JP2012063553A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等およびこれら二つ以上の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関し、特に、像担持体に形成される潜像をトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて反転現像してトナー像とする画像形成装置における、トナーリサイクルとトナーリフレッシュとに係る技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE
電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成された静電潜像を形成するために、新規のトナーを補給するためのトナーホッパーと現像装置が使用される。画像形成速度の短縮と共に、形成される画像の品位を向上させるために、感光体と回転方向が異なる複数の現像ローラを備えた現像装置が用いられている。このような回転方向が異なる一対の現像ローラを持つ現像装置について、図7を参照して説明する。なお、図7に示す現像装置10’の細部構成は、例えば、特開2000−231263号公報の図1、図2等で開示されているものと同様である。
In an electrophotographic image forming apparatus, a toner hopper and a developing device for supplying new toner are used to form an electrostatic latent image formed on a photoreceptor. In order to reduce the image forming speed and improve the quality of an image to be formed, a developing device including a plurality of developing rollers whose rotational directions are different from those of a photoconductor is used. A developing device having a pair of developing rollers having different rotation directions will be described with reference to FIG. The detailed configuration of the developing
図7に示すように、現像装置10’には、光導電性を有する感光体ドラム1に対向し近接して、2本の現像ローラ3,4が設けられている。現像装置10’の現像容器10Aに収容されている現像剤11は、オーガスクリュー7,8と羽根車6とによって、感光体ドラム1と逆方向で反時計方向に回転する図において下側の現像ローラ4の下部まで運ばれ、下側の現像ローラ4を構成する固定された磁石42の吸引力により、スリーブ41の表面に付着する。付着した現像剤は、下側の現像ローラ4のスリーブ41の回転方向に沿って移動し、現像剤規制部材2により現像に寄与する現像剤付着量が規制されると同時に、図において上側の現像ローラ3、下側の現像ローラ4に現像剤を分配して、現像領域に搬送される。
As shown in FIG. 7, the developing
上側の現像ローラ3に搬送された現像剤は、上側の現像ローラ3を構成する固定された磁石32の吸引力により、スリーブ31の表面に付着する。付着した現像剤は、感光体ドラム1と同方向で時計方向に回転する上側の現像ローラ3のスリーブ31の回転方向に沿って移動し逆方向現像を行い、その後、現像剤11は、ガイド板40により、再び前記現像容器10Aに戻される。また、現像剤規制部材2で漏れた現像剤11は、感光体ドラム1と逆方向で反時計方向に回転する下側の現像ローラ4を構成する固定された磁石42の磁気吸引力により、前記下側の現像ローラ4に付着して、下側の現像ローラ4のスリーブ41の回転方向に沿って移動して、同方向現像を行う。さらに現像終了後、前記現像剤11は、再び現像容器10Aに戻される。
The developer conveyed to the upper developing roller 3 adheres to the surface of the
このような現像装置では、上側の現像スリーブ31の回転方向が現像位置では、感光体ドラム1の回転方向に対して反対になっているため、現像能力の高い反向現像が行われる。これに対し、下側の現像スリーブ41の回転方向が現像位置では、感光体ドラム1の回転方向に対して順方向になっているため、下側の現像スリーブ41により、背景汚れであるかぶりを除去すると共に、画質を向上させる同方向現像が行われる。
In such a developing device, since the rotation direction of the upper developing
電子写真方式では、所望の表面電位に帯電するための帯電装置があり、像担持体である感光体を帯電し、レーザ光やLEDなどの光源で電位潜像を作り、この電位潜像を現像機(現像装置)により顕像化して、用紙やOHPフィルムシート等のシート状記録媒体に転写する。転写しきれずに残留したトナーはクリーニング装置を兼ねるトナー回収装置としてのクリーナで回収、すなわちブラシやブレードで回収したトナーは、廃トナーボックスに回収される。
なお、図7において、49は現像容器10AにトナーTを補給すべく収容するトナーホッパーを示し、45はトナーホッパー49に新規のトナーTを補給するための、トナーホッパー49の上蓋に形成されたトナーボトル(トナー容器)着脱部を示している。
In the electrophotographic system, there is a charging device for charging to a desired surface potential, the photosensitive member as an image carrier is charged, a potential latent image is created with a light source such as laser light or LED, and the potential latent image is developed. It is visualized by a machine (developing device) and transferred to a sheet-like recording medium such as paper or an OHP film sheet. Toner remaining without being transferred is collected by a cleaner as a toner collecting device that also serves as a cleaning device, that is, toner collected by a brush or blade is collected in a waste toner box.
In FIG. 7,
トナーリサイクルに関する技術としては、特許文献1〜4等が知られている。特許文献1記載の技術では、印字密度(画像面積率)によってクリーナ(クリーニング装置)に回収されたトナーを、廃トナーボックス(廃棄容器)へ送る経路とトナーホッパーに戻る経路(トナーリサイクル経路)とに分け・選択可能にするというものである。
特許文献2記載の技術では、トナーリフレッシュに関し、低密度印字のときは、現像器内のトナーが入れ替わらず、トナーの外添剤が埋没したり、選択現像により、小粒径トナーの占める割合が多くなり、印刷濃度薄や清掃不良等によるフィルミングが起きやすくなる問題点に着目し、これを解決すべく現像器内のトナーを新しいトナーに入れ替えるトナーリフレッシュ機能の必要性に言及している。
In the technique disclosed in
特許文献3および4記載の技術は、クリーナからの廃トナーを分級したり、クリーナからのトナーを沈降速度差を使用して分級するというものである。
The techniques described in
しかしながら、特許文献2記載の技術では、トナーリフレッシュのためにフィルミングを削る研磨ローラという部分が必要となり、コスト高となる問題点がある。
特許文献1〜4では、総じて、トナーリフレッシュとトナーリサイクルとを同時に行うという観点からの本格的な提案はなされていない。
However, the technique described in
そこで、本発明は、上述した問題点・事情に鑑みてなされたものであり、トナーリフレッシュとトナーリサイクルとを同時に行える画像形成装置を実現し提供することを主な目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems and circumstances, and a main object thereof is to realize and provide an image forming apparatus capable of simultaneously performing toner refresh and toner recycle.
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項(以下、「構成」という)を採っている。
請求項1記載の発明は、像担持体と、該像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、該帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転し二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備え、該現像剤担持体にて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置と、前記像担持体上のトナー像をシートに転写する転写装置と、前記像担持体上に残留した残留トナーを回収するトナー回収装置とを有し、該トナー回収装置により回収されたトナーを前記現像装置に戻すトナーリサイクルが可能に構成されている画像形成装置において、新規トナーを収容する第1のトナー収容部と、前記トナー回収装置からのリサイクルトナーを収容する第2のトナー収容部とを具備し、第1および第2のトナー収容部は、前記現像装置に補給可能な補給手段をそれぞれ備えており、第2のトナー収容部は、シートに画像形成すべき印字密度が第1の印字密度より大きいときにのみリサイクルトナーの補給を行い、かつ、シートに画像形成すべき印字密度が第1の印字密度より小さい第2の印字密度のときは、シートに対応して画像形成すべく前記像担持体に形成されるシート画像形成領域の面積と、前記像担持体における前記シート画像形成領域外の画像形成可能領域の面積とを加えた全面積が、常に所定の印字密度になるように、前記画像形成可能領域でも潜像を形成し、現像を行うように前記潜像形成装置および前記現像装置を制御することによって、トナーを消費してトナーのリフレッシュを実行することを特徴とする。
請求項1記載の発明では、前記構成により、トナーリサイクルとトナーリフレッシュを同時に行うことで、トナー消費量の低減を図ることができる。
In order to solve the above-described problems and achieve the above-mentioned object, the invention according to each claim employs the following characteristic means / invention-specific matters (hereinafter referred to as “configuration”).
According to the first aspect of the present invention, there is provided an image carrier, a charging device for uniformly charging the image carrier, and a latent image for forming a latent image for reversal development on the image carrier charged by the charging device. A developer carrying body that rotates in a state of being close to the image carrying body and carries a two-component developer, and reverse-develops the latent image by the two-component developer supplied by the developer carrying body A developing device for forming a toner image, a transfer device for transferring the toner image on the image carrier to a sheet, and a toner collecting device for collecting residual toner remaining on the image carrier. In an image forming apparatus configured to be able to recycle toner collected by a collecting device and returning the toner to the developing device, a first toner containing unit for containing new toner and recycle toner from the toner collecting device are contained. Second to do The first and second toner storage units each include a replenishing unit capable of replenishing the developing device, and the second toner storage unit has a print density for forming an image on the sheet. The recycle toner is replenished only when the print density is higher than the first print density, and the print density to be imaged on the sheet is the second print density lower than the first print density, The total area obtained by adding the area of the sheet image formation area formed on the image carrier to form an image and the area of the image formation area outside the sheet image formation area on the image carrier is always a predetermined print. The latent image forming device and the developing device are controlled so that a latent image is formed even in the image-formable region so as to have a density and development is performed, so that the toner is consumed and the toner is refreshed. Characterized in that it.
According to the first aspect of the present invention, the toner consumption can be reduced by performing the toner recycling and the toner refresh at the same time with the above-described configuration.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、第1の印字密度が、16〜30%であることを特徴とする。この発明では、印字密度が高いときに、積極的にリサイクルトナーを使用することができる。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の画像形成装置において、第2の印字密度が、3〜6%であることを特徴とする。この発明では、印字密度が低いときは第2のトナー収容部内のトナーが入れ替わらず、トナーが劣化するのを防止するために、画像形成可能領域(像担持体におけるシート間やシート端部を含む領域)を露光し現像して現像装置内のトナーの消費を促進することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the first print density is 16 to 30%. In the present invention, when the print density is high, the recycled toner can be positively used.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the second print density is 3 to 6%. In the present invention, when the print density is low, the toner in the second toner storage unit is not replaced, and in order to prevent the toner from deteriorating, an image formable region (between the sheets in the image carrier or the sheet end portion is removed. It is possible to promote the consumption of the toner in the developing device by exposing and developing the (contained region).
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか一つに記載の画像形成装置において、第2のトナー収容部は、前記現像装置に対して着脱可能なユニットを構成しており、第2のトナー収容部内のリサイクルトナーの満杯状態を検知する満杯検知手段と、第2のトナー収容部から送られてくるリサイクルトナーを収容する廃トナー収容部とを有し、前記満杯検知手段により第2のトナー収容部内のリサイクルトナーの満杯状態が検知されたとき、第2のトナー収容部内のリサイクルトナーの一部を前記廃トナー収容部に送る送給手段を具備していることを特徴とする。
この発明では、第2のトナー収容部に入ってきたリサイクルトナーの使用量が増加せず、満杯になったときにその一部を廃トナー収容部に送ることで、第2のトナー収容部のトナー量を調節することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the second toner storage portion constitutes a unit that can be attached to and detached from the developing device. A full detection unit that detects a full state of the recycled toner in the second toner storage unit, and a waste toner storage unit that stores the recycled toner sent from the second toner storage unit. And a feeding means for feeding a part of the recycled toner in the second toner container to the waste toner container when a full state of the recycled toner in the second toner container is detected. To do.
In the present invention, the amount of recycled toner that has entered the second toner storage unit does not increase, and when the toner becomes full, a part of the recycled toner is sent to the waste toner storage unit. The toner amount can be adjusted.
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記現像装置は、2つの搬送攪拌部材を備え、第2のトナー収容部は、前記現像剤担持体に近い側の前記搬送攪拌部材上にリサイクルトナーを補給することを特徴とする。
この発明では、リサイクルトナーは元々転写しにくい高帯電トナーである可能性が高いので、現像装置の現像剤担持体に近い側の搬送攪拌部材上に補給する方が好ましい。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the developing device includes two conveyance agitating members, and the second toner containing portion is the developer. Recycled toner is replenished onto the conveying stirring member on the side close to the carrier.
In the present invention, since the recycled toner is likely to be a highly charged toner that is difficult to transfer from the beginning, it is preferable to replenish the toner on the conveyance stirring member on the side close to the developer carrier of the developing device.
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5の何れか一つに記載の画像形成装置において、第2のトナー収容部のリサイクルトナーの補給量を、シートに画像形成すべき印字密度によって変えることを特徴とする。
この発明では、リサイクルトナーの補給量は印字密度によって可変にした方が効率よくトナーを消費することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the replenishment amount of the recycled toner in the second toner storage portion is changed depending on the print density at which an image is to be formed on the sheet. It is characterized by that.
In the present invention, it is possible to efficiently consume the toner when the replenishment amount of the recycled toner is made variable according to the print density.
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか一つに記載の画像形成装置において、印刷品質を確認するための画像形成を行う保守モードが実行可能であり、前記保守モードの実行時、第2のトナー収容部からのリサイクルトナーの補給を優先的に行うことを特徴とする。
この発明では、サービス上の観点から、顧客のトナーをなるべく使用しないようにすることが可能となる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, a maintenance mode for performing image formation for confirming print quality can be executed, and execution of the maintenance mode is performed. In this case, the recycle toner is preferentially supplied from the second toner storage unit.
In the present invention, it is possible to minimize the use of customer toner from the viewpoint of service.
請求項8記載の発明は、請求項1ないし7の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記現像装置は、前記現像剤担持体を複数備え、該複数の現像剤担持体のうちの少なくとも1つが、前記像担持体の回転方向と同方向に回転するものであり、前記複数の現像剤担持体のうちの残りは、前記像担持体の回転方向と逆に回転するものであり、前記像担持体の回転方向と同方向に回転する現像剤担持体は、前記像担持体の回転方向の上流側に配置されていることを特徴とする。
この発明では、互いに逆方向に回転する現像剤担持体(例えば現像ローラ)を持つ現像装置で、ベタ画像の後端部が櫛の歯状に欠ける現像不具合の低減に有利である。
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, the developing device includes a plurality of the developer carriers, and among the plurality of developer carriers. At least one rotates in the same direction as the rotation direction of the image carrier, and the rest of the plurality of developer carriers rotate in the direction opposite to the rotation direction of the image carrier, The developer carrier that rotates in the same direction as the rotation direction of the image carrier is arranged upstream of the rotation direction of the image carrier.
According to the present invention, in a developing device having a developer carrying member (for example, a developing roller) that rotates in opposite directions, it is advantageous in reducing development problems in which the rear end portion of a solid image lacks the teeth of a comb.
本発明によれば、前記課題を解決して新規な画像形成装置を実現し提供することができる。すなわち、本発明によれば、現像剤のトナー消費量を軽減しながら、トナーリサイクルと同時にトナーリフレッシュができる。 According to the present invention, a novel image forming apparatus can be realized and provided by solving the above-described problems. That is, according to the present invention, toner refresh can be performed simultaneously with toner recycling while reducing the toner consumption of the developer.
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態(以下、「実施形態」という)を詳細に説明する。各実施形態および各変形例等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素(部材や構成部品等)については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、各実施形態等のそれと区別するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention including examples will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment and each modification, etc., components (members, components, etc.) having the same function, shape, etc. will be described by giving the same reference numerals after having been described once unless there is a possibility of confusion. Is omitted. In order to simplify the drawings and the description, even if the components are to be represented in the drawings, the components that do not need to be specifically described in the drawings may be omitted as appropriate. When quoting and explaining constituent elements such as published patent gazettes, the reference numerals are shown in parentheses to distinguish them from those of the embodiments.
図1は、本発明を適用する画像形成装置全体の構成を説明する簡略的な正面図である。なお、図1において、括弧を付して示す符号10は、後述の図2および図3に示す本発明の第1の実施形態で用いる現像装置を示している。
FIG. 1 is a simplified front view illustrating the overall configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1,
まず、図1を参照して、本発明を適用する画像形成装置としてのレーザプリンタの全体構成および動作を説明する。同図において、26a,26b,26cは、給紙部であり、給紙カセットにシート状記録媒体としての用紙を収容している。1は、像担持体としての感光体ドラムで、図示しないコントローラからの信号に基づいて回転を始める。感光体ドラム1が回転を開始すると、帯電装置であるコロナ帯電器23によって感光体ドラム1表面が一様に帯電される。帯電した感光体ドラム1表面には、露光装置24からの走査ビームにより静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置10’における上下一対の現像ローラ3,4の現像位置に到達するとトナーによって現像され、感光体ドラム1上にトナー像として可視化される。
First, the overall configuration and operation of a laser printer as an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In the figure,
一方、給紙部26a,26b,26cからは、感光体ドラム1上に形成されたトナー像と用紙とが転写装置である転写器25の位置で対面するようなタイミングで、給紙部26a,26bまたは26cから選択された用紙Pが送り出され、トナー像が用紙Pに転写される。27は定着装置であり、用紙Pに転写されたトナー像を定着する。また、トナー像が用紙Pに転写された後に感光体ドラム1表面に残留したトナーは清掃装置としてのクリーナ15によって感光体ドラム1表面上から除去される。
On the other hand, from the
図1において、33はフラップで、搬送される用紙の方向を制御する。28は排紙部となる排紙トレイで、画像形成が終了した用紙を積載収容する。34は給紙部26a,26b,26cと、画像形成手段(感光体ドラム1、コロナ帯電器23、現像ローラ3,4、転写器25)と、排紙トレイ28とを連絡する送紙路、35は引込み路で、前記画像形成手段に対し用紙搬送方向下流側の送紙路34から分岐して設けられており、フラップ33の切り替え制御により定着装置27から送り出されてきた用紙を選択的に引き込む。36は戻し路で、引込み路35の途中から分岐し、その終端を前記画像形成手段に対し用紙搬送方向上流側の送紙路34に合流させて設けられている。
In FIG. 1,
従って、用紙の両面に印刷を行う場合は、定着装置27から送り出されてきた用紙を引込み路35へ引き込み、この引き込んだ用紙を戻し路36へ送り出すことによって、片面印刷済みの用紙を再び前記画像形成手段に送り込み、これによって両面印刷が実行される。なお、図1において、37a,37bはフラップ33の前後に設けられた搬送ローラ対、51,52は引込み路35上に設けられた正転/逆転切り替え可能な搬送ローラ対、53は引込み路35に引き込まれた用紙を戻し路36に送り出すか、あるいは再び送紙路34側へ戻して排紙トレイ28へ排紙させるかを切り替えるためのフラップ、29は転写器25を通過後の用紙を感光体ドラム1から剥離させる剥離器、30は用紙を定着装置27に向けて搬送する搬送ベルト装置である。
Therefore, when printing on both sides of the paper, the paper sent out from the fixing
現像装置10’の上部には、図1および図7に示すように、現像容器10A内のトナーの消費に応じてトナーを補給するため、新規のトナーTを収容したトナーホッパー49が設けられている。図1において、清掃装置であるクリーナ15とトナーホッパー49とは図示しないトナーリサイクルパス(経路)によって接続されており、クリーナ15で回収されたトナーが前記図示しないトナーリサイクルパスを介してトナーホッパー49側へ戻されるように構成されている(特開2001−109335号公報の図3参照)。なお、前記図示しないトナー搬送路は、例えば円筒チューブ等の中空部材(図示せず)と、中空部材の中に通したオーガスクリュー(図示せず)とを備えており、オーガスクリューを回転させることによりトナー搬送が行われる。
As shown in FIGS. 1 and 7, a
また、特開2000−109335号公報の図3に示されていると同様に、前記図示しないトナー搬送路の一部には、クリーナ15から戻されてくるトナーを前記図示しないトナー搬送路の外部へ排出するトナー排出部(図示せず)が設けられている。前記図示しないトナー排出部の下部には、トナー回収ボトル(図示せず)が配置されている。前記図示しないトナー排出部にはトナー排出口(図示せず)が設けられており、トナー排出口を図示しない開閉部材で閉じた状態のときは前記図示しないトナー搬送路内を搬送されるトナーはトナーホッパー49へ戻され、前記図示しないトナー排出口を開いた状態のときはトナー搬送路(図示せず)内を搬送されるトナーは前記図示しないトナー回収ボトルへ廃棄される。
なお、トナーホッパー49内にはトナーTを攪拌するためのトナー撹拌器(図示せず)が回動可能に設けられている。12はトナーTを現像容器10Aへ供給するフィードローラとも呼ばれるつめ車である。
In addition, as shown in FIG. 3 of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-109335, toner returned from the cleaner 15 is placed outside the toner conveyance path (not shown) in a part of the toner conveyance path (not shown). A toner discharge portion (not shown) for discharging the toner is provided. A toner collection bottle (not shown) is disposed below the toner discharge portion (not shown). The toner discharge portion (not shown) is provided with a toner discharge port (not shown). When the toner discharge port is closed by an opening / closing member (not shown), the toner conveyed in the toner conveyance path (not shown) When the toner is returned to the
In the
(第1の実施形態)
図1〜図6を参照して、本発明の第1の実施形態を説明する。第1の実施形態の画像形成装置は、図1および図7に示した画像形成装置と比較して、現像装置10’に代えて、図2および図3に示すように、現像装置10を用いる点、トナーホッパー49に代えて、第1のトナーホッパー9を用いる点、第2のトナーホッパー13を新設した点、第2のトナーホッパー13とクリーナ15とをトナーリサイクルパスで連通・接続した点、第2のトナーホッパー13と廃トナー収容部としての廃トナーボックス20とを廃トナーパスで連通・接続した点、および図1に示した画像形成手段(現像装置10、帯電装置としてのコロナ帯電器23、露光装置24、転写装置としての転写器25)を後述のように特有の制御機能をもって制御する制御手段としての制御部55(図5参照)を用いる点が主に相違する。
第1の実施形態は、上記相違点以外の構成は図1および図7に示した画像形成装置と同様である。以下、上記相違点の構成および動作を中心に説明するが、現像装置10の基本構成については再度詳しく説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The image forming apparatus according to the first embodiment uses a developing
The first embodiment is the same as the image forming apparatus shown in FIGS. 1 and 7 except for the above differences. Hereinafter, the configuration and operation of the difference will be mainly described, but the basic configuration of the developing
トナーホッパーは2つあり、第1のトナーホッパー9は、通常の新規トナTーを収容する第1のトナー収容部として機能する。第2のトナーホッパー13は、清掃装置を兼ねるトナー回収装置としてのクリーナ15からのリサイクルトナーを収容する第2のトナー収容部として機能する。
There are two toner hoppers, and the
第1のトナーホッパー9内には、新規のトナーTを攪拌するための回動可能なトナー撹拌器(図示せず)と、新規のトナーTを現像装置10の現像容器10Aへ供給する補給手段としてのフィードローラとも呼ばれるつめ車12とが配設されている。第1のトナーホッパー9の上部には、図7に示したトナーホッパー49と同様の、第1のトナーホッパー9に新規のトナーTを補給するための第1のトナーホッパー9の上蓋に形成されたトナーボトル(トナー容器)着脱部を有するが、図面の簡明化のため、図2および図3では共にその図示を省略している。
In the
同様に、第2のトナーホッパー13内には、リサイクルトナーを攪拌するための回動可能なリサイクルトナー撹拌器(図示せず)と、リサイクルトナーを現像容器10Aへ供給する補給手段としてのフィードローラとも呼ばれるつめ車14とが配設されている。つめ車12,14は、ローラの外周の母線に沿って多数の溝が彫られており、その溝にトナーが入り込み回転することで補給作用を行う。
第2のトナーホッパー13には、第2のトナーホッパー13内のリサイクルトナーの満杯状態を検知する満杯検知手段としてのフルセンサ58(図2、図5にのみ示し、図3では省略している)が配設されている。
Similarly, in the
The
第2のトナーホッパー13は、現像装置10の現像容器10Aに対して着脱可能なホッパーユニット22を構成している。この際の着脱手段としては、現像容器10Aとホッパーユニット22とを着脱可能に接続したり連結したりするクランプ構造やスライドレールを使用した差し込み式などを挙げることができる。本実施形態では、ホッパーユニット22を構成しているので、故障したときに、ホッパーユニット22のみ交換すればよいという利点がある。
The
光導電性を有する感光体ドラム1に対向し、近接して、現像剤を担持する現像剤担持体としての2本の現像ローラ3,4が設けられている。現像容器10A内の現像剤11は、現像剤を攪拌する攪拌部材としてのオーガスクリュー7、8と羽根車6とによって、感光体ドラム1と同方向で時計方向に回転する上側の現像ローラ3の下部まで運ばれ、上側の現像ローラ3を構成する固定された磁石32の吸引力により、スリーブ31の表面に付着する。付着した現像剤は、上側の現像ローラ3のスリーブ31の回転方向に沿って移動し、現像剤規制部材2により現像に寄与する現像剤付着量が規制され、現像領域に搬送されて、逆方向現像を行い、その後、現像剤11は、ガイド板40により再び現像容器10Aに戻される。
Two developing
また、現像剤規制部材2で漏れた現像剤11は感光体ドラム1と逆方向で反時計方向に回転する下側の現像ローラ4を構成する固定された磁石41の磁気吸引力により、下側の現像ローラ4に付着して、下側の現像ローラ4のスリーブ41の回転方向に沿って移動して、現像剤規制部材2により同方向現像に寄与する現像剤11の付着量を規制し、同方向現像を行う。さらに現像終了後、現像剤11は、再び現像容器10Aに戻される。図2および図7に示す符号5は、飛散したキャリアを再び現像ローラ上に戻すためのキャッチアップローラである。
Further, the
感光体ドラム1は、画像形成装置本体に時計方向に回転可能に支持されている。
クリーナ15は、感光体ドラム1表面上の残量トナー等を除去回収するブラシローラ16およびブレード17と、除去回収された残量トナー等を搬送する搬送部材としてのリサイクルスクリュー18とを備えている。
The
The cleaner 15 includes a
以下、図1に示した画像形成装置の全体図を参照しながら、画像形成動作を補説する。感光体ドラム1は回転動作に伴い、同図に示した帯電装置としてのコロナ帯電器15により、所望の表面電位に一様に帯電され、次に露光装置14により露光されることにより、感光体ドラム1表面には、静電潜像が形成される。感光体ドラム1表面の静電潜像は、各現像ローラ3,4の現像領域でトナーが付着されることにより、トナー像として顕像化される。このトナー像は感光体ドラム1の回転に伴い転写位置に運ばれ、転写装置としての転写器25の作用により、給紙部26a〜26cの何れか一つの選択された給紙部から給送されてくるシート状記録媒体としての用紙P上へ転写される。
Hereinafter, an image forming operation will be supplementarily described with reference to the overall view of the image forming apparatus shown in FIG. As the
トナー像を保持した用紙Pは、例えば加熱ローラ27aと加圧ローラ27bからなる定着装置27に搬送され、同定着装置27の加熱加圧作用によりトナー像は用紙Pに定着される。一方、転写位置において用紙Pへ転写されずに、感光体ドラム1上に残ってしまった残留トナーは、クリーナ15で感光体ドラム1上から除去回収される。
The paper P holding the toner image is conveyed to a fixing
図3は、図2の背面図である。図3に示すように、クリーナ15から回収したリサイクルトナーは、クリーナ15のリサイクルスクリュー18から破線で示すトナーリサイクルパス19を通って、第2のトナーホッパー13に戻される。また、第2のトナーホッパー13から直接、第2のトナーホッパー13に収容されたリサイクルトナーの一部を廃トナーボックス20に送るための、破線で示す送給手段としての廃トナーパス(経路)21も有している。第2のトナーホッパー13内のリサイクルトナーの一部を廃トナーボックス20に送る送給手段としては、廃トナーパス21と、フルセンサ58と図示しないスクリューとから構成されている。
第2のトナーホッパー13は、現像装置10のオーガスクリュー7上にトナーを補給する。リサイクルトナーは、高帯電で転写しにくいトナーであるから、現像ローラ3,4に近い、手前のオーガスクリュー7上に補給すれば帯電量を上げずに現像ローラ3,4上に出てくる可能性が高い。
FIG. 3 is a rear view of FIG. As shown in FIG. 3, the recycled toner collected from the cleaner 15 is returned from the
The
次に、図4を参照して、感光体ドラム1と、1枚の用紙Pに画像形成される画像形成領域と、1枚の用紙Pの画像形成領域以外の画像形成可能領域との関係について説明する(請求項1)。
図4(a)、図4(b)は、感光体ドラム1の外周表面上に形成された静電潜像に対応して1枚の用紙Pにトナー像が現像・転写される領域と用紙外で露光・潜像および現像可能な領域とを、用紙Pの大きさ、縦・横置きの違いで表わしている。図4(a)に示す感光体ドラム1および用紙Pは、例えばA4縦置き・通紙に対応したサイズである場合の、図4(b)に示す感光体ドラム1および用紙Pは、例えばA3横置き・通紙に対応したサイズである場合を表わしている。
Next, referring to FIG. 4, the relationship between the
4 (a) and 4 (b) show a region where the toner image is developed and transferred onto one sheet P corresponding to the electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of the
感光体ドラム1の外周表面には、主走査方向(感光体ドラム1の軸線方向でもある)Yおよびこれと直交する副走査方向(感光体ドラム1の回転方向でもある)Xに沿って露光可能で、静電潜像の形成およびトナー像の形成・現像が可能である、図中ハッチを施して示す画像形成可能領域1Aを有する。画像形成可能領域1Aは、1枚の用紙Pに対応して画像形成すべく感光体ドラム1に形成されるシート画像形成領域以外の領域であって、露光可能で、静電潜像の形成およびトナー像の形成・現像が可能である領域を意味する。図4(a)、図4(b)において、Pxは感光体ドラム1の画像形成可能領域1A内における前後の用紙との用紙間を、Pyは感光体ドラム1の主走査方向Yにおける用紙外端部をそれぞれ表わしている。
The outer peripheral surface of the
図5を参照して、本実施形態の制御構成を説明する。同図において、制御部55は、図示しないCPU、ROM、RAMおよびタイマ等を備え、それらが図示しない信号バスによって接続された構成を有するマイクロコンピュータを具備した制御手段として機能する。
前記CPUは、この画像形成装置を操作するための図示しない操作部からの各種信号および画像形成装置に設けられたフルセンサ58を含む各種センサからの検知信号およびROMから呼び出された動作プログラムに基づいて、前記各駆動部、特に前記画像形成手段(露光装置24、現像装置10)、第2のトナーホッパーのつめ車14の作動等を制御すると共に、印字密度計測部56および比較部57と送受信し、画像形成装置全体の動作を制御する。ROMには、画像形成装置全体の動作プログラム(図6のフローチャート等を含む)が記憶されており、この動作プログラムはCPUによって適宜呼び出される。RAMは、CPUの計算結果を一時的に記憶する機能、各種センサから設定および入力されたデータ信号およびオン・オフ信号を随時記憶する機能等を有している。
With reference to FIG. 5, the control configuration of the present embodiment will be described. In the figure, a
The CPU is based on various signals from an operation unit (not shown) for operating the image forming apparatus, detection signals from various sensors including a
制御部55の前記CPUは、1枚の用紙に画像形成すべき印字密度が第1の印字密度より大きいときにのみリサイクルトナーの補給を行うように第2のトナーホッパー13のつめ車14の作動を制御し、かつ、1枚の用紙に画像形成すべき印字密度が第1の印字密度より小さい第2の印字密度のときは、1枚の用紙に対応して画像形成すべく感光体ドラム1に形成されるシート画像形成領域の面積と、感光体ドラム1におけるシート画像形成領域外の画像形成可能領域1Aの面積とを加えた全面積が、常に所定の印字密度になるように、画像形成可能領域でも潜像を形成し、現像を行うように露光装置24および現像装置10を制御する機能を有する。
The CPU of the
図6のフローチャートを参照して、制御部55の図示しないCPUの制御の下に制御・実行される本実施形態の実施方法について説明する。
まず、印刷が開始されると、印字密度計測部56によって、1枚の用紙Pに画像形成される印字密度を計測する(ステップS1)。1枚の用紙Pに画像形成される第2の印字密度(画像面積率)が3%なら、4%になるように、印字密度1%分の画像を、図4における1枚の用紙P以外の画像形成可能領域1A(用紙間Pxと主走査方向Yにおける用紙外端部Py)の部位で、露光装置24が露光するように、かつ、現像装置10が露光部位に形成された静電潜像にトナーを付着させ現像するように制御されることで、トナーを消費する(ステップS2)。
With reference to the flowchart of FIG. 6, an implementation method of this embodiment that is controlled and executed under the control of a CPU (not shown) of the
First, when printing is started, the print
ステップS1において、印字密度が16〜30%のときは、ステップS5に進み、第2のトナーホッパー13からも全体の補給回数の10%程度補給する。クリーナ15で回収されたトナーは第2のトナーホッパー13にオーガスクリュー7,8で戻す。第2のトナーホッパー13にトナーを戻す際に、公知のトナー分級方法を使用して粗大トナーとそれより小さいトナーに分け、粗大トナーのみ廃トナーボックス20に捨てるようにすれば、さらにトナーリサイクル効率が向上する。
ステップS5において、フルセンサ58からの満杯に係る検知信号により、第2のトナーホッパー13が満杯になった場合は、トナーホッパー13の容量の半分(50%)ないし1/3程度のリサイクルトナーを、廃トナーボックス20に送る(ステップS7)。
In step S1, when the print density is 16 to 30%, the process proceeds to step S5, and the
In step S5, when the
保守モードのときは、第2のトナーホッパー13からのみ優先的に補給することもできるような選択が可能である。保守モードとは、顧客のところで、保守員(サービス担当者)が印刷する場合、印刷品質を確認するために専用のパターンの画像形成を行うことを意味する。保守モードの設定は、例えば保守員(サービス担当者)が画像形成装置の操作部(図示せず)の特殊なキー操作等で行う例が挙げられる。
In the maintenance mode, it is possible to select such that the toner can be preferentially supplied only from the
トナーのリフレッシュとリサイクルを同時に行うのは、トナーのリフレッシュを常時行うことにより、見かけの転写効率が上がり、廃トナー(リサイクルトナー)経路の付加を減らすことができる。廃トナーが減少するので、頁コストが下がり、廃トナーを捨てる回数が減り、顧客の装置の管理コストが減るという利点がある。 To refresh and recycle toner at the same time, by constantly refreshing toner, apparent transfer efficiency can be improved and the addition of waste toner (recycled toner) paths can be reduced. Since the waste toner is reduced, there is an advantage that the page cost is lowered, the number of times the waste toner is discarded is reduced, and the management cost of the customer's device is reduced.
以上述べたとおり、本発明を特定の実施形態や変形例等について説明したが、本発明が開示する技術は、上述した実施例を含む実施形態や変形例等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。 As described above, the present invention has been described with respect to specific embodiments and modifications. However, the technology disclosed by the present invention is limited to those exemplified in the embodiments and modifications including the above-described embodiments. However, those skilled in the art can configure various embodiments, modifications, and examples in accordance with the necessity and application within the scope of the present invention. If so, it is clear.
上記実施形態例では現像装置10の現像ローラ3,4が2本で互いに逆方向に回転する例であったが、本発明は、これに限らず、現像ローラ(マグローラ)の本数が変わろうと全現像ローラが同じ方向に回転する順回転現像でも、同様に適用可能であることは言うまでもない。
本発明を適用可能な画像形成装置としては、図1に示したものに限らず、例えば中間転写式あるいは直接転写式でタンデム型のカラー画像形成装置にも適用可能なことは無論である。
また、用いる現像装置としては、図2、図3や上記特開2000−231263号公報の図1、図2等に開示されている複数の現像ローラないし現像ロールを備えたものに限定されず、単一の現像ローラを備えたものにも適用できることは無論である。
In the above embodiment, the developing
The image forming apparatus to which the present invention can be applied is not limited to the one shown in FIG. 1, but can be applied to, for example, an intermediate transfer type or a direct transfer type tandem type color image forming apparatus.
Further, the developing device to be used is not limited to the one provided with a plurality of developing rollers or developing rolls disclosed in FIGS. 2 and 3 and FIGS. 1 and 2 of JP-A-2000-231263, Needless to say, the present invention can also be applied to one having a single developing roller.
1 感光体ドラム(像担持体)
2 現像剤規制部材
3 現像ローラ(現像剤担持体)
4 現像ローラ(現像剤担持体)
5 キャッチアップローラ
6 羽根車
7 オーガスクリュー(現像剤搬送攪拌部材)
8 オーガスクリュー(現像剤搬送攪拌部材)
9 第1のトナーホッパー(第1のトナー収容部)
10 現像装置
11 現像剤
12 つめ車
13 第2のトナーホッパー(第2のトナー収容部)
14 つめ車
15 クリーナ(トナー回収装置)
16 ブラシ
17 ブレード
18 リサイクルスクリュー
19 トナーリサイクルパス
20 廃トナーボックス(廃トナー収容部)
21 廃トナーボックスへのパス
23 コロナ帯電器(転写装置)
24 露光装置(潜像形成装置)
27 定着装置
55 制御部(制御手段)
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Developer regulating member 3 Developer roller (developer carrier)
4 Development roller (developer carrier)
5 Catch-up
8 Auger screw (developer conveying and stirring member)
9 First toner hopper (first toner container)
DESCRIPTION OF
14
16
21 Pass to waste
24 Exposure device (latent image forming device)
27
Claims (8)
新規トナーを収容する第1のトナー収容部と、前記トナー回収装置からのリサイクルトナーを収容する第2のトナー収容部とを具備し、第1および第2のトナー収容部は、前記現像装置に補給可能な補給手段をそれぞれ備えており、
第2のトナー収容部は、シートに画像形成すべき印字密度が第1の印字密度より大きいときにのみリサイクルトナーの補給を行い、かつ、シートに画像形成すべき印字密度が第1の印字密度より小さい第2の印字密度のときは、シートに対応して画像形成すべく前記像担持体に形成されるシート画像形成領域の面積と、前記像担持体における前記シート画像形成領域外の画像形成可能領域の面積とを加えた全面積が、常に所定の印字密度になるように、前記画像形成可能領域でも潜像を形成し、現像を行うように前記潜像形成装置および前記現像装置を制御することによって、トナーを消費してトナーのリフレッシュを実行することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging device that uniformly charges the image carrier, a latent image forming device that forms a latent image for reversal development on the image carrier charged by the charging device, and the image carrier A developing device comprising a developer carrying member that rotates in the vicinity of the developer carrying the two-component developer and reversely develops the latent image with the two-component developer supplied by the developer carrying member to form a toner image. And a transfer device that transfers the toner image on the image carrier to a sheet, and a toner collection device that collects residual toner remaining on the image carrier, and the toner collected by the toner collection device In the image forming apparatus configured to allow toner recycling to be returned to the developing device,
A first toner storage unit for storing new toner; and a second toner storage unit for storing recycled toner from the toner recovery device. The first and second toner storage units are provided in the developing device. Each has replenishment means that can be replenished,
The second toner storage unit replenishes the recycle toner only when the printing density to be imaged on the sheet is higher than the first printing density, and the printing density to be imaged on the sheet is the first printing density. When the second print density is smaller, the area of the sheet image forming area formed on the image carrier to form an image corresponding to the sheet, and the image formation outside the sheet image forming area on the image carrier. The latent image forming device and the developing device are controlled so that a latent image is formed in the image formable region and developed so that the total area including the area of the possible region always has a predetermined print density. An image forming apparatus that consumes toner and refreshes the toner.
第2のトナー収容部内のリサイクルトナーの満杯状態を検知する満杯検知手段と、第2のトナー収容部から送られてくるリサイクルトナーを収容する廃トナー収容部とを有し、
前記満杯検知手段により第2のトナー収容部内のリサイクルトナーの満杯状態が検知されたとき、第2のトナー収容部内のリサイクルトナーの一部を前記廃トナー収容部に送る送給手段を具備していることを特徴とする請求項1ないし3の何れか一つに記載の画像形成装置。 The second toner container constitutes a unit that can be attached to and detached from the developing device,
A full detection unit for detecting a full state of the recycled toner in the second toner storage unit, and a waste toner storage unit for storing the recycled toner sent from the second toner storage unit,
A feeding means for sending a part of the recycled toner in the second toner accommodating portion to the waste toner accommodating portion when the full toner detecting portion detects a full state of the recycled toner in the second toner accommodating portion; The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記保守モードの実行時、第2のトナー収容部からのリサイクルトナーの補給を優先的に行うことを特徴とする請求項1ないし6の何れか一つに記載の画像形成装置。 A maintenance mode for image formation to check print quality is possible,
7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the maintenance mode is executed, replenishment of recycled toner from the second toner storage unit is performed preferentially.
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