JP3041708B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う電子
写真複写機等の画像形成装置についてその現像器へのト
ナー補給制御方法に係わり、特にトナーリサイクル手段
を備えた画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕 電子写真複写機等の画像形成装置においては、回転す
る像担持体周縁部にコロナ帯電器等の帯電手段、光像を
照射して潜像を形成する露光手段、LED等を用いて照射
を行い画像枠を形成する除電手段、潜像部分を現像して
トナー像を形成する現像手段、トナー像を記録紙上に転
写する転写手段、転写残の像担持体上のトナーを除去す
るクリーニング手段等が配設されている。

クリーニング手段としては、感光体ドラムに摺接する
クリーニングブレード等が多く用いられ、像担持体に付
着した残留トナーはクリーニング装置内に掻き落とすよ
うにして回収される。回収したトナーは長期に使用する
と次第にその量を増し、クリーニング装置内には内蔵し
きれなくなるので、別にトナー回収ボックスを設け、回
収したトナーをトナー回収ボックスに移送し、回収ボッ
クスが回収トナーによって充満するとこれを取り出し棄
却することがなされてきた。またトナーのリサイクル手
段を設けて回収したトナーを現像器に自動的に戻し、現
像器内の現像剤と良く撹拌し、回収したトナーを再使用
することがなされてきた。例えば実公昭55−18843号公
報明細書は、トナーリサイクル装置について開示された
ものである。

また現像手段についてみると、２成分現像剤を用いる
現像器では現像容器内でキャリアとトナーとは充分撹拌
されキャリアにトナーが静電的に付着した状態の現像剤
となり、現像スリーブの周面に層状に付着して像担持体
と対向した現像領域に搬送され、現像領域の現像剤は像
担持体上の潜像の現像を行い、潜像部分にはトナーを静
電的に付着して顕像（トナー像）としている。現像によ
りトナーが消費され、現像剤中のトナー比率がある範囲
以下になると良好なトナー像が得られなくなる。トナー
比率がある範囲以下になって良好なトナー像が得られな
くなったときはこれを検知して速やかに新しいトナーを
現像器内に補給する必要がある。特公昭43−16199号公
報及び特公昭63−46421号公報はこれに関する提案であ
る。感光体ドラム上の記録紙と接触しない箇所に基準濃
度をもった標準票板の静電潜像を形成し、これを現像
し、得られたトナー像の反射濃度を発光素子と受光素子
とからなるセンサーによって検出し、このセンサーの出
力信号によってトナーを現像器に補給する制御手段を設
けたものである。このトナー補給制御はセンサーによっ
て得られた標準票板のトナー像の濃度がある設定値より
低ければ、現像器内のトナー比率が低下していると判断
してホッパーから新しいトナーを現像器に補給し、トナ
ー像の濃度が充分であれば新しいトナーを補給しないこ
とで、記録紙上に記される画像をあるレベルの濃度以上
に保つようにしたものである。

かかるトナー補給制御方法は、一般には画像部の先端
位置近傍に標準票板像を設けることによってなされて来
た。それには複写機等の原稿載置台のすぐ近くに基準濃
度をもった標準票板を貼付けておいて、光学系が原稿面
を走査する際標準票板をも同時に走査して像担持体上に
標準票板の潜像を形成して来た。従って多くの場合、１
コピー毎に標準票板像を作成し、標準票板のトナー像の
濃淡を１コピー毎にチェックしてトナー補給のON・OFF
を決定することがなされて来た。

〔発明が解決しようとする課題〕

トナーリサイクル装置を備えた複写機では、現像機内
のトナーは新トナーとリサイクルトナーの和になってい
て、新トナーに対してのリサイクルトナーの比率が低い
間は良好なコピー画像が得られ、普通のコピーがなされ
ているときは殆ど問題がない。しかし、リサイクルトナ
ーの比率が高くなると、現像剤の流動性が悪くなった
り、記録紙上への付着性が悪くなって画像品質が低下す
る傾向にある。従って、新トナーに対するリサイクルト
ナーの比率が高くなるのは好ましくない。

また、少数枚ずつコピーを行う間欠コピーでは、一般
に像担持体である感光体ドラム上の画像領域と画像領域
との間の非画像領域の割合が大となるため、１原稿から
多数枚連続コピーする場合に比べ廃トナーが数倍も発生
する。従って、間欠コピーの場合は連続コピーに比べ廃
トナーの比率が高くなるので、新しいトナーを多く補給
しなければならないという問題点がある。

従来、前記標準票板のトナー像の反射濃度を測定し
て、その反射濃度が所定の値より低くなった場合新しい
トナーを補給する方法が従来行われてきたが、上記特公
昭63−46421号公報に記載のように標準票板トナー像の
検知濃度の標準濃度との差によってトナー補給量を変化
させることがあっても、間欠コピーの場合と連続コピー
の場合とで差をつけることがなく同量の新トナーの補給
が行われてきた。従って、間欠コピーの場合は新トナー
の比率が低下し、画像濃度が不安定となり画質の低下し
たコピーが行われるという問題点があった。

本発明は上記問題点を解決し、間欠コピーの場合に
は、連続コピーの場合に比べ自動的にトナーの補給量を
多く行うようにしてリサイクルトナーの比率を高くする
ことなく、常に安定した濃度で画質の優れた画像が得ら
れるようにした画像形成装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、像担持体と、前記像担持体上に形成され
た潜像を現像し、トナー像を形成する現像手段と、前記
像担持体上に形成されたトナー像を転写する転写手段
と、前記転写手段による転写後に、前記像担持体上に残
留したトナーを除去するクリーニング手段と、前記クリ
ーニング手段で回収したトナーを、前記現像手段に戻す
リサイクル手段と、設定枚数を入力する枚数設定部と、
前記現像手段に新しいトナーを補給する補給手段と、前
記像担持体上に形成された基準濃度のトナー像の濃度値
を検知する光学的検知手段と、現像手段内に新しいトナ
ーの補給を行うために、前記光学的検知手段で検知され
た濃度値に基づいて前記補給手段を制御する制御手段
と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、
前記光学的検知手段で検知された濃度値に基づいて前記
補給手段を制御する際、前記設定枚数が所定枚数未満の
場合、所定枚数以上の場合よりも、新しいトナーの補給
量を多くすることを特徴とする画像形成装置によって達
成される。

〔実施例〕

第１図は、本発明の適用されるトナーリサイクル装置
を備えた画像形成装置の一例の構成を示す断面図であ
る。

図において、10は矢示（時計）方向に回転する像担持
体である感光体ドラムで、その周縁部には帯電器11、除
電器12、現像器30、転写器13、分離器14、光学的検知手
段であるセンサー40、クリーニング装置50等が設けられ
ている。

画像形成装置本体上部には、透明なガラス板などから
なる原稿台21と、原稿Ｄの大きさによって載置位置を指
定するスケール板28がある。スケール板28の裏面には基
準濃度の標準票板22が設けられている。原稿台21の下方
であって、画像形成装置本体内には露光ランプ23及びミ
ラー24Aを備えた第１ミラーユニット26が設けられ、前
記原稿台21と平行に、かつ図面左右方向へ直線移動可能
に取り付かれていて、標準濃度板22及び原稿Ｄの全面を
光学走査する。ミラー24B及びミラー24Cを一体的に設け
た第２ミラーユニット27は所定の光路長を保つように、
第１ミラーユニット26の1/2の速度で左右方向に直線移
動する。勿論該第２ミラーユニット27の移動は前記第１
ミラーユニット26と同様に原稿台21に対して平行であ
る。原稿台21上の原稿Ｄの像及び標準票板22の像は、上
記ミラー24A、ミラー24B、ミラー24Cによって反射さ
れ、さらに主レンズ25及びミラー24Dを経て像担持体で
ある感光体ドラム10上に結像し走査されるようになって
いる。走査が終わると走査光学系の第１ミラーユニット
26及び第２ミラーユニット27は元の位置に戻り、次のコ
ピーまで待機する。

感光体ドラム10は、コピー釦101が押圧されてコピー
スタートすると同時に矢示のように時計方向に回転し、
帯電器11により一様に帯電して除電器12を通過する。除
電器12は制御部100によって制御され、画像領域の外側
に当たる枠部分を、前記標準票板22の像部を除いてLED
による照射を行い除電する。前記走査光学系からの光入
射に従って該感光体ドラム10上には原稿Ｄ及び標準票板
22に対応した静電潜像が形成される。

現像器30内には２成分現像剤があって撹拌スクリュー
33A,33Bによって撹拌されたのち、マグネットローラ32
とその外側にあって回転する現像スリーブ31外周に付着
し、感光体ドラム10に対向した現像領域において現像を
行う。即ち、感光体ドラム10上の上記静電的な原稿Ｄ及
び標準票板22の潜像は、現像器30によって現像され可視
のトナー像となる。

多数枚の記録紙Ｐを収容する給紙カセット60からは、
記録紙Ｐが一枚ずつ第１給紙ローラ15によって繰り出さ
れる。この繰り出された記録紙Ｐは、感光体ドラム10上
の原稿Ｄのトナー像と同期して作動する第２給紙ローラ
16によって感光体ドラム10上に送出される。

そののち転写器13の作用により、感光体ドラム10上の
原稿Ｄのトナー像は記録紙Ｐ上に転写される。そして分
離器14により感光体ドラム10上から分離されたのち、記
録紙Ｐは図示しない記録紙搬送手段を経て図示しない定
着装置へ送られ、熱定着ローラ及び圧着ローラによって
溶融定着されたのち複写装置外へ排出される。

記録紙Ｐに転写されずに残った標準票板22のトナー像
は、発光素子41と受光素子42とよりなるセンサー40の位
置に達して後述する方法によってその反射濃度が読み取
られ、トナー濃度が高い（濃い）ときはそのまま、トナ
ー濃度が低い（薄い）ときは制御部100は駆動部104を介
してトナー補給ローラ35を規定時間ｔの間回転させてホ
ッパー34内の新しいトナーＴの規定量を現像器30内へと
補給する。なお36はトナー掻き落とし板で、トナー補給
ローラ35とともに作動し、トナー凝固によるトナー落下
不良を防止する。

濃度検知を終えた標準票板トナー像と、転写残の画像
領域のトナーを有して回転する感光体ドラム10の表面
は、ブレード51等を備えたクリーニング装置50により掻
き落とされ清掃されて、次回のコピーに待機する。

この時掻き落とされた廃トナーはリサイクルトナーと
してトナー搬送スクリュー52よって一方向に集められた
のち、内部に搬送スクリューを備えたトナー搬送管53内
を移動して現像器30内に搬送され、撹拌ローラ33A,33B
により現像剤と撹拌・混合されて再び現像に使用され
る。

次に、上記コピープロセス中のトナー補給制御方法に
ついて説明する。

前記センサー40によって得られる標準票板トナー像の
反射濃度検知信号は、第２図に示すような凹凸の激しい
カーブとなる。

第２図はセンサー40の出力電圧を標準票板トナー像以
外では5V、充分にトナーが付着した濃度の高い部分では
IV前後になるように調整した場合を示している。

以上のような濃度検知信号より濃度判定を行って、ト
ナー補給の要否を決定する一例を示すと、標準票板トナ
ー像１回毎の濃度読み取りに際し制御部100は、複数回
（例えば100回）濃度値を読み込み、その内規定レベルV
t（例えば1V）より低い値となった回数Ｌを計数し、回
数Ｌが規定回数Ｎ（例えば４回）以上ならば濃度は濃い
と判断してトナー補給は行わず、規定回数Ｎ未満ならば
薄いと判断して新しいトナー補給を行うようにする。そ
して本発明では、上記トナー補給量を決める規定時間ｔ
を、コピーに先立って、例えばテンキー等のコピー枚数
設定部102によって入力されるコピー枚数Ｐによって切
り替えるようにしている。

第３図はコピー枚数Ｐが例えば４枚又はそれより大き
い数に設定されたとき（多数枚コピーのとき）は、連続
コピーとしてトナーＴの補給時間である規定時間ｔを0.
5secとし、コピー枚数Ｐが例えば３枚以下に設定された
とき（少数枚コピーのとき）は間欠コピーとして規定時
間ｔを0.7secに切り替えてトナー補給量を変更する制御
がなされるようにした場合のフローチャートを示してい
る。

以上の方法によって少数枚ずつコピーが行われる間欠
コピー時には、トナーＴの補給時間を長くして補給量を
多くし、リサイクルトナーに対するトナーＴの比率低下
を防止することができる。この方法では、間欠コピー時
にはトナー全体は若干増大するが、充分許容範囲内にあ
り、コピー時にトナーは消費されるので、トナー比率は
徒に増大することはない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明においては、光学的検
知手段で検知された濃度値に基づいて補給手段を制御す
る際、設定枚数が所定枚数未満の場合、所定枚数以上の
場合よりも、補給手段により補給する新しいトナーの補
給量を多くするよう構成しているので、現像手段内の現
像剤におけるリサイクルトナーの比率が新トナーに対し
て異常に高くなることに起因して発生する問題を防止し
するとともに、補給の制御の簡略化及び正確化が図れ、
常に安定した濃度と画質の優れた画像を得ることがで
き、更に、トナー回収容器を設ける必要がない等の優れ
た効果を奏することとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した画像形成装置の一例の構成を
示す断面図、第２図は第１図の標準票板の反射濃度測定
時のセンサーの出力の一例を示す図、第３図は本発明の
トナー補給制御の一例を示すフローチャートである。 10……感光体ドラム、11……帯電器 12……除電器、22……標準票板 24A〜24D……ミラー、25……主レンズ 26……第１ミラーユニット 27……第２ミラーユニット 30……現像器、34……ホッパー 35……トナー補給ローラ 40……センサー、100……制御部 101……コピー釦、102……コピー枚数設定部 Ｄ……原稿、Ｔ……トナー

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−57365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−138576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−50550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−148080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−57361（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−294881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−177172（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−39252（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−97755（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540 G03G 15/08 - 15/095 G03G 13/08 - 13/095

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、 前記像担持体上に形成された潜像を現像し、トナー像を
   形成する現像手段と、 前記像担持体上に形成されたトナー像を転写する転写手
   段と、 前記転写手段による転写後に、前記像担持体上に残留し
   たトナーを除去するクリーニング手段と、 前記クリーニング手段で回収したトナーを、前記現像手
   段に戻すリサイクル手段と、 設定枚数を入力する枚数設定部と、 前記現像手段に新しいトナーを補給する補給手段と、 前記像担持体上に形成された基準濃度のトナー像の濃度
   値を検知する光学的検知手段と、 現像手段内に新しいトナーの補給を行うために、前記光
   学的検知手段で検知された濃度値に基づいて前記補給手
   段を制御する制御手段と、 を有する画像形成装置において、 前記制御手段は、前記光学的検知手段で検知された濃度
   値に基づいて前記補給手段を制御する際、前記設定枚数
   が所定枚数未満の場合、所定枚数以上の場合よりも、新
   しいトナーの補給量を多くすることを特徴とする画像形
   成装置。