(57)【要約】【課題】  回収されたトナーが直接現像装置に搬送される構成であっても、現像装置内のトナー濃度が目標濃度以上にならないようにする。【解決手段】  トナー像が記録用紙に転写された後で感光体ドラム１０に残留したトナーは、クリーニング装置２０により回収され、トナー回収部に蓄えられていく。そして、トナー回収部に一定量以上のトナーが溜まると、蓄えられているトナーが現像装置５０へ供給される。制御部１００は、現像装置５０内のトナー濃度を監視し、トナー濃度に応じて未使用トナー供給部７０を制御して未使用トナーを現像装置５０へ供給する。制御部１００は、クリーニング装置２０により回収された回収トナーが現像装置５０に供給される時間範囲においては、未使用トナー供給部７０から現像装置へ供給するトナー量を補正する。【選択図】      図１
2006258957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
保持しているトナーを前記静電潜像に付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像担持体が駆動されていると、前記転写手段による転写後に前記像担持体に残留したトナーを回収し、該回収した回収トナーを前記現像手段へ供給する回収トナー供給手段と、
前記現像手段が保持しているトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
前記回収トナー供給手段から前記現像手段へ供給される回収トナーの量を求める回収トナー量特定手段と、
前記トナー濃度検知手段により検知したトナー濃度に応じて未使用トナーを前記現像手段へ供給し、前記回収トナーが前記現像手段へ供給される時間範囲においては、前記現像手段へ供給する未使用トナーの量を前記回収トナー量特定手段で特定した回収トナーの量に応じて補正し、補正した量の未使用トナーを前記現像手段へ供給する未使用トナー供給手段と
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記回収トナー量特定手段は、前記記録媒体に転写されるトナー像の画像密度を記録媒体毎に求め、この求めた記録媒体毎の画像密度を所定の記録媒体数分累積し、該累積した累積値から前記回収トナーの量を求めること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記回収トナー量特定手段にて求められた累積値が所定の値を超えた場合、前記現像手段へ供給する未使用トナーの量を前記回収トナー量特定手段で特定した回収トナーの量に応じて補正し、補正した量の未使用トナーを前記現像手段へ供給すること
を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回収トナー量特定手段は、新規に転写されたトナー像の画像密度を求めると、求めた記録媒体毎の画像密度のうち、新規に求めた画像密度から所定の記録媒体数分前までの画像密度を累積すること
を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回収トナー供給手段または前記現像手段が交換された場合、前記未使用トナー供給手段は、所定数のトナー像を形成するまでの間、または前記像担持体に残留したトナーが回収され、該回収された回収トナーが前記現像手段へ供給されるまでの間においては、前記回収トナーが前記現像手段へ供給される時間範囲であっても、前記現像手段へ供給する未使用トナーの量を前記回収トナー量特定手段で特定した回収トナーの量に応じて補正しないこと
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体から回収したトナーを再利用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機など、電子写真方式を利用した画像形成装置は、像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させることによりトナー像を形成し、このトナー像を記録用紙に転写・定着させることにより、画像形成を行っている。この画像形成プロセスにおいて像担持体に付着したトナーは、その大部分が記録用紙に転写されるが、一部は転写されずに像担持体に残留する。そこで、画像形成装置においては、像担持体に残留したトナーを回収するクリーニング装置が設けられている。
【０００３】
近年の画像形成装置においては、このクリーニング装置で回収したトナーを有効に利用するべく、特許文献１に開示されているように、回収したトナーを現像装置へ供給して再利用するものがある。特許文献１に開示されている画像形成装置においては、像担持体に残留したトナーはクリーニング装置により回収された後、現像装置に設けられた回収トナー補給装置に搬送される。この現像装置には、新品のトナーを補給する新トナー補給装置も設けられており、トナー濃度が低下すると、新トナー補給装置および回収トナー補給装置が制御され、新トナーと回収トナーとが現像装置へ供給される。
【特許文献１】特開平８−２９７４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、回収したトナーを再利用する画像形成装置においては、コストなどの面から、回収したトナーを一旦蓄える回収トナー補給装置を具備せず、回収したトナーを直接現像装置へ供給するタイプのものもある。画像形成装置においては、現像装置内のトナー濃度を監視し、トナー濃度が低下すると新トナーを補給することが行われているが、このように回収されたトナーが直接現像装置へ供給されると、現像装置内のトナー濃度に応じて新トナーが供給されているにもかかわらず、さらに不定のタイミングでトナーが補給されることになり、現像装置内のトナー濃度が目標とする濃度以上になるという問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、その目的は、回収されたトナーが直接現像装置に搬送される構成であっても、現像装置内のトナー濃度が目標濃度以上にならないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために本発明は、像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、保持しているトナーを前記静電潜像に付着させてトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記像担持体が駆動されていると、前記転写手段による転写後に前記像担持体に残留したトナーを回収し、該回収した回収トナーを前記現像手段へ供給する回収トナー供給手段と、前記現像手段が保持しているトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記回収トナー供給手段から前記現像手段へ供給される回収トナーの量を求める回収トナー量特定手段と、前記トナー濃度検知手段により検知したトナー濃度に応じて未使用トナーを前記現像手段へ供給し、前記回収トナーが前記現像手段へ供給される時間範囲においては、前記現像手段へ供給する未使用トナーの量を前記回収トナー量特定手段で特定した回収トナーの量に応じて補正し、補正した量の未使用トナーを前記現像手段へ供給する未使用トナー供給手段とを備える画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回収されたトナーが直接現像装置に搬送される構成であっても、現像装置内のトナー濃度が目標濃度以上にならなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［実施形態の構成］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの概略図である。図１に示したように、画像形成装置は、画像形成装置の各部を制御する制御部１００を備えている。この制御部１００は、ＲＯＭやＲＡＭ、ＣＰＵを備えており（いずれも図示略）、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従って画像形成装置の各部を制御する。また、制御部１００には、画像形成装置を操作するための複数のボタンや、各種メッセージや画像形成装置を操作するためのメニューを表示する表示部が接続されている（いずれも図示略）。
【０００９】
原稿読取ユニット１２０は、原稿を読み取り、読み取った原稿の画像信号を生成するユニットである。原稿読取ユニット１２０は、読み取った画像の画像信号を画像処理部１１０へ出力する。画像処理部１１０は、入力された画像信号をデジタル処理する。そして、スクリーン処理や濃度補正、倍率補正等の画像処理を行い、出力する画像を表す出力画像信号を生成し、生成した出力画像信号を露光装置４０へ出力する。また、画像処理部１１０は、出力する画像の画素数をカウントし、記録用紙に形成される画像の密度を求める機能を有している。画像処理部１１０は、出力画像信号が表す画像の画素数をカウントし、カウントした画素数から画像の密度を求め、求めた画像密度を制御部１００へ通知する。
【００１０】
感光体ドラム１０は、その表面が光導電性を有する材料で覆われており、トナー像を担持する。感光体ドラム１０は、制御部１００の制御の下、図示せぬモータにより、図中の矢印Ａ方向へ回転する。帯電器３０は、感光体ドラム１０を帯電させる装置であり、感光体ドラムの表面電位を一定の電位に帯電させる。露光装置４０は、画像処理部１１０から出力された出力画像信号に従ってレーザ光を感光体ドラム１０に照射する装置である。感光体ドラム１０においては、レーザ光が照射される事により、画像信号が表す画像の静電潜像が形成される。
【００１１】
転写ロール６０は、現像装置５０により感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を記録用紙に転写するためのロールである。転写ロール６０は、転写ロール６０と感光体ドラム１０との間に搬送された記録用紙を感光体ドラム１０に押圧し、感光体ドラム１０上の形成されたトナー像を記録用紙に転写する。
【００１２】
クリーニング装置２０は、感光体ドラム１０に接触するクリーニングブレード２１を備えており、トナー像が記録用紙に転写された後に感光体ドラム１０に残留したトナーを、このクリーニングブレード２１により掻き落して除去する。クリーニング装置２０は、除去されたトナーを蓄えるトナー回収部（図示略）を備えており、クリーニングブレード２１により除去されたトナー（以下、回収トナーと称する）は、このトナー回収部に入る。また、クリーニング装置２０においては、感光体ドラム１０の回転に伴って回転し、回収トナーを搬送経路９０へ送るオーガがトナー回収部の上方に設けられている。トナー回収部において回収トナーがオーガに届くまで蓄えられると、オーガに接触した回収トナーが搬送経路９０へ送られる。搬送経路９０は現像装置５０に接続されており、トナー回収部から送り出された回収トナーは搬送経路９０内を落下して（またはトナー回収部から送り出された回収トナーにより押されて）現像装置５０へ入る。
【００１３】
なお、感光体ドラム１０に付着したトナーのうち、記録用紙に転写されるトナー量と、感光体ドラム１０に残留するトナー量の割合は、画像の密度に係らず略一定となる。例えば、感光体ドラム１０上の形成されたトナー像のトナー量が１０ｍｇであり、そのうちの１ｍｇが感光体ドラム１０に残留しクリーニング装置２０により回収されるとすると、感光体ドラム１０上の形成されたトナー像のトナー量が１ｇである場合、そのうちの１０ｍｇが感光体ドラム１０に残留しクリーニング装置２０により回収される。このため、クリーニング装置２０から現像装置５０へ供給される回収トナーの量は、形成する画像の密度に応じて変化し、密度が高い画像（使用するトナーの量が多い画像）を連続して形成すると、クリーニング装置２０から現像装置５０へ供給されるトナー量が増加し、密度が低い画像（使用するトナーの量が少ない画像）を形成すると、クリーニング装置２０から現像装置５０へ供給されるトナー量が少なくなる。
【００１４】
未使用トナー供給部７０は、未使用のトナー（以下、未使用トナーと称する）を格納したトナーカートリッジ（図示略）を備えている。未使用トナー供給部７０は制御部１００の制御の下、トナーカートリッジにある未使用トナーを搬送経路９１を介して現像装置５０へ供給する。
【００１５】
現像装置５０は、トナーを感光体ドラム１０へ付着させる装置である。現像装置５０は、トナー搬送装置９０から供給された回収トナーと、搬送経路９１から供給された未使用トナーを現像装置５０内で攪拌する。現像装置５０内で攪拌されたトナーは、図中の矢印Ｂ方向に回転する現像ロール５１に付着する。そして、現像ロール５１に付着したトナーは、感光体ドラム１０上に形成された潜像の部分に付着する。また、現像装置５０には、現像装置５０内にあるトナーの濃度を検出し、検出した濃度を表す信号を制御部１００へ出力するトナー濃度センサ５２が設けられている。
【００１６】
制御部１００はトナー濃度センサ５２から出力される信号により、現像装置５０内にあるトナーの濃度を検知する。そして、現像装置５０内のトナー濃度が所定濃度より低下した場合、現像装置５０内のトナー濃度が予め定められた目標濃度となるように、未使用トナー供給部７０を制御して未使用トナーを現像装置５０へ供給する。
なお、本実施形態においては、未使用トナー供給部７０に加え、クリーニング装置２０からも回収トナーが現像装置５０へ供給される。この回収トナーの量は、画像形成時に使用したトナー量に応じて変化し、高密度の画像を連続して形成すると、現像装置５０へ供給される回収トナーの量が増加する。
また、回収トナーはトナー回収部に蓄えられ、一定の回収トナーが蓄えられた後、オーガにより搬送経路９０へ送られ、搬送経路９０内を落下して現像装置５０へ入るため、高密度の画像を連続して形成し始めてから回収トナーが現像装置５０へ供給されるまでには、ある程度の時間がかかることとなる。
【００１７】
この回収トナーの量と、回収トナーが現像装置５０へ供給されるまでの時間を考慮せず、検知したトナー濃度に応じて目標濃度となるまで未使用トナーを供給するという制御であると、目標濃度に達して未使用トナーの供給を停止させた後に回収トナーが現像装置５０へ供給され、現像装置５０内のトナー濃度が目標濃度を上回ってしまう場合が生じ得る。そこで、本実施形態においては、クリーニング装置２０から回収トナーが現像装置５０へ供給されても現像装置５０内のトナー濃度が目標濃度を上回らないようにすべく、クリーニング装置２０から供給される回収トナーを考慮して、未使用トナー供給部７０から現像装置５０へ供給するトナーの量を制御する。
【００１８】
次に、本実施形態の動作について説明する。制御部１００は、記録用紙に画像を形成すると、記録用紙に形成した画像の密度を画像処理部１１０から受取り、受取った画像密度の値をＲＡＭ上に記憶していく。そして、新規に記録用紙に形成した画像の密度を含めて、過去２０枚分の画像密度の累積値を算出する。この累積値は、密度の高い画像を連続して出力すると値が増加し、密度の低い画像を連続して出力すると値が減少していく。
この累積値の変化例を図２のグラフに示す。なお、図２のグラフにおいて横軸は記録用紙の出力枚数を示している。また、図２のグラフにおいて、実線は記録用紙に形成した画像の画像密度を示しており、破線は記録用紙２０枚分の画像密度の累積値を示している。また、一点鎖線は、目標濃度にするために供給するトナー量を１００とした場合に未使用トナー供給部７０から供給する未使用トナー量の割合を示している。
【００１９】
図２に示したグラフにおいては、１枚目から２０枚目までの記録用紙における画像密度は変化せず約「５」程度となっているため、２０枚目の記録用紙に画像を形成した時の累積値は約「１００」となっている。そして、６０枚目の前あたりから各記録用紙における画像密度の値が増加すると、画像密度の増加に伴って累積値も増加し、７０枚目あたりから画像密度の値が減少すると、画像密度の減少に伴って累積値も減少している。
密度の高い画像を連続して出力すると、これに伴ってクリーニング装置２０にて回収される回収トナーの量も多くなるが、密度の高い画像を連続して出力したことは、画像密度の累積値から知ることができる。このため、制御部１００は、画像密度の累積値の変化を監視すれば、現像装置５０へ供給される回収トナーが増加することを知ることができる。
【００２０】
そして、制御部１００は、画像密度の累積値を監視しつつ、トナー濃度センサ５２からの信号により現像装置５０内のトナー濃度を検知し、トナー濃度が低下すると、未使用トナー供給部７０を制御して、未使用トナーを現像装置５０へ供給する。
この際、各記録用紙に形成した画像の密度が低い値で推移し、画像密度の累積値も低い値で推移している場合には、トナー像の転写後に感光体ドラム１０に残留するトナーの量は少なく、現像装置５０へ供給される回収トナーの量も少ないため、未使用トナー供給部７０を制御し、トナー濃度が目標濃度となるまで未使用トナーを供給する。例えば、図２に示したように、記録用紙の６０枚目までは各記録用紙に形成した画像の密度が５％程で推移し、画像密度の累積値が低い値で推移している場合、トナー像の転写後に感光体ドラム１０に残留するトナーの量は少なく、現像装置５０へ供給される回収トナーの量も少ないため、未使用トナー供給部７０を制御し、トナー濃度が目標濃度となるまで未使用トナーを供給する。
【００２１】
一方、現像装置５０内のトナー濃度が低下した際、密度の高い画像を形成したことにより画像密度の累積値が高い値となっていると、トナー像の転写後に感光体ドラム１０に残留するトナーの量が多くなり、現像装置５０へ供給される回収トナーの量も多くなる。
制御部１００は、ＲＡＭに記憶した画像密度から、画像形成に使用した未使用トナーの量を求め、次に、この求めたトナー量から、現像装置へ供給される回収トナーの量を求める。画像形成に使用されたトナーのうち一定割合のトナーが回収トナーとなるため、現像装置へ供給される回収トナーの量は、画像形成に使用した未使用トナーの量から求めることができる。そして、制御部１００は、画像密度の累積値が高くなると、求めた回収トナー量を、トナー濃度を目標濃度とするために要するトナー量から減じ、この演算の結果得られる量の未使用トナーを、未使用トナー供給部７０を制御して現像装置５０へ供給する。
【００２２】
なお、上述したように、高密度の画像を連続して形成し始めてから回収トナーが現像装置５０へ供給されるまでには、ある程度の時間がかかる。このため、制御部１００は、供給する未使用トナー量の割合を低下させる際には、累積値が高くなってからすぐに供給する未使用トナーの量の割合を低下させるのではなく、累積値が高くなってから所定の枚数分の画像形成を行った後に割合を低下させる。なお、未使用トナーの量の割合を低下させるタイミングは、上記のタイミングに限定されるものではなく、例えば、累積値が所定値に達してから予め定めた時間が経過した時点からや、累積値が所定値に達してから感光体ドラム１０の駆動時間が所定時間経過した時点からなどであってもよい。  このような制御によれば、回収トナーが現像装置５０に供給されるタイミングで未使用トナーの供給割合が低下するため、回収トナーが現像装置５０に供給されても、現像装置５０内のトナー濃度が目標濃度を上回ることがなくなる。
【００２３】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
【００２４】
クリーニング装置２０を交換した場合には、トナー回収部に回収トナーが溜まるまで時間がかかる。このためクリーニング装置２０を交換した場合、トナー回収部に回収トナーが溜まるまでの間は、未使用トナーの供給量を補正しないようにしてもよい。また、現像装置５０を交換した場合、現像装置５０内のトナー濃度が目標濃度となるまでには時間がかかる。このため、現像装置５０を交換した場合も、未使用トナーの供給量を補正しないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの概略図。
【図２】画像密度の累積値の変化と、未使用トナーの補給割合の変化を例示した図。
【符号の説明】
【００２６】
１０・・・感光体ドラム、２０・・・クリーニング装置、２１・・・クリーニングブレード、３０・・・帯電器、４０・・・露光装置、５０・・・現像装置、５１・・・現像ロール、５２・・・トナー濃度センサ、６０・・・転写ロール、７０・・・未使用トナー供給部、９０，９１・・・搬送経路、１００・・・制御部、１１０・・・画像処理部、１２０・・・原稿読取ユニット。
【図１】
2006258957.tif 000003
【図２】
2006258957.tif 000004