JP3794526B2 - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に適用される画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、帯電されたトナーを現像装置によって静電潜像担持体（感光体）上の静電潜像に静電的に供給して現像し、その現像されたトナー像を転写紙に転写した後、定着して画像を形成するものがある。このような画像形成装置においては、転写後の静電潜像担持体上に残ったトナーをクリーニング装置で回収し、再度、現像装置に搬送して再利用するもの（以下では、これをトナーリサイクル、再利用されるトナーをリサイクルトナーと言う）が提供されている。
【０００３】
この種のトナーリサイクルを行う装置においては、リサイクルトナーの供給率をコピーモードに応じて変化させたり、画像形成条件を制御したり、センサによって感光体ドラム上のカブリトナー量を検出し、それに基づきトナー供給量をコントロールして画像品質を損なわないようにする技術が提案されている（例えば、特許第２６６８５２７号公報、特公平５−５９４２８号公報、特公平４−５４９５５号公報、米国特許第５，６０４，５７５号明細書、米国特許第５，４９３，３８２号明細書参照）。
【０００４】
すなわち、特許第２６６８５２７号公報には、回収トナーを収容するトナー回収室と、現像室に連通したトナー収容室と、前記トナー回収室に回収されたトナーをトナー収容室に導くトナー再供給手段とを有し、画像形成回数に応じて画像生成条件を調整し、もって、使用によるトナーの特性変化に起因する画質の低下を押えるものが示されている。また、特公平５−５９４２８号公報には、感光体上の残留トナー画像濃度を測定し、測定値により現像装置へのリサイクルトナー／トナー補給装置からのトナー補給量を制御するものが示されている。また、特公平４−５４９５５号公報には、回収トナーを現像装置及び回収容器へ搬送する搬送経路を有し、その途中に設けられた弁で再利用するトナーの比率を可変させ、一定連続枚数以下の場合は還元比率を０もしくは通常よりも低くするものが示されている。
【０００５】
また、米国特許第５，６０４，５７５号明細書には、回収トナーを一時収容室へ搬送し、廃棄部までトナー搬送する第１搬送手段と、補給手段までトナー搬送する第２搬送手段とを有し、ＡＩＤＣ（オート・イメージ・デンシティ・コントロール）センサにより感光体上の画像濃度を検出し、その検出値に応じて予め設定された新トナー／回収トナー補給量を選択し、それに基づき搬送手段を制御するものが示されている。また、米国特許第５，４９３，３８２号明細書には、リサイクルトナーと新トナーの供給率を制御する制御手段を有し、制御手段はＡＴＤＣ（オート・トナー・デンシティ・コントロール）センサの出力に応じて、全体のトナー中のリサイクルトナー率を制御し、ＡＩＤＣセンサの出力に応じて、トナー補給量を制御することで、現像能力が劣る時、リサイクルトナーの補給量を少なくして、新トナーの補給量を多くするもの（現像剤中のトナー濃度を可変するものではない）が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リサイクルトナーには、特性が劣化して十分に帯電されないために、被転写材（用紙など）に転写されずに静電潜像担持体上に残っていた帯電不良トナーや、用紙搬送時に用紙から発生する粉（以後、これを紙粉と呼ぶ）が含まれており、このような帯電不良トナーや紙粉が再度現像装置に供給されると、トナー帯電機能が十分に作用せず、地肌カブリや機内汚染を起こすことがある。上述した従来装置では、それら問題に適切に対応できるようになっていない。また、上記問題は現像剤中のトナー濃度が高いほど生じ易くなる。かといって、トナー濃度を低くして使用すると、画像濃度低下を引き起こすので、帯電電位・現像バイアス等を高電位に設定する必要があるが、その場合、キャリアの付着、画像品質の低下、リーク等の問題を生じることから、それらを制御するための構成は繁雑なものとなる。
【０００７】
本発明の目的は、回収トナーの搬送手段を制御した結果であるリサイクルトナー供給率に応じて現像剤中の基準トナー濃度を制御することにより、高品質な画像を維持し、制御手段も簡素化することが可能な画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、画像の作像条件に応じてリサイクルトナー供給率を任意に可変可能で、安定画像が得られる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、画像担持体と、前記画像担持体の表面を清掃する清掃手段と、前記画像担持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、前記現像装置にトナーを供給するトナー供給手段と、前記清掃手段により回収したトナーのうち所定のリサイクルトナー供給率に応じた量のトナーを前記現像装置に搬送する搬送手段と、前記リサイクルトナー供給率を設定する制御手段と、からなり、
前記制御手段は、所定の基準トナー濃度に基いて前記トナー供給手段を駆動して前記現像装置内の現像剤中のトナー濃度を制御するとともに、前記リサイクルトナー供給率が高くなるほど前記基準トナー濃度が低くなるように前記基準トナー濃度を設定するものである。
【０００９】
上記構成においては、トナー供給手段が駆動されて現像装置内の現像剤中のトナー濃度が所定の基準トナー濃度になるように制御されるとともに、リサイクルトナー供給率が高くなるほど基準トナー濃度が低くなるように基準トナー濃度を設定する。つまり、リサイクル率が高い場合は、現像剤（新トナー）供給量を減らしてトナー濃度を低くする。こうして、最も画像品質の向上に寄与率が高い現像剤中の基準トナー濃度を制御するため、装置の簡素化を図りつつ、高品位の画像形成が行える。
【００１０】
また、請求項２の発明は、上記請求項１に記載の構成において、制御手段は、前記画像担持体の前回のカブリトナーレベルと今回のカブリトナーレベルとの相対値に応じて、リサイクルトナー供給率を設定するものである。これにより、安定画像が得られる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、画像担持体と、前記画像担持体の表面を清掃する清掃手段と、前記画像担持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、前記現像装置にトナーを供給するトナー供給手段と、前記清掃手段により回収したトナーのうち所定のリサイクルトナー供給率に応じた量のトナーを前記現像装置に搬送する搬送手段と、前記リサイクルトナー供給率を設定する制御手段と、からなる画像形成装置の制御方法であって、前記制御手段により、所定の基準トナー濃度に基いて前記トナー供給手段を駆動して前記現像装置内の現像剤中のトナー濃度を制御するステップと、前記リサイクルトナー供給率が高くなるほど前記基準トナー濃度が低くなるように前記基準トナー濃度を設定するステップと、からなるものである。この方法においては、上記請求項１と同等の作用が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面を参照して説明する。ここでは、一般的な電子写真プロセスを用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置について説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態による画像形成装置のプロセス部を示す。感光体ドラム１（画像担持体）は外周部に感光層を有し、駆動モータ１３Ａによってドラム軸１ｓの回りに矢印ａ方向に回転駆動される。感光体ドラム１が回転すると、帯電チャージャ２が感光体ドラム１の表面を一様に帯電させ、図示しない露光装置からの光（ｌｍ）が感光体ドラム１表面の電荷を逃がし、電荷の残った静電潜像に現像装置３（現像手段）がトナーを静電吸着させる。転写・分離装置４の転写チャージャ４Ａは図示しない給紙装置から給紙された用紙（被転写材）に感光体ドラム１上のトナーを転写し、トナー像が転写された用紙を分離装置４Ｂによって感光体ドラム１より用紙を分離し、図示しない定着装置によりトナー像が用紙に定着される。また、感光体ドラム１上に残った約１０％のトナーはクリーニング装置５（清掃手段）で回収され、メインイレーサ６によって感光体ドラム１上の電荷は全て取り除かれ、次のコピー動作に備えるように構成されている。
【００１５】
次に、このような画像形成装置におけるトナーリサイクルを選択的に行うようにしたリサイクル装置について説明する。リサイクル装置は、クリーニング装置５で回収されたトナーを廃棄トナー容器１２（第１の部位）もしくは現像装置３のリサイクルトナー供給口３Ｂ（第２の部位）に選択的に搬送するために、第１搬送手段８Ａ、及び第２搬送手段８Ｂを備えている。感光体ドラム１及び現像装置３は駆動装置１３の駆動モータ１３Ａにより駆動される。第１搬送手段８Ａ、及び第２搬送手段８Ｂは、駆動モータ１３Ａとは別の駆動モータ１３Ｂによって駆動され、駆動モータ１３Ｂの正回転／逆回転によって、クリーニング装置５で回収されたトナーを、廃棄する（矢印ｃ方向）か、リサイクルする（矢印ｂ方向）かを行う。第１搬送手段８Ａと第２搬送手段８Ｂとの駆動連結部分（図２）には、回収トナーを廃棄する時にトナー詰まりしないように、１ウェイクラッチ１３Ｃが設けられ、駆動が伝わらない構成になっている。第１実施形態によるリサイクル装置での回収トナーの廃棄又はリサイクル搬送路は図２５（ａ）に示すごとくになる。搬送手段には、例えば、回転駆動されるスパイラル状の部材を用いることができる。
【００１６】
図４、図５は、第２の実施形態による画像形成装置のプロセス部を示す。プロセス部の構成は、上記と同等であり、トナーのリサイクル装置の構成が相違する。リサイクル装置は、第１搬送手段８Ａ、及び第２搬送手段８Ｂの他に、廃棄トナー容器１２へ回収トナーを搬送する第３搬送手段８Ｃ、及び現像装置３下部に設けられた磁気ブラシ３Ｃの回転によって帯電不良トナーをエアーの力でトナー回収するトナー吸収ダクト３Ｆ（図には側面のみが示されている）を備えている。第１搬送手段８Ａ、及び第２搬送手段８Ｂは、感光体ドラム１と現像装置３を駆動する駆動モータ１３Ａによって、現像装置３へトナーリサイクルする方向（図５の矢印ｂ方向）のみに回転駆動される。第２搬送手段８Ｂの搬送路の途中には切換え弁８Ｄ（図２５（ｂ））が設けられ、この切換え弁の切換えにより、リサイクルトナーを現像装置３のリサイクルトナー供給口３Ｂへ搬送するか、現像装置３下部に設けられた磁気ブラシ３Ｃの回転によって帯電不良トナーをエアーの力でトナー回収するトナー吸収ダクト３Ｆ（図には側面のみが示されている）内に設けられたトナー廃棄口（第３搬送手段８Ｃに連なる）へ搬送する。
【００１７】
また、上記トナー吸引ダクト３Ｆ内には、風力センサ３Ｇや重量センサ３Ｈと、廃棄トナー容器１２へトナー搬送するための第３搬送手段８Ｃが設けられている。風力センサ３Ｇ及び重量センサ３Ｈの各センサ出力とトナー吸引量は、図１６、図１７に示すような関係にある。そこで、第３搬送手段８Ｃは、センサ出力によりトナー吸引力の能力低下が検知される前や、ある一定量のトナーがトナー吸引ダクト３Ｆ内に溜まった時や、図示しない電子カウンタで計測されたコピー枚数が設定数に達した時に、エアーの力で回収したトナーとリサイクルトナーとを一緒に廃棄トナー容器１２へ搬送するようにしている。上記のように構成された第２の実施形態によるリサイクル装置での回収トナーの廃棄又はリサイクル搬送路は図２５（ｂ）に示すごとくになる。
【００１８】
なお、上記第１及び第２実施形態におけるクリーニング装置５により回収したトナー（回収物）を廃棄トナー容器１２（第１の部位に相当し、回収ボックス等を含む）に搬送する搬送手段８Ａ（第１実施形態）、８Ａ〜８Ｃ（第２実施形態）が、請求項でいう第１の搬送手段に相当し、回収トナーをリサイクルトナー供給口３Ｂ（第２の部位に相当し、トナーホッパーや現像器を含む）に搬送する搬送手段８Ａ，８Ｂが、請求項でいう第２の搬送手段に相当する。また、これら第１及び第２の搬送手段を制御する手段を第１の制御手段と称し、新しい現像剤（トナー）を供給するサブホッパー１０等が、請求項でいう現像剤供給手段に相当し、これを制御する手段を第２の制御手段と称している。これら第１及び第２の制御手段は後述のマイクロコンピュータ２１（図７）により構成され、また、後述する作像条件に応じた第１の制御手段の制御、及び第１の制御手段の制御結果に応じた第２の制御手段の制御もマイクロコンピュータ２１により行われる。
【００１９】
次に、現像装置３について、ここでは、トナーとキャリアで構成される２成分現像剤を用いる現像装置３について説明する。現像装置３は、後述するリサイクルトナー供給率に応じたリサイクルトナーを搬入するリサイクルトナー供給口３Ｂと、現像剤中のトナーを帯電させるバケットローラ３Ｄと、感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを供給する磁気ブラシ３Ｃと、磁気ブラシ３Ｃへの現像剤搬送量を規制する規制ブレード３Ｄと、現像装置３内の現像剤中のトナー濃度を検出するためのＡＴＤＣセンサ３Ａとが設けられ、現像装置３の上部には新トナーを補給するサブホッパー１０と、サブホッパー１０内のトナー残量を検出する図示しない残量検知センサと、現像装置３に新トナーを補給する補給ローラ１０Ｂとが設けられている。ＡＴＤＣセンサ３Ａの検出値に応じて、サブホッパー１０より新トナーが現像装置３へ補給され、また、図示しない残量検出センサの検出値に応じて図示しないトナーボトルよりサブホッパー１０の新トナー供給口１０Ａに新トナーが供給される構成とされている。
【００２０】
次に、転写補助装置１１について説明する。第１及び第２実施形態として図１及び図４に示したように、転写補助装置１１は、転写前チャージャ１１Ａと転写前イレーサ１１Ｂと、光量検出センサ１１Ｃと、ガイド部材１１Ｄとから構成される。転写前チャージャ１１Ａは、コロトロン方式を用いてＡＣ＋ＤＣバイアスの電圧を印加し、転写装置４Ａの転写効率を高めるように、感光体ドラム１上のトナー像にトナーと同極性側の電荷を与え（図１４）、転写前イレーサ１１Ｂは、感光体ドラム１上の電荷を減衰させ、感光体ドラム１と感光体ドラム１上のトナー像との吸着力を低下させ、転写効率を高める（図１５）と共に、分離装置４Ｂで用紙を分離しやすいように感光体ドラム１と用紙との吸着力を低下させ分離性能を高めている。また転写前イレーサ１１Ｂには、光量検出センサ１１Ｃが配置され、同センサの検出値に応じて電源電圧を調整し光量を一定に保つようにしている。
【００２１】
図７は、画像形成装置の制御部のブロック構成を示す。同図において、マイクロコンピュータ２１は、制御手段をなすＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭを備え、このマイクロコンピュータ２１には、上記の感光体ドラム１や帯電チャージャ２の他に、露光装置２２、定着装置２４、トナー吸引ファン２５、ソレノイド２６、操作パネル２７等の各種機能部品が接続されている。
【００２２】
図８（ａ）は、マイクロコンピュータ２１による全体処理のフローチャートである。マイクロコンピュータ２１は初期設定（＃１）、内部タイマスタート（＃２）の後、入出力処理（＃３）、複写処理（＃４）、リサイクルトナー処理（＃５）、その他の処理（＃６）を実行し、内部タイマが終了（＃７）になると、＃２に戻り、再度上記と同じ処理を行う。こうして、所定期間経過毎に、リサイクルトナー処理が処理されるので、適切なリサイクル動作が行える。
【００２３】
図８（ｂ）はリサイクルトナー処理のフローチャートである。以下に、リサイクルトナー供給率の決定制御について説明する。マイクロコンピュータ２１は、作像条件の変化に適切に追従し得るように、予め設定されているコピー枚数に達したコピー動作終了後に（＃１１）、クリーニング装置５下部に設置したＡＩＤＣセンサ７によって感光体ドラム１上のカブリトナーを検出する動作を行う（＃１２）。ＡＩＤＣセンサ７出力と感光体ドラム上のカブリトナーレベルの関係は図１３に示すごとくであり、カブリトナー検出は次のようにして行う。感光体ドラム１の裸面状態時（トナーを現像させないようにした状態）において、ＡＩＤＣセンサ７に一定電流を流し、センサ出力がある一定電圧になるようにＡＩＤＣセンサ７の制御基板の抵抗値を選択し、選択された抵抗値と前回選択された抵抗値とを比較し（＃１３）、その差に応じて図１８に示すような予め設定されているリサイクルトナー供給率設定値を選択する（＃１４）。例えば、リサイクル供給率の標準設定が１００％であって前記抵抗値差が７デューティであった時には、リサイクルトナー供給率を７５％に変更するようにする。その設定は、フラグセットにより行われる。
【００２４】
さらに、マイクロコンピュータ２１は、次のような各種の作像条件に応じて、最終的なリサイクルトナー供給率を決定する（＃１５）。すなわち、操作パネル２７よりマイクロコンピュータ２１に対して用紙の種類（酸性紙、中性紙、リサイクル紙等）を入力可能とされ、図２０に示すような紙種に応じた設定が成された係数、もしくは、露光装置２２内に設けられた図示しない原稿濃度検出センサで上記所定コピー枚数の間にコピーされた総合原稿濃度を検出し、図２１に示すような総合原稿濃度に応じた設定が成された係数、もしくは新トナーが収納されたボトル１本あたりのコピー枚数を検出する検出装置によりトナー消費量を算出し、図２２に示すような算出値に応じた設定が成された係数、のいずれか１つ以上の係数を、上記ＡＩＤＣセンサ７によって選択されたリサイクルトナー供給率に掛け合わせて最終的なリサイクルトナー供給率を決定する（決定手段）。
【００２５】
例えば、リサイクルトナー供給率が７５％、用紙係数が０．５である時は、最終的リサイクルトナー供給率を３７．５％（＝７５％×０．５）とし、また、リサイクルトナー供給率が５０％、用紙係数が１．０、原稿濃度係数が０．８、トナー消費量係数が０．６である時は、最終的リサイクルトナー供給率を２４％（＝５０％×１．０×０．８×０．６）とするようにする。最終的リサイクルトナー供給率（リサイクル率）は、上記のような所定の各種作像条件に応じて決められる。ここに、作像条件がリサイクルトナーの劣化を考慮したある基準レベルを越えると、リサイクル率が低くなるようにフラグはセットされる。
【００２６】
また、コピー動作以外の時、操作パネル２７より入力される強制トナー補給、ドラムドライ（感光体ドラム１のリフレッシュモード）時、コピー動作中に現像剤中のトナー濃度が著しく低下した時にコピー動作を中断して強制トナー補給する時、定着性能を確保するためコピー生産性を落とす制御（ＣＰＭ）時のいずれかの時には、現像装置３が強制駆動される、又は駆動時間が長くなり、現像装置３のトナー帯電能力が向上するため、上述した最終的なリサイクルトナー供給率よりも多くする（例えば、５０％から７５％にする）かフルリサイクルするようにする。
【００２７】
上記ＡＴＤＣセンサ３Ａは、図９に示すように、現像剤中のトナー濃度が低くなると、センサ出力が高くなるような特性を持つので、センサのある基準電圧（ゾーンで持っていてもよい）に対してセンサ出力電圧が高くなった時に、トナーを補給するように制御することができる。現像剤中のトナー濃度やリサイクルトナー供給率に対する地肌カブリレベルの関係は図１０、図１１に示すごとくであり、また、一定濃度の画像を得るための現像剤中のトナー濃度と感光体表面電位の関係は、図１２に示すごとくである。ここに、リサイクルトナー供給率が少ない時もしくは現像剤中のトナー濃度が低い時には、現像能力が高く帯電電位を低く設定できるが、地肌カブリやトナー粉煙等の問題が起こり、逆に、リサイクルトナー供給率が多い時もしくは現像剤中のトナー濃度が高い時には、現像能力が低く帯電電位を高く設定する必要があり、リーク、画像品質低下等の問題が起こる。そこで、図１９に示すように、リサイクルトナー供給率が多い時には現像剤中のトナー濃度を低く設定し、リサイクルトナー供給率が少ない時には現像剤中のトナー濃度を高く設定するように、リサイクルトナー供給率に応じてＡＴＤＣセンサ３Ａの基準制御電圧を変化させ（図８（ｂ）の＃１６でＹＥＳ、＃１７）、現像剤中の基準トナー濃度を制御する。これにより、現像装置３の最適なパラメータ設定を行うことが可能となる。また、現像剤中のトナー濃度を一気に変動させると画像品質が安定しないため、１回あたりの現像剤中のトナー濃度変更幅を制限するようにしている。
【００２８】
さらに、転写補助装置１１の動作を説明する。転写補助装置１１は、上述したように、転写効率と分離性能を高めるように機能するが、感光体ドラム１上にカブリトナーが存在すると、カブリトナーにも電荷が与えられるため、カブリトナーも用紙に転写されて、地肌の汚いコピーとなってしまう。その対策として、転写補助装置１１の制御設定値をリサイクルトナー供給率に応じて変更する（＃１８）。すなわち、図２３に示すように、リサイクルトナー供給率が多い時には転写前チャージャ１１Ａの出力値を低く、もしくはオフするように設定し、転写前イレーサ１１Ｂの光量を増加させる。逆に、リサイクルトナー供給率が少ない時には、転写前チャージャ１１Ａの出力値を高く設定し、転写前イレーサ１１Ｂの光量を減少させる。このような制御設定値の選択的な切換えにより、カブリトナーの用紙への転写を防ぐことができる。
【００２９】
また、図６は第３実施例による画像形成装置のプロセス部を示す。この実施形態において、第１実施形態とは転写補助装置１１が相違するだけであって、第１実施形態での転写前チャージャ１１Ａ、光量検出センサ１１Ｃを有しておらず、ＬＥＤアレイから成る転写前イレーサ１１Ｅ（ＬＥＤ１），１１Ｆ（ＬＥＤ２）のみが設けられ、転写前イレーサ１１Ｆは転写前イレーサ１１Ｅよりも輝度が高く設定されている。図２４に示すように、リサイクルトナー供給率が多い時には、転写前イレーサ１１Ｅ，１１Ｆの両方を点灯させ光量を増加させるが、リサイクルトナー供給率が少ない時には、転写前イレーサ１１Ｅのみ点灯させ光量を減少させる。このような選択的切換えにより、カブリトナーを転写させないようにすることが可能となる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、リサイクル率の切替えは、搬送手段による回収物（トナー等）の搬送にタイムラグが生じるので、そのタイムラグを考慮して制御してもよい。また、上記実施形態では、感光体ドラム１上の残留トナーを回収する場合を示したが、感光体ドラム１に限られず、感光体ベルトや中間転写ドラム／ベルトのトナーをクリーニングして回収する場合でもよい。また、クリーニング装置５において、トナー回収はブレードを用いて行うのみならず、ブラシやローラ、又はそれらの複合で行うものであっても構わない。また、現像装置３の構成も各種の形態を採用し得る。作像条件は、被転写材の種類、画像の黒白比、ドットカウント値、原稿濃度、現像トナー消費量、画像形成枚数、プリントモード、環境などが挙げられる。これらの値が所定の基準レベルを越えると、リサイクル率（第２の搬送を第１の搬送よりも少なくする）を低くする。この基準レベルは、テーブルで持っていてもよく、また、計算式で求めてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように請求項１乃至請求項３の発明によれば、回収トナーのリサイクル率に応じて現像剤中の基準トナー濃度を制御するようにしたので、比較的簡単な制御構成でもって、リサイクル率が変わっても安定して高品質な画像を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態による画像形成装置のプロセス部の構成図。
【図２】 第１実施形態におけるリサイクル装置の第２搬送手段の上面図。
【図３】 第１実施形態におけるリサイクル装置のトナー廃棄部の上面図。
【図４】 本発明の第２実施形態による画像形成装置のプロセス部の構成図。
【図５】 第２実施形態におけるリサイクル装置のトナー廃棄部の上面図。
【図６】 本発明の第３実施形態による画像形成装置のプロセス部の構成図。
【図７】 本発明の実施形態における制御部のブロック図。
【図８】 （ａ）は本発明の実施形態における制御全体のフローチャート、（ｂ）はリサイクルトナー処理のフローチャート。
【図９】 本発明の実施形態における現像剤中のトナー濃度とＡＴＤＣセンサ出力との関係図。
【図１０】 本発明の実施形態における現像剤中のトナー濃度と地肌カブリレベルとの関係図。
【図１１】 本発明の実施形態におけるリサイクルトナー供給率と地肌カブリレベルとの関係図。
【図１２】 本発明の実施形態における現像剤中のトナー濃度と画像濃度を確保するための感光体ドラム表面電位との関係図。
【図１３】
本発明の実施形態における感光体ドラム上のカブリトナーレベルとＡＩＤＣセンサ出力との関係図。
【図１４】 本発明の実施形態における転写前チャージャ出力と転写効率との関係図。
【図１５】 本発明の実施形態における転写前イレーサ光量と転写効率との関係図。
【図１６】 本発明の実施形態におけるトナー吸引量と風力センサ出力との関係図。
【図１７】 本発明の実施形態におけるトナー吸引量と重量センサ出力との関係図。
【図１８】 本発明の実施形態におけるＡＩＤＣセンサ検出値とリサイクルトナー供給率との設定テーブルを示す図。
【図１９】 本発明の実施例におけるリサイクルトナー供給率と現像剤中のトナー濃度との設定テーブルを示す図。
【図２０】 本発明の実施形態における用紙種類係数の設定テーブルを示す図。
【図２１】 本発明の実施形態における原稿濃度係数の設定テーブルを示す図。
【図２２】 本発明の実施形態のおけるトナー消費量係数の設定テーブルを示す図。
【図２３】 第１又は第２実施形態におけるリサイクルトナー供給率と転写補助出力との設定テーブルを示す図。
【図２４】 第３実施形態におけるリサイクルトナー供給率と転写前イレーサ出力との設定テーブルを示す図。
【図２５】 （ａ）は第１実施形態における搬送経路を示す図、（ｂ）は第２実施形態における搬送経路を示す図。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
３ 現像装置
３Ａ ＡＴＤＣセンサ
３Ｂ リサイクルトナー供給口
３Ｆ トナー吸引ダクト
５ クリーニング装置
７ ＡＩＤＣセンサ
８Ａ 第１搬送手段
８Ｂ 第２搬送手段
８Ｃ 第３搬送手段
１０ サブホッパー
１０Ａ 新トナー供給口
１０Ｂ 補給ローラ
１１ 転写補助装置
１２ 廃棄トナー容器
１３ 駆動装置
１３Ａ 感光体ドラム・現像装置の駆動モータ
１３Ｂ リサイクル装置の駆動モータ
２１ マイクロコンピュータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に適用される画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、帯電されたトナーを現像装置によって静電潜像担持体（感光体）上の静電潜像に静電的に供給して現像し、その現像されたトナー像を転写紙に転写した後、定着して画像を形成するものがある。このような画像形成装置においては、転写後の静電潜像担持体上に残ったトナーをクリーニング装置で回収し、再度、現像装置に搬送して再利用するもの（以下では、これをトナーリサイクル、再利用されるトナーをリサイクルトナーと言う）が提供されている。
【０００３】
この種のトナーリサイクルを行う装置においては、リサイクルトナーの供給率をコピーモードに応じて変化させたり、画像形成条件を制御したり、センサによって感光体ドラム上のカブリトナー量を検出し、それに基づきトナー供給量をコントロールして画像品質を損なわないようにする技術が提案されている（例えば、特許第２６６８５２７号公報、特公平５−５９４２８号公報、特公平４−５４９５５号公報、米国特許第５，６０４，５７５号明細書、米国特許第５，４９３，３８２号明細書参照）。
【０００４】
すなわち、特許第２６６８５２７号公報には、回収トナーを収容するトナー回収室と、現像室に連通したトナー収容室と、前記トナー回収室に回収されたトナーをトナー収容室に導くトナー再供給手段とを有し、画像形成回数に応じて画像生成条件を調整し、もって、使用によるトナーの特性変化に起因する画質の低下を押えるものが示されている。また、特公平５−５９４２８号公報には、感光体上の残留トナー画像濃度を測定し、測定値により現像装置へのリサイクルトナー／トナー補給装置からのトナー補給量を制御するものが示されている。また、特公平４−５４９５５号公報には、回収トナーを現像装置及び回収容器へ搬送する搬送経路を有し、その途中に設けられた弁で再利用するトナーの比率を可変させ、一定連続枚数以下の場合は還元比率を０もしくは通常よりも低くするものが示されている。
【０００５】
また、米国特許第５，６０４，５７５号明細書には、回収トナーを一時収容室へ搬送し、廃棄部までトナー搬送する第１搬送手段と、補給手段までトナー搬送する第２搬送手段とを有し、ＡＩＤＣ（オート・イメージ・デンシティ・コントロール）センサにより感光体上の画像濃度を検出し、その検出値に応じて予め設定された新トナー／回収トナー補給量を選択し、それに基づき搬送手段を制御するものが示されている。また、米国特許第５，４９３，３８２号明細書には、リサイクルトナーと新トナーの供給率を制御する制御手段を有し、制御手段はＡＴＤＣ（オート・トナー・デンシティ・コントロール）センサの出力に応じて、全体のトナー中のリサイクルトナー率を制御し、ＡＩＤＣセンサの出力に応じて、トナー補給量を制御することで、現像能力が劣る時、リサイクルトナーの補給量を少なくして、新トナーの補給量を多くするもの（現像剤中のトナー濃度を可変するものではない）が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リサイクルトナーには、特性が劣化して十分に帯電されないために、被転写材（用紙など）に転写されずに静電潜像担持体上に残っていた帯電不良トナーや、用紙搬送時に用紙から発生する粉（以後、これを紙粉と呼ぶ）が含まれており、このような帯電不良トナーや紙粉が再度現像装置に供給されると、トナー帯電機能が十分に作用せず、地肌カブリや機内汚染を起こすことがある。上述した従来装置では、それら問題に適切に対応できるようになっていない。また、上記問題は現像剤中のトナー濃度が高いほど生じ易くなる。かといって、トナー濃度を低くして使用すると、画像濃度低下を引き起こすので、帯電電位・現像バイアス等を高電位に設定する必要があるが、その場合、キャリアの付着、画像品質の低下、リーク等の問題を生じることから、それらを制御するための構成は繁雑なものとなる。
【０００７】
本発明の目的は、回収トナーの搬送手段を制御した結果であるリサイクルトナー供給率に応じて現像剤中の基準トナー濃度を制御することにより、高品質な画像を維持し、制御手段も簡素化することが可能な画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、画像の作像条件に応じてリサイクルトナー供給率を任意に可変可能で、安定画像が得られる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、画像担持体と、前記画像担持体の表面を清掃する清掃手段と、前記画像担持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、前記現像装置にトナーを供給するトナー供給手段と、前記清掃手段により回収したトナーのうち所定のリサイクルトナー供給率に応じた量のトナーを前記現像装置に搬送する搬送手段と、前記リサイクルトナー供給率を設定する制御手段と、からなり、
前記制御手段は、所定の基準トナー濃度に基いて前記トナー供給手段を駆動して前記現像装置内の現像剤中のトナー濃度を制御するとともに、前記リサイクルトナー供給率が高くなるほど前記基準トナー濃度が低くなるように前記基準トナー濃度を設定するものである。
【０００９】
上記構成においては、トナー供給手段が駆動されて現像装置内の現像剤中のトナー濃度が所定の基準トナー濃度になるように制御されるとともに、リサイクルトナー供給率が高くなるほど基準トナー濃度が低くなるように基準トナー濃度を設定する。つまり、リサイクル率が高い場合は、現像剤（新トナー）供給量を減らしてトナー濃度を低くする。こうして、最も画像品質の向上に寄与率が高い現像剤中の基準トナー濃度を制御するため、装置の簡素化を図りつつ、高品位の画像形成が行える。
【００１０】
また、請求項２の発明は、上記請求項１に記載の構成において、制御手段は、前記画像担持体の前回のカブリトナーレベルと今回のカブリトナーレベルとの相対値に応じて、リサイクルトナー供給率を設定するものである。これにより、安定画像が得られる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、画像担持体と、前記画像担持体の表面を清掃する清掃手段と、前記画像担持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、前記現像装置にトナーを供給するトナー供給手段と、前記清掃手段により回収したトナーのうち所定のリサイクルトナー供給率に応じた量のトナーを前記現像装置に搬送する搬送手段と、前記リサイクルトナー供給率を設定する制御手段と、からなる画像形成装置の制御方法であって、前記制御手段により、所定の基準トナー濃度に基いて前記トナー供給手段を駆動して前記現像装置内の現像剤中のトナー濃度を制御するステップと、前記リサイクルトナー供給率が高くなるほど前記基準トナー濃度が低くなるように前記基準トナー濃度を設定するステップと、からなるものである。この方法においては、上記請求項１と同等の作用が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面を参照して説明する。ここでは、一般的な電子写真プロセスを用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置について説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態による画像形成装置のプロセス部を示す。感光体ドラム１（画像担持体）は外周部に感光層を有し、駆動モータ１３Ａによってドラム軸１ｓの回りに矢印ａ方向に回転駆動される。感光体ドラム１が回転すると、帯電チャージャ２が感光体ドラム１の表面を一様に帯電させ、図示しない露光装置からの光（ｌｍ）が感光体ドラム１表面の電荷を逃がし、電荷の残った静電潜像に現像装置３（現像手段）がトナーを静電吸着させる。転写・分離装置４の転写チャージャ４Ａは図示しない給紙装置から給紙された用紙（被転写材）に感光体ドラム１上のトナーを転写し、トナー像が転写された用紙を分離装置４Ｂによって感光体ドラム１より用紙を分離し、図示しない定着装置によりトナー像が用紙に定着される。また、感光体ドラム１上に残った約１０％のトナーはクリーニング装置５（清掃手段）で回収され、メインイレーサ６によって感光体ドラム１上の電荷は全て取り除かれ、次のコピー動作に備えるように構成されている。
【００１５】
次に、このような画像形成装置におけるトナーリサイクルを選択的に行うようにしたリサイクル装置について説明する。リサイクル装置は、クリーニング装置５で回収されたトナーを廃棄トナー容器１２（第１の部位）もしくは現像装置３のリサイクルトナー供給口３Ｂ（第２の部位）に選択的に搬送するために、第１搬送手段８Ａ、及び第２搬送手段８Ｂを備えている。感光体ドラム１及び現像装置３は駆動装置１３の駆動モータ１３Ａにより駆動される。第１搬送手段８Ａ、及び第２搬送手段８Ｂは、駆動モータ１３Ａとは別の駆動モータ１３Ｂによって駆動され、駆動モータ１３Ｂの正回転／逆回転によって、クリーニング装置５で回収されたトナーを、廃棄する（矢印ｃ方向）か、リサイクルする（矢印ｂ方向）かを行う。第１搬送手段８Ａと第２搬送手段８Ｂとの駆動連結部分（図２）には、回収トナーを廃棄する時にトナー詰まりしないように、１ウェイクラッチ１３Ｃが設けられ、駆動が伝わらない構成になっている。第１実施形態によるリサイクル装置での回収トナーの廃棄又はリサイクル搬送路は図２５（ａ）に示すごとくになる。搬送手段には、例えば、回転駆動されるスパイラル状の部材を用いることができる。
【００１６】
図４、図５は、第２の実施形態による画像形成装置のプロセス部を示す。プロセス部の構成は、上記と同等であり、トナーのリサイクル装置の構成が相違する。リサイクル装置は、第１搬送手段８Ａ、及び第２搬送手段８Ｂの他に、廃棄トナー容器１２へ回収トナーを搬送する第３搬送手段８Ｃ、及び現像装置３下部に設けられた磁気ブラシ３Ｃの回転によって帯電不良トナーをエアーの力でトナー回収するトナー吸収ダクト３Ｆ（図には側面のみが示されている）を備えている。第１搬送手段８Ａ、及び第２搬送手段８Ｂは、感光体ドラム１と現像装置３を駆動する駆動モータ１３Ａによって、現像装置３へトナーリサイクルする方向（図５の矢印ｂ方向）のみに回転駆動される。第２搬送手段８Ｂの搬送路の途中には切換え弁８Ｄ（図２５（ｂ））が設けられ、この切換え弁の切換えにより、リサイクルトナーを現像装置３のリサイクルトナー供給口３Ｂへ搬送するか、現像装置３下部に設けられた磁気ブラシ３Ｃの回転によって帯電不良トナーをエアーの力でトナー回収するトナー吸収ダクト３Ｆ（図には側面のみが示されている）内に設けられたトナー廃棄口（第３搬送手段８Ｃに連なる）へ搬送する。
【００１７】
また、上記トナー吸引ダクト３Ｆ内には、風力センサ３Ｇや重量センサ３Ｈと、廃棄トナー容器１２へトナー搬送するための第３搬送手段８Ｃが設けられている。風力センサ３Ｇ及び重量センサ３Ｈの各センサ出力とトナー吸引量は、図１６、図１７に示すような関係にある。そこで、第３搬送手段８Ｃは、センサ出力によりトナー吸引力の能力低下が検知される前や、ある一定量のトナーがトナー吸引ダクト３Ｆ内に溜まった時や、図示しない電子カウンタで計測されたコピー枚数が設定数に達した時に、エアーの力で回収したトナーとリサイクルトナーとを一緒に廃棄トナー容器１２へ搬送するようにしている。上記のように構成された第２の実施形態によるリサイクル装置での回収トナーの廃棄又はリサイクル搬送路は図２５（ｂ）に示すごとくになる。
【００１８】
なお、上記第１及び第２実施形態におけるクリーニング装置５により回収したトナー（回収物）を廃棄トナー容器１２（第１の部位に相当し、回収ボックス等を含む）に搬送する搬送手段８Ａ（第１実施形態）、８Ａ〜８Ｃ（第２実施形態）が、請求項でいう第１の搬送手段に相当し、回収トナーをリサイクルトナー供給口３Ｂ（第２の部位に相当し、トナーホッパーや現像器を含む）に搬送する搬送手段８Ａ，８Ｂが、請求項でいう第２の搬送手段に相当する。また、これら第１及び第２の搬送手段を制御する手段を第１の制御手段と称し、新しい現像剤（トナー）を供給するサブホッパー１０等が、請求項でいう現像剤供給手段に相当し、これを制御する手段を第２の制御手段と称している。これら第１及び第２の制御手段は後述のマイクロコンピュータ２１（図７）により構成され、また、後述する作像条件に応じた第１の制御手段の制御、及び第１の制御手段の制御結果に応じた第２の制御手段の制御もマイクロコンピュータ２１により行われる。
【００１９】
次に、現像装置３について、ここでは、トナーとキャリアで構成される２成分現像剤を用いる現像装置３について説明する。現像装置３は、後述するリサイクルトナー供給率に応じたリサイクルトナーを搬入するリサイクルトナー供給口３Ｂと、現像剤中のトナーを帯電させるバケットローラ３Ｄと、感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを供給する磁気ブラシ３Ｃと、磁気ブラシ３Ｃへの現像剤搬送量を規制する規制ブレード３Ｄと、現像装置３内の現像剤中のトナー濃度を検出するためのＡＴＤＣセンサ３Ａとが設けられ、現像装置３の上部には新トナーを補給するサブホッパー１０と、サブホッパー１０内のトナー残量を検出する図示しない残量検知センサと、現像装置３に新トナーを補給する補給ローラ１０Ｂとが設けられている。ＡＴＤＣセンサ３Ａの検出値に応じて、サブホッパー１０より新トナーが現像装置３へ補給され、また、図示しない残量検出センサの検出値に応じて図示しないトナーボトルよりサブホッパー１０の新トナー供給口１０Ａに新トナーが供給される構成とされている。
【００２０】
次に、転写補助装置１１について説明する。第１及び第２実施形態として図１及び図４に示したように、転写補助装置１１は、転写前チャージャ１１Ａと転写前イレーサ１１Ｂと、光量検出センサ１１Ｃと、ガイド部材１１Ｄとから構成される。転写前チャージャ１１Ａは、コロトロン方式を用いてＡＣ＋ＤＣバイアスの電圧を印加し、転写装置４Ａの転写効率を高めるように、感光体ドラム１上のトナー像にトナーと同極性側の電荷を与え（図１４）、転写前イレーサ１１Ｂは、感光体ドラム１上の電荷を減衰させ、感光体ドラム１と感光体ドラム１上のトナー像との吸着力を低下させ、転写効率を高める（図１５）と共に、分離装置４Ｂで用紙を分離しやすいように感光体ドラム１と用紙との吸着力を低下させ分離性能を高めている。また転写前イレーサ１１Ｂには、光量検出センサ１１Ｃが配置され、同センサの検出値に応じて電源電圧を調整し光量を一定に保つようにしている。
【００２１】
図７は、画像形成装置の制御部のブロック構成を示す。同図において、マイクロコンピュータ２１は、制御手段をなすＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭを備え、このマイクロコンピュータ２１には、上記の感光体ドラム１や帯電チャージャ２の他に、露光装置２２、定着装置２４、トナー吸引ファン２５、ソレノイド２６、操作パネル２７等の各種機能部品が接続されている。
【００２２】
図８（ａ）は、マイクロコンピュータ２１による全体処理のフローチャートである。マイクロコンピュータ２１は初期設定（＃１）、内部タイマスタート（＃２）の後、入出力処理（＃３）、複写処理（＃４）、リサイクルトナー処理（＃５）、その他の処理（＃６）を実行し、内部タイマが終了（＃７）になると、＃２に戻り、再度上記と同じ処理を行う。こうして、所定期間経過毎に、リサイクルトナー処理が処理されるので、適切なリサイクル動作が行える。
【００２３】
図８（ｂ）はリサイクルトナー処理のフローチャートである。以下に、リサイクルトナー供給率の決定制御について説明する。マイクロコンピュータ２１は、作像条件の変化に適切に追従し得るように、予め設定されているコピー枚数に達したコピー動作終了後に（＃１１）、クリーニング装置５下部に設置したＡＩＤＣセンサ７によって感光体ドラム１上のカブリトナーを検出する動作を行う（＃１２）。ＡＩＤＣセンサ７出力と感光体ドラム上のカブリトナーレベルの関係は図１３に示すごとくであり、カブリトナー検出は次のようにして行う。感光体ドラム１の裸面状態時（トナーを現像させないようにした状態）において、ＡＩＤＣセンサ７に一定電流を流し、センサ出力がある一定電圧になるようにＡＩＤＣセンサ７の制御基板の抵抗値を選択し、選択された抵抗値と前回選択された抵抗値とを比較し（＃１３）、その差に応じて図１８に示すような予め設定されているリサイクルトナー供給率設定値を選択する（＃１４）。例えば、リサイクル供給率の標準設定が１００％であって前記抵抗値差が７デューティであった時には、リサイクルトナー供給率を７５％に変更するようにする。その設定は、フラグセットにより行われる。
【００２４】
さらに、マイクロコンピュータ２１は、次のような各種の作像条件に応じて、最終的なリサイクルトナー供給率を決定する（＃１５）。すなわち、操作パネル２７よりマイクロコンピュータ２１に対して用紙の種類（酸性紙、中性紙、リサイクル紙等）を入力可能とされ、図２０に示すような紙種に応じた設定が成された係数、もしくは、露光装置２２内に設けられた図示しない原稿濃度検出センサで上記所定コピー枚数の間にコピーされた総合原稿濃度を検出し、図２１に示すような総合原稿濃度に応じた設定が成された係数、もしくは新トナーが収納されたボトル１本あたりのコピー枚数を検出する検出装置によりトナー消費量を算出し、図２２に示すような算出値に応じた設定が成された係数、のいずれか１つ以上の係数を、上記ＡＩＤＣセンサ７によって選択されたリサイクルトナー供給率に掛け合わせて最終的なリサイクルトナー供給率を決定する（決定手段）。
【００２５】
例えば、リサイクルトナー供給率が７５％、用紙係数が０．５である時は、最終的リサイクルトナー供給率を３７．５％（＝７５％×０．５）とし、また、リサイクルトナー供給率が５０％、用紙係数が１．０、原稿濃度係数が０．８、トナー消費量係数が０．６である時は、最終的リサイクルトナー供給率を２４％（＝５０％×１．０×０．８×０．６）とするようにする。最終的リサイクルトナー供給率（リサイクル率）は、上記のような所定の各種作像条件に応じて決められる。ここに、作像条件がリサイクルトナーの劣化を考慮したある基準レベルを越えると、リサイクル率が低くなるようにフラグはセットされる。
【００２６】
また、コピー動作以外の時、操作パネル２７より入力される強制トナー補給、ドラムドライ（感光体ドラム１のリフレッシュモード）時、コピー動作中に現像剤中のトナー濃度が著しく低下した時にコピー動作を中断して強制トナー補給する時、定着性能を確保するためコピー生産性を落とす制御（ＣＰＭ）時のいずれかの時には、現像装置３が強制駆動される、又は駆動時間が長くなり、現像装置３のトナー帯電能力が向上するため、上述した最終的なリサイクルトナー供給率よりも多くする（例えば、５０％から７５％にする）かフルリサイクルするようにする。
【００２７】
上記ＡＴＤＣセンサ３Ａは、図９に示すように、現像剤中のトナー濃度が低くなると、センサ出力が高くなるような特性を持つので、センサのある基準電圧（ゾーンで持っていてもよい）に対してセンサ出力電圧が高くなった時に、トナーを補給するように制御することができる。現像剤中のトナー濃度やリサイクルトナー供給率に対する地肌カブリレベルの関係は図１０、図１１に示すごとくであり、また、一定濃度の画像を得るための現像剤中のトナー濃度と感光体表面電位の関係は、図１２に示すごとくである。ここに、リサイクルトナー供給率が少ない時もしくは現像剤中のトナー濃度が低い時には、現像能力が高く帯電電位を低く設定できるが、地肌カブリやトナー粉煙等の問題が起こり、逆に、リサイクルトナー供給率が多い時もしくは現像剤中のトナー濃度が高い時には、現像能力が低く帯電電位を高く設定する必要があり、リーク、画像品質低下等の問題が起こる。そこで、図１９に示すように、リサイクルトナー供給率が多い時には現像剤中のトナー濃度を低く設定し、リサイクルトナー供給率が少ない時には現像剤中のトナー濃度を高く設定するように、リサイクルトナー供給率に応じてＡＴＤＣセンサ３Ａの基準制御電圧を変化させ（図８（ｂ）の＃１６でＹＥＳ、＃１７）、現像剤中の基準トナー濃度を制御する。これにより、現像装置３の最適なパラメータ設定を行うことが可能となる。また、現像剤中のトナー濃度を一気に変動させると画像品質が安定しないため、１回あたりの現像剤中のトナー濃度変更幅を制限するようにしている。
【００２８】
さらに、転写補助装置１１の動作を説明する。転写補助装置１１は、上述したように、転写効率と分離性能を高めるように機能するが、感光体ドラム１上にカブリトナーが存在すると、カブリトナーにも電荷が与えられるため、カブリトナーも用紙に転写されて、地肌の汚いコピーとなってしまう。その対策として、転写補助装置１１の制御設定値をリサイクルトナー供給率に応じて変更する（＃１８）。すなわち、図２３に示すように、リサイクルトナー供給率が多い時には転写前チャージャ１１Ａの出力値を低く、もしくはオフするように設定し、転写前イレーサ１１Ｂの光量を増加させる。逆に、リサイクルトナー供給率が少ない時には、転写前チャージャ１１Ａの出力値を高く設定し、転写前イレーサ１１Ｂの光量を減少させる。このような制御設定値の選択的な切換えにより、カブリトナーの用紙への転写を防ぐことができる。
【００２９】
また、図６は第３実施例による画像形成装置のプロセス部を示す。この実施形態において、第１実施形態とは転写補助装置１１が相違するだけであって、第１実施形態での転写前チャージャ１１Ａ、光量検出センサ１１Ｃを有しておらず、ＬＥＤアレイから成る転写前イレーサ１１Ｅ（ＬＥＤ１），１１Ｆ（ＬＥＤ２）のみが設けられ、転写前イレーサ１１Ｆは転写前イレーサ１１Ｅよりも輝度が高く設定されている。図２４に示すように、リサイクルトナー供給率が多い時には、転写前イレーサ１１Ｅ，１１Ｆの両方を点灯させ光量を増加させるが、リサイクルトナー供給率が少ない時には、転写前イレーサ１１Ｅのみ点灯させ光量を減少させる。このような選択的切換えにより、カブリトナーを転写させないようにすることが可能となる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、リサイクル率の切替えは、搬送手段による回収物（トナー等）の搬送にタイムラグが生じるので、そのタイムラグを考慮して制御してもよい。また、上記実施形態では、感光体ドラム１上の残留トナーを回収する場合を示したが、感光体ドラム１に限られず、感光体ベルトや中間転写ドラム／ベルトのトナーをクリーニングして回収する場合でもよい。また、クリーニング装置５において、トナー回収はブレードを用いて行うのみならず、ブラシやローラ、又はそれらの複合で行うものであっても構わない。また、現像装置３の構成も各種の形態を採用し得る。作像条件は、被転写材の種類、画像の黒白比、ドットカウント値、原稿濃度、現像トナー消費量、画像形成枚数、プリントモード、環境などが挙げられる。これらの値が所定の基準レベルを越えると、リサイクル率（第２の搬送を第１の搬送よりも少なくする）を低くする。この基準レベルは、テーブルで持っていてもよく、また、計算式で求めてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように請求項１乃至請求項３の発明によれば、回収トナーのリサイクル率に応じて現像剤中の基準トナー濃度を制御するようにしたので、比較的簡単な制御構成でもって、リサイクル率が変わっても安定して高品質な画像を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態による画像形成装置のプロセス部の構成図。
【図２】 第１実施形態におけるリサイクル装置の第２搬送手段の上面図。
【図３】 第１実施形態におけるリサイクル装置のトナー廃棄部の上面図。
【図４】 本発明の第２実施形態による画像形成装置のプロセス部の構成図。
【図５】 第２実施形態におけるリサイクル装置のトナー廃棄部の上面図。
【図６】 本発明の第３実施形態による画像形成装置のプロセス部の構成図。
【図７】 本発明の実施形態における制御部のブロック図。
【図８】 （ａ）は本発明の実施形態における制御全体のフローチャート、（ｂ）はリサイクルトナー処理のフローチャート。
【図９】 本発明の実施形態における現像剤中のトナー濃度とＡＴＤＣセンサ出力との関係図。
【図１０】 本発明の実施形態における現像剤中のトナー濃度と地肌カブリレベルとの関係図。
【図１１】 本発明の実施形態におけるリサイクルトナー供給率と地肌カブリレベルとの関係図。
【図１２】 本発明の実施形態における現像剤中のトナー濃度と画像濃度を確保するための感光体ドラム表面電位との関係図。
【図１３】
本発明の実施形態における感光体ドラム上のカブリトナーレベルとＡＩＤＣセンサ出力との関係図。
【図１４】 本発明の実施形態における転写前チャージャ出力と転写効率との関係図。
【図１５】 本発明の実施形態における転写前イレーサ光量と転写効率との関係図。
【図１６】 本発明の実施形態におけるトナー吸引量と風力センサ出力との関係図。
【図１７】 本発明の実施形態におけるトナー吸引量と重量センサ出力との関係図。
【図１８】 本発明の実施形態におけるＡＩＤＣセンサ検出値とリサイクルトナー供給率との設定テーブルを示す図。
【図１９】 本発明の実施例におけるリサイクルトナー供給率と現像剤中のトナー濃度との設定テーブルを示す図。
【図２０】 本発明の実施形態における用紙種類係数の設定テーブルを示す図。
【図２１】 本発明の実施形態における原稿濃度係数の設定テーブルを示す図。
【図２２】 本発明の実施形態のおけるトナー消費量係数の設定テーブルを示す図。
【図２３】 第１又は第２実施形態におけるリサイクルトナー供給率と転写補助出力との設定テーブルを示す図。
【図２４】 第３実施形態におけるリサイクルトナー供給率と転写前イレーサ出力との設定テーブルを示す図。
【図２５】 （ａ）は第１実施形態における搬送経路を示す図、（ｂ）は第２実施形態における搬送経路を示す図。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
３ 現像装置
３Ａ ＡＴＤＣセンサ
３Ｂ リサイクルトナー供給口
３Ｆ トナー吸引ダクト
５ クリーニング装置
７ ＡＩＤＣセンサ
８Ａ 第１搬送手段
８Ｂ 第２搬送手段
８Ｃ 第３搬送手段
１０ サブホッパー
１０Ａ 新トナー供給口
１０Ｂ 補給ローラ
１１ 転写補助装置
１２ 廃棄トナー容器
１３ 駆動装置
１３Ａ 感光体ドラム・現像装置の駆動モータ
１３Ｂ リサイクル装置の駆動モータ
２１ マイクロコンピュータ
Claims (3)
- 画像担持体と、
前記画像担持体の表面を清掃する清掃手段と、
前記画像担持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、
前記現像装置にトナーを供給するトナー供給手段と、
前記清掃手段により回収したトナーのうち所定のリサイクルトナー供給率に応じた量のトナーを前記現像装置に搬送する搬送手段と、
前記リサイクルトナー供給率を設定する制御手段と、からなり、
前記制御手段は、所定の基準トナー濃度に基いて前記トナー供給手段を駆動して前記現像装置内の現像剤中のトナー濃度を制御するとともに、前記リサイクルトナー供給率が高くなるほど前記基準トナー濃度が低くなるように前記基準トナー濃度を設定することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記画像担持体の前回のカブリトナーレベルと今回のカブリトナーレベルとの相対値に応じて、リサイクルトナー供給率を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 画像担持体と、
前記画像担持体の表面を清掃する清掃手段と、
前記画像担持体表面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、
前記現像装置にトナーを供給するトナー供給手段と、
前記清掃手段により回収したトナーのうち所定のリサイクルトナー供給率に応じた量のトナーを前記現像装置に搬送する搬送手段と、
前記リサイクルトナー供給率を設定する制御手段と、からなる画像形成装置の制御方法であって、
前記制御手段により、所定の基準トナー濃度に基いて前記トナー供給手段を駆動して前記現像装置内の現像剤中のトナー濃度を制御するステップと、
前記リサイクルトナー供給率が高くなるほど前記基準トナー濃度が低くなるように前記基準トナー濃度を設定するステップと、からなることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
Priority Applications (2)
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