(57)【要約】【課題】現像手段で回収トナーが凝集し異常画像が発生するのを抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体と、現像手段と、転写手段と、像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段と、未使用トナーを収容する未使用トナー収容部と、未使用トナー収容部から現像手段に未使用トナーを補給する未使用トナー補給手段と、回収トナーを収容する回収トナー収容部と、回収トナー収容部から現像手段に回収トナーを補給する回収トナー補給手段とを備えた画像形成装置において、回収トナー収容部から現像手段に補給された回収トナーが、現像で使用されるまで現像手段に滞在する滞在時間を予測する滞在時間予測手段を有しており、滞在時間予測手段の予測結果に基づいて、前記滞在時間が長いほど回収トナーの補給量を少なくするように、回収トナー補給手段を制御する制御手段を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
像担持体上に形成された潜像をトナーにより現像して該像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上に形成したトナー像を転写材上に転写する転写手段と、
前記転写手段による転写により転写材には転写されず前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段と、
未使用トナーを収容する未使用トナー収容部と、
前記未使用トナー収容部から前記現像手段に未使用トナーを補給する未使用トナー補給手段と、
前記クリーニング手段により回収された回収トナーを収容する回収トナー収容部と、
前記回収トナー収容部から前記現像手段に回収トナーを補給する回収トナー補給手段とを備えた画像形成装置において、
前記回収トナー収容部から前記現像手段に補給された回収トナーが、現像で使用されるまで該現像手段に滞在する滞在時間を予測する滞在時間予測手段を有しており、
前記滞在時間予測手段の予測結果に基づいて、前記滞在時間が長いほど回収トナーの補給量を少なくするように、前記回収トナー補給手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記回収トナー収容部から前記現像手段への回収トナーの補給は、前記未使用トナー収容部からの未使用トナーの補給量に応じて、該現像手段に補給すべき全体トナー補給量に対する回収トナーの混合量または混合比を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
前記滞在時間予測手段は、過去の画像形成動作での単位時間あたりのトナー補給量平均値と、前記現像手段での未使用トナーと回収トナーとの攪拌時間との関係から前記滞在時間を予測することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の画像形成装置において、
前記クリーニング手段は、回転可能に設けられ前記像担持体と接触するブラシ部材を有しており、
前記ブラシ部材に未使用トナーを供給する未使用トナー供給手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記未使用トナー供給手段による前記ブラシ部材への未使用トナーの供給量は、前記現像手段へのトナー補給量が多いほど多くし、該現像手段へのトナー補給量が少ないほど少なくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４または５の画像形成装置において、
前記未使用トナー収容部から前記未使用トナー供給手段に未使用トナーを搬送する未使用トナー搬送手段を有する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、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては、像担持体である感光体の表面に形成した潜像が、現像装置から供給されるトナーで現像される。そして、感光体表面に形成されたトナー像が、転写装置によって転写紙に転写される。その後、転写紙が定着装置に搬送されてトナー像が転写紙上に定着される。
【０００３】
ここで、一般的な画像形成装置では、転写紙には転写されずに感光体ドラム表面に残留した残留トナーを、クリーニング装置のクリーニングブレードやクリーニングブラシローラなどにより感光体表面から除去し回収する。
【０００４】
また、感光体表面から除去し回収した回収トナーを、現像装置に戻して再利用する画像形成装置が知られている。
【０００５】
特許文献１に記載の画像形成装置では、クリーニング装置で回収された回収トナーを、トナー搬送装置によって回収トナー収容部に搬送し収容する。また、未使用トナーを収容した未使用トナー収容部が設けられている。そして、未使用トナー補給収容部と回収トナー補給収容部とから、未使用トナーと回収トナーとを独立して現像装置内に補給可能となっている。
【０００６】
このように、感光体表面からクリーニング装置により回収した回収トナーを現像装置に補給して、現像装置内で未使用トナーと回収トナーとを攪拌部材により攪拌して混合し現像に再利用することで、省資源化を図ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、回収トナーは未使用トナーに比べて、経時変動や環境変動などによるトナー凝集が発生しやすい傾向がある。そして、現像装置内のトナーの消費量が少ない低画像面積率の画像出力が続くなど、現像装置内に回収トナーが長時間留まり攪拌部材で攪拌されると、よりトナー凝集が発生しやすくなる。その凝集したトナーが現像に用いられてしまうと、現像された画像に異常画像が発生してしまうといった問題が生じる。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像手段で回収トナーが凝集し異常画像が発生するのを抑制できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、像担持体上に形成された潜像をトナーにより現像して該像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上に形成したトナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記転写手段による転写により転写材には転写されず前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段と、未使用トナーを収容する未使用トナー収容部と、前記未使用トナー収容部から前記現像手段に未使用トナーを補給する未使用トナー補給手段と、前記クリーニング手段により回収された回収トナーを収容する回収トナー収容部と、前記回収トナー収容部から前記現像手段に回収トナーを補給する回収トナー補給手段とを備えた画像形成装置において、前記回収トナー収容部から前記現像手段に補給された回収トナーが、現像で使用されるまで該現像手段に滞在する滞在時間を予測する滞在時間予測手段を有しており、前記滞在時間予測手段の予測結果に基づいて、前記滞在時間が長いほど回収トナーの補給量を少なくするように、前記回収トナー補給手段を制御する制御手段を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上、本発明によれば、現像手段で回収トナーが凝集し異常画像が発生するのを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】トナーリサイクル機構の一例を示す図。
【図２】実施形態に係る画像形成装置としての複写機の概略構成図。
【図３】現像装置に補給するトナーの全体トナー補給量と、リサイクルトナー混合比との関係を示したグラフ。
【図４】印刷した単位時間あたりのトナー補給量平均値と、新規トナーとリサイクルトナーの攪拌時間との関係を示したグラフ。
【図５】リサイクルトナー補給制御の基本動作フロー図。
【図６】クリーニングブラシに新規トナーを供給するためのトナーホッパーを、クリーニング装置の上部に設けた構成を示す図。
【図７】現像装置へのトナー補給時間と、クリーニング装置のクリーニングブラシへのトナー供給時間との関係を示したグラフ。
【図８】トナーホッパーからクリーニング装置のクリーニングブラシへの新規トナー供給制御の基本動作フロー図。
【図９】現像装置の上部に設けたトナーホッパーから、クリーニング装置の上部に設けたトナーホッパーに新規トナーが搬送可能な構成を示す図。
【図１０】参考構成例の画像形成装置の要部の概略構成図。
【図１１】参考構成例の画像形成装置の要部の概略構成図。
【図１２】参考構成例の画像形成装置の要部の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態について説明する。
図２に、本実施形態に係る画像形成装置としての複写機の概略構成を示す。図１に、本実施形態に係る複写機に搭載したトナーリサイクル機構の一例を示す。
【００１３】
この複写機は、図１や図２に示すように、像担持体としての感光体ドラム１、この感光体ドラム１の表面を帯電する帯電装置２、感光体ドラム１の帯電した表面に静電潜像を書き込む露光装置３０を備えている。また、静電潜像を現像剤で現像して感光体ドラム１上にトナー像を形成する現像装置１７、感光体ドラム表面のトナー像を転写材としての転写紙Ｐに転写する転写装置９、分離爪６、転写紙Ｐに転写されたトナー像を定着させる定着装置４０を備えている。さらに、転写紙Ｐにトナー像を転写した後の感光体ドラム表面を清掃する感光体用のクリーニング装置５などを備えている。
【００１４】
図２において、複写機本体１００の上部には、原稿読取装置５０が配設されている。この原稿読取装置５０のコンタクトガラス５２上に置かれた原稿（図示せず）は、図２の右方へ移動する光源５３によって照明される。
【００１５】
その反射光像は、光源５３と共に右方に移動する第一ミラー５４により反射され、次いで、光源５３の１／２の速さで右方に移動する第二ミラー５５及び第三ミラー５６により反射された後、撮像素子５７に入射する。
【００１６】
撮像素子５７は、原稿からの反射光像を読み取るための例えばＣＣＤよりなる図示していないイメージセンサと、このセンサに光像を結像する同じく図示していない結像レンズを有している。
【００１７】
この撮像素子５７で読み取られた画像信号は、露光装置３０に送られる。露光装置３０は、図示していないレーザ光源から出射されるレーザ光Ｌを反射する回転多面鏡３１、ｆθレンズ等からなる走査結像用のレンズ系３２を通ったレーザ光Ｌを反射するミラー３３、３４、３５などで構成されている。
【００１８】
そして、撮像素子５７で読み取られた画像信号に対応して光変調されたレーザ光Ｌを感光体ドラム１の表面に照射し、感光体ドラム表面に画像原稿に対応する静電潜像を形成する。
【００１９】
現像装置１７は、現像剤を収容した現像ケース２４とその内部で回転可能に支持された現像ローラ１１を有し、回転駆動される現像ローラ１１の周面に現像剤を担持搬送し、現像剤によって感光体ドラム１に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する。
【００２０】
なお、現像装置１７では、現像剤としてトナーとキャリアを有する粉体状の２成分現像剤を用いているが、キャリアを含まない１成分現像剤を用いることもできる。
【００２１】
一方、複数の給紙カセット６１，６２，６３に収納された転写紙Ｐのうちのいずれかが選択されて矢印Ａ方向に給送される（ここでは、給紙カセット６１の転写紙Ｐが選択されたものとする）。
【００２２】
この転写紙Ｐは、一対のレジストローラ７によって転写装置９へ給送される。転写装置９は、転写ベルト９ａが巻き掛けられた駆動ローラ９ｂ、従動ローラ９ｃ、転写ローラ９ｄなどを備えている。
【００２３】
転写ベルト９ａは、転写紙Ｐに接する表面部分の体積抵抗率が電気的に中抵抗である材料より形成され、矢印Ｂ方向に移動するように、駆動ローラ９ｂ、従動ローラ９ｃ、転写ローラ９ｄに巻き掛けられ、転写位置Ｓにおいて感光体ドラム１の表面に当接している。
【００２４】
そして、転写紙Ｐが転写位置Ｓを通過する際に高圧電源（図示せず）より、転写ローラ９ｄに対してトナーの帯電極性と逆極性の電界が印加されるようになっている。
【００２５】
転写ローラ９ｄに電圧が印加されると、転写ローラ９ｄから転写ベルト９ａを介して駆動ローラ９ｂ、従動ローラ９ｃに電流が流れ、さらに転写紙Ｐを介して感光体ドラム１に電流が流れる。
【００２６】
このときの印加電圧は、感光体ドラム１に流れる電流が所定に定められた転写電流になるように制御されるようになっている。また、転写ベルト９ａは電圧印加された転写ローラ９ｄにより一旦帯電するが、駆動ローラ９ｂで除電される。
【００２７】
一対のレジストローラ７によって送り出された転写紙Ｐは、転写ベルト９ａに担持されて搬送されつつ、感光体ドラム１のトナー像に整合するタイミングで転写ベルト９ａと感光体ドラム１の間の転写位置Ｓを通過する。
【００２８】
このとき、感光体ドラム１上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が転写ベルト９ａの裏面側に配置された転写ローラ９ｄに印加され、感光体ドラム１上のトナー像が転写紙Ｐの表面に静電転写される。
【００２９】
トナー像が転写された転写紙Ｐは、分離爪６を介して引き続き転写ベルト９ａに担持されて搬送され、転写ベルト９ａを離れた後、定着装置４０に給送される。
【００３０】
定着装置４０では、加熱ローラ４０ａと加圧ローラ４０ｂとの間を転写紙Ｐが通り、熱と圧力の作用により転写紙Ｐ上にトナー像が定着される。次いで、この転写紙Ｐは、一対の排紙ローラ７０によってコピー紙として排紙トレイ８０上に排出される。
【００３１】
他方、トナー像転写後の感光体ドラム表面に残留する未転写トナーは、クリーニング装置５によって感光体ドラム表面から除去される。
【００３２】
クリーニング装置５は、クリーニングブラシローラ３と、クリーニングブレード４と、フリッカー２５と、クリーニングケース２６と、このクリーニングケース２６の底部に配置されたトナー排出部材であるトナー排出スクリュー２７とを有している。
【００３３】
感光体ドラム表面の未転写トナーは、クリーニング装置５内の矢印方向へ回転駆動されるクリーニングブラシローラ３及びクリーニングブレード４で掻き落とされ、クリーニング装置５のクリーニングケース２６内に回収される。また、クリーニングブラシローラ３の感光体側とは反対側にフリッカー２５が接触するように配設されており、クリーニングブラシローラ３の回転に伴ってクリーニングブラシローラ３に付着したトナーがフリッカー２５によって叩き落とされる。
【００３４】
クリーニングケース２６内に回収されたトナーは、トナー排出スクリュー２７により後述するトナー搬送装置１９の搬送パイプ１９ａに送り込まれる。
【００３５】
また、クリーニング後の感光体ドラム表面は、不図示の除電装置により除電作用を受けて初期化され、さらに帯電装置２によりー様に帯電される。そして、引き続き前述の動作が実行され、感光体ドラム表面に新たに形成されたトナー像が次の転写紙Ｐ上に転写される。
【００３６】
また、転写ベルト９ａの表面にも、感光体ドラム表面の多少の地汚れトナーが移行して付着しており、これを放置するとそのトナーが転写ベルト９ａに送り込まれた転写紙Ｐの裏面に付着し、転写紙Ｐをトナーで汚すことになる。かかる転写ベルト９ａの表面に付着したトナーは、ベルトクリーニング装置８によって除去される。
【００３７】
現像装置１７は、内部に現像ローラ１１、パドル１３、現像剤攪拌部材１４、規制部材であるドクターブレード１２等を備える現像ケース２４を備えている。
【００３８】
現像装置１７内には２成分現像剤が収納されており、現像剤攪拌部材１４やパドル１３によって現像剤を攪拌しながら現像ローラ１１に供給される。現像ローラ表面の現像剤量は、現像剤量を規制するドクターブレード１２によって一定にされる。
【００３９】
現像装置１７の上部には、現像装置１７内に補給するトナーを一時的に貯留する２つのトナーホッパー１８，２１が設けられている。トナーホッパー１８は現像装置１７内に未使用の新規トナーを貯留するものであり、トナーホッパー２１はクリーニング装置５で感光体ドラム１の表面から回収された回収トナーを再び現像装置１７による現像に用いるリサイクルトナーとして貯留するものである。
【００４０】
トナーホッパー１８，２１は、現像ケース２４の上端部に設けた２つの開口部にそれぞれに接続されている。また、前記２つの開口部には、トナーホッパー１８から現像装置１７内にトナーを補給するためのトナー補給ローラ１８ｂや、トナーホッパー２１から現像装置１７内にトナーを補給するためのトナー補給ローラ２１ｂが設けられている。
【００４１】
現像ケース２４内の現像剤のトナー濃度が低下したときには、トナー補給ローラ１８ｂやトナー補給ローラ２１ｂが回転して、トナーホッパー１８やトナーホッパー２１から現像ケース２４内の現像剤中にトナーを補給する。
【００４２】
トナーホッパー１８には、未使用の新規トナーを収容した不図示のトナーボトルから不図示のトナー補給装置によりトナーが補給される。トナーホッパー１８内には、不図示の駆動源からの駆動力によって回転可能なトナー攪拌部材１８ａが設けられており、トナー攪拌部材１８ａが回転することでトナーホッパー１８内のトナーが攪拌され均一化される。
【００４３】
また、トナーホッパー２１には、クリーニング装置５で回収した回収トナーをトナーホッパー２１へ搬送する、搬送パイプ１９ａ内に搬送スクリュー１９ｂが回転可能に設けられたトナー搬送装置１９が連結されている。
【００４４】
このトナー搬送装置１９の一端部はクリーニング装置５のクリーニングケース２６に設けられた不図示のトナー排出口に連結されており、トナー搬送装置１９の他端部をトナーホッパー２１のトナー回収口に連結されている。
【００４５】
そして、画像記録時などに不図示の駆動源からの駆動力によって搬送スクリュー１９ｂを回転させ、トナー排出スクリュー２７により前記トナー排出口から搬送パイプ１９ａに送り込んだ回収トナーを、搬送パイプ１９ａを通してトナーホッパー２１に搬送する。
【００４６】
トナーホッパー２１内には、不図示の駆動源からの駆動力によって回転可能なトナー攪拌部材２１ａが設けられており、トナー攪拌部材２１ａが回転することでトナーホッパー２１内のトナーが攪拌され均一化される。トナーホッパー２１に搬送された回収トナーは、リサイクルトナーとしてトナーホッパー２１から現像装置１７内に補給され、現像装置１７での現像に再利用される。
【００４７】
また、新規トナーを補給するトナーホッパー１８と、リサイクルトナーを補給するトナーホッパー２１とから、新規トナーとリサイクルトナーとを独立して現像装置１７内に補給可能となっている。なお、トナーホッパー２１内のリサイクルトナーは常時、現像装置１７に補給されるのではなく、リサイクルトナーを現像装置１７に補給するトナーホッパー２１の動作量は、新規トナーを補給するトナーホッパー１８の動作量に応じて決めて駆動制御される。
【００４８】
例えば、現像装置１７へのトナー補給量が多いときは、現像装置１７内のトナーが多く消費されている場合である。そのため、そのときにはトナーホッパー２１から現像装置１７へのリサイクルトナーの補給量を多くし、逆にトナーホッパー１８から現像装置１７への新規トナーの補給量が少なくするように制御を行う。
【００４９】
この制御はプリント動作時に、リアルタイムで行うように制御することで、現像装置１７内のリサイクルトナーを効率良く消費することが可能となる。
【００５０】
図３は、現像装置１７に補給するトナーの全体トナー補給量と、リサイクルトナー混合比との関係を示したグラフである。なお、本実施形態において「全体トナー補給量」は、新規トナーとリサイクルトナーとを合わせたトナー補給量のことである。
【００５１】
図３からわかるように、現像装置１７で現像により消費されたトナー量が増大し現像装置１７に補給される全体トナー補給量が増大すると、それに比例して補給されるリサイクルトナーの混合比も増大させる。なお、本実施形態では、混合比で制御を行っているが、混合量で制御しても同様の効果が得られる。
【００５２】
このような動作を行うことによって、現像でトナーを多く消費するときに、リサイクルトナーを効率良く再利用することが可能となる。また、現像装置１７内にリサイクルトナーが長期にわたり新規トナーと混在することも少なくなる。
【００５３】
一方、現像装置１７へのトナー補給量が少ないときは、現像装置１７内のトナーが少なく消費されている場合である。そのため、そのときにはトナーホッパー２１から現像装置１７内へのリサイクルトナーの補給量を少なくし、新規トナーとの混合量を少なくする。
【００５４】
以上により、現像装置１７内でリサイクルトナーが長期にわたって新規トナーと混在するのを抑えつつ、リサイクルトナーを効率良く再利用することが可能となる。
【００５５】
次に、トナー補給量制御を行うための、現像装置１７内におけるリサイクルトナー滞在時間カウントについて説明する。
【００５６】
リサイクルトナーが現像装置１７内に長時間留まり攪拌されることによって、より凝集が発生しやすくなる。また、これと共に、新規トナーとリサイクルトナーとが接触することによって、新規トナーへ悪影響を及ぼすことがある。
【００５７】
表１に、新規トナー及びリサイクルトナーのトナー物性値の一例を示す。
【００５８】
【表１】
2015036707.tif 000003
【００５９】
リサイクルトナーのトナー物性値は、新規トナーのトナー物性値に比べて、粒径や電気特性や凝集度に違いが見られる。これらのトナー特性値の違いは、現像特性への影響が即座に現れるものではないため、リサイクルトナーを現像に再利用が可能なわけである。ところが、現像装置１７内での攪拌動作等による機械的や熱的なストレスにより、次第にトナーの特性が悪化して行く傾向がある。特に、新規トナーとリサイクルトナーとが長時間にわたって一緒に攪拌され続けると、リサイクルトナーが新規トナーのトナー物性値へ悪影響を及ぼすことがある。
【００６０】
このことから、本実施形態では、リサイクルトナーが現像に用いられず現像装置１７内で滞在している滞在時間をカウントする手段を設けている。なお、ここで言う現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間は、現像装置１７内で新規トナーとリサイクルトナーとが消費されずに攪拌されている時間のことである。
【００６１】
ここで、現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間は、次のようにして求めることができる。
【００６２】
図３に示したように、全体トナー量が増大すると、リサイクルトナーの混合比は増大するように制御を行っており、効率良くリサイクルトナーを消費できるように制御を行っている。本実施形態では最新のプリント出力履歴（例えば、最新１０００枚のプリント履歴）のトナー補給量を算出し、その間のリサイクルトナー補給量をリサイクルトナー補給カウントとして記録しておく。そして、理想的なリサイクルトナー補給量（リサイクルトナー補給カウント）と全体トナー補給量との相関からずれが生じた時点から、理想的なリサイクルトナー補給量と全体トナー補給量との相関に戻るまでの時間をリサイクルトナー滞在時間としてカウントする。
【００６３】
なお、図３に示すリサイクルトナーの混合比と全体トナー補給量との相関から、理想的なリサイクルトナーの消費量を事前に求めておき、その相関から理想的なリサイクルトナー補給量と全体トナー補給量との相関を求める。
【００６４】
また、リサイクルトナー補給カウントは、定期メンテナンス作業等による現像剤交換時にリセットされる。
【００６５】
リサイクルトナーの補給量に対して、実際の最新プリント出力履歴全体トナー補給量が少なく変化した場合などには、リサイクルトナーの滞在時間が長くなる傾向がある。
【００６６】
また、現像装置１７内におけるリサイクルトナーの残存判定は、理想的なリサイクルトナー補給カウントと全体トナー補給量との相関からのずれ量で判定を行う。
【００６７】
図４は、横軸に過去の印刷動作での単位時間あたりのトナー補給量平均値と、縦軸に新規トナーとリサイクルトナーの攪拌時間との関係を示したグラフである。なお、図４において横軸に前記トナー補給量平均値を取り、縦軸に前記攪拌時間を取っている。
【００６８】
過去の印刷動作での単位時間あたりのトナー補給量平均値が大きいほど、現像装置１７内のトナーが現像で消費されていることから、現像装置１７内での新規トナーとリサイクルトナーの攪拌時間は短くなる。
【００６９】
本実施形態では、図４に示した前記トナー補給量平均値と前記攪拌時間との関係に着目し、その関係から現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間の演算処理を行っている。すなわち、最近のプリント出力履歴から最新のプリント出力履歴（例えば、最新１０００枚のプリント履歴）の時間あたりのトナー補給量を算出し、新規トナーとリサイクルトナーの攪拌時間を演算により求める。そして、それを現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間とする演算処理を行っている。
【００７０】
前述したように、本実施形態においては、現像装置１７に補給すべき全体トナー補給量が増大すると、それに比例してリサイクルトナーの混合比も増大するように制御を行う。
【００７１】
このため、現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間の演算を行い、現像装置１７内で新規トナーと長時間攪拌されるリサイクルトナーの量が少なくなるようにしている。
【００７２】
すなわち、前記演算で求められた現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間が、予め設定された所定時間よりも長い場合には、リサイクルトナーの供給量（または混合比）を減少させる。一方、前記演算で求められた現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間が、前記所定時間よりも短い場合は、リサイクルトナーの供給量（または混合比）を増大させる。
【００７３】
また、全体トナー補給量とリサイクルトナー混合比との関係は、予めテーブルＡ、テーブルＢ及びテーブルＣとして求めておく。そして、図３に示した全体トナー補給量とリサイクルトナー混合比との関係のグラフでは、テーブルＡ、テーブルＢ及びテーブルＣそれぞれに対応する３種類の直線（直線Ａ、直線Ｂ及び直線Ｃ）を図示している。
【００７４】
テーブルＡ、テーブルＢ及びテーブルＣは、現像装置内でのリサイクルトナーの滞在時間に応じて適宜選択される。前記滞在時間が標準的な滞在時間の場合は直線Ａを選択し、リサイクルトナー混合比の演算を行う。
【００７５】
前記滞在時間が、標準的な滞在時間より長い場合にはテーブルＢが選択される。そして、現像装置１７内のリサイクルトナーの消費を促進するために、トナーホッパー２１から現像装置１７へのリサイクルトナーの供給を抑制し、リサイクルトナーの混合比を下げるように調整を行う。さらに、前記滞在時間が長い場合にはテーブルＣが選択される。
【００７６】
これらのテーブルは、前記滞在時間に応じて、リサイクルトナーが現像装置１７内に長時間留まり攪拌されることによる凝集の発生や、リサイクルトナーと新規トナーとが接触することによる新規トナーへの悪影響を低減するために用いている。
【００７７】
また、前記全体トナー補給量は、画像形成装置システムとしてのトナー補給を表現しており、このトナー補給量はコピー画像の画素カウントを用いる方法や、現像装置１７内の濃度検知に基づく方法等により決定される。
【００７８】
このような制御動作を行うことによって、現像装置１７内にリサイクルトナーと新規トナーとが長く滞在し攪拌されることを低減し、リサイクルトナーの特性に起因するさまざまな異常画像や不具合が発生するのを抑制することができる。
【００７９】
次に、図５を用いて、リサイクルトナー補給制御の基本動作フローについて説明する。
【００８０】
まず、まずトナー補給時間カウンタ（トナー補給時間の累積時間をカウントした値）を元に、トナー補給時間の演算を行う（Ｓ１）。
【００８１】
なお、トナー補給時間は、代替特性としてトナー補給量に置き換えることができる。このトナー補給量は、一般にコピー画像の画素カウントを用いる方法や、現像装置１７内でのトナー濃度検知に基づく方法等により決定される。
【００８２】
本実施形態では、現像剤中のトナー濃度をセンサで検知した値と、感光体上のトナー付着量をセンサで検知した値とを用いて演算により目標となるトナー濃度を決定し、そのトナー濃度に近づくように現像装置１７に補給すべき全体トナー補給量が決定される。そして、決定された全体トナー補給量のトナーを補給するために、トナーホッパー１８やトナーホッパー２１から現像装置１７へのトナー補給時間を決定して、トナーが補給される。
【００８３】
そして、そのトナー補給時間の累積時間をカウントしてトナー補給時間カウンタとし、図示しない制御部で記憶しておき、トナー補給時間の演算を行う。このようにして、過去の画像形成に要した累積のトナー補給量が演算される。
【００８４】
次に、現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間を算出する（Ｓ２）。この演算は図４に示したような、過去の画像形成動作での単位時間あたりのトナー補給量平均値と、新規トナーとリサイクルトナーの攪拌時間との関係に基づいて演算する。
【００８５】
その後、図３に示したような、現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間に応じたトナー補給量と、リサイクルトナー混合比との関係を示したテーブルを参照し、リサイクルトナーの混合比を決定する（Ｓ３）。
【００８６】
ここまでの演算で、全体トナー補給量や、新規トナーとリサイクルトナーの混合比が決定する。そのため、新規トナー及びリサイクルトナーのトナー補給量を混合比にしたがって演算し、新規トナーとリサイクルトナーそれぞれの補給量となるようトナー補給時間を分配する。すなわち、先に演算で求めたトナー補給時間における新規トナーの補給時間とリサイクルトナーの補給時間とをそれぞれ決定する（Ｓ４）。
【００８７】
トナー補給時間を１００とした場合、例えば新規トナー補給時間が８０、リサイクルトナー補給時間が２０となるように、リサイクルトナー混合比に応じて新規トナーとリサイクルトナーとの補給時間をそれぞれ決定すれば良い。
【００８８】
次に、リサイクルトナーを貯留したトナーホッパー２１内のリサイクルトナーの残量を検知する（Ｓ５）。なお、トナーホッパー２１内のリサイクルトナーの残量は、トナーホッパー２１に設けられたトナー残量検知センサによって検知される。
【００８９】
トナーホッパー２１内にリサイクルトナーが有る場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、新規トナーを貯留するトナーホッパー１８とリサイクルトナーを貯留するトナーホッパー２１とからのトナー補給を開始する（Ｓ６）。そして、先に決定した各トナーホッパーの補給時間までトナー補給を行って、一連の制御を終了する。
【００９０】
このように、トナーホッパー２１内のリサイクルトナー残量が予め設定された残量よりも多い場合には、トナー補給量の混合比にしたがって、新規トナーとリサイクルトナーとの補給動作を行う。
【００９１】
一方、トナーホッパー２１内にリサイクルトナーが無い、または、予め設定された残量よりも少ない場合には（Ｓ５でＮＯ）、新規トナーを貯留するトナーホッパー１８のみからトナー補給を開始する（Ｓ７）。そして、先に演算したトナー補給時間までトナー補給を行って、一連の制御を終了する。
【００９２】
このように、トナーホッパー２１内のリサイクルトナー残量がない、または、予め設定された残量よりも少ない場合には、リサイクルトナーは使用せず、トナーホッパー１８からの新規トナーのみでプリントに必要なトナー補給量を賄う制御としている。
【００９３】
また、図６に示すように、クリーニング装置５のクリーニングブラシローラ３に新規トナーを供給するためのトナーホッパー２２を、クリーニング装置５の上部に設けても良い。
【００９４】
このトナーホッパー２２は、新規トナーと未転写トナーとをクリーニングブラシローラ３で混合するために、クリーニングブラシローラ３へ新規トナーを供給するために設けている。トナーホッパー２２内には、不図示の駆動源からの駆動力によって回転可能なトナー攪拌部材２２ａが設けられており、トナー攪拌部材２２ａが回転することでトナーホッパー２２内の新規トナーが攪拌され均一化される。
【００９５】
トナーホッパー２２は、クリーニングケース２６の上端部に設けた開口部に接続されている。また、前記開口部には、トナーホッパー２２からクリーニング装置５のクリーニングブラシローラ３にトナーを供給するためのトナー供給ローラが設けられている。
【００９６】
そして、現像装置１７の上部に設けられ現像装置１７内に新規トナーを補給するトナーホッパー１８のトナー補給ローラ１８ａの動作量に応じて、トナーホッパー２２のトナー供給ローラ２２ｂの動作量が決められて駆動制御される。
【００９７】
図７は、現像装置１７へのトナー補給時間と、クリーニング装置５のクリーニングブラシローラ３へのトナー供給時間との関係を示したグラフである。
【００９８】
現像装置１７へのトナー補給時間が長い（トナー補給量が多い）ときは、現像装置１７内のトナーが多く消費されている場合である。そのため、そのときにはクリーニングブラシローラ３に入力される感光体ドラム１上の未転写トナーも多くなる。
【００９９】
よって、この場合にはトナーホッパー２２からクリーニングブラシローラ３への新規トナーの供給量を多くする制御を行う。
【０１００】
逆に、現像装置１７へのトナー補給時間が短い（トナー補給量が少ない）ときは、現像装置１７内のトナーが少なく消費されている場合である。そのため、そのときにはクリーニングブラシローラ３に入力される感光体ドラム１上の未転写トナーも少なくなる。
【０１０１】
よって、この場合にはトナーホッパー２２からクリーニングブラシローラ３への新規トナーの供給量を少なくする制御を行う。
【０１０２】
図８を用いて、トナーホッパー２２からクリーニング装置５のクリーニングブラシローラ３への新規トナー供給制御の基本動作フローを説明する。
【０１０３】
図５を用いて説明したトナー補給時間に応じて、図７を用いて説明した現像装置へのトナー補給時間とクリーニング装置へのトナー補給制御との関係から、トナーホッパー２２からクリーニングブラシローラ３へのトナー供給時間が演算され決定される。そして、その決定したトナー供給時間にしたがって、トナーホッパー２２からクリーニングブラシローラ３へ新規トナーが供給される。
【０１０４】
このクリーニング装置５のクリーニングブラシローラ３への新規トナーの供給は、次のような理由により行う。すなわち、クリーニング部での未転写トナーや感光体表面が繰り返し受ける物理的ストレスにより、トナー表面の外添剤が離脱したりトナー内部に埋没したり、感光体表面にトナー成分が固着（スペント）したりするなどの不具合を抑制するためである。
【０１０５】
新規トナーをクリーニングブラシローラ３へ供給することで、未転写トナーと新規トナーとが混合する。そのため、未転写トナー同士の結着や感光体ドラム表面への付着が抑制され、クリーニングブラシローラ３への固着や感光体ドラム表面への固着等を抑制する効果がある。
【０１０６】
すなわち、リサイクルトナーへのストレスを簡易な方法で低減し、リサイクルトナーの特性劣化を抑えて、それに伴う感光体ドラムの劣化を抑制する効果がある。
【０１０７】
また、図９に示すように、現像装置１７の上部に設けたトナーホッパー１８と、クリーニング装置５の上部に設けたトナーホッパー２２とを、トナー搬送装置２３が有する内部に搬送スクリュー２３ｂが設けられた搬送パイプ２３ａで連結する構成としても良い。すなわち、トナーホッパー１８内に貯留された新規トナーをトナーホッパー２２にトナー搬送装置２３によって搬送可能な構成する。
【０１０８】
これにより、トナーホッパー１８とトナーホッパー２２への新規トナーの補給を単一のトナーボトルやトナー補給装置によって行うことができるため、画像形成装置の小型化や省スペース化を図ることが可能となる。また、トナー補給装置の複雑化を抑制でき、簡易な構成でリサイクルトナーによる異常画像の発生を抑制することができる。
【０１０９】
［参考構成例］
図１０は、参考構成例の画像形成装置の要部の概略構成図である。
図１０に示す参考構成例の画像形成装置においては、リサイクルトナーを貯留するためのトナーホッパーが設けられていない。そして、クリーニング装置５で回収した回収トナーであるリサイクルトナーは、新規トナーを貯留するトナーホッパー１８にトナー搬送装置１９によって搬送される。そのため、参考構成例の画像形成装置では、トナーホッパー１８内で新規トナーとリサイクルトナーとがトナー攪拌部材１８ａにより攪拌され混合され、現像装置１７に補給されることになる。
【０１１０】
参考構成例の画像形成装置のように、新規トナーとリサイクルトナーとを独立して現像装置１７に補給できない構成では、前述したような現像装置１７内でのリサイクルトナーの滞在時間に応じてリサイクルトナー混合比を変更することができない。そのため、リサイクルトナーが現像装置１７内に長時間留まり攪拌されることによる凝集の発生や、リサイクルトナーと新規トナーとが接触することによる新規トナーへ悪影響が顕著となる。
【０１１１】
なお、図１１は、図６を用いて説明した複写機のように、図１０に示した参考構成例の画像形成装置に対して、クリーニングブラシローラ３に新規トナーを供給するためのトナーホッパー２２を、クリーニング装置５の上部に設けた構成を示したものである。
【０１１２】
また、図１２は、図９を用いて説明した本実施形態の複写機のように、図１１に示した参考構成例の画像形成装置に対して、現像装置上部のトナーホッパー１８からクリーニング装置上部のトナーホッパー２２にトナー搬送可能な構成を示したものである。
【０１１３】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
感光体ドラム１などの像担持体と、像担持体上に形成された潜像をトナーにより現像して像担持体上にトナー像を形成する現像装置１７などの現像手段と、像担持体上に形成したトナー像を転写紙Ｐなどの転写材上に転写する転写装置９などの転写手段と、転写手段による転写により転写材には転写されず像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング装置５などのクリーニング手段と、未使用トナーを収容するトナーホッパー１８などの未使用トナー収容部と、未使用トナー収容部から現像手段に未使用トナーを補給するトナー補給ローラ１８ｂなどの未使用トナー補給手段と、クリーニング手段により回収された回収トナーを収容するトナーホッパー２１などの回収トナー収容部と、回収トナー収容部から現像手段に回収トナーを補給するトナー補給ローラ２１ｂなどの回収トナー補給手段とを備えた複写機などの画像形成装置において、回収トナー収容部から現像手段に補給された回収トナーが、現像で使用されるまで現像手段に滞在する滞在時間を予測する滞在時間予測手段を有しており、滞在時間予測手段の予測結果に基づいて、前記滞在時間が長いほど回収トナーの補給量を少なくするように、回収トナー補給手段を制御する制御手段を有する。
（態様Ａ）において、制御手段によって回収トナー補給手段を制御して、滞在時間予測手段が予測した前記滞在時間が長いほど現像手段への回収トナーの補給量を少なくする。これにより、現像手段に長時間留まり攪拌される回収トナーの量を減らすことができる。よって、その分、現像手段で長時間攪拌され凝集した回収トナーが現像に用いられるのを抑えられ、凝集したトナーに起因した異常画像の発生を抑制することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、前記回収トナー収容部から前記現像手段への回収トナーの補給は、前記未使用トナー収容部からの未使用トナーの補給量に応じて、現像手段に補給すべき全体トナー補給量に対する回収トナーの混合量または混合比を変更する。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像手段で回収トナーを効率良く消費することが可能となる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、前記滞在時間予測手段は、過去の画像形成動作での単位時間あたりのトナー補給量平均値と、前記現像手段での未使用トナーと回収トナーとの攪拌時間との関係から前記滞在時間を予測する。これによれば、使用している装置に対応した前記滞在時間を適切に求めることが可能となる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、前記クリーニング手段は、回転可能に設けられ前記像担持体と接触するクリーニングブラシローラ３などのブラシ部材を有しており、ブラシ部材に未使用トナーを供給するトナーホッパー２２やトナー供給ローラ２２ｂなどからなる未使用トナー供給手段を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、未転写トナー同士の結着や像担持体表面への付着が抑制され、ブラシ部材への固着や像担持体表面への固着等を抑制することができる。
（態様Ｅ）
（態様Ｄ）において、前記未使用トナー供給手段による前記ブラシ部材への未使用トナーの供給量は、前記現像手段へのトナー補給量が多いほど多くし、現像手段へのトナー補給量が少ないほど少なくする。これによれば、像担持体上の未転写トナーの量に応じた適切な量の未使用トナーをブラシ部材に供給することができるので、未使用トナーを必要以上に消費するのを抑制することが可能となる。
（態様Ｆ）
（態様Ｄ）または（態様Ｅ）において、前記未使用トナー収容部から前記未使用トナー供給手段に未使用トナーを搬送するトナー搬送装置２３などの未使用トナー搬送手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、画像形成装置の小型化や省スペース化を図ることが可能となる。また、簡易な構成で回収トナーによる異常画像の発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１      感光体ドラム
２      帯電装置
３      クリーニングブラシ
４      クリーニングブレード
５      クリーニング装置
６      分離爪
７      レジストローラ
８      ベルトクリーニング装置
９      転写装置
９ａ    転写ベルト
９ｂ    駆動ローラ
９ｃ    従動ローラ
９ｄ    転写ローラ
１１    現像ローラ
１２    ドクターブレード
１３    パドル
１４    現像剤攪拌部材
１７    現像装置
１８    トナーホッパー
１８ａ  トナー攪拌部材
１８ｂ  トナー補給ローラ
１９    トナー搬送装置
１９ａ  搬送パイプ
１９ｂ  搬送スクリュー
２１    トナーホッパー
２１ａ  トナー攪拌部材
２１ｂ  トナー補給ローラ
２２    トナーホッパー
２２ａ  トナー攪拌部材
２２ｂ  トナー供給ローラ
２３    トナー搬送装置
２３ａ  搬送パイプ
２３ｂ  搬送スクリュー
２４    現像ケース
２５    フリッカー
２６    クリーニングケース
２７    トナー排出スクリュー
３０    露光装置
３１    回転多面鏡
３２    レンズ系
３３    ミラー
４０    定着装置
４０ａ  加熱ローラ
４０ｂ  加圧ローラ
５０    原稿読取装置
５２    コンタクトガラス
５３    光源
５４    第一ミラー
５５    第二ミラー
５６    第三ミラー
５７    撮像素子
６１    給紙カセット
６２    給紙カセット
６３    給紙カセット
７０    排紙ローラ
８０    排紙トレイ
１００  複写機本体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１５】
【特許文献１】特開平８−２９７４０５号公報
【図１】
2015036707.tif 000004
【図２】
2015036707.tif 000005
【図３】
2015036707.tif 000006
【図４】
2015036707.tif 000007
【図５】
2015036707.tif 000008
【図６】
2015036707.tif 000009
【図７】
2015036707.tif 000010
【図８】
2015036707.tif 000011
【図９】
2015036707.tif 000012
【図１０】
2015036707.tif 000013
【図１１】
2015036707.tif 000014
【図１２】
2015036707.tif 000015