JP2007233090A - 画像形成装置の現像剤回収制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の劣化した度合いに応じて、劣化した現像剤を選択的に除去できる画像形成装置の提供。
【解決手段】感光体ドラム１０上に現像剤を供給し、画像データに基づいて感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を現像する現像装置１３と、感光体ドラム１０表面上の現像剤を回収するクリーニング部１４とを備えた画像形成装置１であって、印字率算出部９ａ、回収量決定部９ｂ及び動作制御部９ｃを含む。印字率算出部９ａは画像データの印字率ANを算出する。回収量決定部９ｂは、印字率算出部９ａが算出した印字率ANに応じて、現像装置１３内部の現像剤の回収量aを決定する。動作制御部９ｃは、回収量決定部９ｂが決定した回収量aに基づいて、現像装置１３が内部の現像剤を感光体ドラム１０上に供給するように現像装置１３を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、像担持体上に現像剤を供給し、画像データに基づいて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、像担持体表面上の現像剤を回収する回収手段とを備えた画像形成装置の現像剤回収制御装置に関する。

レーザープリンタや複写機等の電子写真方式を採用する従来の画像形成装置としては、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム、内部に現像剤を有し感光体ドラム表面に現像剤を供給して静電潜像を現像する現像装置、及び現像装置に現像剤を補給する補給装置等を含む装置がある。

現像装置には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が用いられる場合がある。２成分現像剤内のトナーが消費されると、補給装置により新たなトナーが補給されるが、キャリアは継続して用いられる。長期に渡りキャリアが使用されると、個々のキャリアの外周には微小なトナーが付着し、現像性能が低下してしまう。

これを防止するため、２成分現像剤を用いた現像装置には、例えば特許文献１〜３に示すように、現像装置にキャリア及びトナーを適宜に補給し、かつ劣化したキャリアを多く含む現像剤を外部に排出しながら現像を行う、いわゆるトリクル現像方式の装置が用いられている。
特開２００１−１９４９０８号公報 特開２００３−２０８０２２号公報 特開２００３−２７０９４８号公報

一般的に、画像形成を行う際の画像データの印字率が低いと、その画像形成時に現像装置により消費される現像剤の量は少ない。消費されずに残った現像剤は、帯電ローラ等の帯電手段により帯電が過剰に繰り返されて劣化してしまう。特に、２成分現像剤では、印字率が低い場合にはキャリアが多く残り、残ったキャリアは劣化し易くなってしまう。しかしながら、特許文献１〜３の画像形成装置では、キャリアの劣化された程度に応じて現像剤を回収することができない。

そこで、本発明は、現像装置中の２成分現像剤を、キャリアの劣化の程度に応じて、劣化した現像剤を選択的に除去可能な画像形成装置の現像剤回収制御装置を提供する。

前記課題を解決するために、発明１は、像担持体上に現像剤を供給し、画像データに基づいて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、前記像担持体表面上の現像剤を回収する回収手段と、を備え、以下の手段を含む画像形成装置の現像剤回収制御装置を提供する。
◎前記画像データの印字率を算出する印字率算出手段
◎前記印字率算出手段が算出した前記印字率に応じて、前記現像装置内部の現像剤の回収量を決定する回収量決定手段
◎前記回収量決定手段が決定した前記回収量に基づいて、前記現像装置が内部の現像剤を前記像担持体上に供給するように前記現像装置を制御する動作制御手段。

画像データの印字率が低いと、その画像データに基づく画像形成時に、現像装置により消費される現像剤の量は少ない。消費されずに残った現像剤は、帯電ローラ等の帯電手段により帯電が過剰に繰り返され劣化する。しかし、この装置は、回収する現像剤の量を印字率に基づいて決定し、決定された現像剤の量を現像装置が像担持体上に供給するように制御する。これにより、像担持体上に供給された現像剤は回収手段により回収される。従って、劣化した現像剤を的確な量回収することができる。

発明２は、前記発明１において、前記動作制御手段は、画像形成処理の開始指示を受けて前記像担持体が回転している期間のうち、前記画像形成装置が画像形成を行う期間を除いた期間に、前記現像装置の動作を制御する画像形成装置の現像剤回収制御装置を提供する。

これにより、画像形成の動作に影響を及ぼすことなく、劣化した現像剤を除去することができる。

発明３は、前記発明２において、前記画像形成装置は、画像形成時に前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光する露光手段と、を更に備え、前記現像装置は、前記現像装置内部に回転自在に支持され、前記画像形成時に前記帯電手段により帯電された像担持体の表面の暗電位の絶対値よりも小さい絶対値を有する電圧を印加されることが可能な現像剤担持体を含み、前記動作制御手段は、前記画像形成装置が画像形成を行う期間を除いた期間に、前記印字率に応じて前記現像剤担持体が印加される電圧値を調節する画像形成装置の現像剤回収制御装置を提供する。

これにより、像担持体と現像剤担持体との間には印字率に応じた電圧差が生じる。この電圧差により、現像装置内部の現像剤のうち劣化した現像剤を像担持体の表面に選択的に移動させることができる。

発明４は、前記発明１〜３のいずれかにおいて、前記現像剤は、キャリアとトナーとからなる２成分の現像剤であって、前記画像形成装置は、前記現像装置にキャリア及び／またはトナーを補給する補給装置と、前記現像装置内部の前記現像剤の量及び前記キャリアに対するトナーの濃度を検出する検出手段と、を更に備え、前記動作制御手段は、前記検出手段により検出される前記現像剤の量が第１所定値以上となり前記トナーの濃度が第２所定値を含む範囲内となるように、前記補給装置が前記現像装置にトナー及び／またはキャリアを補給するように前記補給装置を制御する画像形成装置の現像剤回収制御装置を提供する。

画像形成装置が使用開始された時に現像装置が内部に保持している現像剤の量及びトナー濃度を、それぞれ“第１所定値”及び“第２所定値”とする。補給装置は、現像装置内部の現像剤の量が第１所定値以上となり、かつトナー濃度が第２所定値を含む範囲内となるように、トナーやキャリアを現像装置内へ補給する。これにより、一定の現像剤の量及びトナー量を保つことができる。

発明５は、前記発明４において、前記現像装置が前記像担持体に現像剤を供給する前後における前記検出手段の検出値の変化量と、補給すべき前記現像剤のトナー量及びキャリア量とを対応づけた補給量調節テーブルを記憶している記憶手段を更に含み、前記検出手段は、前記現像装置が前記像担持体に現像剤を供給する前及び後に、前記現像剤の量及び前記トナー濃度を検出し、前記動作制御手段は、前記補給量調節テーブルに基づいて、前記現像剤を供給する前及び後に前記検出手段が検出した検出値の変化量に対応するトナー及び／またはキャリアの量が補給されるように、前記補給装置を制御する画像形成装置の現像剤回収制御装置を提供する。

現像装置が像担持体に現像剤を供給すると、現像装置内部の現像剤の量は減少するため、供給後の検出手段の検出値は供給前の検出値よりも小さくなる。ここで、補給装置が現像剤中のキャリアのみを現像装置内へ供給すると、トナーに対してキャリアの量が多くなるためトナー濃度が低下する一方、検出手段の検出値はキャリア供給前に比して高くなってしまう。しかし、この装置は、補給量調節テーブルにより現像装置内部へ供給するトナー及びキャリアの量を調節するため、現像装置は安定したトナー濃度及び量の現像剤を保つことができる。

また、前記課題を解決するために、発明６は、以下を含む画像形成装置を提供する。
◎発明１〜５のいずれかに記載の画像形成装置の現像剤回収制御装置
◎画像データに基づいて静電潜像が形成される像担持体
◎前記像担持体に現像剤を供給し、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置
◎前記像担持体表面上の現像剤を回収する回収手段。

この装置は、発明１〜５と同様の効果を奏する。

発明７は、前記発明６において、前記現像装置により前記像担持体に形成されたトナー像を被記録体に転写する転写装置を更に含み、前記回収手段は、前記転写装置により前記トナー像が転写された後に前記像担持体上に残留している現像剤を除去するクリーニング部材である画像形成装置を提供する。

これにより、現像剤を回収するための回収手段を別途設けずに済む。従って、画像形成装置のコストを押さえ、かつ画像形成装置内部の省スペース化が図れる。

発明８は、前記発明６または７において、前記像担持体はアモルファスシリコン感光体である画像形成装置を提供する。

この装置は、像担持体を介して現像剤を回収する。現像剤がキャリア及びトナーを含む２成分現像剤の場合、キャリアはその表面がコーティング等により固いため、像担持体上を搬送される際、像担持体の表面には傷がついてしまう。この装置は、像担持体として表面の固いアモルファスシリコン感光体を用いるため、像担持体の表面はキャリアの搬送による傷がつきにくくなる。

本発明に係る画像形成装置の現像剤回収制御装置は、その時々のキャリアの劣化の程度に応じて、現像装置内の２成分現像剤のうち劣化した現像剤を選択的に除去する。これにより、常に劣化した現像剤を含まない現像装置を提供することができる。

＜実施形態＞
（１）カラープリンタの構成
図１は、本実施形態に係る現像剤回収制御装置１０１が採用されたカラープリンタ１の概略断面図である。図１のカラープリンタ１は、タンデム方式のカラープリンタであって、図４に示すようにコンピュータ等に接続されており、コンピュータ等から送られてくる画像データに基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。

カラープリンタ１は、図１及び図４に示すように、カラー画像形成のための各色の画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂ、転写装置４、給紙機構６、定着装置７、排出部８及び制御部９を含む。

画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂは、用紙の搬送方向上流側から転写装置４内の搬送転写ベルト４ａ（後述）に沿って横方向に順に配置されており、それぞれマゼンダ、イエロー、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する。図２は、画像形成部２の構成を詳細に示した図である。図１及び図２に示すように、画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂのそれぞれは、感光体ドラム１０を有している。

感光体ドラム１０は、アモルファスシリコン等からなる感光層を有しており、図８に示すように、外部からの画像形成動作の開始指示及び画像データにより一定期間回転駆動される。感光体ドラム１０の表面には外部から取得した画像データに基づいて静電潜像が形成される。また、感光体ドラム１０は、図２及び４に示すように、ドラムバイアス電圧部１０ａと接続されており、ドラムバイアス電圧部１０ａにより電圧を印加されることが可能となっている。感光体ドラム１０の周囲には、主帯電器１１、露光器１２、現像装置１３及びクリーニング部材１４が順に配置されている。

主帯電器１１は、画像形成が行われている間、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる。

露光器１２は、画像形成が行われている間、感光体ドラム１０の表面を露光させる。

現像装置１３は、感光体ドラム１０にキャリア及びトナーからなる２成分現像剤（以下より、単に“現像剤”という）を供給し感光体ドラム１０表面上の静電潜像をトナー像として現像するものであって、その内部には、図１〜図３に示すように、現像ローラ１３１、攪拌ローラ１３２及び仕切壁１３３を含む。現像ローラ１３１は、現像装置１３内部に回転自在に支持されており、図２及び４に示すように現像バイアス電圧部１３１ａと接続され電圧を印加されることが可能になっている。

クリーニング部材１４は、転写装置４によりトナー像が記録紙に転写された後の感光体ドラム１０上の残留トナーを除去する。

また、各画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂは、補給装置１５、透磁率センサ１６及び各色のトナー容器３Ｍ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｂを含む。

補給装置１５は、現像装置１３にキャリア及び／またはトナーを補給するためのものであって、トナー容器３Ｍ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｂと現像装置１３とに接続されている。

透磁率センサ１６は、現像装置１３内部の現像剤の量及びキャリアに対するトナーの濃度を検知するためのものであって、各現像装置１３の側壁に固定されている。透磁率センサ１６は、現像装置１３が感光体ドラム１０に現像剤を供給する前後、及び補給装置１５が現像装置１３にキャリア及び／またはトナーを補給する時に、現像装置１３内の現像剤の量及びトナー濃度の検出動作を行う。尚、本実施形態では、透磁率センサ１６の出力値を０〜１００とする。例えば、透磁率センサ１６は、現像装置１３内の現像剤の量が少ない程“０”に近い値を出力し、現像剤の量が多い程“１００”に近い値を出力する。

各色のトナー容器３Ｍ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｂは、各画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂの上方に対応して配置され、内部にはマゼンダ、イエロー、シアン、ブラックの各色の現像剤を、キャリア及びトナーを別々にした形態で収容している。

転写装置４は、感光体ドラム１０上のトナー像を記録紙に転写する装置であって、搬送転写ベルト４ａ、駆動ローラ２０、従動ローラ２１及び第１〜第４転写ローラ５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｂを含む。搬送転写ベルト４ａは、駆動ローラ２０と従動ローラ２１との間に掛け渡されて循環駆動されており、給紙機構６から給紙搬送路２２（後述）を介して搬送されてきた記録紙を吸着して定着装置７に搬送する。駆動ローラ２０は、図示しないモータ及び減速機等を含む搬送駆動機構に連結されている。第１〜第４転写ローラ５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｂは、搬送転写ベルト４ａを介して各画像形成部２の感光体ドラム１０に対向するように配置されている。

給紙搬送路２２は、搬送のガイドとなるガイド部材と、複数のローラ対とから構成されており、この給紙搬送路２２の最も下流側には、トナー画像の形成と記録紙の搬送とを同期させるためのレジストローラ対２５が設けられている。そして、このレジストローラ対２５と第１転写ローラ５Ｍとの間には、記録紙を搬送転写ベルト４ａに吸着させるために、用紙の先端部あるいは全面に吸着用のバイアス電圧を印加するための吸着ローラ２６が設けられている。

定着装置７は、内部にヒータを有する加熱ローラ及び加熱ローラに押圧される加圧ローラを有しており、記録紙上に転写されたトナー像を定着させる。

排出部８は、カラープリンタ１の上部に形成されており、定着装置７を通過した記録紙は、排出部８と定着装置７との間に設置された排紙搬送路２７を介して上方に搬送され、カラープリンタ１の上部に排出される。尚、排紙搬送路２７は、給紙搬送路２２と同様に、ガイド部材と、複数のローラ対とから構成されている。

制御部９は、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータで構成されており、図４に示すように、外部のパソコン等との通信が可能な通信部３１、感光体ドラム１０、ドラムバイアス電圧部１０ａ、現像装置１３、補給装置１５、透磁率センサ１６、記憶部３２及びその他の入出部と接続されている。現像装置１３は、現像ローラ１３１及び現像バイアス電圧部１３１ａを含む。その他の入出部には、現像装置１３及び感光体ドラム１０以外の画像形成部２内の各ユニットや給紙機構６等が含まれる。制御部９は、画像形成部２等の入出力部の動作の制御や画像処理、現像剤回収制御装置１０１としての制御等を行う。尚、ＣＰＵに実行されるための種々のプログラムは、記憶部３２に記憶されている。現像剤回収制御装置１０１については、以下より詳述する。

（２）現像剤回収制御装置の構成
現像剤回収制御装置１０１は、記憶部３２と制御部９とを含む。

記憶部３２は、上述したＣＰＵに実行されるための種々のプログラムや、通信部３１が外部から取得した画像データと共に、補給量調節テーブル３２ａを記憶している。補給量調節テーブル３２ａは、補給装置１５が現像装置１３にキャリア及び／またはトナーを補給する際に、キャリア及びトナーをそれぞれどのくらいの割合で補給するのが適切かを示したものである。図５は、記憶部３２が記憶している補給量調節テーブル３２ａの概念説明図である。図５の補給量調節テーブル３２ａは、現像装置１３が感光体ドラム１０に現像剤を供給する前後における透磁率センサ１６の検出値の変化量ｘと、その変化量ｘの時に補給すべきトナー量及びキャリア量とを、１レコードとして記憶している。言い換えると、補給量調節テーブル３２ａは、現像剤がｘだけ変化した場合、この変化した現像剤の量ｘ中にはトナー及びキャリアがどのくらいの量含まれているのかを示している。図５では、例えば、透磁率センサ１６の出力値の変化量ｘ“１≦ｘ＜2”と、トナーの補給量“1.0ｇ”及びキャリアの補給量“2.2ｇ”とが、対応づけて記憶されている。

制御部９は、適切な量の現像剤が回収及び補給されるように、現像装置１３及び補給装置１５等の制御を行う。この制御を行うにあたり、制御部９は、印字率算出部９ａ、回収量決定部９ｂ及び動作制御部９ｃとして機能する。以下より、各機能について説明する。

（２−１）印字率算出部
印字率算出部９ａは、通信部３１が外部から受信した画像データの印字率ANを算出する。

（２−２）回収量決定部
回収量決定部９ｂは、印字率算出部９ａが算出した印字率ANに応じて、現像装置１３内の現像剤の回収量を決定する。

回収量決定部９ｂが現像剤の回収量を決定する方法としては、例えば予め記憶している演算式に算出された印字率ANを当てはめて現像剤の回収量ａを演算する方法が挙げられる。図６は、回収量決定部９ｂが現像剤の回収量ａを決定する際に用いる演算式を、横軸を印字率ANとし縦軸に現像剤の回収量ａとして平面に図示した概念図である。図６に示すように、印字率ANと現像剤の回収量ａとは逆相関の関係にある。これは、印字率が低い場合は、消費される現像剤の量が少なく残りの現像剤の量が多いため劣化する現像剤の量が多く、印字率が高い場合は、消費される現像剤の量が多く残りの現像剤の量が少ないため劣化する現像剤が少ないことに起因する。従って、回収量決定部９ｂは、図６に示すように、印字率ANが低い場合は回収量ａを多く決定し、印字率ANが高い場合は回収量ａを少なく決定する。

（２−３）動作制御部
動作制御部９ｃは、回収量決定部９ｂにより決定された現像剤の回収量ａに基づいて、所定の期間に現像装置１３が内部の現像剤を感光体ドラム１０上に供給するように、現像装置１３を制御する。より具体的には、動作制御部９ｃは、この所定の期間に、先ず主帯電器１１の帯電動作及び露光器１２の露光動作を停止させる。次いで、動作制御部９ｃは、現像バイアス電圧部１３１ａが現像ローラ１３１に印加する電圧値Vgを、印字率ANに基づいて調節する。この時、現像ローラ１３１に印加される電圧値Vgは、その絶対値が、画像形成時に主帯電器１１により帯電された感光体ドラム１０の表面の電位Va（以下、暗電位という）の絶対値よりも小さい範囲を満たすように決定される(|Vg|≦|Va|)。この時、動作制御部９ｃは、感光体ドラム１０には、画像形成時に露光器１２により露光された感光体ドラム１０表面部分の電圧値（以下、明電位という）と同じ電圧値が印加されるように、ドラムバイアス電圧部１０ａを制御するとよい。以下に、この印加される電圧値について具体的に説明する。

暗電位Vaが“-500V”であり、明電位が“0V”であるとする。動作制御部９ｃは、所定の期間内に、現像ローラ１３１には、絶対値が暗電位Va“-500V”の絶対値よりも小さい絶対値を有する電圧値Vg、例えば“-300V”等を印加させると共に、感光体ドラム１０全体には明電位、即ち“0V”を印加させる。特に、印字率ANが低い場合、動作制御部９ｃは、現像ローラ１３１に印加される電圧値を暗電位“-500V”に近づける。これにより、感光体ドラム１０と現像ローラ１３１との間には印字率ANに応じた電圧差が生じる。印字率ANが低い場合は、感光体ドラムと現像ローラ１３１との間に生じる電圧差が大きくなる。この電圧差により、現像装置１３上の現像剤は感光体ドラム１０へ移動する。図７は、電圧差と感光体ドラム１０へ移動する現像剤の量との関係を示す概念図である。図７に示すように、電圧差が大きい程、現像ローラ１３１から感光体ドラム１０へ移動する現像剤の量が多くなる。

ここで、動作制御部９ｃが上述した動作を行う“所定の期間”について説明する。所定の期間は、画像形成処理の開始指示を受けて感光体ドラム１０が回転動作をしている期間のうち、カラープリンタ１が画像形成を行っている期間を除く期間をいう。即ち、所定の期間は、図８に示すように、回転制御信号Ｓ３が“1”であって、かつ画像形成処理信号Ｓ２が“0”である期間に該当する。尚、回転制御信号Ｓ３は、感光体ドラム１０の回転を制御するための信号であって、回転駆動を“1”、回転停止を“0”として表す。画像形成処理信号Ｓ２は、外部から受信した画像形成指示Ｓ１に伴う画像形成動作を画像形成部２等の各装置が実行するための信号であって、画像形成動作の実行を“1”、終了を“0”として表す。

また、動作制御部９ｃは、現像装置１３内部の現像剤の量が第１所定値以上となり、トナー濃度が第２所定値を含む範囲内となるように、補給装置１５がトナー容器３内のキャリア及び／またはトナーを現像装置１３に補給するように、補給装置１５を制御する。より具体的には、動作制御部９ｃは、現像装置１３にキャリア及び／またはトナーが供給される前後における透磁率センサ１６の検出値から変化量ｘを算出する。そして、動作制御部９ｃは、補給量調節テーブル３２ａに基づいて、この検出値ｘに対応するトナー及び／またはキャリアの量が現像装置１３に補給されるように、補給装置１５を制御する。例えば、透磁率センサ１６の検出値の変化量ｘが“1.5”である場合、動作制御部９ｃは、現像装置１３にトナー“1.0ｇ”及びキャリア“2.2ｇ”が供給されるように、補給装置１５を制御する。

（３）カラープリンタの動作
次に、カラープリンタ１の動作について説明する。図９は、カラープリンタ１の動作を説明するためのフローチャートである。ここで、明電位が“0V”である場合を例にとる。

ステップＳ１〜２：通信部３１が、画像形成の開始の指示を示す画像形成指示Ｓ１“1”及び画像データを外部から受信すると、動作制御部９ｃは感光体ドラム１０の回転を開始させるための回転制御信号Ｓ３“1”を、感光体ドラム１０に出力する。感光体ドラム１０が回転してから所定時間が経過すると、画像処理制御信号Ｓ２は“1”となり、画像形成が開始される。

ステップＳ３〜４：印字率算出部９ａは、取得した画像データから印字率ANを算出し、回収量決定部９ｂは、印字率ANに基づいて現像装置１３内から回収する現像剤の回収量ａを決定する。

ステップＳ５：動作制御部９ｃは、算出された印字率ANに基づいて、現像バイアス電圧部１３１ａが現像ローラ１３１に印加する電圧値Vgを決定する。ここで、動作制御部９ｃは、電圧値Vgの大きさが感光体ドラム１０の暗電位の大きさ以下となるように、電圧値Vgを決定する。

ステップＳ６〜８：画像処理制御信号Ｓ２が“0”となると、動作制御部９ｃは主帯電器１１及び露光器１２の帯電動作及び露光動作をそれぞれオフさせ、ステップＳ５で決定した電圧値“Vg”が現像ローラ１３１に印加されるように、現像バイアス電圧部１３１ａを制御する。そして、動作制御部９ｃは、感光体ドラム１０に“0V”を印加するようにドラムバイアス電圧部１０ａを制御する。これにより、感光体ドラム１０と現像ローラ１３１との間には電位差“|Vg|”が発生し、この電圧差“|Vg|”に応じた量の現像剤が現像装置１３から感光体ドラム１０表面に移動する。

ステップＳ９：透磁率センサ１６は、現像装置１３内の現像剤の量及びトナー濃度を検出する。

ステップＳ１０：動作制御部９ｃは、ステップＳ４で決定した回収量ａ分の現像剤を感光体ドラム１０へ供給するように、現像装置１３を制御する。これにより、感光体ドラム１０には、劣化した現像剤が回収量ａ供給される。

ステップＳ１１：透磁率センサ１６は、現像装置１３内の現像剤の量及びトナー濃度を検出する。

ステップＳ１２〜１３：動作制御部９ｃは、透磁率センサ１６がステップＳ１１で検出した検出値からステップＳ９で検出した検出値を減算し、検出値の変化量ｘを求める。動作制御部９ｃは、求めた検出値の変化量ｘを補給量調節テーブル３２ａに当てはめ、キャリア及びトナーの補給量を決定する。

ステップＳ１４：補給装置１５は、ステップＳ１３で決定したキャリア及びトナーの補給量に基づいて、トナー容器３内のキャリア及び／またはトナーを現像装置１３に補給する。

ステップＳ１５〜１８：画像処理制御信号Ｓ２が“1”となると、動作制御部９ｃは、ステップＳ８及びＳ１０の動作を停止させ、主帯電器１１及び露光器１２の帯電動作及び露光動作をそれぞれオンさせる。そして、制御部９は、画像処理動作に基づいて現像装置１３を制御する。

ステップＳ１９：ステップＳ１５において画像処理制御信号Ｓ２が“0”であって、かつ回転制御信号Ｓ３が“1”、即ち感光体ドラム１０が回転している場合は、ステップＳ７以降の動作を繰り返す。回転制御信号Ｓ３が“0”、即ち感光体ドラム１０の回転が停止している場合は、ステップＳ１以降の動作を繰り返す。

（４）効果
現像剤回収制御装置１０１は、回収する現像剤の量ａを印字率ANに基づいて計算し、感光体ドラム１０が回転している期間のうち画像形成を行う期間を除いた期間に、現像剤の量ａを現像装置１３が感光体ドラム１０上に供給するように制御する。感光体ドラム１０上に供給された現像剤はクリーニング部材１４により回収される。これにより、カラープリンタ１のコストを押さえ、カラープリンタ１内部の省スペース化を図ることができると共に、画像形成の動作に影響を及ぼすことなく、劣化した現像剤を的確な量回収することができる。

特に、劣化した現像剤を回収する際、この装置１０１は感光体ドラム１０と現像ローラ１３１との間に印字率ANに応じた電圧差を生じさせる。これにより、現像装置１３内の現像剤のうち劣化した現像剤を感光体ドラム１０の表面に選択的に移動させることができる。

また、この装置１０１は、透磁率センサ１６を用いて現像剤が供給される前後の現像装置１３内の現像剤の量及びトナー濃度を検出し、検出した結果を補給量調節テーブル３２ａに当てはめてキャリア及びトナーの適切な補給量を決定する。これにより、現像装置１３は安定したトナー濃度及び量の現像剤を保つことができる。

また、表面の固いアモルファスシリコン感光体を感光体ドラム１０として用いることで、感光体ドラム１０の表面はキャリアの搬送による傷がつきにくくなる。

＜その他の実施形態＞
（ａ）上記実施形態では、感光体ドラム上の現像剤は、クリーニング部材により除去され回収されると記したが、現像剤の回収のみを行うための回収部材をクリーニング部材とは別途に設けても良い。

（ｂ）上記実施形態では、暗電位が負の電位である場合について記したが、正の電位であっても本発明を適用することができる。

（ｃ）上記実施形態では、回収量決定部が演算式を用いて現像剤の回収量ａを決定する場合について記しているが、これ限定されない。印字率と、各印字率時におけるキャリア及びトナーの回収量とを対応づけたテーブルを記憶部に記憶させておき、回収決定部はこのテーブルを用いて現像剤の回収量を決定してもよい。尚、このテーブルにおいても、図６に示すグラフと同様に、印字率とキャリアの回収量とは逆相関の関係にあるとする。

本発明の画像形成装置の現像剤回収制御装置は、複写機、プリンタ及びファクシミリ装置の各機種や、これらの機能に更にスキャナ機能を併せ持つ複合機において適用できる。

本実施形態の現像剤回収制御装置が採用されたカラープリンタの模式図。 画像形成部の構成を詳細に示した図。 現像装置内部を上から見た場合の模式図。 画像形成装置の構成を模式的に示すブロック図。 記憶部が記憶している補給量調節テーブル。 印字率とキャリアの回収量との関係を示す概念図。 感光体ドラムと現像ローラ間の電圧差と感光体ドラムへ移動する現像剤の量との関係を示す概念図。 制御部が入出力する信号のタイミングチャート。 カラープリンタの動作フローチャート。

符号の説明

１ カラープリンタ
２ 画像形成部
３ トナー容器
７ 定着装置
８ 排出部
９ 制御部
１１ 主帯電器
１２ 露光器
１３ 現像装置
１４ クリーニング部材
１５ 補給装置
１６ 透磁率センサ
１０１ 現像剤回収制御装置

Claims (8)

1. 像担持体上に現像剤を供給し、画像データに基づいて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、前記像担持体表面上の現像剤を回収する回収手段と、を備えた画像形成装置の現像剤回収制御装置であって、
   前記画像データの印字率を算出する印字率算出手段と、
   前記印字率算出手段が算出した前記印字率に応じて、前記現像装置内部の現像剤の回収量を決定する回収量決定手段と、
   前記回収量決定手段が決定した前記回収量に基づいて、前記現像装置が内部の現像剤を前記像担持体上に供給するように前記現像装置を制御する動作制御手段と、
   を含む、画像形成装置の現像剤回収制御装置。
2. 前記動作制御手段は、画像形成処理の開始指示を受けて前記像担持体が回転している期間のうち、前記画像形成装置が画像形成を行う期間を除いた期間に、前記現像装置の動作を制御する、請求項１に記載の画像形成装置の現像剤回収制御装置。
3. 前記画像形成装置は、画像形成時に前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光する露光手段と、を更に備え、
   前記現像装置は、前記現像装置内部に回転自在に支持され、前記画像形成時に前記帯電手段により帯電された像担持体の表面の暗電位の絶対値よりも小さい絶対値を有する電圧を印加されることが可能な現像剤担持体を含み、
   前記動作制御手段は、前記画像形成装置が画像形成を行う期間を除いた期間に、前記印字率に応じて前記現像剤担持体が印加される電圧値を調節する、請求項２に記載の画像形成装置の現像剤回収制御装置。
4. 前記現像剤は、キャリアとトナーとからなる２成分の現像剤であって、
   前記画像形成装置は、前記現像装置にキャリア及び／またはトナーを補給する補給装置と、前記現像装置内部の前記現像剤の量及び前記キャリアに対するトナーの濃度を検出する検出手段と、を更に備え、
   前記動作制御手段は、前記検出手段により検出される前記現像剤の量が第１所定値以上となり前記トナーの濃度が第２所定値を含む範囲内となるように、前記補給装置が前記現像装置にトナー及び／またはキャリアを補給するように前記補給装置を制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置の現像剤回収制御装置。
5. 前記現像装置が前記像担持体に現像剤を供給する前後における前記検出手段の検出値の変化量と、補給すべき前記現像剤のトナー量及びキャリア量とを対応づけた補給量調節テーブルを記憶している記憶手段を更に含み、
   前記検出手段は、前記現像装置が前記像担持体に現像剤を供給する前及び後に、前記現像剤の量及び前記トナー濃度を検出し、
   前記動作制御手段は、前記補給量調節テーブルに基づいて、前記現像剤を供給する前及び後に前記検出手段が検出した検出値の変化量に対応するトナー及び／またはキャリアの量が補給されるように、前記補給装置を制御する、請求項４に記載の画像形成装置の現像剤回収制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置の現像剤回収制御装置と、
   画像データに基づいて静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に現像剤を供給し、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、
   前記像担持体表面上の現像剤を回収する回収手段と、
   を含む、画像形成装置。
7. 前記現像装置により前記像担持体に形成されたトナー像を被記録体に転写する転写装置を更に含み、
   前記回収手段は、前記転写装置により前記トナー像が転写された後に前記像担持体上に残留している現像剤を除去するクリーニング部材である、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体はアモルファスシリコン感光体である、請求項６または７に記載の画像形成装置。

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