(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、前記感光体上に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、前記トナー像を転写材に転写する転写器と、前記転写されたトナー像を転写材に加熱定着する定着器と、転写後の前記感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、前記クリーニング装置に回収した回収トナーを前記現像器に直接供給するトナーリサイクル手段と、電源投入後に前記定着器を駆動してウォームアップを制御すると共に前記トナーリサイクル手段の駆動を制御する制御手段を備えてなる画像形成装置において、
制御手段は、前記ウォームアップ中は前記トナーリサイクル手段の駆動を停止し、画像形成中は前記トナーリサイクル手段を駆動して前記回収トナーを前記現像器に供給するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着器及びトナーリサイクル手段を駆動する同一の駆動源と、
前記トナーリサイクル手段の駆動の遮断と接続を行う駆動切り換え手段を設け、
前記制御手段は、前記ウォームアップ中は前記駆動切り替え手段により前記トナーリサイクル手段の駆動を遮断し、前記トナーリサイクル手段の駆動を停止す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】
前記定着器の駆動源と前記トナーリサイクル手段の駆動源を独立して設け、
前記制御手段は、前記ウォームアップ中は、前記定着器と前記トナーリサイクル手段を独立して制御する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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、特に、トナーリサイクル方式を適用した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法においては、感光体表面に一様な帯電を付与し、像露光して静電潜像を形成し、この潜像を現像器の現像剤にて現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写材上に転写し、定着器により定着して画像が形成される。
【０００３】
転写後の感光体は、クリーニングブレード等のクリーニング手段によりクリーニングされ、長期に亘り反復使用される。ここで前記クリーニング手段は感光体上の残留トナーを効率よく掻き取り、クリーニングされたトナーを円滑に回収する。
【０００４】
回収されたトナーは、未使用のトナーに比べて流動性や摩擦帯電電荷量が若干低下しており、現像性の低下、カブリの発生等の問題を発生する可能性があるため、通常廃棄されるのが普通であるが、環境に対する影響を考慮した場合、廃棄トナーが全く発生しないことが望ましい。そこで、感光体上に残存したトナーをクリーニング手段のクリーニングブレードにより回収し、回収したトナーを現像器またはトナーホッパーに戻し、未使用のトナーと混合して再使用するというトナーリサイクル方式を適用した画像形成装置が実用されるようになっている。
【０００５】
トナーリサイクル手段は画像形成中に常時駆動され、一定量のトナーを搬送して現像器に補給するように構成されている。現像器においては、回収されたトナーの他に、現像剤中のトナー濃度を検知し、トナー濃度が低下すると未使用のトナーを新たに補給し、常に一定のトナー濃度の範囲になるようになされ、長期間に亘って良好な現像性を維持するようにされている。現像器中のトナーは画像形成により使用され、回収されるトナーはその一部であるため、常時回収したトナーを現像器に補給してもトナー濃度がその上限を越えて高いトナー濃度になることはない。
【０００６】
しかしながら、熱ローラにてトナー像を有する転写材を加熱定着する定着器を備えてなる画像形成装置においては、通常、電源が投入されると所定の温度にまで熱ローラを加熱してトナー像を加熱定着可能とするために、一定時間のウォームアップがなされ、所定の温度にまで加熱されたときに面像形成がなされるようにされている。この時に熱ローラを駆動回転することで、上下ローラ共に加熱し定着不良の発生を防止することが好ましい。また、画像形成装置の各部の駆動においては、１個の駆動源から駆動伝達手段を介して駆動するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このためウォームアップ中においては、画像形成がなされていないにもかかわらず、トナーリサイクル手段も駆動されることとなり、トナーが補給されてしまう。この時に、画像形成は行われていないため、現像器中のトナーは消費されることはなく、回収トナーが過剰に補給されることとなる。短時間であれば多く補給されることもないが、ウォームアップには数分かかるため多量の回収トナーが補給されることとなる。もし、トナー濃度が上限に近い状態にある場合は、上限を越えて過剰なトナー濃度となり、カブリや現像性の低下という問題を発生してしまう。
【０００８】
この発明は、前記のようなウォームアップ中に回収トナーが補給されて現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、下記構成により達成される。
【００１０】
請求項１記載の発明は、
『感光体と、前記感光体上に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、前記トナー像を転写材に転写する転写器と、前記転写されたトナー像を転写材に加熱定着する定着器と、転写後の前記感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、前記クリーニング装置に回収した回収トナーを前記現像器に直接供給するトナーリサイクル手段と、電源投入後に前記定着器を駆動してウォームアップを制御すると共に前記トナーリサイクル手段の駆動を制御する制御手段を備えてなる画像形成装置において、
制御手段は、前記ウォームアップ中は前記トナーリサイクル手段の駆動を停止し、画像形成中は前記トナーリサイクル手段を駆動して前記回収トナーを前記現像器に供給するように制御することを特徴とする画像形成装置。』である。
【００１１】
この請求項１記載の発明によれば、ウォームアップ中はトナーリサイクル手段の駆動を停止し、画像形成中はトナーリサイクル手段を駆動して回収トナーを現像器に供給するように制御し、画像形成中に回収トナーが現像器に補給され、ウォームアップ中には回収トナーが現像器に補給されないようにすることで、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、
『前記定着器及びトナーリサイクル手段を駆動する同一の駆動源と、
前記トナーリサイクル手段の駆動の遮断と接続を行う駆動切り換え手段を設け、
前記制御手段は、前記ウォームアップ中は前記駆動切り替え手段により前記トナーリサイクル手段の駆動を遮断し、前記トナーリサイクル手段の駆動を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。』である。
【００１３】
この請求項２記載の発明によれば、定着器及びトナーリサイクル手段を駆動する同一の駆動源を備え、トナーリサイクル手段の駆動の遮断と接続を行うことで、画像形成中に回収トナーが現像器に補給され、ウォームアップ中には回収トナーが現像器に補給されないようにし、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、
『前記定着器の駆動源と前記トナーリサイクル手段の駆動源を独立して設け、
前記制御手段は、前記ウォームアップ中は、前記定着器と前記トナーリサイクル手段を独立して制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。』である。
【００１５】
この請求項３記載の発明によれば、定着器とトナーリサイクル手段とを独立して設けた駆動源により駆動することで、簡単な制御で確実に画像形成中に回収トナーが現像器に補給され、ウォームアップ中には回収トナーが現像器に補給されないようにし、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の画像形成装置を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は画像形成装置の一例を示す概略構成図である。画像形成装置は、感光体１４を備え、この感光体１４はドラム状の有機感光体（ＯＰＣ）が好ましい。感光体１４の周囲には、その回転方向上流側から下流側に向かって、順に帯電器１、露光光学系２、現像器１２、転写器５、分離器６、クリーニング装置１５が配置されている。１０は熱ローラにより定着する定着器である。
【００２０】
この画像形成装置においては、帯電器１により感光体１４の表面が一様な電位に帯電され、次いで露光光学系２により原稿４の画像が像様露光されて感光体１４の表面に静電潜像が形成される。そして、現像器１２内に収容された現像剤により、上記の静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００２１】
このトナー像は転写器５により転写材Ｐに静電転写され、熱ローラー定着器１０により加熱定着されて定着画像が形成される。転写材Ｐはカセット８から１枚ずつ送出され、搬送系９により転写器５、分離器６、定着器１０へ順に搬送される。
【００２２】
一方、転写器５を通過した感光体１４はクリーニング装置１５により残留トナーがクリーニングされて次の画像の形成に供される。さらにクリーニング装置１５に回収されたトナーは後述するトナーリサイクル手段Ａにより再び現像器１２またはトナー補給器１１に戻されて再使用に供される。
【００２３】
トナーリサイクル手段Ａの具体例を、図２乃至図６に示す。図２は画像形成装置に備えたトナーリサイクル手段Ａを示す図である。この実施の形態において、１２は現像器、１３は現像スリーブ、１４は感光体、１５はクリーニング装置、１６は第１のトナー搬送スクリュー、１７は第２のトナー搬送スクリュー、１８は第３のトナー搬送スクリュー、２０はトナー補給器１１に備えられるトナー補給ボックスである。トナーリサイクル手段Ａは、第１のトナー搬送スクリュー１６、第２のトナー搬送スクリュー１７、第３のトナー搬送スクリュー１８等から構成され、クリーニング装置１５に回収されるトナーを現像器１２に戻す。トナー補給ボックス２０から補給される現像剤が分配器２１により分配される。
【００２４】
この実施の形態の画像形成装置は、第１のトナー搬送スクリュー１６、第２のトナー搬送スクリュー１７及び第３のトナー搬送スクリュー１８により順次クリーニング装置１５で回収したトナーを搬送し、現像器１２に具備されたリサイクルトナー専用の分配器１９に供給する様にし、現像器１２内に直接供給する。
【００２５】
即ち、第１のトナー搬送スクリュー１６、第２のトナー搬送スクリュー１７、第３のトナー搬送スクリュー１８は、それぞれ内部に回転軸１６ａ〜１８ａとこの回転軸１６ａ〜１８ａに沿ってスパイラル状に設けた羽根１６ｂ〜１８ｂを有してなり、トナーは回転軸１６ａ〜１８ａの回転に伴って羽根１６ｂ〜１８ｂにより順次搬送され、分配器１９に供給され、回収したトナーは再び感光体１４上の潜像の現像に供される。
【００２６】
図３は画像形成装置に備えたトナーリサイクル手段の参考例を示す図である。この参考例では、図２と同じ符号を付した部材は、同様に構成されるから説明を省略する。この参考例の画像形成装置では、トナーリサイクル手段Ａを構成する第１のトナー搬送スクリュー１６、第２のトナー搬送スクリュー１７、第３のトナー搬送スクリュー１８は、順次クリーニング装置１５で回収したトナーを搬送し、トナー補給ボックス２０に供給するようにしたものである。
【００２７】
図２の実施の形態では、回収したリサイクルトナーを直接現像器１２に供給するが、この参考例では、トナー補給ボックス２０内で新トナーと回収したリサイクルトナーを予め撹拌混合した後、現像器１２に供給する点で相違している。また、クリーニング装置１５としては、ブレード１５ａを感光体１４に当接し、回収したトナーを回収ローラ１５ｂにより回収し、第１のトナー搬送スクリュー１６により搬送するようにしている。
【００２８】
図４は画像形成装置の駆動系を示す図、図５はメインモータによる駆動を示す図、図６は図５のVI-VI線に沿う断面図である。
【００２９】
画像形成装置は、感光体駆動モータ１００、現像モータ２００、現像攪拌モータ３００及びメインモータ４００を備えている。感光体駆動モータ１００の駆動力は、駆動ギア１０１，１０２により感光体１４の駆動ギア１０３に伝達され、感光体１４を回転させる。現像モータ２００は、現像器１２の現像スリーブ１３を駆動する。現像攪拌モータ３００は、駆動ギア３０１，３０２，３０３，３０４，３０５により攪拌ローラを連動して回転させ、現像器１２内の現像剤を攪拌する。
【００３０】
メインモータ４００の動力は、駆動ベルト４０１を介して駆動プーリ４０２，４０３に伝達され、駆動ベルト４０１にはテンションローラ４０４により所定のテンションが与えられている。駆動プーリ４０２からの動力は、駆動軸４１９に設けた駆動ギア４１０から中間ギア４１１，４１２，４１３により、さらに給紙クラッチ４１４を介して搬送系の駆動軸４１５に伝達され、搬送ローラを駆動する。給紙クラッチ４１４は所定のタイミングにより中間ギア４１３と駆動軸４１５との断続を行い、所定のタイミングで転写材Ｐを搬送する。
【００３１】
また、駆動プーリ４０３からの動力は、駆動軸４４０に設けられ、この駆動軸４４０に設けられた駆動ギア４２０から中間軸４５０の中間ギア４２１，４２２を介して搬送系の搬送ギア４２３を駆動すると共に、駆動ギア４２４を介して定着駆動軸４３０を駆動する。定着駆動軸４３０に設けられた駆動ギア４３１を介して定着器１０の駆動ギア４３２を駆動する。
【００３２】
また、駆動軸４４０に設けられた駆動ギア４４１からの駆動力は、中間軸４６０の中間ギア４６１，４６２を介してリサイクル駆動軸４７０に遊動可能に設けられた駆動ギア４７１に伝達される。リサイクル駆動軸４７０には駆動切り換え手段であるリサイクルクラッチ４７２が設けられ、このリサイクルクラッチ４７２により駆動力が駆動ギア４７１からリサイクル駆動軸４７０に伝達され、第１のトナー搬送スクリュー１６を駆動する。
【００３３】
このリサイクルクラッチ４７２の制御を、図７及び図８に基づき説明する。図７は制御ブロック図である。画像形成装置は制御手段５００を備え、この制御手段に電源スイッチＳＷ、定着温度検知センサＳ、コピーボタンＢＴからの情報が入力され、これに基づき駆動源Ｂである感光体駆動モータ１００、現像モータ２００、現像攪拌モータ３００及びメインモータ４００の駆動、トナーリサイクル手段Ａであるリサイクルクラッチ４７２および表示手段Ｃを駆動する。
【００３４】
図８はトナーリサイクル手段の制御フローチャートである。ステップａにおいて、電源が投入されると、定着温度検知センサＳからの定着温度が所定温度以上か否かの判断が行われる（ステップｂ）。電源が投入された状態では、トナーリサイクル手段であるリサイクルクラッチ４７２は接続されている。
【００３５】
ステップｂにおいて、所定温度以下の場合には、リサイクルクラッチ４７２の接続が離れ（ステップｃ）、定着器１０を駆動してウォームアップを行う（ステップｄ）。
【００３６】
ステップｂにおいて、所定温度以上の場合には、リサイクルクラッチ４７２が接続されたままの状態でトナーリサイクル手段が駆動し（ステップｅ）、表示手段Ｃに「ＲＥＡＤＹ」の表示を行う（ステップｆ）。
【００３７】
このように、定着器１０と、トナーリサイクル手段Ａを備えており、電源投入後に定着器１０を駆動してウォームアップを行い、ウォームアップ中はトナーリサイクル手段Ａの駆動を停止し、画像形成中はトナーリサイクル手段Ａを駆動する制御を行う。
【００３８】
従って、画像形成中に回収トナーが補給され、ウォームアップ中には回収トナーが補給されないから、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消することができ、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００３９】
また、定着器１０と、トナーリサイクル手段Ａと、定着器１０およびトナーリサイクル手段Ａを駆動する同一の駆動源、即ちメインモータ４００を備えており、このトナーリサイクル手段Ａの駆動の遮断と接続を行う駆動切り換え手段が設けられ、この駆動切り換え手段はリサイクルクラッチ４７２により構成されている。
【００４０】
定着器１０およびトナーリサイクル手段Ａを駆動する同一の駆動源、即ちメインモータ４００を備え、トナーリサイクル手段Ａの駆動の遮断と接続を行うことで、画像形成中に回収トナーが補給され、ウォームアップ中には回収トナーが補給されないようにしている。このように、同一の駆動源を用い、駆動切り換え手段による簡単な構成により、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消することができ、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００４１】
また、電源投入後に定着器１０を駆動してウォームアップを行い、トナーリサイクル手段Ａの駆動の遮断と接続を行う駆動切り換え手段が設けられている。そして、ウォームアップ中はトナーリサイクル手段Ａの駆動を遮断して定着器１０を駆動し、ウォームアップ完了信号を受けてトナーリサイクル手段Ａの駆動を接続し、画像形成中においては定着器１０とトナーリサイクル手段Ａを同一駆動源にて駆動する制御を行う。
【００４２】
このように、ウォームアップ完了信号を受けてトナーリサイクル手段Ａの駆動を接続し、画像形成中においては定着器１０とトナーリサイクル手段Ａを同一駆動源にて駆動し、画像形成中に回収トナーが補給され、ウォームアップ中には回収トナーが補給されないようにし、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を確実に解消し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００４３】
図９は画像形成装置の他の実施の形態の駆動系を示す図、図１０は図９のX-X線に沿う断面図である。この実施の形態では、図１乃至図８の実施の形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４４】
この実施の形態では、リサイクル駆動軸４７０を専用のリサイクル駆動モータ６００により駆動可能にしている。この請求項２記載の発明では、定着器１０の駆動源、即ちメインモータ４００と、トナーリサイクル手段Ａの駆動源、即ちリサイクル駆動モータ６００を独立して設けている。
【００４５】
このように定着器１０とトナーリサイクル手段Ａとを独立して設けた駆動源により駆動することで、簡単な制御で確実に画像形成中に回収トナーが補給され、ウォームアップ中には回収トナーが補給されないようにし、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消することができ、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
前記したように、請求項１記載の発明では、ウォームアップ中はトナーリサイクル手段の駆動を停止し、画像形成中はトナーリサイクル手段を駆動して回収トナーを現像器に供給するように制御し、画像形成中に回収トナーが現像器に補給され、ウォームアップ中には回収トナーが現像器に補給されないようにしたから、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００４７】
請求項２記載の発明では、定着器及びトナーリサイクル手段を駆動する同一の駆動源を備え、トナーリサイクル手段の駆動の遮断と接続を行うことで、画像形成中に回収トナーが現像器に補給され、ウォームアップ中には回収トナーが現像器に補給されないようにしたから、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【００４８】
請求項３記載の発明では、定着器とトナーリサイクル手段とを独立して設けた駆動源により駆動することで、簡単な制御で確実に画像形成中に回収トナーが現像器に補給され、ウォームアップ中には回収トナーが現像器に補給されないようにしたから、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】画像形成装置に備えたトナーリサイクル手段を示す図である。
【図３】画像形成装置に備えたトナーリサイクル手段の参考例を示す図である。
【図４】画像形成装置の駆動系を示す図である。
【図５】メインモータによる駆動を示す図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】制御ブロック図である。
【図８】トナーリサイクル手段の制御フローチャートである。
【図９】画像形成装置の他の実施の形態の駆動系を示す図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 帯電器
２ 露光光学系
５ 転写器
６ 分離器
１０ 定着器
１２ 現像器
１４ 感光体
１５ クリーニング装置
１６ 第１のトナー搬送スクリュー
１７ 第２のトナー搬送スクリュー
１８ 第３のトナー搬送スクリュー
Ａトナーリサイクル手段
Ｂ 駆動源
Ｃ 表示手段
【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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【図１０】
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