JP2007052051A - 画像形成装置および画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーエンド後のリカバリー動作後も常に適正なトナー濃度と地汚れレベルを保ち異常画像やトナー飛散を抑制するような画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 変性ポリエステル樹脂を含有するトナーのトナー濃度制御手段を有する画像形成装置であって、感光体上の残留トナーをクリーニング部と、前記クリーニング部で回収されたトナーを現像機に戻すリサイクル経路部と、を有し、作像動作終了時にリサイクル経路部の先端部から現像機までのトナーが移動する時間の間、少なくともリサイクル経路の搬送駆動系を駆動させることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、コピー、ＦＡＸ、プリンターなどで、二成分現像剤を用いるトナー濃度制御装置を有する画像形成装置に関し、特に、現像剤のトナー濃度センサ出力値と基準値との差からトナー補給量を決定するとともに、感光体上における基準パターンの形成状態に応じて前記基準値を修正するように構成したトナー濃度制御装置のトナーボトル内のトナーがなくなった場合において、このボトルをトナーが入っているボトルと交換した後のトナー補給動作に関するものである。

従来より、二成分現像剤を用いる電子写真装置では、現像剤のトナー濃度をいかに制御するかが重要な課題であった。トナー濃度の制御方法としては、例えば、特許文献１の特開平１−１５４１７９号公報に示されるように、トナー濃度センサを用いて一定のトナー濃度になるようにトナー補給を行う技術が知られている。

この場合、特許文献２の特開昭６３−５８４７２号公報に示されるように、トナー濃度センサの出力のばらつきを抑えるために何らかの回路または手段を付加し、トナー濃度センサの出力が所定の範囲内に入るように調整するのが一般的であった。

しかしながら、このようなトナー濃度を一定に制御する技術には、次のような欠点がある。すなわち、トナー濃度が同じでも、周辺環境の温度あるいは湿度や現像剤の使用条件により、電子写真装置の出力画像の濃度は変化してしまう。

これは、電子写真装置がトナーを摩擦帯電させて現像を行うことに起因した問題であり、極めて本質的な問題である。この問題を解決するため、例えば、感光体上に基準パターンを作り、このパターンの濃度が一定になるようにトナー濃度の狙い値を設定して、トナーを補給することが考えられる。

また、上記環境条件などで、現像剤の特性が大きく変化したことにより生ずるトナー濃度の変動を防止するような発明として、特許文献３の特開平１１−３０５４９７号公報が知られており、この発明によって、地肌汚れの解消、画像濃度の安定化が良好に行われるトナー濃度制御を行うことができる画像形成装置が得られている。

更に、環境問題の流れを汲んで電子写真装置として廃トナーを無くすために、クリーニング部に回収されたトナーを破棄せずに再び現像機に戻して画像形成に用いる技術も知られている。このようなリサイクルトナーは、一度作像工程を通過することによりＳｉなどの外添剤がトナーから遊離するかまたは埋め込まれてしまい、その結果、トナーの流動性が低下し、あるいは摩擦帯電能力も低下してしまう。

このためにトナーが帯電不足となり、多量にリサイクルトナーが現像機に戻されると定着した画像の濃度低下や地汚れが発生してしまっていた。

一方、変性ポリエステル樹脂を用いたトナーを用いた場合、懸濁重合法と異なり形状制御が容易であるためブレードクリーニングし易い形状にできるメリットがある。更に、乳化重合トナーのような界面活性剤がトナー内部に残存したり感光体・現像ローラを汚染してトナーの帯電を阻害したりしない。その反面、トナー粒子自体は通常帯電極性と逆極性の弱プラスの極性に帯電するために、放置するとトナーの帯電が低下し易く、補給されたトナーが帯電して立ち上がるまでに従来のトナーより多くの攪拌時間が必要になるというデメリットを有するおそれもある。
特開平１−１５４１７９号公報 特開昭６３−０５８４７２号公報 特開平１１−３０５４９７号公報

変性ポリエステル樹脂トナーを用いて、このようなパターン濃度を一定に制御する制御方法で用いた電子写真装置においては、トナーエンド後のリカバリー動作後にリサイクルトナーの影響を強く受けてしまうために次のような問題があった。

リサイクルトナー経路にリサイクルトナーが溜まった状態でトナーエンドリカバリー動作を行うと、この経路に溜まっていたリサイクルトナーが一気に現像機に戻されてしまうために地汚れが発生していた。

このような課題に鑑み、本発明は、トナーエンド後のリカバリー動作後も常に適正なトナー濃度と地汚れレベルを保ち、異常画像やトナー飛散を抑制するような画像形成装置および画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、変性ポリエステル樹脂を含有するトナーのトナー濃度制御手段を有する画像形成装置であって、感光体上の残留トナーをクリーニング部と、クリーニング部で回収されたトナーを現像機に戻すリサイクル経路部とを有し、作像動作終了時に、トナーがリサイクル経路部の先端部から現像機まで移動する時間中は、少なくともリサイクル経路部の搬送駆動系を駆動させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、変性ポリエステル樹脂を含有するトナーのトナー濃度制御手段を有する画像形成装置であって、出力した画像の黒字率を計算する黒字率計算手段と、黒字率計算手段により得られた黒字率の平均を算出する平均黒字率算出手段と、積算出力枚数をカウントする手段と、感光体上の残留トナーをクリーニングさせるクリーニング手段と、クリーニング手段で回収されたトナーを現像機に戻すリサイクル経路部とを有し、作像動作終了時に黒字率計算手段によって算出された平均黒字率の結果に基づいて、リサイクル経路部のトナー搬送駆動系を駆動させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、変性ポリエステル樹脂を含有するトナーのトナー濃度制御手段を有する画像形成装置であって、現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度検知手段と、感光体上に作像された基準パターンの濃度を検知するパターン濃度検知手段と、パターン濃度検知手段の出力に基づいてトナー濃度検知手段の狙い値を算出する狙い値算出手段と、得られた狙い値に基づいてトナーを現像装置に供給させるトナー供給手段と、感光体上の残留トナーをクリーニングさせるクリーニング手段と、クリーニング手段で回収されたトナーを現像装置に戻すリサイクル経路部と、トナー濃度検出手段およびパターン濃度検出手段で得られた情報から、トナー供給手段にトナーがなくなったことを検知するトナー量検知手段と、トナー供給手段を新品に交換したことを検知する新品交換検知手段とを有し、新品交換検知手段が交換したことを検知した場合に、リサイクル経路部の駆動のみを停止させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、ポリエステル樹脂トナーを用いた画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法であって、リサイクル経路部を有する画像形成装置の作像動作が終了した時に、トナーがリサイクル経路部の先端部から現像機までの移動する時間中は、少なくともリサイクル経路部の搬送駆動系を駆動させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、ポリエステル樹脂トナーを用いた画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法であって、出力した画像の黒字率を計算する黒字率計算工程と、黒字率計算工程により得られた黒字率の平均を算出する平均黒字率算出工程とを有し、画像形成装置の作像動作が終了した時に、平均黒字率算出工程による平均黒字率の算出結果に基づいてリサイクル経路のトナー搬送駆動系を駆動させることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、ポリエステル樹脂トナーを用いた画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法であって、現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度検知工程と、感光体上に作像された基準パターンの濃度を検知するパターン濃度検知工程と、パターン濃度検知工程の出力に基づいてトナー濃度検知肯定の狙い値を算出する狙い値算出工程と、得られた狙い値に基づいてトナーを現像装置に供給させるトナー供給工程と、感光体上の残留トナーをクリーニングさせるクリーニング工程と、クリーニング工程で回収されたトナーを現像装置に戻すリサイクル工程と、トナー濃度検出工程およびパターン濃度検出工程で得られた情報から、トナー供給工程にトナーがなくなったことを検知するトナー量検知工程と、トナー供給工程を新品に交換したことを検知する新品交換検知工程とを有し、新品交換検知工程が交換したことを検知した場合に、リサイクル工程の駆動のみを停止させることを特徴とする。

このように、本発明によれば、作像動作が終了する毎にリサイクル経路に溜まったリサイクルトナーを現像機に戻すため、リサイクルトナーはリサイクル経路には溜まらない。したがって、クリーニング部のトナーエンド後に新しいトナーカートリッジが設置されて補給動作を行ってもカートリッジからのフレッシュトナーのみが現像機に供給され、よって、地汚れや濃度低下・トナー飛散を抑制することが可能となる。

以下に、本実施形態の画像形成装置を、図面を、用いて説明する。なお、本実施形態は以下述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。

図１は、本実施形態の画像形成装置の概略を示す図である。
図１の符号１００は、画像形成装置の一例である複写機装置の本体である。複写機装置本体１００は、その上に画像読取装置２００が取り付けられ、同時に、シートバンク３００上に載置されている。また、画像読取装置２００の上には、背面側を支点に上下に開閉自在の自動原稿搬送装置４００が取り付けられている。

複写装置本体１００には、内部に像担持体として、ドラム状の感光体１０が設けられている。この感光体１０の周りには、感光体１０の左側に帯電装置１１が配置されている。また、感光体１０の回転方向（反時計方向）Ａ側からみて順に、現像装置１２と、転写装置１３と、クリーニング装置１４とが配置されている。

現像装置１２においては、重合法により製造した重合トナーが用いられ、その重合トナーが現像ローラを用いて付着して感光体１０上の静電潜像を可視像化する。

また、転写装置１３は、上下のローラ１５と１６とが転写ベルト１７を渡架されて構成され、転写ベルト１７が転写位置Ｂで感光体１０の周面に押圧されて当接される。帯電装置１１およびクリーニング装置１４の左側には、トナー補給装置２０が配置されており、このトナー補給装置２０によって現像装置１２に新しいトナーが補給される。

また、複写機装置本体１００の内部には、シートバンク３００内の、後述するシートカセット６１から送り出したシートＳを、転写位置Ｂを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Ｃを備える。シート搬送装置Ｃは、供給路Ｒ１、手差し供給路Ｒ２、および、シート搬送路Ｒを有する。

そして、シート搬送路Ｒには、感光体１０の上流位置にレジストローラ２１を設ける。また、感光体１０の下流位置には、熱定着装置２２を設ける。熱定着装置２２には、加熱ローラ（加熱部材）３０と加圧ローラ（加圧部材）３２を設ける。

また熱定着装置２２のさらに下流には、排出分岐爪３４、排出ローラ３５、第１加圧ローラ３６、第２加圧ローラ３７および腰付ローラ３８を設け、さらにその先に、画像形成済みのシートをスタックする排出スタック部（排出位置）３９を設ける。

また、図１に示すように、複写機装置本体１００には、図１中の右側の面に、スイッチバック装置４２を設ける。スイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４の位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ４３を備えるスイッチバック位置４４まで導く反転路Ｒ３と、スイッチバック位置４４から、再びシート搬送路Ｒのレジストローラ２１まで導く再搬送路Ｒ４とを有するシート搬送装置Ｄを備える。そのシート搬送装置Ｄには、シートを搬送する複数のシート搬送ローラ６６を備える。

現像装置１２の図中左側には、レーザ書込装置４７を備える。レーザ書込装置４７には、不図示のレーザ光源、その他、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、ｆθレンズ等の走査光学系５０などを備える。

画像読取装置２００には、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などを備える。そして、上面にはコンタクトガラス５７を備える。

このコンタクトガラス５７の上の自動原稿搬送装置４００には、原稿の載置位置に不図示の原稿セット台を設けるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台を設ける。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。そのシート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラを複数備える。

シートバンク３００には、内部に、記録媒体であるシート、ＯＨＰフィルム等のシートＳを収納するシートカセット６１を多段に備える。各シートカセット６１には、それぞれ対応して呼出ローラ６２と、供給ローラ６３と、分離ローラ６４とを設ける。多段に備えるシートカセット６１の図中右側には、装置本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる供給路Ｒ１を形成する。供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６（シート搬送回転体）を備える。

複写機装置本体１００には、図中右側面に、手差し供給部６８を設ける。その手差し供給部６８には、手差しトレイ６７を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートをシート搬送路Ｒへと導く手差し供給路Ｒ２を備える。その手差しトレイ６７にも同様に、呼出ローラ６２と供給ローラ６３と分離ローラ６４とを設ける。

このような構成の複写機装置を用いてコピーするときは、まず、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じて原稿を押える。

そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス５７上へと移動してから画像読取装置２００が駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときには、直ちに画像読取装置２００が駆動する。

画像読取装置２００が駆動すると、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動させるとともに、光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー５４で反射し、結像用光学レンズ５５を経て、イメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。

また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体１０を回転し、帯電ローラを用いた帯電装置１１で感光体１０の表面を一様に帯電し、次いで画像読取装置２００によって読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置４７を用いて書き込み工程を実行し、感光体１０の表面に静電潜像を形成した後に現像装置１２を用いてトナーが付着して静電潜像が可視像化（現像）される。

また、スタートスイッチを押したと同時に、シートバンク３００中の多段のシートカセット６１から、シートカセット６１内から選択された大きさの呼出ローラ６２によりシートＳを送り出し、続く供給ローラ６３と分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送されて供給路Ｒ１に送られる。供給路Ｒ１に送られたシートＳは、シート搬送ローラ６６で搬送されてシート搬送路Ｒへと導かれ、レジストローラ２１に突き当てて止められる。そして、感光体１０の可視像化したトナー画像が回転のタイミングを合わせた後にレジストローラ２１に回転せられて、感光体１０の右側へと送り込まれる。

あるいは、前記感光体１０の可視像化したトナー画像は、呼出ローラ６２により送り出され、供給ローラ６３と分離ローラ６４により１枚ずつ分離され搬送され、手差し供給路Ｒ２に送られシート搬送ローラ６６で搬送されシート搬送路Ｒへと導かれた「手差し給紙部６８の手差しトレイ６７を開けられ、手差しトレイ６７上にセットされた手差しシート」が、前記同様にレジストローラ２１で感光体１０の回転にタイミングが合わせられて感光体１０の右側へと送り込まれ現像される。

その後に、感光体１０の右側へと送り込まれたシートＳは、転写装置１３により転写位置Ｂで感光体１０上のトナー画像が転写されて画像が形成される。画像転写後の感光体１０上の残留トナーはクリーニング装置１４で除去して清掃され、不図示の除電装置で感光体１０上の残留電位を除去する。そして、帯電装置１１から始まる次の画像形成に備える。

一方、画像転写された後のシートＳは、転写ベルト１７で搬送され熱定着装置２２に導入され、加熱ローラ３０と加圧ローラ３２間に通されてこれらローラに搬送されながら、熱と圧力が印加されてシートＳ上のトナー画像が定着される。画像が定着されたシートＳは、その後、排出ローラ３５と第１加圧ローラ３６と第２加圧ローラ３７および腰付ローラ３８を通過して、シートが腰をつけられ、排出スタック部３９上に排出されてスタックされる。

なお、シートＳの両面に画像を転写する場合、排出分岐爪３４を切り替え、表面（おもて面）にトナー画像が転写されたシートは、シート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に搬入され、シート搬送ローラ６６で搬送されてスイッチバック位置４４へ導入され、スイッチバックローラ４３でスイッチバックされる。ここでスイッチバックされたシートＳは、再搬送路Ｒ４に導かれて反転し、シート搬送ローラ６６で搬送されて再びシート搬送路Ｒに導かれた後に、前述と同様にしてシートの裏面にも画像が転写されることになる。

次に、トナー補給動作の説明を、図２を参照しながら説明する。
トナー補給口から供給されたトナーは、現像機容器内の現像剤の上に供給される。
現像剤とトナーは、螺旋形状の搬送スクリュー２で攪拌されながら紙面奥方向に送られる。この現像剤とトナーの搬送路は奥側では搬送スクリュー１と繋がっており、搬送スクリュー１側では紙面奥から手前に送られる。この搬送路は手前側で搬送スクリュー２と繋がっており、現像剤とトナーが循環している。トナーが攪拌された現像剤は、搬送スクリュー１で磁石が内蔵されている現像ローラ４に磁力で汲み上げられる。時計回りに回転している現像ローラ４の表面に磁力で吸着した多量の剤は、現像ドクター７０で一定量に規制されるとともにトナーと現像剤とを摩擦帯電させる。帯電した現像剤とトナーは現像ローラ４の最大磁力強度の主極で穂立ちして感光体に接触する。現像ローラ４にはバイアス電圧が印加されており、感光体１０上の潜像により選択的にトナーが現像される。現像機内の現像剤のトナー濃度は、トナー濃度センサで監視しており、狙い値（規定値あるいは所定値）よりも低い場合は、図示していないトナー補給手段からトナーが補給され、トナー濃度が一定濃度に制御される。また、このトナー濃度センサの狙い値はＰセンサ（パターン濃度センサ）で感光体上にトナーで形成されるパターンの反射濃度を測定して決められる。

またリサイクルトナーのリサイクル経路は、クリーニングブレードで掻き取った残トナーを現像機に戻す経路であり、本発明では、基本的に自重で現像機に落下させている。
トナーエンドのリカバリーも補給されたトナーと現像剤とを良好に混合させるために現像ローラや撹拌スクリューを回転させている。またこれに伴い、現像ローラ上の現像剤に不均一的に摺動が生じるために、感光体も駆動させて回転させるように、満遍なく感光体に駆動を付与している。

図２に示すように、トナー濃度センサは、剤を搬送させる搬送スクリューの下に設置されており、現像剤の透磁率から現像剤のトナー濃度を測定している。トナー濃度が低くなると磁性体のキャリアが密集してくるので透磁率が高くなる。
このトナー濃度センサの値がある所定値（閾値）を超えれば、その値が超えたと判断されて、制御部ではトナーが無くなったと判断される。

このような動作によって、感光体上の基準パターンの濃度を一定に保つように制御しているが、トナー補給手段のトナーカートリッジのトナーがなくなった場合には、基本的には濃度低下を抑制できなくなる。このような状況下においては、基準パターンの濃度センサやトナー濃度センサの出力から、トナーがなくなったことを図示しない手段で判断（あるいは推定判断）する。

更に、転写工程後に感光体上に残留したトナーは、クリーニングブレード１４１で回収された後にクリーニングブレード１４１近傍の搬送スクリューで装置前側に送られる。このリサイクルトナーは、トナー補給口から供給されたフレッシュトナーと合流して再び現像機に戻されて現像工程で使われる。

なお、新トナーは、例えばトナーボトルから補給されるが、本発明では、新トナーの補給はこれに限定されない。また、本発明に使用されるトナーは、ポリエステル樹脂を含有するトナーである。

このようなトナーに含有されるポリエステルは、多価アルコールと多価酸（大多数がジオール基を有する化合物と二酸（−（ＣＯＯＨ）₂）またはジエステル（−（ＣＯＯＲ）₂）を有する２酸化合物またはジエステル化合物）とを脱水（あるいは脱アルコール）縮合反応によってポリエステル化合物（未変性ポリエステル）とした未変性ポリエステル樹脂、または、ジイソシアネート（−ＮＣＯ基を２個有する化合物）と活性水素化合物（特にジオール、ジオイックアシドまたはＯＨ基とＣＯＯＨ基の両方の基を有する化合物）との縮合反応によって得られる多価イソシアネート化合物とをさらに含む変性ポリエステル樹脂を含んでいてもよい。

多価イソシアネート化合物の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。なお、未変性ポリエステルは、ウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５程度である。
プレポリマーとして用いるウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０である。

［実施の形態１］
従来の装置では、感光体駆動系と同期させてリサイクル部も駆動されている。この駆動が作像動作と同期しているために間欠的となっており、また、駆動時間も短いためにリサイクルトナーはリサイクル経路部を徐々に満たしながら溜まっていき、経路部からオーバーフローしたリサイクルトナーが現像部に戻される構造をとっている。この場合、トナーエンド後に新しいトナーカートリッジが設置されて補給動作を行うとリサイクル部に溜まっていたリサイクルトナーは一気に現像部に戻されていた。

本実施の形態では、これを、作像動作の終了時毎にリサイクル経路に溜まったリサイクルトナーを現像機に戻すようにした。このため、リサイクルトナーはリサイクル経路には溜まらない。従って、クリーニング部のトナーエンド後に新しいトナーカートリッジが設置されて補給動作を行ってもカートリッジからのフレッシュトナーのみが現像機に供給されるので、本実施の形態における画像形成装置では、地汚れや濃度低下・トナー飛散が抑制できる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、動作終了のたびにリサイクル経路のトナーを完全に現像機に戻したので、印刷物の生産性が向上し、また、リサイクルトナーの発生量は１枚の作像動作当たり微小となり、リサイクルトナーを現像機に戻すために、ある程度リサイクル経路にトナーが溜まるようにした。リサイクルトナーは、転写工程後に感光体に残留してしまったトナーである。

本実施の形態で使用されるトナーは、形状や帯電特性が一定であるため、転写しなかったトナーはほとんどない。リサイクルトナーは、主に逆極性に帯電してしまったトナーが現像工程で地肌部に付着して発生する。このトナーは極性が逆なので、転写工程でも転写紙に転写されずにクリーニング部で回収される。従って、地肌部が多い画像ほどリサイクルトナーが多く発生し、また黒字率が高い画像では発生量が少ないことになる。

本実施の形態では、この性質を利用して黒字率が５％以上と高い場合には、リサイクルトナーが少ないのでリサイクル経路にはトナーは溜まらない。このため動作終了時のリサイクル部の駆動は行わないように設定した。また、黒字率が小さいほど動作終了時のリサイクル部の駆動を長く行うように設定した。本実施の形態を、図３に示すフローにしたがって説明する。

先ず、コピー枚数Ｍをカウントして積算していく（ステップＳ１）。同時に、この間の画像の平均黒字率Ｋを計算する（ステップＳ２）。コピー枚数が規定枚数（ｎ枚）になったら（ステップＳ３でＹの場合）、この時点で平均黒字率Ｋを参照し、規定枚数未満の場合には上記ステップを繰り返して算出を実行する（ステップＳ３でＮの場合）。

次いで、本実施の形態では、上記した平均黒字率Ｋを参照し、黒字率Ｋが５％以上の場合（ステップＳ４でＹｅｓの場合）には、作像動作終了後のリサイクル部の駆動時間Ｔを０秒とする（ステップＳ５）。また、黒字率Ｋが３ｓｅｃ≦Ｋ＜５ｓｅｃの場合（ステップＳ６でＹｅｓの場合）には、Ｔ＝５ｓｅｃであり（ステップＳ７）とする。さらに、黒字率Ｋが１ｓｅｃ≦Ｋ＜３ｓｅｃの場合（ステップＳ８でＹｅｓの場合）には、Ｔ＝１０ｓｅｃであり（ステップＳ９）、ステップＳ８でＮｏの場合において、Ｋ＜１ｓｅｃの場合にはＴ＝１５ｓｅｃとする（ステップＳ１０）。この動作が終了したらスタートに戻り、上記したような工程を繰り返していく工程である初期工程の、コピー枚数を積算していく工程に進む。

この動作により、トナーエンド時にリサイクル経路にリサイクルトナーが溜まらない。本実施の形態では、トナーエンド後に新しいトナーカートリッジが設置されて補給動作を行ってもカートリッジからのフレッシュトナーのみが現像機に供給されるので、地汚れや濃度低下・トナー飛散が抑制できる。なお図３に示すフローチャートでは、ステップＳ１とステップＳ２は、ステップＳ１の方が前工程となっている。しかしながら、これらのステップは、どちらが先の工程であってもよく、また場合によっては、同時に処理するようでもあってもよい。

［実施の形態３］
従来の装置では、感光体駆動系と同期させてリサイクル部も駆動されている。
本実施の形態で使用される画像形成装置には、以下のようなセンサなどを有した構成となっている。すなわち、現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度センサ５と、感光体上に作像された基準パターンの濃度を検知するパターン濃度センサ６（たとえば光センサ）とを有している。そしてこのような画像形成装置には、パターン濃度センサ６からの出力に基づいてトナー濃度センサ５の狙い値（所定値あるいは閾値）を算出する手段７１と、この狙い値算出手段から得られた狙い値に基づいてトナーを現像機に供給させる供給手段と、感光体上の残留トナーをクリーニングさせる手段と、このクリーニング手段で回収されたトナーを現像機に戻すリサイクル経路部と供給手段にトナーがなくなったことを検知する検知手段と、新品交換検知手段とを有して構成されている。そして、トナー濃度センサおよびパターン濃度センサで得られた情報から、新品交換検知手段が交換したことを検知した場合に、リサイクル経路の駆動のみを停止させるような設定とした。

この駆動が、作像動作と同期しているために間欠的であり、また、駆動時間も短いためにリサイクルトナーはリサイクル経路を徐々に満たしながら溜まっていく。本実施の形態に使用する装置では、経路からオーバーフローしたリサイクルトナーが現像部に戻される構造をとっている。この場合にトナーエンド後に新しいトナーカートリッジが設置されて補給動作を行ってもリサイクル部の駆動が停止されるので、補給動作を行ってもカートリッジからのフレッシュトナーのみが現像機に供給されるので、地汚れや濃度低下・トナー飛散が抑制できる。

本発明では、新トナー補給手段としてボトル式の手段に限られないが、新トナーの補給手段が交換式などとなっている場合に、トナーがエンド状態になった場合に新しいトナー補給手段と交換するように判断または指示する手段を有している。

この手段は、例えば、新トナー補給手段を設置した際に、トナーが補給される入力部である口に開閉カバーを設け、このカバーが開状態になったことを検知して新トナー手段が設置されたと判断するようにしてもよい。また、新トナー手段を駆動させるか固定させたり、あるいは、接触部にセンサを設けてその手段の設置を新たに検出したときに新トナー補給手段が設置されたとするか、さらには、新トナー手段に例えばユビキタスのようにＩＣチップを埋め込む等して、このＩＣチップの情報を検知（読み出）して新トナー手段が交換されたと判断するようにすることもできる。

さらに、本発明では、トナー濃度センサやその他のセンサなどが、新トナー手段の交換の検知を兼ねていてもよい。要するに、本発明では、新トナー補給手段からの新トナーの補給、新トナー手段の外装（ボトル）の設置位置の確認、新トナー手段を駆動することの確認、さらにはトナー手段に付属したセンサあるいは情報を記録した記録媒体等により（トナー手段に付属していてもよく、付着等していてもよく検出可能であればよい）、新トナー手段が旧トナー手段と置き換わったことを検出できればよい。また、ユーザからの入力を確認して、新トナー手段が設置されたと判断してもよい。

なお本発明では、使用される画像形成装置にコンピュータ機能を搭載している。このようなコンピュータ機能は、例えば、ＣＰＵと、ＲＡＭとＲＯＭ（ＤＶＤ−ＲＯＭおよびＣＤ−ＲＯＭ含む）などの揮発性および不揮発性メモリと、表示手段とを有することによってコンピュータ機能を発揮可能な構成となっている。そして、実施の形態３に示すような各種の算出手段は、算出するためのアプリケーションソフトを実行することによって実現できる。例えば、図３に示すフローもこのような方法を、コンピュータ機能を有する機器で実行可能なソフトウェアとしてダウンロードあるいはＲＯＭに記憶されたソフトウェアから読み取って実行することもできる。

本実施形態の画像形成装置における構成の一例を示す図である。 本実施形態の画像形成装置におけるトナー補給口近傍の構成を示す図である。 本実施形態の画像形成装置において、リサイクル経路の搬送駆動方法の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の画像形成装置における要部構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１、２ 搬送スクリュー
３ 光書き込み手段
４ 現像ローラ
５ トナー濃度センサ
６ Ｐセンサ（光センサ：パターン濃度センサ）
７ 転写ローラ
８ 帯電ローラ
１０ 感光体（感光体ドラム）
１１ 帯電装置
１２ 現像装置
１３ 転写装置
１４ クリーニング装置
１５、１６ ローラ
１７ 転写ベルト
２０ トナー補給装置
２１ レジストローラ
２２ 熱定着装置
３０ 加熱ローラ（加熱部材）
３２ 加圧ローラ（加圧部材）
３４ 排出分岐爪
３５ 排出ローラ
３６ 第１加圧ローラ
３７ 第２加圧ローラ
３８ 腰付ローラ
３９ 排出スタック部（排出位置）
４２ スイッチバック装置
４３ スイッチバックローラ
４４ スイッチバック位置
４７ レーザ書込装置
４８ 回転多面鏡
４９ ポリゴンモータ
５０ 走査光学系
５３ 光源
５４ ミラー
５５ 結像用光学レンズ
５６ イメージセンサ
５７ コンタクトガラス
６１ シートカセット
６２ 呼出ローラ
６３ 供給ローラ
６４ 分離ローラ
６６ シート搬送ローラ
６７ 手差しトレイ
６８ 手差し供給部
７０ 現像ドクター
１００ 複写機装置本体
１４１ クリーニングブレード
２００ 画像読取装置
３００ シートバンク
４００ 自動原稿搬送装置
Ａ 回転方向
Ｂ 転写位置
Ｃ、Ｄ シート搬送装置
Ｓ シート
Ｒ シート搬送路
Ｒ１ 供給路
Ｒ２ 手差し供給路
Ｒ３ 反転路
Ｒ４ 再搬送路

Claims (6)

1. 変性ポリエステル樹脂を含有するトナーのトナー濃度制御手段を有する画像形成装置であって、
   感光体上の残留トナーをクリーニング部と、
   前記クリーニング部で回収されたトナーを現像機に戻すリサイクル経路部とを有し、
   作像動作終了時に、前記トナーが前記リサイクル経路部の先端部から現像機まで移動する時間中は、少なくとも前記リサイクル経路部の搬送駆動系を駆動させることを特徴とする画像形成装置。
2. 変性ポリエステル樹脂を含有するトナーのトナー濃度制御手段を有する画像形成装置であって、
   出力した画像の黒字率を計算する黒字率計算手段と、
   前記黒字率計算手段により得られた黒字率の平均を算出する平均黒字率算出手段と、
   積算出力枚数をカウントする手段と、
   感光体上の残留トナーをクリーニングさせるクリーニング手段と、
   前記クリーニング手段で回収されたトナーを現像機に戻すリサイクル経路部とを有し、
   作像動作終了時に前記黒字率計算手段によって算出された平均黒字率の結果に基づいて、前記リサイクル経路部のトナー搬送駆動系を駆動させることを特徴とする画像形成装置。
3. 変性ポリエステル樹脂を含有するトナーのトナー濃度制御手段を有する画像形成装置であって、
   現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
   感光体上に作像された基準パターンの濃度を検知するパターン濃度検知手段と、
   前記パターン濃度検知手段の出力に基づいて前記トナー濃度検知手段の狙い値を算出する狙い値算出手段と、
   得られた前記狙い値に基づいてトナーを前記現像装置に供給させるトナー供給手段と、
   前記感光体上の残留トナーをクリーニングさせるクリーニング手段と、
   前記クリーニング手段で回収されたトナーを前記現像装置に戻すリサイクル経路部と、
   前記トナー濃度検出手段および前記パターン濃度検出手段で得られた情報から、前記トナー供給手段にトナーがなくなったことを検知するトナー量検知手段と、
   前記トナー供給手段を新品に交換したことを検知する新品交換検知手段とを有し、
   前記新品交換検知手段が交換したことを検知した場合に、前記リサイクル経路部の駆動のみを停止させることを特徴とする画像形成装置。
4. ポリエステル樹脂トナーを用いた画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法であって、
   リサイクル経路部を有する前記画像形成装置の作像動作が終了した時に、トナーが前記リサイクル経路部の先端部から現像機までの移動する時間中は、少なくとも前記リサイクル経路部の搬送駆動系を駆動させることを特徴とする画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法。
5. ポリエステル樹脂トナーを用いた画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法であって、
   出力した画像の黒字率を計算する黒字率計算工程と、
   前記黒字率計算工程により得られた黒字率の平均を算出する平均黒字率算出工程とを有し、
   前記画像形成装置の作像動作が終了した時に、前記平均黒字率算出工程による平均黒字率の算出結果に基づいて前記リサイクル経路のトナー搬送駆動系を駆動させることを特徴とする画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法。
6. ポリエステル樹脂トナーを用いた画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法であって、
   現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度検知工程と、
   感光体上に作像された基準パターンの濃度を検知するパターン濃度検知工程と、
   前記パターン濃度検知工程の出力に基づいて前記トナー濃度検知肯定の狙い値を算出する狙い値算出工程と、
   得られた前記狙い値に基づいてトナーを前記現像装置に供給させるトナー供給工程と、
   前記感光体上の残留トナーをクリーニングさせるクリーニング工程と、
   前記クリーニング工程で回収された前記トナーを前記現像装置に戻すリサイクル工程と、
   前記トナー濃度検出工程および前記パターン濃度検出工程で得られた情報から、前記トナー供給工程にトナーがなくなったことを検知するトナー量検知工程と、
   前記トナー供給工程を新品に交換したことを検知する新品交換検知工程とを有し、
   前記新品交換検知工程が交換したことを検知した場合に、前記リサイクル工程の駆動のみを停止させることを特徴とする画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法。

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