙の表面に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ等の作用によって画像形成装置の外部に排出される。
【００３２】
以上のように、作像部１０における画像形成処理時には、現像装置４内に収納されている現像剤のうちトナーのみが消費される。したがって、画像形成処理が繰り返されることによって現像装置４内における現像剤中のトナー濃度が低下し、現像装置４から感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に対して十分な量のトナーを供給できなくなり、画像濃度が低下する。そこで、現像装置４内における現像剤中のトナー濃度を検出するセンサを設け、このセンサの検出結果に基づいて補給ローラ４５，４６を回転させることにより、補給槽４ｂ及び回収槽４ｃに収納されている未使用のトナー及びリサイクルトナーを現像槽４ａに補給する。
【００３３】
図２は、上記画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。画像形成装置の制御部２０は、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備えたＣＰＵ２１に画像処理部２４、トナーリサイクル部２５、トナー補給部２６、サイズ検出センサ２７、温度・湿度検出センサ２８及びトナー濃度センサ２９等の入出力機器を接続して構成されている。ＣＰＵ２１は、これらの入出力機器をＲＯＭ２２に予め書き込まれたプログラムにしたがって作像部１０を構成する書込ユニット３等とともに統括して制御する。
【００３４】
画像処理部２４は、図外のインタフェースを介して外部装置から入力された画像データ、又は、図外のスキャナ部において原稿から読み取った画像信号に対して所定の画像処理を施す。トナーリサイクル部２５は、ＣＰＵ２１から供給される制御信号に基づいてリサイクル部材８を駆動し、クリーナ６によって感光体ドラム１の表面から除去された残留物を現像装置４の回収槽４ｃに搬送する。トナー補給部２６は、ＣＰＵ２１から供給される制御信号に基づいて補給ローラ４５，４６を駆動し、補給槽４ｂ及び回収槽４ｃに収納されている未使用のトナー及びリサイクルトナーを現像槽４ａに補給する。
【００３５】
また、サイズ検出センサ２７は、画像形成処理に使用される用紙のサイズを検出する。温度・湿度検出センサ２８は、画像形成処理時における作像部１０近傍の温度及び湿度を検出する。トナー濃度センサ２９は、現像槽４ａに収納されている現像剤中のトナー濃度を検出するセンサであり、例えば、透磁率センサによって構成されている。
【００３６】
図３は、上記画像形成装置の制御部における処理手順を示すフローチャートである。画像形成装置の制御部２０を構成するＣＰＵ２１は、画像形成処理において発生するリサイクルトナー量及び紙粉等の異物量からリサイクルトナー中の異物混入率を予測し、この予測結果に基づいて現像装置４の補給槽４ｂ及び回収槽４ｃから現像槽４ａに対する未使用トナー及びリサイクルトナーの補給状態を制御する。
【００３７】
即ち、ＣＰＵ２１は、画像形成処理の開始時に、画像読取部にセットされた原稿の画像をプリスキャンした際の画像データに基づいて、原稿の画像面積を算出し（ｓ１）、指定された複写倍率を読み取り（ｓ２）、予め設定されている関係に基づいて原稿の画像面積及び複写倍率から用紙１枚当りの使用トナー量を決定する（ｓ３）。
【００３８】
ここで、原稿の画像面積と複写倍率とから用紙１枚当りの使用トナー量を決定するのは、画像形成処理に使用される用紙サイズが同一であっても用紙に形成される画像面積に応じて使用されるトナー量が変化し、これにともなって、転写工程において感光体ドラム１の表面から用紙に転写されずに感光体ドラム１の表面に残留するトナー量が変化し、画像形成処理において発生するリサイクルトナー量が変化するためである。
【００３９】
次に、ＣＰＵ２１は、原稿サイズと複写倍率とから決定される用紙サイズを読み取り（ｓ４）、予め設定された関係に基づいて用紙サイズからリサイクルトナー中に混入する異物である紙粉の発生量を決定する（ｓ５）。さらに、ＣＰＵ２１は、温度・湿度検出センサ２８の検出結果を読み取り（ｓ６）、読み取った温度及び湿度の検出結果に基づいて転写効率ηを決定し（ｓ７）、使用トナー量と転写効率ηとから予め設定された関係に基づいてリサイクルトナー量を決定する（ｓ８）。
【００４０】
ここで、使用トナー量と転写効率ηとからリサイクルトナー量を決定するのは、転写工程時に感光体ドラム１の表面から用紙に対するトナーの転写効率は温度及び湿度に応じて変化し、転写効率の変化にともなって転写工程時に感光体ドラム１の表面から用紙に転写されずに感光体ドラム１の表面に残留するトナー量が変化し、画像形成処理に発生するリサイクルトナー量が変化するためである。
【００４１】
この後、ＣＰＵ２１は、ｓ５において決定した異物の発生量とｓ８において決定したリサイクルトナー量とに基づいてリサイクルトナー中の異物混入率を算出する（ｓ９）。このように、画像面積に基づいて使用トナー量を決定し、決定した使用トナー量と転写効率とに基づいて決定したリサイクルトナー量を用いてリサイクルトナーの特性を表す異物混入率をより正確に算出することができる。
【００４２】
次いで、ＣＰＵ２１は、画像形成処理に係る動作を開始し（ｓ１０）、ｓ９において算出した異物混入率を基準値と比較する（ｓ１１）。異物混入率が基準値未満である場合、ＣＰＵ２１は、通常モードによるトナー補給を行う（ｓ１２）。通常モードのトナー補給では、ＣＰＵ２１は、リサイクル部材８を駆動してクリーナ６からリサイクルトナーを回収槽４ｃに搬送するとともに、補給ローラ４５，４６を所定の割合で回転させ、補給槽４ｂ及び回収槽４ｃから未使用のトナー及びリサイクルトナーを所定の割合で現像槽４ａ内に補給する。ＣＰＵ２１は、ｓ１０〜ｓ１２の処理を設定された枚数分繰り返し実行する（ｓ１３）。
【００４３】
ｓ１１においてクリーナ６が感光体ドラム１から除去したリサイクルトナー中の異物混入率が基準値以上である場合、ＣＰＵ２１は、リサイクル部材８及び補給ローラ４６の駆動を停止し（ｓ１４）、クリーナ６から回収槽４ｃに対するリサイクルトナーの搬送、及び、回収槽４ｃから現像槽４ａに対するリサイクルトナーの補給を停止する。これによって、基準値以上の異物が混入したリサイクルトナーが後の画像形成処理に使用されないようにし、画質の劣化を防止する。
【００４４】
次いで、ＣＰＵ２１は、単一の画像データを複数枚の用紙に形成するマルチモードが設定されているか否かの判別を行い（ｓ１５）、単一の画像データを単一の用紙に形成するシングルモードが設定されている場合には、ＣＰＵ２１は、実際の画像形成処理の開始前における感光体ドラム１の前回転時、又は、実際の画像形成処理の終了後における感光体ドラム１の後回転時に、一定量のトナーを現像装置４から感光体ドラム１の表面を介してクリーナ６に搬送するトナー消費処理を実行するとともに（ｓ１６）、補給ローラ４５を駆動して補給槽４ｂから未使用のトナーを現像槽４ａに補給する（ｓ１７）。マルチモードが設定されている場合には、ＣＰＵ２１は、各用紙に対する画像形成処理の間に、トナー消費処理を実行するとともに（ｓ１８）、補給ローラ４５を駆動して補給槽４ｂから未使用のトナーを現像槽４ａに補給する（ｓ１９）。
【００４５】
このｓ１５〜ｓ１９の処理により、クリーナ６が感光体ドラム１の表面から除去したリサイクルトナー中の異物混入率が基準値以上である場合には、感光体ドラム１の前回転時若しくは後回転時、又は、各用紙に対する画像形成処理間に、現像装置４から一定量のトナーをクリーナ６に搬送するとともに、現像槽４ａに補給槽４ｂから未使用のトナーを補給し、クリーナ６におけるリサイクルトナー量を増加させて異物混入率を低下させる。
【００４６】
ｓ１６及びｓ１８におけるトナー消費処理は、感光体ドラム１の表面に所定面積の黒ベタの静電潜像を形成し、この黒ベタの静電潜像にトナーを付着させ、転写工程を行うことなく感光体ドラム１を回転させることにより、黒ベタの静電潜像に付着したトナーを残留トナーとしてクリーナ６によって感光体ドラム１の表面から除去させる処理である。
【００４７】
以上のようにしてこの実施形態に係る画像形成装置では、画像形成処理に使用される用紙サイズ、画像面積及び転写効率に基づいて、画像形成処理においてクリーナ６が感光体ドラム１の表面から除去するリサイクルトナー中の異物混入率をリサイクルトナーの特性として算出し、リサイクルトナー中の異物混入率が高く、リサイクルトナーの特性が低いと判断される場合には、リサイクルトナーを現像装置４に回収する処理を一時中断するとともに、現像装置４からクリーナ６に一定量のトナーを搬送することによってリサイクルトナーの特性を改善することができる。これによって、特性の低いリサイクルトナーが後の画像形成処理に使用されることを防止し、画質の劣化を防ぐことができる。
【００４８】
なお、サイズ検出センサ２７が用紙サイズを検出するセンサである場合には、原稿の画像サイズと複写倍率とから用紙サイズを算出する処理を行う必要はない。
【００４９】
また、リサイクルトナーの特性が低いと判断した場合に、リサイクルトナーの搬送処理の中断、又は、一定量のトナーをクリーナ６に搬送するトナー消費処理のいずれかを実行するようにしてもよい。
【００５０】
さらに、原稿の画像面積及び複写倍率から用紙１枚当りの使用トナー量を決定する処理（ｓ３）、用紙サイズからリサイクルトナー中に混入する異物である紙粉の発生量を決定する処理（ｓ５）、及び、使用トナー量と転写効率ηとからリサイクルトナー量を決定する処理（ｓ８）において参照される関係は、例えば、図４に示すテーブルとしてＲＯＭ２２に予め格納しておくことができる。
【００５１】
図４に示す例では、画像面積が標準状態のＡ４サイズの原稿を等倍で画像形成する場合を基準として画像面積が大きい場合及び小さい場合のそれぞれについて、用紙サイズ毎に使用トナー量、リサイクルトナー量及び異物の発生量の関係を表している。即ち、図４に示すテーブルの内容は、画像面積が標準状態のＡ４サイズの原稿を等倍で画像形成した場合の使用トナー量をＷとし、原稿サイズ、倍率及び画像面積が変化した場合の使用トナー量及びリサイクルトナー量をＷの関数で表し、画像面積が標準状態のＡ４サイズの原稿を等倍で画像形成した場合の異物発生量をＸとし、原稿サイズ、倍率及び画像面積が変化した場合の異物発生量をＸの関数で表したものである。これらの値は、実験的に求めることができる。
【００５２】
なお、サイズ検出センサ２７が用紙サイズを検出するセンサである場合には、図４に示すテーブルにおいて原稿サイズ及び倍率のデータを省略することができる。
【００５３】
また、リサイクルトナー量の決定、温度及び湿度の検出結果から転写効率ηを決定する処理（ｓ７）において参照される関係も、ＲＯＭ２２内にテーブルとして予め格納しておくことができる。
【００５４】
図５は、この発明の別の実施形態に係る画像形成装置の制御部の処理手順の一部を示すフローチャートである。この実施形態に係る画像形成装置の制御部を構成するＣＰＵ２１は、図３に示すｓ１２の通常モードのトナー補給処理に代えて、画像形成装置における画像形成処理回数の積算値に応じて未使用のトナーとリサイクルトナーとの補給割合を変更するようにしたものである。
【００５５】
このため、ＣＰＵ２１は、リサイクルトナー中の異物混入率が基準値未満である場合、例えば、ＲＡＭ２３の所定のメモリエリアに割り当てられているカウンタが計数している画像形成処理回数の積算値を読み取り（ｓ２１）、読み取った積算値が未使用のトナーとリサイクルトナーとの混合比率の変更タイミングとして予め設定されている値に一致するか否かの判別を行う（ｓ２２）。ＣＰＵ２１は、画像形成処理回数の積算値が変更タイミングに一致する場合には、未使用のトナーとリサイクルトナーとの混合比率を変更し、新たな混合比率として設定する（ｓ２３）。
【００５６】
上記のｓ２１〜ｓ２３の処理により、画像形成処理回数の増加にともなって画像形成処理時に補給槽４ｂ及び回収槽４ｃから現像槽４ａに対する未使用のトナー及びリサイクルトナーの補給量の割合が変更され、未使用のトナーに対するリサイクルトナーの割合が段階的に減少される。トナーリサイクル機能を備えた画像形成装置では、画像形成処理が繰り返し実行されることによって、複数回リサイクルされるトナーが増加し、リサイクルトナー自体の特性が低下するが、画像形成処理回数にともなって現像槽４ａに補給するトナーに占める未使用のトナー量を徐々に増加することにより、リサイクルトナー自体の特性の低下による画像形成状態の劣化を抑制することができる。
【００５７】
なお、画像形成処理回数の積算値は、例えば、現像装置４におけるキャリアを含む現像剤の交換時、現像装置４を含む作像部１０のユニット交換時等においてクリアされる。
【００５８】
また、通常モードのトナー補給処理における未使用のトナーとリサイクルトナーとの混合比率の初期値は、例えば、７：３程度の重量比率とすることができる。
【００５９】
さらに、画像形成処理回数の積算値に代えて、画像形成処理時における感光体ドラム１の回転回数の積算値、又は、感光体ドラム１の回転時間の積算値を用いることもできる。このように、感光体ドラム１の回転回数又は回転時間の積算値に基づいて補給トナーにおける未使用のトナーとリサイクルトナーとの混合比率を変更することとすると、異物の混入量のみならず、感光体ドラム１から除去される際にリサイクルトナーが受ける機械的ストレスやリサイクルトナーの経時変化をも加味してリサイクルトナーの特性を判断することになり、総合的な情報に基づいてリサイクルトナーの特性をより正確に判断することができる。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいてリサイクルトナーの異物混入率の予測値を算出し、この予測値と基準値とを比較して、予測値が基準値未満である場合には未使用トナー及びリサイクルトナーを所定の割合で前記現像部に補給させ、予測値が基準値以上である場合には未使用トナーのみを前記現像部に補給させることにより、リサイクルトナー中の異物混入率が高く、リサイクルトナーの特性が低いと判断される場合には、リサイクルトナーを現像装置に回収する処理を一時中断するとともに、現像装置からクリーナに一定量のトナーを搬送することによってリサイクルトナーの特性を改善することができ、特性の低いリサイクルトナーが後の画像形成処理に使用されることを防止し、画質の劣化を防ぐことができる。
【００６１】
請求項２に記載した発明によれば、リサイクルトナーにおける異物の混入状態を、リサイクルトナー量を決定する転写効率に影響を与える画像形成処理時の環境条件である温度及び湿度の測定結果に基づいて予測し、この予測結果に応じて現像部におけるリサイクルトナー及び未使用のトナーの収納状態を制御することにより、記録媒体のサイズ毎の画像形成回数に基づく紙粉の発生量と、画像形成処理時の温度及び湿度に基づくリサイクルトナー量と、から予測したリサイクルトナーにおける紙粉の混入量に基づいて、現像部におけるリサイクルトナー及び未使用のトナーの収納状態を制御することができ、リサイクルトナーにおける紙粉の混入量が画像形成状態に与える影響を抑制して、画像形成状態を常に良好に維持することができる。
【００６２】
請求項３に記載した発明によれば、リサイクルトナーにおける異物の混入状態を、紙粉の発生量に影響を与える画像形成回数の測定結果に基づいて予測し、この予測結果に応じて現像部におけるリサイクルトナー及び未使用のトナーの収納状態を制御することにより、記録媒体のサイズ毎の画像形成回数に基づく紙粉の発生量と、画像形成処理時の温度及び湿度に基づくリサイクルトナー量と、から予測したリサイクルトナーにおける紙粉の混入量に基づいて、現像部におけるリサイクルトナー及び未使用のトナーの収納状態を制御することができ、リサイクルトナーにおける紙粉の混入量が画像形成状態に与える影響を抑制して、画像形成状態を常に良好に維持することができる。
【００６３】
請求項４に記載した発明によれば、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測したリサイクルトナーの異物混入率に応じて、現像部に対する未使用トナー及びリサイクルトナーの補給量を制御することにより、画像形成処理毎の画像形成条件及び環境条件によって異物混入率が変化するリサイクルトナーを現像部に回収して、未使用のトナーとともに後の画像形成処理に使用する場合に、現像部における現像剤に占める未使用のトナー及びリサイクルトナーの割合をリサイクルトナーの異物混入率に基づいて制御することができ、リサイクルトナーの異物混入率が画像形成状態に与える影響を抑制して、画像形成状態を常に良好に維持することができる。
【００６４】
請求項５に記載した発明によれば、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測したリサイクルトナーの異物混入率に応じて現像部に対するリサイクルトナーの回収量を制御することにより、画像形成処理毎の画像形成条件及び環境条件によって異物混入率が変化するリサイクルトナーを現像部に回収して未使用のトナーとともに後の画像形成処理に使用する場合に、現像部における現像剤に占めるリサイクルトナーの割合をリサイクルトナーの異物混入率に基づいて制御することができ、リサイクルトナーの異物混入率が画像形成状態に与える影響を抑制して、画像形成状態を常に良好に維持することができる。
【００６５】
請求項６に記載した発明によれば、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測したリサイクルトナーの異物混入率に応じてリサイクルトナーの異物混入率を改善することにより、異物混入率が改善されたリサイクルトナーを未使用のトナーとともに後の画像形成処理に使用することができ、リサイクルトナーの異物混入率が画像形成状態に与える影響を抑制して、画像形成状態を常に良好に維持することができる。
【００６６】
請求項７に記載した発明によれば、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測したリサイクルトナーの異物混入率に応じて、現像部に収納されているトナーを感光体の表面を介してクリーナに搬送するトナー消費処理を実行することにより、現像部に収納されている未使用のトナーを感光体の表面を介してクリーナ内のリサイクルトナーに混合し、サイクルトナーに占める異物の混入割合を低下させてリサイクルトナーの異物混入率が画像形成状態に与える影響を抑制することができ、画像形成状態を常に良好に維持することができる。
【００６７】
請求項８に記載した発明によれば、画像形成処理毎の原稿サイズ、用紙サイズ、画像面積、複写倍率を含む画像形成条件、及び、環境条件に基づいて予測したリサイクルトナーの異物混入率に応じて、現像部に収納されているトナーを感光体の表面を介してクリーナに搬送するトナー消費処理を非画像形成処理時に実行することにより、画像形成処理に影響を及ぼすことなくリサイクルトナーの異物混入率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の作像部の構成を示す正面断面の略図である。
【図２】上記画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】上記画像形成装置の制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】上記制御部を構成するＣＰＵが備えるＲＯＭに格納されているテーブルの内容を示す図である。
【図５】この発明の別の実施形態に係る画像形成装置の制御部の処理手順の一部を示すフローチャートである。
【図６】従来の画像形成装置の作像部の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１−感光体ドラム
４−現像装置
４ａ−現像槽
４ｂ−補給槽
４ｃ−回収槽
５−転写器
６−クリーナ
８−リサイクル部材
４１−現像ローラ
４２〜４４−攪拌ローラ
４５，４６−補給ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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