(57)【要約】【課題】ユーザの出力状況に応じてリサイクルトナーの補給量を変更することによって、異常画像の発生を防止し、安定した画像を出力可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１０と、感光体１０を帯電させる帯電装置１１と、感光体１０をレーザ光Ｌで露光し潜像を形成する露光部と、潜像にトナーを付着させ現像する現像装置１２と、感光体１０上のトナー像を用紙Ｐに転写させる転写装置１３と、用紙Ｐ上のトナー像を定着させる定着部と、転写されずに残ったトナーを感光体１０から掻き取るクリーニング装置１５と、掻き取られたトナーをリサイクルトナーとして現像装置１２に戻すトナーリサイクル機構とを備えた画像形成装置であって、ユーザが画像形成装置を使用したときの原稿の出力状況を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された出力状況のデータに基づいて、トナーリサイクル機構が現像装置１２に戻すリサイクルトナーの量を調整する調整手段とを備えた。【選択図】図１
2013182151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を一様に帯電させる帯電部と、
前記像担持体を露光して該像担持体上に潜像を形成する露光部と、
前記潜像にトナーを付着させて現像し前記像担持体上にトナー像を形成する現像部と、
前記像担持体上のトナー像を転写材に転写させる転写部と、
前記転写材に転写されたトナー像を定着させる定着部と、
前記転写材に転写されずに前記像担持体上に残ったトナーを前記像担持体から掻き取って該像担持体をクリーニングするクリーニング部と、
前記クリーニング部により掻き取られたトナーを、リサイクルトナーとして前記現像部に戻すトナーリサイクル機構とを備えた画像形成装置であって、
ユーザが当該画像形成装置を使用したときの前記転写材の出力状況を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記出力状況のデータを取り込むとともに、その出力状況のデータに基づいて、前記トナーリサイクル機構が前記現像部に戻すリサイクルトナーの量を調整する調整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】
前記出力状況は、前記転写材の時間帯別の出力枚数であり、前記調整手段は、前記出力枚数が多いときは前記リサイクルトナーの量を増加させ、前記出力枚数が少ないときは前記リサイクルトナーの量を減少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】
前記出力状況は、前記転写材の日付毎または曜日毎の出力枚数であり、前記調整手段は、前記出力枚数が多いときは前記リサイクルトナーの量を増加させ、前記出力枚数が少ないときは前記リサイクルトナーの量を減少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】
前記出力状況は、前記転写材に対してどれくらいの文字数が印字されたかの印字率データであり、前記調整手段は、前記印字率が高いときは前記リサイクルトナーの量を増加させ、前記印字率が低いときは前記リサイクルトナーの量を減少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】
前記調整手段は、少なくとも前稼働日以前の出力状況に基づき前記リサイクルトナー量を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記調整手段は、前稼動日の出力枚数と印字率データの関係から、稼動日当日の前記リサイクルトナーの補給量の総量を決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項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、プリンタ、複写機及びファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、帯電、露光、現像、転写、定着等の各プロセスにおいて、様々な制御値（または該制御値が維持されるよう制御する制御方法）が存在する。従来、これらの制御値は、環境、紙種、印字率など種々の誤差に対して適切な値になるよう予め決められた制御テーブルで切り替えたり、若しくは適当な間隔でキャリブレーションを行うことにより適切な値に維持されるようになっている。
【０００３】
一例として、トナー補給補正の制御がある。この制御では、先ず、像担持体若しくは中間転写ベルト上にいくつかの階調パッチを書き込み、それぞれの濃度を読み取る。次に、各階調パッチと濃度の相関から現像バイアスを変更し、適切な画像濃度になるように調整するとともに、その相関が予め決められた狙いの値になるように、トナー補給制御にフィードバックをかける。この予め決められた狙いの値は、環境やトナーの種類・色に応じて異なる値を用いている。
【０００４】
しかし、市場での画像形成装置の使われ方は多種多様であり、上述したような制御値の制御テーブルでの切り替え、あるいはキャリブレーションでの補正を行ったとしても必ずしも最適ではないことがある。
【０００５】
そこで、実際の画像形成装置の使用状況に応じて制御を入れたり設定値を変更したりする構成が考えられている。例えば、定着ヒータが定着可能な待機状態と、定着ヒータへの通電が遮断される省エネモードとが設定されている場合に、画像形成装置の使用頻度が高い時間帯においては省エネモードへの移行時間を長くし、画像形成装置の使用頻度が低い時間帯においては省エネモードへの移行時間を短くすることが提案されている（特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、省エネモードに入るまでの待機時間やプロセスコントロールを行うタイミングを決めるなどといった限定的な設定値や制御の変更を行っているものであり、数多くある他の制御値に関するフィードバックについては言及されていない。
【０００７】
例えば、トナーリサイクル機構を伴う画像形成装置においては、リサイクルトナーの量によって、画像品質が変化する。リサイクルトナーは、転写されなかったトナーが回収されて再利用されるシステムであり、通常リサイクルされたトナーは帯電量が低下していることが多い。そのため、リサイクルトナーが原因で地汚れなど画像品質を悪化させることがある。上記特許文献１にある発明では、リサイクル機構をもつ場合については、触れられていない。リサイクルトナーが少ない初期では、画質に影響が現れないが、リサイクルトナーが多くなる経時については、現像器内のリサイクルトナーの量により、上記のような画像品質を落とすことがある。
【０００８】
本発明の課題は、ユーザの出力状況に応じてリサイクルトナーの補給量を変更することによって、異常画像の発生を防止し、経時においても安定した画像を出力可能な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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を一様に帯電させる帯電部と、前記像担持体を露光して該像担持体上に潜像を形成する露光部と、前記潜像にトナーを付着させて現像し前記像担持体上にトナー像を形成する現像部と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写させる転写部と、前記転写材に転写されたトナー像を定着させる定着部と、前記転写材に転写されずに前記像担持体上に残ったトナーを前記像担持体から掻き取って該像担持体をクリーニングするクリーニング部と、前記クリーニング部により掻き取られたトナーを、リサイクルトナーとして前記現像部に戻すトナーリサイクル機構とを備えている。
【００１０】
そして、本発明の画像形成装置は、ユーザが当該画像形成装置を使用したときの前記転写材の出力状況を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記出力状況のデータを取り込むとともに、その出力状況のデータに基づいて、前記トナーリサイクル機構が前記現像部に戻すリサイクルトナーの量を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、記憶手段に記憶された出力状況のデータに基づいて、トナーリサイクル機構から現像部に戻すリサイクルトナーの量が適正に調整されるので、異常画像の発生が防止され、さらには経時においても安定した画像を出力することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ユーザの出力状況に応じてリサイクルトナーの補給量を変更することによって、異常画像の発生を防止し、経時においても安定した画像を出力可能な画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。
【図２】プロセスカートリッジが着脱自在であることを説明した斜視図である。
【図３】プロセスカートリッジに設けられたトナーリサイクル装置を説明した斜視図である。
【図４】感光体の下方に配置された現像装置の部分拡大図である。
【図５】本発明の特徴部分を示しており画像形成装置内の要部構成図である。
【図６】一日の時間帯別出力枚数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本実施例に係る画像形成装置の一つである複写機の要部を示す概略構成図である。図中、符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体であり、矢印Ａ方向に回転自在に設けられている。感光体１０の周囲には、矢印Ａ方向に沿って順に、左横方にローラ状の帯電装置（帯電部）１１が、下方に現像装置（現像部）１２が、右横方に転写装置（転写部）１３と用紙分離装置１４が、上方にクリーニング装置１５がそれぞれ配置されている。
【００１６】
コピーを取るときは、公知のとおり、不図示のコンタクトガラス上に原稿をセットした後、コピースイッチを押して、図示しない光学読取装置で原稿の画像を読み取ると同時に、感光体１０と転写装置１３間に用紙（転写材）Ｐを送り込む。
【００１７】
一方、感光体１０は、所定の周速度で矢印Ａ方向に回転しており、その回転に伴い、クリーニングパッド１６で清掃された帯電装置１１が、感光体１０の表面に接触し矢印Ｂ方向に回転しながら感光体１０の表面を一様に帯電させる。そして、感光体１０の表面に不図示の光書込み装置（露光部）からレーザ光Ｌを照射して書き込みを行い、感光体１０上に、前記読み取った原稿画像の静電潜像を形成する。続いて、現像装置１２の近傍を通るときに静電潜像に対してトナーを付着して、当該静電潜像を逐次可視像化するとともに、上述したように感光体１０と転写装置１３間に用紙Ｐを搬送し、可視像化して形成したトナー画像を転写装置１３で用紙Ｐ上に転写する。
【００１８】
転写後、用紙Ｐは、用紙分離装置１４で放電して、静電的に付着する感光体１０から分離され、不図示の定着装置へ搬送され、当該定着装置で転写画像が定着された後、不図示の排紙部へと排出される。なお、用紙分離装置１４に代えて分離爪を設け、用紙Ｐを感光体１０から機械的に分離するようにしてもよい。
【００１９】
他方、画像転写後の感光体１０は、表面に残った残留トナーがクリーニング装置１５のクリーニングブレード１７で掻き落とされて表面が清掃された後、不図示の除電ランプで除電されて表面電位が初期化される。
【００２０】
ところで、本実施例では、感光体１０、帯電装置１１、現像装置１２及びクリーニング装置１５が１つのカートリッジケース１９内に収納されて、これら各装置類はプロセスカートリッジ２０を構成している。このプロセスカートリッジ２０は、図２に示すように、人が両手でもって、複写機装置本体１８に対して正面側から矢印Ｃ１，Ｃ２方向に出し入れ可能でかつ着脱自在となっている。
【００２１】
このようなプロセスカートリッジ２０において、現像装置１２は、図１に示すように、下部側に現像剤収容部２１を、上部側に現像剤担持部２２をそれぞれ有する。現像剤収容部２１には、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤（以下、単に現像剤という）が収容され、その現像剤は撹拌部材２３で撹拌されながら現像剤担持部２２へ搬送される。また、図示してないが、現像剤収容部２１には、現像剤中のトナーとキャリアとの混合比を検知するトナー濃度センサが設けられている。
【００２２】
現像剤担持部２２には、上部の現像窓２７を通して感光体１０と対向する位置に、現像スリーブ（現像剤担持体）２８が配置されている。現像スリーブ２８は、その内部に磁石を有し矢印Ｄ方向に回転する。また、現像剤担持部２２には、感光体１０への現像剤の供給量を制御する現像ドクタ（現像剤規制部材）２９が設けられている。
【００２３】
感光体１０の上方に配置されたクリーニング装置１５には、カートリッジケース１９のクリーニングケース部１９ａ内に、クリーニングブレード１７で掻き落とされた残留トナーを現像装置１２へ戻すトナーリサイクル装置（トナーリサイクル機構）３２が設けられている。トナーリサイクル装置３２は、クリーニングブレード１７で掻き落した残留トナーを掻き上げる回収羽根３０と、その回収羽根３０により掻き上げられた残留トナーを搬送するトナー搬送部材３１とを有する（図３も参照）。
【００２４】
そして、トナー搬送部材３１は、図３に示すように、感光体１０の上方に該感光体１０の軸方向に沿って配置されている。また、トナー搬送部材３１はパイプ等からなり、その外周面に螺旋状の溝が形成されている。
【００２５】
図４は、感光体１０の下方に配置された現像装置１２の部分拡大図である。図４に示すように、現像装置１２では、コピー時に、不図示の駆動モータが駆動され、その駆動力は現像スリーブ２８に伝達されて、該現像スリーブ２８を回転させるとともに、撹拌部材２３を回転させて現像剤を撹拌する。これにより、トナーとキャリアを摩擦帯電させながら現像スリーブ２８へ搬送することができる。このとき、現像スリーブ２８には所定バイアスが印加されており、現像剤中のトナーを感光体１０の表面に静電的に付着させ、その感光体１０の表面上の潜像を可視像化する。
【００２６】
一方、クリーニング装置１５には、図３に示すように、ギヤ３５、ギヤ３６、ギヤ３７及びギヤ３８が設けられ、ギヤ３７は回収羽根３０の一端部に、ギヤ３８はトナー搬送部材３１の一端部にそれぞれ取り付けられている。また、ギヤ３５は、図示しないリサイクルトナー補給モータに接続されている。前記リサイクルトナー補給モータを回転駆動すると、その回転力は、ギヤ３５，３６を介してギヤ３７，３８へ伝達され、回収羽根３０及びトナー搬送部材３１が回転する。
【００２７】
上述したように、回収羽根３０の回転により感光体１０から残留トナーが掻き落とされるとともに、トナー搬送部材３１の回転により掻き落とされた残留トナーは、矢印Ｅようにトナー搬送部材３１に沿って搬送され、クリーニングケース部１９ａ内の手前側（図３において、左斜め下方側）に集められ、その後、矢印Ｆのように重力により現像装置１２の現像剤収容部２１へ戻される。
【００２８】
ここで、リサイクルトナーの補給量を制御する場合、リサイクルトナー補給モータの回転時間を制御することによって調整する。これは本実施例の形態に限らず、モータの回転速度、リサイクルトナー経路にシャッター部材を設けるなど、補給量を変化させる手段であれば形態は問わない。
【００２９】
次に、本実施例の特徴部分について説明する。
【００３０】
本実施例では、図５に示すように、画像形成装置１の内部に、ユーザが当該画像形成装置１を使用したときの用紙（転写材）Ｐの出力状況を記憶する記憶部（記憶手段）２が設けられている。また、画像形成装置１の内部には、記憶部２に記憶された前記出力状況のデータを取り込むとともに、その出力状況のデータに基づいて、トナーリサイクル装置３２が現像装置１２に戻すリサイクルトナーの量を調整する制御部（調整手段）３が設けられている。ここでは、原稿（用紙Ｐ）が出力される毎に原稿（用紙Ｐ）の枚数がカウントされて記憶部２に記憶され、時間帯毎の原稿（用紙Ｐ）の出力枚数についてのデータが算出される。制御部３は、そのデータを基に、リサイクルトナーの補給制御を行う。
【００３１】
そして例えば、図６のような出力状況のユーザが存在する場合、おおよそ出力が終了する時刻が予想可能となる。印刷が終了すれば翌日出力されるまで放置状態となる。リサイクルトナーの特性は帯電量の低いトナーであるため、放置された後の出力では、地肌汚れが発生しやすい。そのため、前記時間帯毎の出力データからその日の出力が終了する前にリサイクルトナーの供給量を減らすことによって、翌日（放置後）の地肌汚れを防止することができる。
【００３２】
ここで、図６の出力状況について詳述する。図６において、横軸は１時間刻みの時刻（０時〜２４時）を、縦軸は各時刻における原稿（用紙Ｐ）の出力枚数をそれぞれ示している。図６から分かるように、０時〜８時までは出力枚数は０枚であるが、９時には３０枚、１０時には５０枚、１１時には４８枚、１２時には１０枚である。１２時は昼休みになるので出力枚数が減少している。そして、１３時には２０枚、１４時には３０枚、１５時には７０枚、１６時には５０枚、１７時には３０枚、１８時には３５枚、１９時には２０枚、２０時には２５枚、２１時には１０枚、２２時には１０枚である。２３時と２４時はそれぞれ０枚である。
【００３３】
本実施例では、図５に示した記憶部２に、原稿（用紙Ｐ）の出力枚数と共に日付及び曜日も記憶させることができるよう構成されている。そして、週末や長期休業の前等、長時間放置されることが想定される場合は、図６から把握できる出力終了時刻よりもかなり早めの段階でリサイクルトナーの補給量を減らすようにする。これにより、長期放置に入る直前の現像装置１２内のリサイクルトナーの量を減らすことができるため、放置後の地肌汚れなどの異常画像を防止することができる。
【００３４】
また、本実施例においては、図５に示した制御部３が、出力された原稿（用紙Ｐ）に対してどれくらいの文字数が印字されたかの印字率データを受け取るよう構成されている。制御部３は、その受け取った印字率データを基に、リサイクルトナーの補給量を判定する。そして制御部３は、その補給量に基づき、リサイクルトナーの搬送を制御し、リサイクルトナーの補給量の調整を行う。すなわち、制御部３は、印字率が高いときはリサイクルトナーの量を増加させ、印字率が低いときはリサイクルトナーの量を減少させる制御を行う。これにより、印字率が低いときが連続する場合においても、現像装置１２内のリサイクルトナー量を安定させることが可能となり、極端に印字率が偏ったユーザにおいても安定した画像を得ることができる。
【００３５】
また、本実施例においては、記憶部２内に、例えば３０日前までの、日毎の出力枚数、印字率、また日毎の時間帯別出力枚数を記憶させることができよう構成されている。このようにすれば、制御部３は、これらのデータを基に、曜日毎や、時間帯毎の平均出力枚数、印字率の傾向を把握することができる。ユーザによっては、定期的に開催される会議の時間帯に出力が集中することや、ほとんど同じ原稿を出力するユーザなどがおり、最近の使用実績のデータを活用することで、日毎、曜日毎の傾向をより正確に把握することができる。これにより、より正確なリサイクルトナー量の制御を行うことができ、安定した画像を得ることができる。
【００３６】
さらに、本実施例では、制御部３は、前日の印字枚数と出力した印字率を把握することによって、その日のリサイクルトナーの量を計算することができるよう構成されている。例えば、その日の出力枚数をＮ枚、その日の平均印字率をＡ％とする。画像形成装置の転写率をＢ％とすると、その日に発生するリサイクルトナー量はＮ×Ａ×（１００−Ｂ）となる。このリサイクルトナーの量に基づき、翌日のリサイクルトナーの補給量の総量を決定する。この補給量に関しては、画像形成装置のシステム毎に任意で設定すればよい。ここでは、ユーザの使用状況によって、時間帯別にリサイクルトナーの補給量を変えているため、リサイクルトナーの経路にリサイクルトナーが溜まり、クリーニング不良などの異常画像が発生する懸念があるが、本実施例のように構成すれば、前記懸念を払拭することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００３８】
１  画像形成装置
２  記憶部（記憶手段）
３  制御部（調整手段）
１０  感光体（像担持体）
１１  帯電装置（帯電部）
１２  現像装置（現像部）
１３  転写装置
１５  クリーニング装置（クリーニング部）
１７  クリーニングブレード
２０  プロセスカートリッジ
３０  回収羽根
３１  トナー搬送部材
３２  トナーリサイクル装置
Ｌ  光書き込み装置からのレーザ光
Ｐ  用紙（転写材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３９】
【特許文献１】特開２００４−１０１９１９号公報
【図１】
2013182151.tif 000003
【図２】
2013182151.tif 000004
【図３】
2013182151.tif 000005
【図４】
2013182151.tif 000006
【図５】
2013182151.tif 000007
【図６】
2013182151.tif 000008