(57)【要約】【課題】単純な構成でコストアップを抑制しつつ、現像装置内におけるトナーの量を確保して画質を維持する。【解決手段】ＣＰＵ２１は、設定入力された用紙の種類が上質紙か否かに基づいて、残トナーをリサイクルトナーとして回収層４Ｃに搬送するか否かを判断する（Ｓ１）。設定入力された用紙の種類が上質紙であると判断した場合、リサイクル機構８に備えられた駆動モータ８２を駆動する（Ｓ２）。次に、リサイクルトナーの積算量を計数する積算処理を行う（Ｓ３）。また、設定されている補給比をデータ記憶領域３１Ａから読み出し、リサイクルトナーの積算量に応じた補給比を補給比記憶領域３１Ｄから読み出す（Ｓ４）。読み出した両方の補給比を比較して補給比の設定を変更するか否かを判断し（Ｓ５）、補給比を変更すると判断した場合、リサイクルトナーの積算量に対応する補給比を設定値としてデータ記憶領域３１Ａに格納する（Ｓ６）。【選択図】図３
2007127983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に画像データに基づく潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に現像剤を付与して前記潜像を現像する現像装置と、
前記現像により形成された現像剤像が用紙に転写された後、前記像担持体に残っている現像剤を除去するクリーニング装置と、
画像形成される用紙の種類の設定入力を受け付ける入力手段と、
前記クリーニング装置によって除去された現像剤をリサイクル現像剤として前記現像装置に搬送するリサイクル機構と、
前記入力手段において設定された用紙の種類に基づいて前記リサイクル機構を選択的に動作させる制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記用紙の種類は、少なくとも用紙の紙質の別を含み、
前記制御手段は、前記入力手段において設定された用紙の紙質が紙粉の発生が少ない紙質であった際、前記リサイクル機構を動作させ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】
互いに異なる種類の用紙を収容する複数の給紙トレイと、
前記複数の給紙トレイと収容される用紙の種類との関係の設定入力を受け付ける給紙トレイ種類入力手段と、
前記給紙トレイ種類入力手段において設定された前記複数の給紙トレイと収容されている用紙の紙質との関係を記憶する第１記憶部と、を有し、
前記入力手段は、前記複数の給紙トレイのうち画像形成に供給すべき用紙を収容する給紙トレイの設定入力を前記用紙の種類の設定入力として受け付け、
前記制御手段は、前記入力手段において設定された給紙トレイに収容されている紙質を前記第１記憶部から読み出し、前記給紙トレイが収容している用紙の紙質が紙粉の発生が少ない紙質であった際、前記リサイクル機構を動作させ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４】
互いに異なる種類の用紙を収容する複数の給紙トレイと、
前記複数の給紙トレイと収容される用紙の種類との関係の設定入力を受け付ける給紙トレイ種類入力手段と、
前記給紙トレイ種類入力手段において設定された前記複数の給紙トレイと収容されている用紙の紙質との関係を記憶する第１記憶部と、を備え
前記入力手段は、画像形成条件の設定入力を用紙の種類の設定入力として受け付け、
前記入力手段において設定された画像形成条件に基づいて前記複数の給紙トレイのうちの１つの給紙トレイを設定するトレイ設定手段を有し、
前記制御手段は、前記トレイ設定手段において設定された給紙トレイに収容されている紙質を前記第１記憶部から読み出し、前記給紙トレイが収容している用紙の紙質が紙粉の発生が少ない紙質であった際、前記リサイクル機構を動作させ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５】
前記制御手段は、前記入力手段において設定された給紙トレイ、又は、前記トレイ設定手段において設定された給紙トレイが手差トレイであった際、前記リサイクル機構を駆動しないことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置内に現像剤を補給する際における前記リサイクル現像剤の補給量と前記未使用の現像剤の補給量との比である補給比を設定する補給比設定手段を備え、
前記現像装置は、前記リサイクル機構によって搬送されたリサイクル現像剤を収容するリサイクル補給器と、未使用の現像剤を収容する未使用補給器と、前記リサイクル補給器及び前記未使用補給機から現像装置内に現像剤を補給する補給機構と、を有し、前記補給比設定手段によって設定された補給比に基づいて前記補給機構を駆動することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置に搬送された前記リサイクル現像剤の積算量と前記補給比との関係を記憶する第２記憶部と、
前記リサイクル現像剤の積算量を記憶する第３記憶部と、
画像形成毎に発生する前記リサイクル現像剤の量を検出し、検出したリサイクル現像剤の量を前記第３記憶部に記憶されている前記リサイクル現像剤の積算量に積算するリサイクル量積算手段と、を備え、
前記補給比設定手段は、前記リサイクル量積算手段によって積算された前記リサイクル現像剤の積算量に応じた前記補給比を前記第２記憶部から読み出すことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
用紙の画像形成の積算枚数と前記補給比との関係を記憶する第４記憶部と、
画像形成した用紙の積算枚数を記憶する第５記憶部と、
第５記憶部に記憶されている用紙の積算枚数に画像形成毎の用紙の枚数を積算する枚数積算手段と、を備え、
前記補給比設定手段は、前記枚数積算手段によって積算された前記用紙の積算枚数に応じた前記補給比を前記第４記憶部から読み出すことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体の回転回数の積算値と前記補給比との関係を記憶する第６記憶部と、
前記像担持体の回転回数の積算値を記憶する第７記憶部と、
画像形成毎の前記像担持体の回転回数の回転時間を検知し、前記第７記憶部に記憶されている前記像担持体の回転回数の積算値に積算する回転数積算手段と、
前記補給比設定手段は、前記回転数積算手段によって積算された前記像担持体の回転回数の積算値に応じた前記補給比を前記第６記憶部から読み出すことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体の回転時間の積算値と前記補給比との関係を記憶する第８記憶部と、
前記像担持体の回転時間の積算値を記憶する第９記憶部と、
前記像担持体の回転時間を検知し、前記第９記憶部に記憶されている前記像担持体の回転時間の積算値に積算する回転時間積算手段と、
前記補給比設定手段は、前記回転時間積算手段によって積算された前記像担持体の回転時間の積算値に応じた前記補給比を前記第８記憶部から読み出すことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、現像剤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。
【背景技術】
【０００２】
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、感光体ドラム（像担持体）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の現像剤（以下、トナーと言う。）により可視画像（以下、トナー像と言う。）に顕像化される。このトナー像は、転写工程において用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む）に転写される。この時、トナーの一部が、用紙に転写されることなく感光体ドラムの表面に残留する。
【０００３】
感光体ドラムは画像形成処理に繰り返し使用されるので残留したトナー（残トナー）が放置されると、次の画像形成処理時において画質の低下を招く。このため、画像形成装置は、クリーニング装置を用いて残トナーを除去、廃棄している。
【０００４】
ところが、残トナーの廃棄によりトナーの浪費が増大してランニングコストが上昇してしまっていた。そこで、トナーの浪費を抑制すべくトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた従来の画像形成装置では、図９に示すようなクリーニング装置によって感光体ドラムの表面から除去された残トナーを現像装置に回収し、再使用する所謂リサイクル機構を備えた構成のものがある。
【０００５】
図９に示す画像形成装置は、感光体ドラム５１を有し、且つ、感光体ドラム５１の周面に沿って順に配置された、帯電器５２、現像装置５４、転写器５５、クリーニング装置５７及び除電器５８等から構成された画像形成部５０を備えている。また、画像形成部５０は、クリーニング装置５７から現像装置５４に残トナーを搬送するリサイクル機構５９を備えている。クリーニング装置５７は、感光体ドラム５１の表面に当接するブレード５７Ａを備え、感光体ドラム５１と転写器５５との間の転写位置においてトナー像が用紙に転写された後に感光体ドラム５１の表面に付着している残トナーを掻き落とし、回収する。
【０００６】
リサイクル機構５９は、スクリュコンベア機構を有し、所定のタイミングで駆動されてクリーニング装置５７内に回収された残トナーをリサイクルトナーとして現像装置５４の内部に搬送する。
【０００７】
一方、二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用紙に形成される画像のトナーの濃度を一定に維持するためには、静電潜像の顕像化に必要な十分な量のトナーが現像装置内に収容されている必要がある。
【０００８】
そのため、画像形成装置には、例えば、透磁率センサを用いたトナー濃度センサの検知信号に基づいて現像装置内に収容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構成が採用されている。
【０００９】
透磁率センサは、現像装置内における二成分現像剤の透磁率を検知する。この透磁率の変化は、二成分現像剤のうち消費されるトナーの変化を示す。トナーは透磁率が低く、キャリアは透磁率が高い。また、キャリアの量はほとんど変化しない。このため、現像装置内のトナーの量が多いほど二成分現像剤の透磁率が低くなる。
【００１０】
ところが、用紙が感光体ドラムの表面に接触しつつトナー像が転写される直接転写方式の場合には、転写の際に用紙に付着している紙粉（紙の繊維・紙添加物等）が感光体ドラムの表面に転移してしまう。そのため、クリーニング装置によって残トナーとともに透磁率が低い紙粉が除去され、リサイクルトナー中に混入してしまうことになるので、トナー濃度センサのトナー量の検知精度に影響を与えてしまっていた。
【００１１】
これにより、現像装置内へのトナーの補給量に過不足が生じ、画像濃度を適正に維持できなくなる問題が発生していた。これは、一度回収された紙粉の多くが、用紙の転写されることを経て現像装置、感光体ドラム、リサイクル機構を循環し続けるからである。特に、リサイクル機構による残トナーのリサイクルが継続的に行われることによって、現像装置内の濃度が徐々に高まるので、徐々に影響が大きくなる。
感光体ドラムの表面上に形成した静電潜像を顕像化する現像工程において、周囲にトナーが付着した紙粉は、トナーとともに現像装置内から感光体ドラムの表面上に移動する。この結果、感光体ドラムの表面上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写工程において、周囲にトナーが付着した紙粉の一部が用紙の地肌部に移動し、他部が感光体ドラムの表面上に残留してクリーニング装置により再び残トナーとともに回収される。さらに、トナー像の用紙への転写の際に用紙に付着している紙粉の一部も感光体ドラムの表面上に新たに付着して回収される。感光体ドラムから用紙にトナーとともに転写される紙粉よりも、感光体ドラムに吸着する用紙に付着している紙粉の量の方が多いため、徐々に紙粉の量が増加すると考えられる。
【００１２】
一方、転写工程において、周囲にトナーが付着した紙粉が用紙の地肌部（白地部）に付着すると、用紙に形成された画像が「ひげ状画像」になってしまい、画質が低下する問題があった。
【００１３】
そこで、これらの問題を解決すべく近年の画像形成装置には、振動可能なメッシュ状紙粉捕集部材を残トナーの回収経路の任意の個所に配置し、回収されたトナー中に含まれる紙粉を除去して再利用可能なトナーだけに分別する構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１４】
また、帯電量の差を利用した選別手段である負電位に帯電している選別ローラを備え、粒径が適切で適正な正電荷に帯電している適正トナーのみを感光体ドラムの表面から回収する構成のものもある（例えば、特許文献２参照。）。なお、残った適正ではないトナーは、クリーニング部によって回収される。
【００１５】
さらに、トナーリサイクル経路における残トナー中の不純物量を測定する手段を有し、その測定結果に応じて残トナーを現像装置に循環させるか、または廃棄するかを選択する構成のものもある（例えば、特許文献３参照。）。
【００１６】
なお、紙には大きく分けて中質紙、上質紙があり、製法により再生紙という分類も存在する。 パルプ繊維を製造する段階で、樹木の繊維に含まれる「リグニン」と言う「まつやに」のような成分を取り除く工程があるが、このリグニンが取り除かれたものが「上質紙」で、リグニンが残っているのが「中質紙（普通紙）」である。上質紙は、コピー用紙、印刷用紙などの白い用紙で、中質紙は、新聞、雑誌、ダンボール紙に使われている。中質紙は紙の質が悪く、紙質に対する要求が厳しい複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置における画像形成の用紙として使われることはほとんどない。
【００１７】
それに対し、最近は地球環境に配慮し、上質紙を再生した再生紙として電子写真方式の画像形成装置に画像形成の用紙として使われることが多くなってきた。再生紙は、繰り返し使用されることにより紙の繊維の劣化が避けられず、また印刷インキで汚れ、異なる繊維が混合する。そのため、古紙パルプを原料とした紙（再生紙）は、木材からの新しい原料で作った紙（バージンパルプ）よりの品質が低下してしまう。このため、再生紙は紙粉（主に紙の繊維）の発生量が上質紙に比べ非常に多くなる。
【特許文献１】特開平６−３０８８２８号公報
【特許文献２】特開平１０−２１４０１１号公報
【特許文献３】特開２００５−３７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上述の特許文献１〜３の構成では、紙粉捕集部材や選別ローラ、トナー中の紙粉や凝集トナー塊等の紙粉量を検知するためのセンサ等の高価な装置を用いる必要があり、コストアップを生じる問題があった。
【００１９】
この発明の目的は、単純な構成でコストアップを抑制しつつ、現像装置内におけるトナーの量を確保して画質を維持することができるトナーのリサイクル機構を有する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００２１】
（１）画像形成装置は、像担持体と、現像装置と、クリーニング装置と、入力手段と、リサイクル機構と、制御手段と、を備えている。
【００２２】
像担持体は、表面に画像データに基づく潜像が形成される。現像装置は、像担持体にトナーを付与して潜像を現像する。クリーニング装置は、現像により形成されたトナー像が用紙に転写された後、像担持体に残っているトナーを除去する。入力手段は、画像形成される用紙の種類の設定入力を受け付ける。リサイクル機構は、クリーニング装置によって除去されたトナーをリサイクルトナーとして現像装置に搬送する。制御手段は、入力手段において設定された用紙の種類に基づいてリサイクル機構を選択的に動作させる。
【００２３】
この構成においては、像担持体の表面に形成されたトナー像が用紙に転写された後、クリーニング装置によって像担持体に残っているトナー（残トナー）が除去された際、画像形成される用紙の種類に基づいてリサイクル機構によって残トナーが現像装置に搬送されてリサイクルトナーとして再使用される。例えば、用紙の種類が紙質であって、画像形成される用紙が紙粉の発生の少ない上質紙の設定の場合に、上質紙へのトナー像の転写後の残トナーが現像装置に搬送される。したがって、クリーニング装置から搬送される残トナー中に紙粉が混入している量が少ない残トナーのみが現像装置に搬送され、再使用される。また、入力が受け付けられた用紙の種類の設定に基づいて残トナーの現像装置への搬送が行われるので、コストアップすることが抑制される。
【００２４】
（２）用紙の種類は、少なくとも用紙の紙質を含んでいる。制御手段は、入力手段において設定された用紙の紙質が紙粉の発生が少ない紙質であった際、リサイクル機構を動作させる。
【００２５】
この構成においては、用紙の種類が紙質であって、画像形成される用紙の紙質として紙粉の発生の少ない紙質の用紙（例えば上質紙）が設定された際、用紙へのトナー像の転写後の残トナーが現像装置に搬送される。したがって、クリーニング装置から搬送される残トナー中に紙粉が混入している量が少ない残トナーのみが現像装置に搬送され、再使用される。
【００２６】
（３）画像形成装置は、さらに複数の給紙トレイと、給紙トレイ種類入力手段と、第１記憶部と、を備えている。
【００２７】
複数の給紙トレイは、互いに異なる種類の用紙を収容する。給紙トレイ種類入力手段は、複数の給紙トレイと収容される用紙の種類との関係の設定入力を受け付ける。第１記憶部は、給紙トレイ種類入力手段において設定された複数の給紙トレイと収容されている用紙の紙質との関係を記憶する。入力手段は、複数の給紙トレイのうち画像形成に供給すべき用紙を収容する給紙トレイの設定入力を用紙の種類の設定入力として受け付ける。制御手段は、入力手段において設定された給紙トレイに収容されている紙質を第１記憶部から読み出し、給紙トレイが収容している用紙の紙質が紙粉の発生が少ない紙質であった際、リサイクル機構を動作させる。
【００２８】
この構成においては、入力手段が用紙の種類として給紙トレイの設定入力を受け付ける。入力手段において設定された給紙トレイに収用されている用紙の種類が第１記憶部から読み出され、読み出された用紙の種類が紙粉の発生の少ない種類であった際、用紙へのトナー像の転写後の残トナーが現像装置に搬送される。したがって、クリーニング装置から搬送される残トナー中に紙粉が混入している量が少ない残トナーのみが現像装置に搬送され、再使用される。
【００２９】
（４）画像形成装置は、さらに複数の給紙トレイと、給紙トレイ種類入力手段と、第１記憶部と、トレイ設定手段と、を備えている。
【００３０】
複数の給紙トレイは、互いに異なる種類の用紙を収容する。給紙トレイ種類入力手段は、複数の給紙トレイと収容される用紙の種類との関係の設定入力を受け付ける。給紙トレイ種類入力手段において設定された複数の給紙トレイと収容されている用紙の紙質との関係を記憶する。入力手段は、画像形成条件の設定入力を用紙の種類の設定入力として受け付ける。トレイ設定手段は、入力手段において設定された画像形成条件に基づいて複数の給紙トレイのうちの１つの給紙トレイを設定する。制御手段は、トレイ設定手段において設定された給紙トレイに収容されている紙質を第１記憶部から読み出し、給紙トレイが収容している用紙の紙質が紙粉の発生が少ない紙質であった際、リサイクル機構を動作させる。
【００３１】
この構成においては、入力手段によって用紙の種類として設定入力が受け付けられた画像形成条件に基づいて、複数の給紙トレイのうちから１の給紙トレイが設定される。設定された給紙トレイに収用されている用紙の種類が第１記憶部から読み出され、読み出された用紙の種類が紙粉の発生の少ない種類であった際、用紙へのトナー像の転写後の残トナーが現像装置に搬送される。したがって、クリーニング装置から搬送される残トナー中に紙粉が混入している量が少ない残トナーのみが現像装置に搬送され、再使用される。
【００３２】
（５）前記制御手段は、前記入力手段において設定された給紙トレイ、又は、前記トレイ設定手段において設定された給紙トレイが手差トレイであった際、前記リサイクル機構を駆動しない。
【００３３】
この構成においては、給紙トレイの設定がサイズの不明の用紙や色紙等の特殊な用紙等に画像形成する際に使用する手差トレイが設定された際には、回収された残トナーが現像装置に搬送されない。手差トレイは、上述のように多種の用紙がセットされるので、第１記憶部に用紙の種類を記憶することができず、また紙粉の発生量の多い用紙がセットされる場合もある。
【００３４】
したがって、手差トレイが設定された際に回収された残トナーが現像装置に搬送されないので、紙粉の発生量の多い用紙がセットされた際でも多くの紙粉が混入した残トナーが現像装置に搬送されることがない。
【００３５】
（６）画像形成装置は、さらに補給比設定手段を備えている。
【００３６】
補給比設定手段は、現像装置内にトナーを補給する際におけるリサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との比である補給比を設定する。現像装置は、リサイクル機構によって搬送されたリサイクルトナーを収容するリサイクル補給器と、未使用のトナーを収容する未使用補給器と、リサイクル補給器及び未使用補給機から現像装置内にトナーを補給する補給機構と、を有し、補給比設定手段によって設定された補給比に基づいて補給機構を駆動する。
【００３７】
この構成においては、補給比設定手段によって設定されたリサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比に応じて、補給機構が駆動されて現像装置内にリサイクルトナー及び未使用のトナーが補給される。したがって、長年の使用によってリサイクルトナー中に含まれる紙粉の量が多くなった場合であっても、補給比によって未使用のトナーがリサイクルトナーよりも多く供給されることで現像装置内のトナーの量が不足することが防止される。
【００３８】
（７）画像形成装置は、さらに第２記憶部と、第３記憶部と、リサイクル量積算手段と、を備えている。
【００３９】
第２記憶部は、現像装置に搬送されたリサイクルトナーの積算量と補給比との関係を記憶する。第３記憶部は、リサイクルトナーの積算量を記憶する。リサイクル量積算手段は、画像形成毎に発生するリサイクルトナーの量を検出し、検出したリサイクルトナーの量を第３記憶部に記憶されているリサイクルトナーの積算量に積算する。補給比設定手段は、リサイクル量積算手段によって積算されたリサイクルトナーの積算量に応じた補給比を第２記憶部から読み出す。
【００４０】
この構成においては、リサイクル積算手段によって積算された画像形成毎に発生するリサイクルトナーの量の積算量に応じて、リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比が設定される。現像装置に搬送されるリサイクルトナーには、転写工程において紙粉はほとんど用紙に転写されない。そのため、リサイクルトナーに含まれる紙粉の量は、リサイクルトナーの積算量に応じて増加していく。
【００４１】
長年の使用によって現像装置、像担持体、クリーニング装置を循環する紙粉が増加していくが、リサイクルトナーの積算量に応じてリサイクルトナーの補給量と未使用トナーの補給量との補給比が設定されるので、未使用のトナーがリサイクルトナーよりも多く供給されることで現像装置内のトナーの量が不足することが防止される。
【００４２】
（８）画像形成装置は、さらに第４記憶部と、第５記憶部と、枚数積算手段と、を備えている。
【００４３】
第４記憶部は、用紙の画像形成の積算枚数と補給比との関係を記憶する。第５記憶部は、画像形成した用紙の積算枚数を記憶する。枚数積算手段は、第５記憶部に記憶されている用紙の積算枚数に画像形成毎の用紙の枚数を積算する。補給比設定手段は、枚数積算手段によって積算された用紙の積算枚数に応じた補給比を第４記憶部から読み出す。
【００４４】
この構成においては、枚数積算手段によって積算された画像形成毎の用紙の枚数の積算枚数に応じて、リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比が設定される。現像装置に搬送されるリサイクルトナーには、転写工程において紙粉はほとんど用紙に転写されない。そのため、像担持体に付着する紙粉は用紙に画像形成を行うほど増加するので、リサイクルトナーに含まれる紙粉の量は用紙の積算枚数に応じて増加する。
【００４５】
長年の使用によって現像装置、像担持体、クリーニング装置を循環する紙粉が増加していくが、用紙の積算枚数に応じてリサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比が設定されるので、未使用のトナーがリサイクルトナーよりも多く供給されることで現像装置内のトナーの量が不足することが防止される。
【００４６】
（９）画像形成装置は、さらに第６記憶部と、第７記憶部と、回転量積算手段と、を備えている。
【００４７】
第６記憶部は、像担持体の回転回数の積算値と前記補給比との関係を記憶する。第７期億部は、像担持体の回転回数の積算値を記憶する。回転数積算手段は、画像形成毎の像担持体の回転回数の回転時間を検知し、第７記憶部に記憶されている像担持体の回転回数の積算値に積算する。補給比設定手段は、回転数積算手段によって積算された像担持体の回転回数の積算値に応じた補給比を前記第６記憶部から読み出す。
【００４８】
この構成においては、回転数積算手段によって積算された画像形成毎の像担持体の回転回数の積算値に応じて、リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比が設定される。現像装置に搬送されるリサイクルトナーには、転写工程において紙粉はほとんど用紙に転写されない。そのため、像担持体に付着する紙粉は像担持体を回転させて用紙に画像形成を行うほど増加するので、リサイクルトナーに含まれる紙粉の量は像担持体の回転回数に応じて増加する。
【００４９】
長年の使用によって現像装置、像担持体、クリーニング装置を循環する紙粉が増加していくが、像担持体の回転回数の積算値に応じてリサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比が設定されるので、未使用のトナーがリサイクルトナーよりも多く供給されることで現像装置内のトナーの量が不足することが防止される。
【００５０】
（１０）画像形成装置は、さらに第８記憶部と、第９記憶部と、回転量時間積算手段と、を備えている。
【００５１】
第８記憶部は、像担持体の回転時間の積算値と補給比との関係を記憶する。第９記憶部は、像担持体の回転時間の積算値を記憶する。回転時間積算手段は、像担持体の回転時間を検知し、第９記憶部に記憶されている像担持体の回転時間の積算値に積算する。補給比設定手段は、回転時間積算手段によって積算された像担持体の回転時間の積算値に応じた補給比を前記第８記憶部から読み出す。
【００５２】
この構成においては、回転時間積算手段によって積算された画像形成毎の像担持体の回転時間の積算値に応じて、リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比が設定される。現像装置に搬送されるリサイクルトナーには、転写工程において紙粉はほとんど用紙に転写されない。そのため、像担持体に付着する紙粉は像担持体を回転させて用紙に画像形成行うほど増加するので、リサイクルトナーに含まれる紙粉の量は像担持体の回転時間に応じて増加する。
【００５３】
長年の使用によって現像装置、像担持体、クリーニング装置を循環する紙粉が増加していくが、像担持体の回転回数の積算値に応じてリサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比が設定されるので、未使用のトナーがリサイクルトナーよりも多く供給されることで現像装置内のトナーの量が不足することが防止される。
【発明の効果】
【００５４】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５５】
（１）入力を受け付けた用紙の種類の設定に基づいて回収された残トナーを現像装置に搬送することによって、単純な構成で紙粉が混入していない残トナーを再使用することができるので、コストアップを抑制しつつ使用によって現像装置内のトナーに紙粉が混入する量が増加していくことを防止でき、画像濃度の低下を抑制することができる。また、現像装置内に紙粉が混入することが少ないので、紙粉がトナー像の一部を形成することを防止でき、画質を維持することができる。
【００５６】
（２）用紙の種類を画像形成される用紙の紙質とし、画像形成される用紙が紙粉の発生の少ない用紙の設定の際、用紙へのトナー像の転写後の残トナーを現像装置に搬送することによって、単純な構成で紙粉が混入していない残トナーを再使用することができるので、コストアップを抑制しつつ使用によって現像装置内のトナーに紙粉が混入する量が増加していくことを防止でき、画像濃度の低下を抑制することができる。
【００５７】
また、現像装置内に紙粉が混入することが少ないので、紙粉がトナー像の一部を形成することを防止でき、画質を維持することができる。
【００５８】
（３）設定された給紙トレイに収容されている画像形成される用紙が紙粉の発生の少ない種類であった際、用紙へのトナー像の転写後の残トナーを現像装置に搬送することによって、単純な構成で紙粉が混入していない残トナーを再使用することができるので、コストアップを抑制しつつ使用によって現像装置内のトナーに紙粉が混入する量が増加していくことを防止でき、画像濃度の低下を抑制することができる。また、現像装置内に紙粉が混入することが少ないので、紙粉がトナー像の一部を形成することを防止でき、画質を維持することができる。
【００５９】
（４）手差トレイが設定された際に回収された残トナーを現像装置に搬送しないことによって、多くの紙粉が混入した残トナーを現像装置に搬送することを確実に防止することができ、現像装置内のトナーに紙粉が混入する量が増加していくことを適切に防止することができる。
【００６０】
（５）リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比に応じて現像装置内にリサイクルトナー及び未使用のトナーを補給することによって、長年の使用によってリサイクルトナー中に含まれる紙粉の量が多くなった場合であっても、補給比によって未使用のトナーをリサイクルトナーよりも多く供給することができるので、現像装置内のトナーの量が不足することをより適切に防止することができ、画像濃度の低下を抑制することができる。
【００６１】
（６）リサイクルトナーの積算量に応じて、リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比を設定することによって、未使用のトナーをリサイクルトナーよりも多く供給することができるので、現像装置内のトナーの量が不足することをより適切に防止することができ、画像濃度の低下を抑制することができる。
【００６２】
（７）用紙の積算枚数に応じて、リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比を設定することによって、未使用のトナーをリサイクルトナーよりも多く供給することができるので、現像装置内のトナーの量が不足することをより適切に防止することができ、画像濃度の低下を抑制することができる。
【００６３】
（８）像担持体の回転回数の積算値に応じて、リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比を設定することによって、未使用のトナーをリサイクルトナーよりも多く供給することができるので、現像装置内のトナーの量が不足することをより適切に防止することができ、画像濃度の低下を抑制することができる。
【００６４】
（９）像担持体の回転時間の積算値に応じて、リサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との補給比を設定することによって、未使用のトナーをリサイクルトナーよりも多く供給することができるので、現像装置内のトナーの量が不足することをより適切に防止することができ、画像濃度の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下、この発明の最良の実施形態に係る画像形成装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００６６】
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置に備えられた画像形成部の簡単な構成を示す正面断面図である。画像形成部１００は、画像形成部１０等から構成され、画像データに基づいて用紙に画像を形成する。画像形成部１０は、所定速度で回転する感光体ドラム１を有し、感光体ドラムの周囲に順に配置された、帯電器２、書込ユニット（露光ユニット）３、現像装置４、転写器５、クリーニング装置６及び除電器７等から構成されている。また、画像形成部１０は、リサイクル機構８及び廃トナー回収機構９を備えている。
【００６７】
本発明の像担持体に相当する感光体ドラム１は、表面に光導電層を備え、画像形成時に一定速度で図１に示す矢印方向に回転し、現像剤像を担持する。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の表面に照射し、光導電作用により感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００６８】
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トナーを供給し、静電潜像を顕像化（現像）する。現像装置４は、現像槽４Ａの内部に現像ローラ４１、攪拌ローラ４２〜４４を備えている。また、現像装置４は、現像層４Ａの上部に補給機構４５及び補給槽４Ｂ、回収層４Ｃを備えている。
【００６９】
現像槽４Ａは、内部に二成分現像剤を構成するトナー及びキャリアを収容している。現像ローラ４１は、感光体ドラム１の表面に間隙を設けて対向し、回転により周面に付着したキャリアに吸着しているトナーを感光体ドラム１の表面に対向する現像領域にまで搬送する。現像領域において、トナーは感光体ドラム１の表面に静電吸着する。
【００７０】
攪拌ローラ４２〜４４は、補給層４Ｂ、回収層４Ｃから供給されたトナーをキャリアと攪拌、混合させつつ現像ローラに４１に搬送する。この時、トナーは、所定の電荷に帯電した状態でキャリアの表面に静電吸着する。表面にトナーが静電吸着したキャリアは、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静電吸着し、現像ローラ４１の回転にともなって現像領域に搬送される。この現像領域において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。
【００７１】
本発明の未使用補給器に相当する補給層４Ｂは、未使用のトナーを収容している。本発明のリサイクル補給器に相当する回収層４Ｃは、クリーニング装置６によって回収された残トナーをリサイクルトナーとして収容する。補給機構４５は、補給ローラ４５Ａ，４５Ｂ等から構成され、現像装置４から着脱自在な補給層４Ｂ及び回収層４Ｃから現像槽４Ａ内に各トナーを補給する。また、補給機構４５は、制御部によって制御される。
【００７２】
また、現像装置４は、トナー濃度センサ４６を現像ローラ４１と攪拌ローラ４２との間における現像層４Ａの底面に備えている。トナー濃度センサ４６は、現像層４Ａ内のトナー量を検出する。トナー濃度センサ４６として、本実施形態では透磁率センサを用いている。透磁率センサは、現像槽４Ａ内における二成分現像剤の透磁率を検知する。この透磁率の変化は、二成分現像剤のうち消費されるトナーの変化を示す。トナーは透磁率が低く、キャリアは透磁率が高い。また、キャリアの量はほとんど変化しない。このため、現像装置内のトナーの量が多いほど透磁率センサが検出する透磁率が低くなる。
【００７３】
制御部は、透磁率が所定の値を超えた際に現像層４Ａ内のトナー量が不足していると判断して補給機構４５を駆動してトナーを補給させる。
【００７４】
転写器５は、転写位置において感光体ドラム１の表面に担持されたトナー像を、図示しない給紙部から所定のタイミングで搬送された用紙に転写する。トナー像が転写された用紙は、図示しない定着装置等を経由しつつ図示しない排紙トレイに排出される。
【００７５】
クリーニング装置６は、掻き落とし部材６１を備え、用紙にトナー像を転写した後に感光体ドラム１の表面に残留しているトナー（残トナー）等を除去する。掻き落とし部材６１は、本実施形態では、自由端部が感光体ドラム１の表面に所定の圧力で当接するブレードを用い、感光体ドラム１の表面において用紙から付着した紙粉等の残留物を含む残トナーを掻き落とす。感光体ドラム１の表面から掻き落とされた残トナーは、クリーニング装置６の内部において一旦収納される。
【００７６】
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。リサイクル機構８は、クリーニング装置６と回収層４Ｃとを接続し、制御部によって所定のタイミングで駆動され、クリーニング装置６内に収納された残トナーをリサイクルトナーとして回収層４Ｃの内部に搬送する。また、本実施形態のリサイクル機構８は、搬送スクリュ８１を有するスクリュコンベア機構で構成されている。搬送スクリュ８１は、回転してクリーニング装置６内の残トナーを回収層４Ｃに搬送する。
【００７７】
廃トナー回収機構９は、本実施形態においては搬送スクリュ９１を有するスクリュコンベア機構で構成されている。廃トナー回収機構９は、制御部によって所定のタイミングで駆動され、クリーニング装置６内に収納された残トナーを廃トナーとして回収する。また、廃トナー回収機構９は、廃トナーを収容する廃トナー回収層９２を備えている。
【００７８】
図２は、制御部の構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、装置全体の動作を制御する制御部２０を備えている。本発明の制御手段に相当する制御部２０は、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３及びＥＥＰＲＯＭ３１等から構成されている。制御部２０において、ＣＰＵ２１には、画像処理部６０、書込ユニット３、リサイクル機構６、補給機構４５、廃トナー回収機構９、サイズ検出センサ７０、温度・湿度検出センサ８０、トナー濃度センサ４６、及び入力操作部９０等が接続されている。
【００７９】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に予め書き込まれたプログラムにしたがって、センサ４６，７０等から入力される検出信号を参照しつつ画像形成部１０を構成する書込ユニット３等とともに装置全体を統括して制御する。
【００８０】
画像処理部６０は、ＣＰＵ２１から出力された制御信号に基づいて、図示しない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、図示しないスキャナ部において原稿から読み取った画像データに対して所定の画像処理を施す。
【００８１】
リサイクル機構８は、搬送スクリュ８１を回転させる駆動モータ８２及びモータドライバ８３を備えている。ＣＰＵ２１は、クリーニング装置６に回収された残トナーを搬送するリサイクルトナーとして使用する際にモータドライバ８３を介して駆動モータ８２を駆動する。
【００８２】
補給機構４５は、補給ローラ４５Ａ，４５Ｂを回転させる駆動モータ４５１Ａ，４５１Ｂ及びモータドライバ４５２Ａ，４５２Ｂを備えている。ＣＰＵ２１は、設定された補給比に基づいてモータドライバ４５２Ａ，４５２Ｂを介して駆動モータ４５１Ａ，４５１Ｂを駆動する。
【００８３】
廃トナー回収機構９は、搬送スクリュ９１を回転させる駆動モータ９３及びモータドライバ９４を備えている。ＣＰＵ２１は、クリーニング装置６に回収された残トナーを搬送する廃トナーとして回収（廃棄）する際にモータドライバ９４を介して駆動モータ９３を駆動する。
【００８４】
サイズ検出センサ７０は、画像形成処理に使用される用紙のサイズを検出し、検出信号をＣＰＵ２１に入力する。温度・湿度検出センサ８０は、画像形成処理時における画像形成部１０近傍の温度及び湿度を検出し、ＣＰＵ２１に検出信号を入力する。
【００８５】
トナー濃度センサ４６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し、検出信号をＣＰＵ２１に入力する。
【００８６】
本発明の入力手段に相当する入力操作部９０は、液晶表示画面を有し、コピー枚数や用紙の種類等の設定入力を受け付ける。ユーザやサービスマン等は、液晶表示画面に表示されている予め登録されている複数の用紙の種類等の選択肢の中から選択し、決定（設定）の操作を行う。
【００８７】
ＥＥＰＲＯＭ３１は、データ記憶領域３１Ａ、積算量記憶領域３１Ｂ、トナー量記憶領域３１Ｃ、補給量記憶領域３１Ｄ等から構成されている。データ記憶領域３１Ａは、設定した用紙の種類やサイズ等のデータを記憶する。本発明の第３記憶部に相当する積算量記憶領域３１Ｂは、リサイクルトナーの積算量を記憶する。トナー量記憶領域３１Ｃは、階調値の総計と使用トナー量との関係、及び、使用トナー量と転写効率とリサイクルトナー（残トナー）量との関係を記憶する。本発明の第２記憶部に相当する補給量記憶領域３１Ｄは、リサイクルトナーの積算量と補給比との関係を記憶する。補給比は、現像槽４Ａへのリサイクルトナーの補給量と未使用のトナーの補給量との比である。
【００８８】
図３は、画像形成を行う際の処理手順を示す流れ図である。ユーザが入力操作部９０を操作して画像形成の開始の入力を行うと、ＣＰＵ２１は、まずユーザによって画像形成の開始の入力の際に設定入力された用紙の種類が上質紙か否かに基づいて、残トナーをリサイクルトナーとして回収層４Ｃに搬送するか否かを判断する（Ｓ１）。
【００８９】
上質紙は、感光体ドラム１の表面に付着する紙粉の量が他の用紙に比較して少ないからである。また、Ｓ１の処理において、画像形成される用紙の紙質とサイズとに基づいて紙粉の量が他の用紙に比較して少ないか否かを判断する構成にしてもよい。上質紙であってもサイズが大きいと紙粉の量が多いからである。
【００９０】
Ｓ１の処理において、設定入力された用紙の種類が上質紙であると判断した場合、リサイクル機構８に備えられた駆動モータ８２を駆動する（Ｓ２）。これにより、搬送スクリュ８１が回転してクリーニング装置６によって回収された残トナーがリサイクルトナーとして回収層４Ｃに搬送される。
【００９１】
次に、リサイクルトナーの積算量を計数する積算処理を行う（Ｓ３）。積算処理は、画像形成毎に発生するリサイクルトナー量を積算し、ＥＥＰＲＯＭ３１の積算量記憶領域３１Ｂに格納する。詳細は後述する。
【００９２】
その後、設定されている補給比をＥＥＰＲＯＭ３１のデータ記憶領域３１Ａから読み出し、またリサイクルトナーの積算量に応じた補給比をＥＥＰＲＯＭ３１の補給比記憶領域３１Ｄから読み出す（Ｓ４）。次に、読み出した両方の補給比を比較して補給比の設定を変更するか否かを判断する（Ｓ５）。
【００９３】
Ｓ５の処理において補給比を変更しないと判断した場合、Ｓ７の処理に移行する。一方、Ｓ５の処理において補給比を変更すると判断した場合、補給比記憶領域３１Ｄから読み出した積算量に対応する補給比を設定値としてデータ記憶領域３１Ａに格納する（Ｓ６）。したがって、ＣＰＵ２１を含む制御部２０は、本発明のリサイクル量積算手段及び補給比設定手段にも相当する。
【００９４】
リサイクルトナーの積算量と補給比との関係は、リサイクルトナーの積算量が増加するに従って、リサイクルトナーの補給量が減少するように補給比が設定されればよい。
【００９５】
その後、補給処理を開始する（Ｓ７）。補給処理は、トナー濃度センサ４６による検出信号を参照して現像槽４Ａ内にトナーを補給する。トナーを補給する際、ＣＰＵ２１は、設定された補給比に応じて補給機構４５に備えられた駆動モータ４５１Ｂ、４５１Ｃを駆動して補給ローラ４５Ｂ，４５Ｃの回転速度比を変更する。駆動モータ４５１Ｂ，４５１Ｃの駆動時間は等しい設定であるので、補給比に応じた補給量のトナーが補給層４Ｂ，回収層４Ｃから補給される。
【００９６】
次に、画像形成処理を開始する（Ｓ８）。画像形成処理は、用紙を供給開始して画像形成部におけるトナー像の転写、定着を経て排紙トレイに排出するまでの公知の処理を示す。その後、ユーザによって画像形成の開始の入力の際に設定入力された画像形成要求枚数の画像形成が完了したか否かを判断し（Ｓ９）、終了したと判断した場合は全体の処理を終了する。Ｓ９の処理において、画像形成要求枚数の画像形成が完了していないと判断した場合は、Ｓ３の処理に戻る。
【００９７】
一方、Ｓ１の処理において、設定入力された用紙の種類が上質紙以外の用紙（例えば再生紙）であると判断した場合、廃トナー回収機構９に備えられた駆動モータ９３を駆動する（Ｓ１０）。これにより、搬送スクリュ９１が回転し、クリーニング装置６によって回収された残トナーが廃トナーとして廃トナー回収層９２に回収される。
【００９８】
次に、補給処理を開始する（Ｓ１１）。Ｓ１１の処理における補給処理は、Ｓ７の処理における補給処理と異なり、補給層４Ｂからの未使用トナーのみの補給となる。これは、画像形成において残トナーがリサイクルトナーとして回収層４Ｃに回収されないからである。なお、Ｓ７の処理と同様に設定された補給比に基づいて補給を行ってもよい。
【００９９】
その後、Ｓ８の処理と同様に画像形成処理を実行する（Ｓ１２）。次に、ユーザによって画像形成の開始の入力の際に設定入力された画像形成要求枚数の画像形成が完了したか否かを判断し（Ｓ１３）、終了したと判断した場合は全体の処理を終了する。Ｓ１３の処理において、画像形成要求枚数の画像形成が完了していないと判断した場合は、Ｓ１２の処理に戻る。
【０１００】
なお、本実施形態は、給紙部に互いに異なる種類（紙質）の用紙を収容する図示しない複数の給紙トレイが備えられ、設定された給紙トレイに収容されている用紙が１枚ずつ画像形成部１０に搬送される。したがって、本実施形態では、ユーザが直接に入力操作部９０を操作して用紙の種類の設定の入力を行っているが、例えば給紙すべき給紙トレイの設定を介して用紙の種類を判断してもよい。
【０１０１】
具体的には、ユーザが予め入力操作部９０を操作して入力した複数の給紙トレイと収容されている用紙との関係をＥＥＰＲＯＭ３１の一部の領域に予め格納しておく。画像形成の開始の入力の際に入力操作部９０においてユーザからの給紙トレイの設定入力を受け付け、設定された給紙トレイに収容されている用紙の種類をＥＥＰＲＯＭ３１から読み出す。但し、手差しトレイが設定入力された場合は、どの種類の紙が入っているか特定し難いためトナーリサイクルは行わない。
【０１０２】
給紙トレイの設定は、ユーザからの入力に限られず、制御部２０等による設定であってもよい。例えば、画像形成の開始の入力の際にユーザから入力操作部９０を介して原稿サイズ、画像形成倍率等の画像形成条件を受け付ける。制御部２０は、画像形成条件に基づいて複数の給紙トレイの中から給紙に適切な１の給紙トレイを選択（設定）する。この設定された給紙トレイに収容されている用紙の種類をＥＥＰＲＯＭ３１から読み出す。
【０１０３】
したがって、ＥＥＰＲＯＭ３１は本発明の第１記憶部に相当し、入力操作部９０は本発明の給紙トレイ種類入力手段に相当する。また、御部２０は、本発明のトレイ設定手段に相当する。
【０１０４】
図４は、図３に示すＳ３において処理を実行するリサイクルトナーの積算量を計数するの積算処理を行う手順を示す流れ図である。ＣＰＵ２１は、まず画像処理部２４に用紙１枚あたりの画像形成に用いる画像データにおける各画素の階調値を検出させ、さらに全ての画素の階調値を積算して画像データの階調値の総計を計数させる（Ｓ２０）。例えば、多値（カラー）の画像形成装置の場合は画像形成直前（例えば、書込ユニット３への出力前）の各画素の階調値の１画像データ分の総計を計数させ、２値（モノクロ）の画像形成装置の場合は黒画素の数の１画像データ分の総計を計数させる。
【０１０５】
次に、温度・湿度検出センサ７０の検出信号を取得し（Ｓ２１）、取得した検出信号に基づく画像形成部１０周辺の温度及び湿度に基づいて転写効率ηを決定する（Ｓ２２）。例えば、ＥＥＰＲＯＭ３１のトナー量記憶領域３１Ｄに予め格納されている温度及び湿度と転写効率ηとの関係から、温度及び湿度に応じた転写効率ηを読み出す。
【０１０６】
その後、１枚の用紙に画像形成する際に発生するリサイクルトナー量を決定する（Ｓ２３）。具体的には、総計した画像データの階調値に対応するトナー使用量をＥＥＰＲＯＭ３１のトナー量記憶領域３１Ｃから読み出し、この使用トナー量と転写効率使用トナー量と転写効率ηに対応するリサイクルトナー量をトナー量記憶領域３１Ｃから読み出す。なお、使用トナー量とは、トナー像を形成するのに必要なトナー量である。
【０１０７】
次に、決定したリサイクルトナー量を積算する（Ｓ２４）。具体的には、読み出したＥＥＰＲＯＭ３１の積算量記憶領域３１Ｂに記憶されているリサイクルトナー積算量に、リサイクルトナー量を積算し、再び積算量記憶領域３１Ｂに格納する（Ｓ２５）。
【０１０８】
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、トナー像を用紙に転写する転写工程時において、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が温度及び湿度に応じて変化するからである。この転写効率η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残留する残トナー量が変化するので、リサイクルトナー量も変化する。
【０１０９】
なお、本実施形態では、転写効率等から検出したリサイクルトナー量を積算してリサイクルトナー積算量を計数しているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、クリーニング装置６内に重量を検出するセンサを配置し、画像形成した１枚の用紙に対してクリーニング装置６が回収した残トナー量をリサイクルトナー量として積算してもよい。
【０１１０】
（実験例）
本実施形態に係る画像形成装置１００において、常に残トナーをリサイクルトナーとして回収層４Ｃに回収した場合の実験結果を図５に示す。図５は、所定サイズの用紙を使用し、リサイクルトナーの補給量と未使用トナーとの補給比率３０％（リサイクルトナーの補給量と未使用トナーの補給量との重量比率が７：３）で未使用トナー及びリサイクルトナーを現像槽４Ａに補給する条件において、上質紙のみ及び再生紙のみで２０Ｋ枚（２０，０００枚）の画像形成を行い、用紙に形成された画像の特性評価を行った結果を示す。
【０１１１】
画像の特性評価として、用紙上におけるひげ状画像の発生数からの評価及び画像濃度の目視検査を行った。その結果、再生紙ではひげ状画像の発生が多く、トナーリサイクルには不向きであることが判明した。
【０１１２】
これは、上質紙に比べて再生紙の方が紙粉が付着している量が多いために、クリーニング装置６によって回収された残トナー中に含まれる紙粉の量も多くなるためである。
【０１１３】
また、上質紙においては画像濃度のみが低下する現象が発生している。
【０１１４】
未使用トナー及びリサイクルトナーの補給比率についての実験結果を図６に示す。同図は、リサイクルトナーの補給比率３０％、２５％、２０％の３種類の割合で未使用トナー及びリサイクルトナーを現像槽４Ａに補給する条件で、所定の枚数の所定サイズの上質紙のみを使用して画像形成を行った画像濃度についての結果を示す。
【０１１５】
画像濃度は、図５に示す実験と同様に目視検査により行った。この結果、リサイクルトナーの補給比率の最も大きい３０％では２０Ｋ枚で、画像濃度の低下が著しくなり、２０Ｋ枚の用紙に画像形成する前にリサイクルトナーの補給比率を変更する必要があることが判明した。したがって、画像形成枚数の増加に従って、リサイクルトナーの補給比率を適宜変更（低下）することにより、リサイクルトナーを有効利用しながら、画像濃度の低下を予防できることが判明した。つまり、リサイクルトナーの量が増加するにしたがって、リサイクルトナーの補給比率を変更（低下）する必要がある。
【０１１６】
例えば、初期のトナーの補給処理におけるリサイクルトナーの補給比率初期値を、図６に示すように３０％とし、リサイクルトナーの積算量の増加に従って、リサイクルトナーの補給比率を適宜低下させる。
【０１１７】
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１００において、用紙の種類に基づいて残トナーをリサイクルトナーとして回収するか否かを判断することによって、単純な構成で紙粉が混入していない残トナーを再使用することができる。これにより、コストアップを抑制しつつ、使用によって現像槽４Ａ内のトナーに紙粉が混入する量が増加していくことを防止でき、画像濃度の低下を抑制することができる。
【０１１８】
また、現像装置内に紙粉が混入することが少ないので、紙粉がトナー像の一部を形成することを防止でき、画質を維持することができる。
【０１１９】
さらに、補給比をトナーリサイクル積算量に応じて変更することで、上述の実験結果からわかるように現像装槽４Ａ内のトナーの量が不足することをより適切に防止することができ、画像濃度の低下を抑制することができる。
【０１２０】
（第２実施形態）
本実施形態は、補給比の設定においてリサイクルトナーの積算量を用いず、画像形成した用紙の積算枚数に応じて補給比を設定（決定）している。また、ＥＥＰＲＯＭ３１の積算量記憶領域３１Ｂにおいて用紙の積算枚数を格納し、ＥＥＰＲＯＭ３１の補給比記憶領域３１Ｄに用紙の積算枚数と補給比との関係を格納する。したがって、積算量記憶領域３１Ｂは本発明の第５記憶部に相当し、補給比記憶領域３１Ｄは本発明の第４記憶部に相当する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１２１】
図７は、画像形成を行う際の処理手順を示す流れ図である。なお、図７に示す処理Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３６〜Ｓ４３は、図３に示すＳ１、Ｓ２、Ｓ６〜Ｓ１３の処理と同様であるので説明を省略する。
【０１２２】
ユーザが入力操作部９０を操作して画像形成の開始の入力を行い、Ｓ３１の処理において、ＣＰＵ２１が、ユーザによって画像形成の開始の入力の際に設定入力された用紙の種類が上質紙であると判断し、Ｓ３２の処理の実行後に画像形成する用紙の積算枚数を計数してＥＥＰＲＯＭ３１の積算量記憶領域３１Ｂに格納する（Ｓ３３）。
【０１２３】
例えば、画像形成する画像データの大きさ（画像形成に適した用紙のサイズ）を所定の用紙サイズ（例えば、Ａ４サイズ）に換算し、積算量記憶領域３１Ｂから読み出した用紙の積算枚数に積算し、再び積算量記憶領域３１Ｂに格納する。したがって、ＣＰＵ２１を含む制御部２０は、本発明の枚数積算手段にも相当する。
【０１２４】
その後、設定されている補給比をＥＥＰＲＯＭ３１のデータ記憶領域３１Ａから読み出し、また用紙の積算枚数に応じた補給比をＥＥＰＲＯＭ３１の補給比記憶領域３１Ｄから読み出す（Ｓ３４）。次に、読み出した両方の補給比を比較して補給比の設定を変更するか否かを判断する（Ｓ３５）。
【０１２５】
Ｓ３５の処理において補給比を変更しないと判断した場合、Ｓ３７の処理に移行する。一方、Ｓ３５の処理において補給比を変更すると判断した場合、補給比記憶領域３１Ｃから読み出した積算量に対応する補給比を設定値としてデータ記憶領域３１Ａに格納する（Ｓ３６）。したがって、ＣＰＵ２１を含む制御部２０は、本発明の用紙積算手段にも相当する。
【０１２６】
用紙の積算枚数と補給比との関係は、用紙の積算枚数が増加するに従って、リサイクルトナーの補給量が減少するように補給比が設定されればよい。例えば、初期のトナーの補給処理におけるリサイクルトナーの補給比率初期値を、図６に示すように３０％とし、用紙の積算枚数が１５Ｋの際に２５％、２０Ｋ枚の際に２０％となるように設定する。
【０１２７】
これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１２８】
（第３実施形態）
本実施形態は、補給比の設定においてリサイクルトナーの積算量を用いず、画像形成した感光体ドラム１の回転回数の積算値に応じて補給比を設定している。また、ＥＥＰＲＯＭ３１の積算量記憶領域３１Ｂにおいて感光体ドラム１の回転回数の積算値を格納し、ＥＥＰＲＯＭ３１の補給比記憶領域３１Ｄに感光体ドラム１の回転回数の積算値と補給比との関係を格納する。
【０１２９】
したがって、積算量記憶領域３１Ｂは本発明の第７記憶部に相当し、補給比記憶領域３１Ｄは本発明の第６記憶部に相当する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１３０】
図８は、画像形成を行う際の処理手順を示す流れ図である。なお、図８に示す処理Ｓ５１、Ｓ５２、Ｓ５６〜Ｓ６３は、図３に示すＳ１、Ｓ２、Ｓ６〜Ｓ１３の処理と同様であるので説明を省略する。
【０１３１】
ユーザが入力操作部９０を操作して画像形成の開始の入力を行い、Ｓ５１の処理において、ＣＰＵ２１が、ユーザによって画像形成の開始の入力の際に設定入力された用紙の種類が上質紙であると判断し、Ｓ５２の処理の実行後にトナー像を用紙に転写する際における感光体ドラムの回転回数の積算量を計数してを計数してＥＥＰＲＯＭ３１の積算量記憶領域３１Ｂに格納する（Ｓ５３）。
【０１３２】
例えば、画像形成する画像データの大きさ（副走査方向のサイズ）と感光体ドラム１の周長とに基づいて用紙を転写する際に感光体ドラム１が何回転するかを計数し、計数した回転回数を、積算量記憶領域３１Ｂから読み出した感光体ドラム１の回転回数の積算値に積算し、再び積算量記憶領域３１Ｂに格納する。したがって、ＣＰＵ２１を含む制御部２０は、本発明の回転回数積算手段にも相当する。
【０１３３】
その後、設定されている補給比をＥＥＰＲＯＭ３１のデータ記憶領域３１Ａから読み出し、また感光体ドラム１の回転回数の積算値に応じた補給比をＥＥＰＲＯＭ３１の補給比記憶領域３１Ｄから読み出す（Ｓ５４）。次に、読み出した両方の補給比を比較して補給比の設定を変更するか否かを判断する（Ｓ５５）。
【０１３４】
Ｓ５５の処理において補給比を変更しないと判断した場合、Ｓ５７の処理に移行する。一方、Ｓ５５の処理において補給比を変更すると判断した場合、補給比記憶領域３１Ｃから読み出した積算量に対応する補給比を設定値としてデータ記憶領域３１Ａに格納する（Ｓ５６）。感光体ドラム１の回転回数の積算値と補給比との関係は、感光体ドラム１の回転回数の積算値が増加するに従って、リサイクルトナーの補給量が減少するように補給比が設定されればよい。
【０１３５】
感光体ドラム１の回転回数の積算値が増加するにしたがって、リサイクルトナーの積算量も増加するので、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、紙粉の混入量のみならず、感光体ドラム１の表面から残トナーが除去される際、残トナー（リサイクルトナー）が受ける機械的ストレスや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ができ、より正確に補給比の設定を行うことができる。
【０１３６】
なお、感光体ドラム１の回転回数の積算値に代えて回転時間の積算値を用いてもよい。例えば、挟持した用紙とトナー像との転写タイミングを計りつつ、転写位置に用紙を搬送する図示しないレジストローラから用紙が搬送開始された時から、用紙の後端が図示しない定着装置に到達した時までの時間を回転時間とする。この回転時間を各用紙サイズ毎にＥＥＰＲＯＭ３１のデータ記憶領域３１Ａに予め格納しておく。図８に示すＳ５３の処理において画像形成される用紙のサイズに対応する回転時間を読み出し、積算量記憶領域３１Ｂから読み出した感光体ドラム１の回転時間の積算値に積算し、再び積算量記憶領域３１Ｂに格納する。
【０１３７】
したがって、ＣＰＵ２１を含む制御部２０は、本発明の回転時間積算手段にも相当する。
【０１３８】
第１実施形態〜第３実施形態において、リサイクルトナーの積算量、用紙の積算枚数、及び感光体ドラム１の回転回数及び回転時間の積算値は、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を含む画像形成部１０のユニット交換時等においてＣＰＵ２１によってＥＥＰＲＯＭ３１内の積算量記憶領域３１Ｂの数値がクリアされる。
【０１３９】
なお、第１実施形態〜第３実施形態は、モノクロの画像形成装置１００を用いて説明したが、タンデム型のカラー画像形成装置における各色の画像形成部に適用してもよい。
【０１４０】
各色のトナー像を転写ベルトに重ねて転写した後に用紙に転写させる構成等の中間転写方式の画像形成装置においては、例えばフルカラーモード時においては転写ベルト上の残トナーが混色しているので、モノクロモード時のみにおいて本発明を適用し、黒色のトナー像を形成する画像形成部にのみリサイクルトナーとして回収する構成とすればよい。また、フルカラーモード時において回収した混色の残トナーを黒色のトナー像を形成する画像形成部にのみリサイクルトナーとして回収する構成であってもよい。黒色は、混色であっても画質が比較的問題にならないからである。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置に備えられた画像形成部の簡単な構成を示す正面断面図である。
【図２】同画像形成装置に備えられた制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】同画像形成装置における画像形成を行う際の処理手順を示す流れ図である。
【図４】積算処理を行う手順を示す流れ図である。
【図５】常に残トナーをリサイクルトナーとして回収層に回収した場合の実験結果を示す図である。
【図６】未使用トナー及びリサイクルトナーの補給比率についての実験結果を示す図である。
【図７】この発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成装置における画像形成を行う際の処理手順を示す流れ図である。
【図８】この発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成装置における画像形成を行う際の処理手順を示す流れ図である。
【図９】従来の画像形成装置の画像形成部の簡単な構成を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１−感光体ドラム
４−現像装置
４Ａ−現像槽
４Ｂ−補給層
４Ｃ−回収層
６−クリーニング装置
８−リサイクル機構
１０−画像形成部
２１−制御部
３１−ＥＥＰＲＯＭ
３１Ａ−データ記憶領域
３１Ｂ−積算量記憶領域
３１Ｃ−補給比記憶領域
３１Ｄ−積算枚数記憶領域
４５−補給機構
４６Ａ，４６Ｂ−補給ローラ
１００−画像形成装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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