JP3807659B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ、プリンタ、複写機として使用される画像形成装置に関するものであり、特に現像器内のトナー担持体からのトナーによって感光体表面を現像後、クリーニング手段によって前記感光体表面から分離した廃トナーを下流側に搬送する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像部分と非画像部分とで構成される１画面上の非画像部分が多い印字密度が低い条件で印字動作を継続した場合、現像装置内のトナーの帯電量が適正値からはずれることがある。例えば、１成分現像剤においては、粒径の小さなトナーがトナー担持体（現像スリーブ）表面に高い帯電量によって保持されるために付着し、他の粒子がトナー担持体との間で摩擦帯電することを阻害され、該トナーの均一な帯電が行われないままに感光体ドラムに飛翔することにより、画像濃度低下やカブリなどが発生する原因となることがある。
【０００３】
そして、このような現象は、印字密度が小さい画像を印字する場合には現像スリーブから感光体ドラムに飛翔するトナーが少ないことからトナー粒子が現像スリ−ブ上に残りやすいことが原因である。
よって、印字密度が小さい画像を印字した場合には、その後に、感光体ドラムを印字密度が高い状態で現像スリーブから感光体ドラムに多量のトナーを飛翔させ、現像スリーブ表面をリフレッシュさせることが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この場合は、次のような問題点を有する。図１に示すように、一般的に感光体ドラム１には、表面上の残留トナーを除去するためにクリーナ６ａを有したクリーニング装置６が配設される。そして、クリーナ６ａで感光体ドラム１表面の残留トナーを掻き取ると該トナーは下方に落下してクリーニング装置内に一旦堆積する。
【０００５】
この堆積されたトナーは、図２に示すようにクリーニング装置６と連通するトナー搬送通路１０内に配設された搬送スクリュー９の回転動作によって左方に搬送されて矢印１１のごとく搬送ベルト１４に載置され、廃トナー容器１５内に集積される。
【０００６】
よって、現像スリーブがリフレッシュされ、クリーニング装置内に一旦堆積されたトナーが廃トナー容器１５に向かって搬出されて、クリーニング装置内のトナー収容容積が減少しつつある状態で次の印字動作を行うと、クリーニング装置内はオーバーフローする場合がある。
つまり、現像スリーブのリフレッシュ後においては、画像形成される印字密度が一番大きい画像を印字する場合には、該画像に対応した残留トナーを一旦堆積するに十分なトナー収納容積に至る前に印字動作を行うと、クリーニング装置内はオーバーフローを起こす。
【０００７】
トナーがオーバーフローしクリーニング装置の入口付近で堆積すると、感光体ドラム表面のクリーニングに支障をきたし、クリーニング不良となるために、現像スリーブのリフレッシュ後においては、必ず搬送スクリュー９の回転動作をさせて該トナーを廃トナー容器に搬送することが必要である。
【０００８】
よって、現像スリーブのリフレッシュ動作の後にはクリーニング装置内に所定量のトナー収容スペースを形成できるように、搬送スクリューを回転させアイドリングを行う必要がある。
しかしながら、トナーがオーバ−フローするか否かは、感光体ドラムにより表面に残留する残留トナーの量により異なる。つまり、次に印字する画像パターンの印字密度が小さいと、感光体ドラム側に飛翔するトナーの量が少なく、残留トナーは少ない。よって、残留トナーが多くなる画一的な画像パタ−ンを想定してアイドリング時間を設定すると現像スリーブのリフレッシュ後は、常に同じ時間だけアイドリングを行い、その後に連続的な印字動作に入ることとなり、次の印字画像によっては無駄な時間待つこととなる。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、現像スリーブのリフレッシュ後において、感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収時間を印字中の印字濃度の増加に応じて短縮する画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、廃トナー搬送手段によって廃トナーを所定時間下流側に搬送する搬送時間を印字中の印字濃度の増加に応じて短縮する画像形成装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、廃トナーの搬送時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度の増加に応じて増加する画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間を前記印字濃度の増加に応じて短縮する第１の制御が存在することを要旨とする。
【００１１】
本第１発明は、現像器内のトナー担持体からのトナーによって感光体表面を現像後、クリーニング手段によって前記感光体表面から分離した廃トナーを下流側に搬送する画像形成装置である。
すなわち、現像器内のトナー担持体（現像スリーブ）からトナーを感光体表面に飛翔させ、現像して形成された感光体表面のトナー層をクリーニング手段によって該表面から廃トナーとして分離し、該廃トナーをクリーニング手段から下流側の例えば、廃トナー容器側に搬送する画像形成装置である。
【００１２】
装置本体内においては、電気制御装置が配置され、所定の期間（例えば、１００枚印字される）における画像データ（１０枚程度）の印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時（例えば、印字濃度３％未満）に、印字動作を中断し、前記トナー担持体表面の所定量（計算された印字濃度によって異なる）のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像する。
【００１３】
これを制御する強制現像手段は、計算された印字濃度によって現像スリーブと感光体間のバイアス電界の印加時間を制御し、現像スリーブからのトナーの飛翔量は前記印加時間を可変することによって制御される。
【００１４】
廃トナーを分離するクリーニング手段は、クリーニングブレードであっても、ブラシ分離手段であっても、磁気的分離手段であってもよいが、該クリーニング手段によって感光体表面から分離された廃トナーは、分離後所定時間下流側に廃トナー搬送手段によって搬送される。該廃トナー搬送手段は、搬送スクリューであってもベルト手段であってもよい。
そして、前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間は前記印字濃度の増加に応じて短縮する。
【００１５】
本第１発明は、前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間は前記印字濃度の増加に応じて短縮しているので、現像スリーブのいわゆるリフレッシュにおいては、トナー回収動作時間は印字濃度に適した時間に設定されているので、印字濃度が高い場合は無駄な時間待つことがない。
【００１６】
また、請求項１記載の発明の要旨は、前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を前記印字濃度の増加に応じて短縮する第２の制御が存在し、前記第１の制御の強制的トナー回収動作時間と第２の制御の廃トナー搬送時間の設定が、画像データの印字濃度計算結果に基づいて夫々個別に設定されることを特徴とする。
かかる技術手段によると、印字濃度の増加によって回収するトナー量が減少するので、廃トナーを下流側に搬送する搬送時間は減少し、該時間を短縮することができる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明の要旨は前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度の増加に応じて増加する第２の制御が存在することを特徴とする。
かかる技術手段によると、現像スリーブのリフレッシュが終わり、引き続き実施する画像パターンの印字密度が小さいと、感光体側に飛翔するトナーは少ないので、残留トナーとして感光体表面から分離される廃トナーは少なくなり、廃トナーの搬送時間は短くてよいが、印字密度が大きくなるに連れて感光体側に飛翔するトナーは増加し、残留トナーとして感光体表面から分離される廃トナーは多くなる。よって、廃トナーの搬送時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度の増加に応じて増加するように構成することにより、クリーニング装置内においてトナーがオーバーフローすることがない。
【００１８】
また、前記廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後に行うように構成することも本第１発明の有効な手段である。
そこで請求項４記載の発明は、第１の制御と、前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度に応じて設定する第２の制御が存在し、前記第２の制御を、引き続き実施する最初の印字終了後に行うことを特徴とすると規定した。
かかる技術手段によると、廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後に行うことによって、次回の印字に対して廃トナーの搬送による待ち時間なしに迅速に印字することができる。
【００１９】
また、前記廃トナー搬送手段による廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字開始前、及び最初の印字終了後と分けて行うように構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、引き続き実施する画像データの印字濃度が大きい場合には、廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字開始前に行うことが望ましい。最初の印字開始前だけではクリーニング装置内に不十分なスペースしかできなくても、最初の印字終了後にも継続して行うことによりクリーニング装置内のトナーのオーバーフローを防止することができる。換言すれば、クリーニング装置の小型化を目論むことができる。
【００２０】
また、前記廃トナー搬送手段による廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後、及び次回の印字開始前と分けて行うことも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後、及び次回の印字開始前と分けて行っているので、印字濃度が大きい画像データの場合でも待ち時間が少なく対処することができる。
【００２１】
また、本第２発明は、感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作の後に、
電源投入もしくはトナー交換等の動作に基づいて前記廃トナー搬送手段を駆動した場合は、
新しく実施する画像データの印字密度が所定値未満のときは、前記廃トナー搬送手段の駆動を再度行わないことを特徴とする。
【００２２】
本第２発明と第１発明との相違点は、第２発明は、現像スリーブがリフレッシュされることによって、強制的にトナー回収がされ、その後の最初の印字開始までに、別の操作によって廃トナー搬送手段が駆動した場合を要件としたことである。
すなわち、本発明では、トナー強制回収後に、トナーを交換したり、または一旦電源を切っ後に再度電源をいれたこと等により廃トナー搬送手段の搬送スクリューの空回しを行い、廃トナー搬送手段の駆動確認が行われるように構成されている。
【００２３】
この確認動作が行われると、廃トナー搬送手段は駆動して廃トナーを搬送するので、改めての廃トナーの搬送は不要である。
よって、最初の印字の開始に先だって行う前記動作に基づいて前記トナー分離の後に実施する画像データの印字密度が所定値未満のときは、廃トナー搬送手段によって前記廃トナーを所定時間下流側に搬送される。改めて最初の印字の開始に先だって廃トナーを搬送することがないので迅速に印字動作を行うことができる。
【００２４】
また、本第３発明は、感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作の後に、
電源投入もしくはトナー交換等の動作により前記廃トナー搬送装置を駆動した場合は、
新しく実施する画像データの印字密度が所定値以上のときは、最初の印字開始前、最初の印字終了後のうち少なくとも一つの時期を選択して、前記廃トナー搬送装置を再度駆動することを特徴とする。
【００２５】
本第３発明と第２発明との相違点は、第３発明は、前記トナー分離の後に実施する最初の印字開始前、最初の印字終了後のうち少なくとも一つの時期を選択して実施する廃トナー搬送手段の再駆動を行うことができる点である。すなわち、前記トナー分離の後に実施する画像データの印字密度が所定値以上のときは、前記廃トナー搬送手段に追加して再度廃トナー搬送手段を駆動することにより前記廃トナーを所定時間下流側に搬送する点である。
【００２６】
かかる本第３発明によると、新たに印字する画像データの印字密度が所定値以上のときは、現像スリーブから感光体に飛翔するトナーが多くなるので、前記廃トナー搬送手段を再度駆動することによって前記廃トナーを所定時間下流側に搬送するために、クリーニング装置内において廃トナーがオーバーフローすることがない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２８】
図１は、本発明に用いられる画像形成装置の概略ブロック構成図、図２は、残留トナーを廃トナー容器側に搬送する要部構成図、図３は、強制トナー回収制御後に、残留トナーを廃トナー容器側に搬送するアイドリング動作の説明図、図４は、強制トナー回収制御後に、引き続き実施するアイドリング動作の説明図、図５は、図３の場合の流れ図、図６は、図４の場合の流れ図である。
【００２９】
図１において、感光体ドラム１のまわりには、帯電器２，露光ユニット３，現像スリーブ７を有する現像器４，転写ローラ５，クリーニング装置６のクリーナ６ａを配置している。該クリーニング装置６には、図示しないが後述する搬送スクリュー９が配設されている。
感光体ドラム１及び現像スリーブ７は、それぞれ図中の矢印方向に回転し、画像形成を行うものとする。
帯電器２により、感光体ドラム上に＋２４０Ｖに均一に帯電させ、露光ユニット３により感光体上に静電潜像の形成を行う。このとき露光後の感光体表面電位は、約＋１０ｖである。
【００３０】
感光体ドラム１と現像スリーブ７との間には交番電界を作用させ、感光体ドラム１の露光部分にトナー像を現像させる。現像された感光体ドラム１のトナー像は、記録媒体８上に転写ローラ５によって転写され、記録媒体搬送方向下流側に配置される定着器（不図示）によって定着される。
このとき、転写ローラ５には、環境や記録媒体の種類・抵抗等によって異なるが本実施の形態では負極性の高圧バイアスを印加する。トナーは、正帯電磁性トナーを用い、トナーの平均粒径ｄは、５．０〜８．０μｍとする。
【００３１】
図２は、残留トナーを廃トナー容器側に搬送する要部構成図である。同図において、図１に記載したクリーニング装置６に連設する廃トナー搬送通路１０内には廃トナーを左方に搬送する搬送スクリュー９が配設され、クリーナ６ａにより感光体ドラム１から削り取られた廃トナーは、搬送スクリュー９上に落下するように構成されている。該搬送スクリュー９の左端は枠体１４ａ内に配置されたベルトコンベア１４の回転駆動軸１２Ａに連結されている。搬送スクリュー９は図示しない駆動源から回転駆動力が伝達され、回転駆動軸１２Ａとともに回転可能に構成されている。
回転駆動軸１２Ａと回転軸１２Ｂとの間にはコンベアベルト１４が巻架され、回転軸１２Ｂ側には、現像器４に図示しない機構でトナーを供給するトナー容器１６と連設された廃トナー容器１５の開口窓１５ａが開設されている。
【００３２】
よって、クリーナ６ａにより感光体ドラム１から削り取られた廃トナーは、搬送スクリュー９が回転することによってクリーニング装置６から廃トナー搬送通路１０の左端１０ａに搬送され、矢印１１のごとくベルトコンベア１４ｂ上に乗せられ回転軸１２Ｂ側に搬送されて、開口窓１５ａから廃トナー容器１５内に集積可能に構成されている。
【００３３】
上記画像形成装置においては、画像データは記憶媒体１枚内の１走査ラインまたは所定ドット数毎に図示しない記憶装置に記憶されている。該画像データを本体内ＣＰＵ（不図示）により、ドット数として計測し、画像上の原稿密度ａｎの測定をし、測定された記憶媒体１枚毎の原稿密度ａ１、ａ２、・・・ａｎの平均原稿密度Ａが３％を下回った場合に、画像形成を中止して、非画像形成状態とし現像スリーブ７上のトナーを感光体ドラム１側に飛翔させて消費するように、現像スリーブ７に交番電界の印加を行う。
【００３４】
現像スリーブ７は定形あるいは不定形粒子によりブラスト処理を施した表面を有し、交番電界としては、ＤＣ電圧に矩形波、三角波、正弦波のＡＣ成分を重畳したものである。
画像印字密度の演算は、１００枚を印字する際に、１０枚毎に原稿の画像ドット数を計数し、１画像ドットの大きさと画像ドット数の積が、印字用紙の大きさに占める割合から求められる計算値を平均して決定した。
前記印字密度に応じて感光体ドラム１に画像形成していないとき（非画像形成時）に現像スリーブ７からトナーを飛翔させてトナー消費を行う。このいわゆるリフレッシュ工程により感光体ドラム１の前記非画像形成時に付着したトナーは感光体ドラム１の回転によりクリーナ６によって削り取られる。この際に前記転写ローラ５にトナーと同極性のＤＣバイアス電圧が印加されるので、転写ローラ５にはトナーが付着することはない。
【００３５】
そして、平均印字密度を算出した後に、感光体ドラム１と現像スリーブ７が駆動状態にあるときにトナー消費が行えるように交番電界制御を行う。この際に、平均印字密度が小さくなると現像スリーブでの残留トナーの量が増え、その残留トナーを剥がすために交番電界の印加時間を長くし、現像スリーブを複数回回転させて感光体ドラム１へトナーを飛翔させる量を多くする必要がある。
【００３６】
次に、図３及び図５の流れ図を用いて、本第１実施の形態の動作を説明する。図５において、印字密度の評価を行い（５０）、画像データの平均印字密度が３％を下回ると（図３）、強制トナー回収が必要であると判断し（５１）、感光体ドラム１に、画像データに則って、露光を行わないで現像スリーブ７を複数回回転させて現像スリーブ７からトナーを感光体ドラム１上に飛翔させる。
感光体ドラム１の表面に付着したトナーは、感光体ドラム１が回転することによりクリーナ６ａにより削り取られクリーニング装置６内に一旦堆積され、現像装置からトナーが強制回収（５２）される。
【００３７】
そして、このトナー強制回収の時間、すなわち、現像スリーブ７から感光体ドラム１へトナーを飛翔させる時間、または両者間に印加される交番電界の印加時間は、強制トナー回収すべしと判断した印字密度により異なる。
印字密度が１．５未満である場合は、強制的にトナーを回収する時間は３秒であり、また、印字密度が高く１．５〜３未満である場合は、感光体ドラム１の表面に付着するトナーが少ないので１秒に設定される。
【００３８】
一方、強制トナー回収時には、感光体ドラム１の回転に同期して、クリーニング装置６と連通するトナー搬送通路１０内に配設された搬送スクリュー９（図２）の回転が始まるが、トナー強制回収時の印字密度が１．５未満であるときは、感光体ドラム１に付着したトナーが多いので、強制的にトナーを回収する時間３秒が終わっても搬送スクリュー９は継続して回転してクリーニング装置６内のトナーを廃トナー容器１５側に搬送し、５秒後に停止する（５４）。
【００３９】
また、トナー強制回収時の印字密度が１．５〜３未満であるときは、強制的にトナーを回収する時間１秒が終わっても搬送スクリュー９は継続して回転してクリーニング装置６内のトナーを廃トナー容器１５側に搬送し、２秒後に停止する（５５）。
次の画像データを印字するときには、該画像データの印字密度により感光体ドラム１表面に残留する残留トナーは影響するが、次の印字前後には搬送スクリュー９は駆動させない。
そして、印字密度が３以上であるときは、搬送スクリュー９の回転は行わない（５６）。
【００４０】
本第１実施の形態は、平均印字密度が３％未満の場合を、現像スリーブにおけるトナーを強制的に回収すべきものとし、印字密度の平均演算後の平均印字密度が小さくなるにつれて強制的にトナーを回収する時間を増加させるとともに、該トナー回収時間が終了しても搬送スクリュー９の回転時間を継続して付加しているので、強制的に回収されたトナーがクリーニング装置内に満杯となって放置されることはなく、次の印字が開始してもクリーニング装置内にトナーがオーバーフローすることがない。
【００４１】
次に、本第１実施の形態の現像装置からトナーを強制回収した後に、次回以後に印字する画像データの印字濃度を加味して搬送スクリュー９の回転時間を付加する第２の実施の形態を説明する。
図６において、印字密度の評価を行い（６０）、画像データの平均印字密度が３％を下回ると（図３）、強制トナー回収が必要であると判断し（６１）、感光体ドラム１に、画像データに則って、露光を行わないで現像スリーブ７を複数回回転させて現像スリーブ７からトナーを感光体ドラム１上に飛翔させる。
感光体ドラム１の表面に付着したトナーは、感光体ドラム１が回転することによりクリーナ６ａにより削り取られクリーニング装置６内に一旦堆積され、現像装置からトナーが強制回収（６２）される。ここまでは、第１実施の形態のステップ５０〜５２と同じである。
【００４２】
一方、強制トナー回収後においては、引き続き印字動作を行う画像パターンは図４に示すように種々の画像パターンが存在する。
（イ）「余白ページ」の場合は、頁数や縁取り線で囲まれたりすることもあり印字密度２％未満である。
（ロ）１頁内に文章が記載される「テキストのみ」の場合は、文章の量にもよるが、文字を形成する線間の余白が多く、略２〜２０％未満である。
（ハ）「テキスト＋画像」の場合は、画像では余白が少ないので略２０〜５０％未満である。
（ニ）「画像が大部分」、また「全体がドット画像」の場合は、略５０〜１００％未満である。
（ホ）「全体がベタ黒」の場合は、略１００％の印字密度となる。
【００４３】
それらの画像パターンをトナー強制回収後に、印字する場合には、印字開始前の状態は、クリーナ６ａによって感光体ドラム１上のトナーを削り取った状態で、搬送スクリュー９が回転を停止している「レディ状態」と、トナーを交換して後、またはトナー強制回収後に一旦電源を切っ後に再度電源をいれたこと等により搬送スクリュー９の空回しが生じた状態のどちらかの状態にある（６３）。
【００４４】
次に、図４を参照して印字密度と画像パターンの相違により、搬送スクリュー９の追加回転を行う場合を説明する。
（搬送スクリューに空回しが生じた状態）
（Ａ） 印字密度が５０％より低い場合では、一度搬送スクリュー９が回転してトナーを廃トナー容器側に搬送しているので、（ａ′）、（ｂ′）及び（ｃ′）に示すように、最初の印字前後、及び、次回の印字開始前ともに搬送スクリュー９の回転を必要としない。
（Ｂ） しかしながら、印字密度が５０％を超えて画像形成時に感光体ドラム１に多くのトナーの飛翔が行われる場合は、（ｄ′）、（ｅ′）、及び（ｆ′）に示すように、最初の印字終了後に搬送スクリュー９の回転を必要とする。
印字密度５０〜１００％未満で、「画像が大部分」の場合は、（ｄ′）に示すように、最初の印字終了後に５秒の搬送スクリュー９の回転を必要とし、
さらに印字密度５０〜１００％未満で、「全体がドット画像」の場合は、（ｅ′）に示すように、最初の印字開始前に５秒、最初の印字終了後に１０秒の搬送スクリュー９の回転を必要とし、
印字密度が略１００％の「全体がベタ黒」の場合は、（ｆ′）に示すように、最初の印字終了後に５秒の搬送スクリュー９の回転が必要となる（６４）。
【００４５】
（搬送スクリュー９が回転を停止している「レディ状態」の場合）
画像パターンをトナー強制回収後に印字する、印字開始前の状態は、クリーナ６ａによって感光体ドラム１上のトナーを削り取った状態で、搬送スクリュー９が空回りしていないので、印字原稿の印字密度及び画像パターンにより、印字動作前後の追加駆動時間を設定する（６５）必要がある。
【００４６】
（Ｃ） 図４の（ａ）に示すように、印字する原稿が印字密度が２未満の余白ページの場合は、強制的にトナーを回収する時間が終われば、追加して搬送スクリュー９の回転を行う必要はないが、
（Ｄ） 印字密度が２以上の場合は、（ｂ）〜（ｆ）に示すように、最初の印字終了に追加して搬送スクリュー９の回転を必要とする。
その場合は、印字密度２〜２０未満で文字文章（テキストのみ）のみの場合は（ｂ）に示すように、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が２秒追加される。
印字密度２０〜５０未満で、画像パターンが「テキスト＋画像」の組み合わせの場合は、（ｃ）に示すように、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が２秒追加される。
【００４７】
（Ｅ） 他方、印字密度が５０以上の場合は、画像パターンによって、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、最初の印字終了後に、選択的に最初の印字開始前、及び次回の印字開始前の搬送スクリュー９の回転が追加される。
印字密度が５０〜１００未満の場合で、画像パターンが「画像が大部分」の場合は、（ｄ）に示すように、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が１０秒追加され、さらに次回の印字開始前の搬送スクリュー９の回転が５秒追加される。
印字密度が略１００で、画像パターンが「全体がベタ黒」の場合は、（ｆ）に示すように、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が５秒追加され、さらに次回の印字開始前の搬送スクリュー９の回転が５秒追加される。
画像パターンが「画像が大部分」の場合は、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が「ベタ黒」の場合よりも多いのは、「画像が大部分」である画像パターンはドットパターンの明暗により電界の変化が大きく現像力が大きいのに対して、画像パターンが「ベタ黒」の場合は全体が電界の変化が無く均一なため表面電位が低く、感光体ドラムへのトナー付着量が少なくなるためである。
【００４８】
しかしながら、印字密度が５０〜１００未満であっても、画像パターンが「全体がドット画像」であるときは、画像パターンが「ベタ黒」の場合より表面電位が高く、（ｅ）に示すように、搬送スクリュー９の回転は、最初の印字開始前が５秒、最初の印字終了後に１０秒、次回の印字開始前に５秒が追加される。
【００４９】
本第２実施の形態は、第１実施の形態と同じように、平均印字密度が３％未満の場合を、現像スリーブにおけるトナーを強制的に回収すべきものとして、印字密度の平均演算後の平均印字密度が小さくなるのにつれて強制的にトナーを回収する時間を増加させている。
しかしながら、その後の処理が異なる。
【００５０】
すなわち、前記強制トナー回収後の印字開始前の状態を、クリーナ６ａによって感光体ドラム１上のトナーを削り取った状態で、搬送スクリュー９が回転を停止している「レディ状態」と、トナーを交換して後、またはトナー強制回収後に一旦電源を切っ後に再度電源をいれたこと等により搬送スクリュー９のアイドリングが生じた状態とのどちらかの状態かを分けるとともに、印字を開始する画像パターンとその印字密度とを条件として搬送スクリュー９の回転時間を継続して付加する時間を異ならせている。
【００５１】
よって、前記強制トナー回収後の搬送スクリュー９の回転時間を一定値とすることなく、上記した条件によって変化させているので、前記強制トナー回収直後に搬送スクリュー９を回転させる必要はなく、前記強制トナー回収直後から印字を開始することができ、待ち時間を短縮することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本第１発明は、強制的に現像スリーブから感光体にトナーを飛翔させ、クリーニング手段によって感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間は前記印字濃度の増加に応じて短縮しているので、現像スリーブのリフレッシュにおいては、トナー回収動作時間は印字濃度に適した時間に設定されているので、印字濃度が高い場合は無駄な時間待つことがない。
【００５３】
また、本第２発明は、最初の印字の開始に先だって行うトナー交換もしくは電源の再投入等の動作に基づいて廃トナー搬送手段が駆動するので、トナー分離の後に実施する新たな画像データの印字密度が所定値未満のときは、改めて最初の印字の開始に先だって廃トナーを搬送することがないので迅速に印字動作を行うことができる。
【００５４】
また、本第３発明によると、新たに印字する画像データの印字密度が所定値以上のときは、現像スリーブから感光体に飛翔するトナーが多くなるので、最初の印字の開始に先だって行うトナー交換もしくは電源の再投入等の動作に基づいて廃トナー搬送手段の駆動に追加して、再度廃トナー搬送手段が駆動するので、クリーニング装置内において廃トナーがオーバーフローすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いられる画像形成装置の概略ブロック構成図である。
【図２】 残留トナーを廃トナー容器側に搬送する要部構成図である。
【図３】 強制トナー回収制御後に、残留トナーを廃トナー容器側に搬送するアイドリング動作の説明図である。
【図４】 強制トナー回収制御後に、引き続き実施するアイドリング動作の説明図である。
【図５】 図５は、図３の場合の流れ図である。
【図６】 図４の場合の流れ図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（感光体）
６ クリーニング装置
６ａ クリーナ（クリーニング手段）
７ 現像スリーブ（トナー担持体）
９ 搬送スクリュー（廃トナー搬送手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ、プリンタ、複写機として使用される画像形成装置に関するものであり、特に現像器内のトナー担持体からのトナーによって感光体表面を現像後、クリーニング手段によって前記感光体表面から分離した廃トナーを下流側に搬送する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像部分と非画像部分とで構成される１画面上の非画像部分が多い印字密度が低い条件で印字動作を継続した場合、現像装置内のトナーの帯電量が適正値からはずれることがある。例えば、１成分現像剤においては、粒径の小さなトナーがトナー担持体（現像スリーブ）表面に高い帯電量によって保持されるために付着し、他の粒子がトナー担持体との間で摩擦帯電することを阻害され、該トナーの均一な帯電が行われないままに感光体ドラムに飛翔することにより、画像濃度低下やカブリなどが発生する原因となることがある。
【０００３】
そして、このような現象は、印字密度が小さい画像を印字する場合には現像スリーブから感光体ドラムに飛翔するトナーが少ないことからトナー粒子が現像スリ−ブ上に残りやすいことが原因である。
よって、印字密度が小さい画像を印字した場合には、その後に、感光体ドラムを印字密度が高い状態で現像スリーブから感光体ドラムに多量のトナーを飛翔させ、現像スリーブ表面をリフレッシュさせることが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この場合は、次のような問題点を有する。図１に示すように、一般的に感光体ドラム１には、表面上の残留トナーを除去するためにクリーナ６ａを有したクリーニング装置６が配設される。そして、クリーナ６ａで感光体ドラム１表面の残留トナーを掻き取ると該トナーは下方に落下してクリーニング装置内に一旦堆積する。
【０００５】
この堆積されたトナーは、図２に示すようにクリーニング装置６と連通するトナー搬送通路１０内に配設された搬送スクリュー９の回転動作によって左方に搬送されて矢印１１のごとく搬送ベルト１４に載置され、廃トナー容器１５内に集積される。
【０００６】
よって、現像スリーブがリフレッシュされ、クリーニング装置内に一旦堆積されたトナーが廃トナー容器１５に向かって搬出されて、クリーニング装置内のトナー収容容積が減少しつつある状態で次の印字動作を行うと、クリーニング装置内はオーバーフローする場合がある。
つまり、現像スリーブのリフレッシュ後においては、画像形成される印字密度が一番大きい画像を印字する場合には、該画像に対応した残留トナーを一旦堆積するに十分なトナー収納容積に至る前に印字動作を行うと、クリーニング装置内はオーバーフローを起こす。
【０００７】
トナーがオーバーフローしクリーニング装置の入口付近で堆積すると、感光体ドラム表面のクリーニングに支障をきたし、クリーニング不良となるために、現像スリーブのリフレッシュ後においては、必ず搬送スクリュー９の回転動作をさせて該トナーを廃トナー容器に搬送することが必要である。
【０００８】
よって、現像スリーブのリフレッシュ動作の後にはクリーニング装置内に所定量のトナー収容スペースを形成できるように、搬送スクリューを回転させアイドリングを行う必要がある。
しかしながら、トナーがオーバ−フローするか否かは、感光体ドラムにより表面に残留する残留トナーの量により異なる。つまり、次に印字する画像パターンの印字密度が小さいと、感光体ドラム側に飛翔するトナーの量が少なく、残留トナーは少ない。よって、残留トナーが多くなる画一的な画像パタ−ンを想定してアイドリング時間を設定すると現像スリーブのリフレッシュ後は、常に同じ時間だけアイドリングを行い、その後に連続的な印字動作に入ることとなり、次の印字画像によっては無駄な時間待つこととなる。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、現像スリーブのリフレッシュ後において、感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収時間を印字中の印字濃度の増加に応じて短縮する画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、廃トナー搬送手段によって廃トナーを所定時間下流側に搬送する搬送時間を印字中の印字濃度の増加に応じて短縮する画像形成装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、廃トナーの搬送時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度の増加に応じて増加する画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間を前記印字濃度の増加に応じて短縮する第１の制御が存在することを要旨とする。
【００１１】
本第１発明は、現像器内のトナー担持体からのトナーによって感光体表面を現像後、クリーニング手段によって前記感光体表面から分離した廃トナーを下流側に搬送する画像形成装置である。
すなわち、現像器内のトナー担持体（現像スリーブ）からトナーを感光体表面に飛翔させ、現像して形成された感光体表面のトナー層をクリーニング手段によって該表面から廃トナーとして分離し、該廃トナーをクリーニング手段から下流側の例えば、廃トナー容器側に搬送する画像形成装置である。
【００１２】
装置本体内においては、電気制御装置が配置され、所定の期間（例えば、１００枚印字される）における画像データ（１０枚程度）の印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時（例えば、印字濃度３％未満）に、印字動作を中断し、前記トナー担持体表面の所定量（計算された印字濃度によって異なる）のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像する。
【００１３】
これを制御する強制現像手段は、計算された印字濃度によって現像スリーブと感光体間のバイアス電界の印加時間を制御し、現像スリーブからのトナーの飛翔量は前記印加時間を可変することによって制御される。
【００１４】
廃トナーを分離するクリーニング手段は、クリーニングブレードであっても、ブラシ分離手段であっても、磁気的分離手段であってもよいが、該クリーニング手段によって感光体表面から分離された廃トナーは、分離後所定時間下流側に廃トナー搬送手段によって搬送される。該廃トナー搬送手段は、搬送スクリューであってもベルト手段であってもよい。
そして、前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間は前記印字濃度の増加に応じて短縮する。
【００１５】
本第１発明は、前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間は前記印字濃度の増加に応じて短縮しているので、現像スリーブのいわゆるリフレッシュにおいては、トナー回収動作時間は印字濃度に適した時間に設定されているので、印字濃度が高い場合は無駄な時間待つことがない。
【００１６】
また、請求項１記載の発明の要旨は、前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を前記印字濃度の増加に応じて短縮する第２の制御が存在し、前記第１の制御の強制的トナー回収動作時間と第２の制御の廃トナー搬送時間の設定が、画像データの印字濃度計算結果に基づいて夫々個別に設定されることを特徴とする。
かかる技術手段によると、印字濃度の増加によって回収するトナー量が減少するので、廃トナーを下流側に搬送する搬送時間は減少し、該時間を短縮することができる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明の要旨は前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度の増加に応じて増加する第２の制御が存在することを特徴とする。
かかる技術手段によると、現像スリーブのリフレッシュが終わり、引き続き実施する画像パターンの印字密度が小さいと、感光体側に飛翔するトナーは少ないので、残留トナーとして感光体表面から分離される廃トナーは少なくなり、廃トナーの搬送時間は短くてよいが、印字密度が大きくなるに連れて感光体側に飛翔するトナーは増加し、残留トナーとして感光体表面から分離される廃トナーは多くなる。よって、廃トナーの搬送時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度の増加に応じて増加するように構成することにより、クリーニング装置内においてトナーがオーバーフローすることがない。
【００１８】
また、前記廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後に行うように構成することも本第１発明の有効な手段である。
そこで請求項４記載の発明は、第１の制御と、前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度に応じて設定する第２の制御が存在し、前記第２の制御を、引き続き実施する最初の印字終了後に行うことを特徴とすると規定した。
かかる技術手段によると、廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後に行うことによって、次回の印字に対して廃トナーの搬送による待ち時間なしに迅速に印字することができる。
【００１９】
また、前記廃トナー搬送手段による廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字開始前、及び最初の印字終了後と分けて行うように構成することも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、引き続き実施する画像データの印字濃度が大きい場合には、廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字開始前に行うことが望ましい。最初の印字開始前だけではクリーニング装置内に不十分なスペースしかできなくても、最初の印字終了後にも継続して行うことによりクリーニング装置内のトナーのオーバーフローを防止することができる。換言すれば、クリーニング装置の小型化を目論むことができる。
【００２０】
また、前記廃トナー搬送手段による廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後、及び次回の印字開始前と分けて行うことも本第１発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後、及び次回の印字開始前と分けて行っているので、印字濃度が大きい画像データの場合でも待ち時間が少なく対処することができる。
【００２１】
また、本第２発明は、感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作の後に、
電源投入もしくはトナー交換等の動作に基づいて前記廃トナー搬送手段を駆動した場合は、
新しく実施する画像データの印字密度が所定値未満のときは、前記廃トナー搬送手段の駆動を再度行わないことを特徴とする。
【００２２】
本第２発明と第１発明との相違点は、第２発明は、現像スリーブがリフレッシュされることによって、強制的にトナー回収がされ、その後の最初の印字開始までに、別の操作によって廃トナー搬送手段が駆動した場合を要件としたことである。
すなわち、本発明では、トナー強制回収後に、トナーを交換したり、または一旦電源を切っ後に再度電源をいれたこと等により廃トナー搬送手段の搬送スクリューの空回しを行い、廃トナー搬送手段の駆動確認が行われるように構成されている。
【００２３】
この確認動作が行われると、廃トナー搬送手段は駆動して廃トナーを搬送するので、改めての廃トナーの搬送は不要である。
よって、最初の印字の開始に先だって行う前記動作に基づいて前記トナー分離の後に実施する画像データの印字密度が所定値未満のときは、廃トナー搬送手段によって前記廃トナーを所定時間下流側に搬送される。改めて最初の印字の開始に先だって廃トナーを搬送することがないので迅速に印字動作を行うことができる。
【００２４】
また、本第３発明は、感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作の後に、
電源投入もしくはトナー交換等の動作により前記廃トナー搬送装置を駆動した場合は、
新しく実施する画像データの印字密度が所定値以上のときは、最初の印字開始前、最初の印字終了後のうち少なくとも一つの時期を選択して、前記廃トナー搬送装置を再度駆動することを特徴とする。
【００２５】
本第３発明と第２発明との相違点は、第３発明は、前記トナー分離の後に実施する最初の印字開始前、最初の印字終了後のうち少なくとも一つの時期を選択して実施する廃トナー搬送手段の再駆動を行うことができる点である。すなわち、前記トナー分離の後に実施する画像データの印字密度が所定値以上のときは、前記廃トナー搬送手段に追加して再度廃トナー搬送手段を駆動することにより前記廃トナーを所定時間下流側に搬送する点である。
【００２６】
かかる本第３発明によると、新たに印字する画像データの印字密度が所定値以上のときは、現像スリーブから感光体に飛翔するトナーが多くなるので、前記廃トナー搬送手段を再度駆動することによって前記廃トナーを所定時間下流側に搬送するために、クリーニング装置内において廃トナーがオーバーフローすることがない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２８】
図１は、本発明に用いられる画像形成装置の概略ブロック構成図、図２は、残留トナーを廃トナー容器側に搬送する要部構成図、図３は、強制トナー回収制御後に、残留トナーを廃トナー容器側に搬送するアイドリング動作の説明図、図４は、強制トナー回収制御後に、引き続き実施するアイドリング動作の説明図、図５は、図３の場合の流れ図、図６は、図４の場合の流れ図である。
【００２９】
図１において、感光体ドラム１のまわりには、帯電器２，露光ユニット３，現像スリーブ７を有する現像器４，転写ローラ５，クリーニング装置６のクリーナ６ａを配置している。該クリーニング装置６には、図示しないが後述する搬送スクリュー９が配設されている。
感光体ドラム１及び現像スリーブ７は、それぞれ図中の矢印方向に回転し、画像形成を行うものとする。
帯電器２により、感光体ドラム上に＋２４０Ｖに均一に帯電させ、露光ユニット３により感光体上に静電潜像の形成を行う。このとき露光後の感光体表面電位は、約＋１０ｖである。
【００３０】
感光体ドラム１と現像スリーブ７との間には交番電界を作用させ、感光体ドラム１の露光部分にトナー像を現像させる。現像された感光体ドラム１のトナー像は、記録媒体８上に転写ローラ５によって転写され、記録媒体搬送方向下流側に配置される定着器（不図示）によって定着される。
このとき、転写ローラ５には、環境や記録媒体の種類・抵抗等によって異なるが本実施の形態では負極性の高圧バイアスを印加する。トナーは、正帯電磁性トナーを用い、トナーの平均粒径ｄは、５．０〜８．０μｍとする。
【００３１】
図２は、残留トナーを廃トナー容器側に搬送する要部構成図である。同図において、図１に記載したクリーニング装置６に連設する廃トナー搬送通路１０内には廃トナーを左方に搬送する搬送スクリュー９が配設され、クリーナ６ａにより感光体ドラム１から削り取られた廃トナーは、搬送スクリュー９上に落下するように構成されている。該搬送スクリュー９の左端は枠体１４ａ内に配置されたベルトコンベア１４の回転駆動軸１２Ａに連結されている。搬送スクリュー９は図示しない駆動源から回転駆動力が伝達され、回転駆動軸１２Ａとともに回転可能に構成されている。
回転駆動軸１２Ａと回転軸１２Ｂとの間にはコンベアベルト１４が巻架され、回転軸１２Ｂ側には、現像器４に図示しない機構でトナーを供給するトナー容器１６と連設された廃トナー容器１５の開口窓１５ａが開設されている。
【００３２】
よって、クリーナ６ａにより感光体ドラム１から削り取られた廃トナーは、搬送スクリュー９が回転することによってクリーニング装置６から廃トナー搬送通路１０の左端１０ａに搬送され、矢印１１のごとくベルトコンベア１４ｂ上に乗せられ回転軸１２Ｂ側に搬送されて、開口窓１５ａから廃トナー容器１５内に集積可能に構成されている。
【００３３】
上記画像形成装置においては、画像データは記憶媒体１枚内の１走査ラインまたは所定ドット数毎に図示しない記憶装置に記憶されている。該画像データを本体内ＣＰＵ（不図示）により、ドット数として計測し、画像上の原稿密度ａｎの測定をし、測定された記憶媒体１枚毎の原稿密度ａ１、ａ２、・・・ａｎの平均原稿密度Ａが３％を下回った場合に、画像形成を中止して、非画像形成状態とし現像スリーブ７上のトナーを感光体ドラム１側に飛翔させて消費するように、現像スリーブ７に交番電界の印加を行う。
【００３４】
現像スリーブ７は定形あるいは不定形粒子によりブラスト処理を施した表面を有し、交番電界としては、ＤＣ電圧に矩形波、三角波、正弦波のＡＣ成分を重畳したものである。
画像印字密度の演算は、１００枚を印字する際に、１０枚毎に原稿の画像ドット数を計数し、１画像ドットの大きさと画像ドット数の積が、印字用紙の大きさに占める割合から求められる計算値を平均して決定した。
前記印字密度に応じて感光体ドラム１に画像形成していないとき（非画像形成時）に現像スリーブ７からトナーを飛翔させてトナー消費を行う。このいわゆるリフレッシュ工程により感光体ドラム１の前記非画像形成時に付着したトナーは感光体ドラム１の回転によりクリーナ６によって削り取られる。この際に前記転写ローラ５にトナーと同極性のＤＣバイアス電圧が印加されるので、転写ローラ５にはトナーが付着することはない。
【００３５】
そして、平均印字密度を算出した後に、感光体ドラム１と現像スリーブ７が駆動状態にあるときにトナー消費が行えるように交番電界制御を行う。この際に、平均印字密度が小さくなると現像スリーブでの残留トナーの量が増え、その残留トナーを剥がすために交番電界の印加時間を長くし、現像スリーブを複数回回転させて感光体ドラム１へトナーを飛翔させる量を多くする必要がある。
【００３６】
次に、図３及び図５の流れ図を用いて、本第１実施の形態の動作を説明する。図５において、印字密度の評価を行い（５０）、画像データの平均印字密度が３％を下回ると（図３）、強制トナー回収が必要であると判断し（５１）、感光体ドラム１に、画像データに則って、露光を行わないで現像スリーブ７を複数回回転させて現像スリーブ７からトナーを感光体ドラム１上に飛翔させる。
感光体ドラム１の表面に付着したトナーは、感光体ドラム１が回転することによりクリーナ６ａにより削り取られクリーニング装置６内に一旦堆積され、現像装置からトナーが強制回収（５２）される。
【００３７】
そして、このトナー強制回収の時間、すなわち、現像スリーブ７から感光体ドラム１へトナーを飛翔させる時間、または両者間に印加される交番電界の印加時間は、強制トナー回収すべしと判断した印字密度により異なる。
印字密度が１．５未満である場合は、強制的にトナーを回収する時間は３秒であり、また、印字密度が高く１．５〜３未満である場合は、感光体ドラム１の表面に付着するトナーが少ないので１秒に設定される。
【００３８】
一方、強制トナー回収時には、感光体ドラム１の回転に同期して、クリーニング装置６と連通するトナー搬送通路１０内に配設された搬送スクリュー９（図２）の回転が始まるが、トナー強制回収時の印字密度が１．５未満であるときは、感光体ドラム１に付着したトナーが多いので、強制的にトナーを回収する時間３秒が終わっても搬送スクリュー９は継続して回転してクリーニング装置６内のトナーを廃トナー容器１５側に搬送し、５秒後に停止する（５４）。
【００３９】
また、トナー強制回収時の印字密度が１．５〜３未満であるときは、強制的にトナーを回収する時間１秒が終わっても搬送スクリュー９は継続して回転してクリーニング装置６内のトナーを廃トナー容器１５側に搬送し、２秒後に停止する（５５）。
次の画像データを印字するときには、該画像データの印字密度により感光体ドラム１表面に残留する残留トナーは影響するが、次の印字前後には搬送スクリュー９は駆動させない。
そして、印字密度が３以上であるときは、搬送スクリュー９の回転は行わない（５６）。
【００４０】
本第１実施の形態は、平均印字密度が３％未満の場合を、現像スリーブにおけるトナーを強制的に回収すべきものとし、印字密度の平均演算後の平均印字密度が小さくなるにつれて強制的にトナーを回収する時間を増加させるとともに、該トナー回収時間が終了しても搬送スクリュー９の回転時間を継続して付加しているので、強制的に回収されたトナーがクリーニング装置内に満杯となって放置されることはなく、次の印字が開始してもクリーニング装置内にトナーがオーバーフローすることがない。
【００４１】
次に、本第１実施の形態の現像装置からトナーを強制回収した後に、次回以後に印字する画像データの印字濃度を加味して搬送スクリュー９の回転時間を付加する第２の実施の形態を説明する。
図６において、印字密度の評価を行い（６０）、画像データの平均印字密度が３％を下回ると（図３）、強制トナー回収が必要であると判断し（６１）、感光体ドラム１に、画像データに則って、露光を行わないで現像スリーブ７を複数回回転させて現像スリーブ７からトナーを感光体ドラム１上に飛翔させる。
感光体ドラム１の表面に付着したトナーは、感光体ドラム１が回転することによりクリーナ６ａにより削り取られクリーニング装置６内に一旦堆積され、現像装置からトナーが強制回収（６２）される。ここまでは、第１実施の形態のステップ５０〜５２と同じである。
【００４２】
一方、強制トナー回収後においては、引き続き印字動作を行う画像パターンは図４に示すように種々の画像パターンが存在する。
（イ）「余白ページ」の場合は、頁数や縁取り線で囲まれたりすることもあり印字密度２％未満である。
（ロ）１頁内に文章が記載される「テキストのみ」の場合は、文章の量にもよるが、文字を形成する線間の余白が多く、略２〜２０％未満である。
（ハ）「テキスト＋画像」の場合は、画像では余白が少ないので略２０〜５０％未満である。
（ニ）「画像が大部分」、また「全体がドット画像」の場合は、略５０〜１００％未満である。
（ホ）「全体がベタ黒」の場合は、略１００％の印字密度となる。
【００４３】
それらの画像パターンをトナー強制回収後に、印字する場合には、印字開始前の状態は、クリーナ６ａによって感光体ドラム１上のトナーを削り取った状態で、搬送スクリュー９が回転を停止している「レディ状態」と、トナーを交換して後、またはトナー強制回収後に一旦電源を切っ後に再度電源をいれたこと等により搬送スクリュー９の空回しが生じた状態のどちらかの状態にある（６３）。
【００４４】
次に、図４を参照して印字密度と画像パターンの相違により、搬送スクリュー９の追加回転を行う場合を説明する。
（搬送スクリューに空回しが生じた状態）
（Ａ） 印字密度が５０％より低い場合では、一度搬送スクリュー９が回転してトナーを廃トナー容器側に搬送しているので、（ａ′）、（ｂ′）及び（ｃ′）に示すように、最初の印字前後、及び、次回の印字開始前ともに搬送スクリュー９の回転を必要としない。
（Ｂ） しかしながら、印字密度が５０％を超えて画像形成時に感光体ドラム１に多くのトナーの飛翔が行われる場合は、（ｄ′）、（ｅ′）、及び（ｆ′）に示すように、最初の印字終了後に搬送スクリュー９の回転を必要とする。
印字密度５０〜１００％未満で、「画像が大部分」の場合は、（ｄ′）に示すように、最初の印字終了後に５秒の搬送スクリュー９の回転を必要とし、
さらに印字密度５０〜１００％未満で、「全体がドット画像」の場合は、（ｅ′）に示すように、最初の印字開始前に５秒、最初の印字終了後に１０秒の搬送スクリュー９の回転を必要とし、
印字密度が略１００％の「全体がベタ黒」の場合は、（ｆ′）に示すように、最初の印字終了後に５秒の搬送スクリュー９の回転が必要となる（６４）。
【００４５】
（搬送スクリュー９が回転を停止している「レディ状態」の場合）
画像パターンをトナー強制回収後に印字する、印字開始前の状態は、クリーナ６ａによって感光体ドラム１上のトナーを削り取った状態で、搬送スクリュー９が空回りしていないので、印字原稿の印字密度及び画像パターンにより、印字動作前後の追加駆動時間を設定する（６５）必要がある。
【００４６】
（Ｃ） 図４の（ａ）に示すように、印字する原稿が印字密度が２未満の余白ページの場合は、強制的にトナーを回収する時間が終われば、追加して搬送スクリュー９の回転を行う必要はないが、
（Ｄ） 印字密度が２以上の場合は、（ｂ）〜（ｆ）に示すように、最初の印字終了に追加して搬送スクリュー９の回転を必要とする。
その場合は、印字密度２〜２０未満で文字文章（テキストのみ）のみの場合は（ｂ）に示すように、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が２秒追加される。
印字密度２０〜５０未満で、画像パターンが「テキスト＋画像」の組み合わせの場合は、（ｃ）に示すように、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が２秒追加される。
【００４７】
（Ｅ） 他方、印字密度が５０以上の場合は、画像パターンによって、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、最初の印字終了後に、選択的に最初の印字開始前、及び次回の印字開始前の搬送スクリュー９の回転が追加される。
印字密度が５０〜１００未満の場合で、画像パターンが「画像が大部分」の場合は、（ｄ）に示すように、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が１０秒追加され、さらに次回の印字開始前の搬送スクリュー９の回転が５秒追加される。
印字密度が略１００で、画像パターンが「全体がベタ黒」の場合は、（ｆ）に示すように、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が５秒追加され、さらに次回の印字開始前の搬送スクリュー９の回転が５秒追加される。
画像パターンが「画像が大部分」の場合は、最初の印字終了後に、搬送スクリュー９の回転が「ベタ黒」の場合よりも多いのは、「画像が大部分」である画像パターンはドットパターンの明暗により電界の変化が大きく現像力が大きいのに対して、画像パターンが「ベタ黒」の場合は全体が電界の変化が無く均一なため表面電位が低く、感光体ドラムへのトナー付着量が少なくなるためである。
【００４８】
しかしながら、印字密度が５０〜１００未満であっても、画像パターンが「全体がドット画像」であるときは、画像パターンが「ベタ黒」の場合より表面電位が高く、（ｅ）に示すように、搬送スクリュー９の回転は、最初の印字開始前が５秒、最初の印字終了後に１０秒、次回の印字開始前に５秒が追加される。
【００４９】
本第２実施の形態は、第１実施の形態と同じように、平均印字密度が３％未満の場合を、現像スリーブにおけるトナーを強制的に回収すべきものとして、印字密度の平均演算後の平均印字密度が小さくなるのにつれて強制的にトナーを回収する時間を増加させている。
しかしながら、その後の処理が異なる。
【００５０】
すなわち、前記強制トナー回収後の印字開始前の状態を、クリーナ６ａによって感光体ドラム１上のトナーを削り取った状態で、搬送スクリュー９が回転を停止している「レディ状態」と、トナーを交換して後、またはトナー強制回収後に一旦電源を切っ後に再度電源をいれたこと等により搬送スクリュー９のアイドリングが生じた状態とのどちらかの状態かを分けるとともに、印字を開始する画像パターンとその印字密度とを条件として搬送スクリュー９の回転時間を継続して付加する時間を異ならせている。
【００５１】
よって、前記強制トナー回収後の搬送スクリュー９の回転時間を一定値とすることなく、上記した条件によって変化させているので、前記強制トナー回収直後に搬送スクリュー９を回転させる必要はなく、前記強制トナー回収直後から印字を開始することができ、待ち時間を短縮することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本第１発明は、強制的に現像スリーブから感光体にトナーを飛翔させ、クリーニング手段によって感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間は前記印字濃度の増加に応じて短縮しているので、現像スリーブのリフレッシュにおいては、トナー回収動作時間は印字濃度に適した時間に設定されているので、印字濃度が高い場合は無駄な時間待つことがない。
【００５３】
また、本第２発明は、最初の印字の開始に先だって行うトナー交換もしくは電源の再投入等の動作に基づいて廃トナー搬送手段が駆動するので、トナー分離の後に実施する新たな画像データの印字密度が所定値未満のときは、改めて最初の印字の開始に先だって廃トナーを搬送することがないので迅速に印字動作を行うことができる。
【００５４】
また、本第３発明によると、新たに印字する画像データの印字密度が所定値以上のときは、現像スリーブから感光体に飛翔するトナーが多くなるので、最初の印字の開始に先だって行うトナー交換もしくは電源の再投入等の動作に基づいて廃トナー搬送手段の駆動に追加して、再度廃トナー搬送手段が駆動するので、クリーニング装置内において廃トナーがオーバーフローすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いられる画像形成装置の概略ブロック構成図である。
【図２】 残留トナーを廃トナー容器側に搬送する要部構成図である。
【図３】 強制トナー回収制御後に、残留トナーを廃トナー容器側に搬送するアイドリング動作の説明図である。
【図４】 強制トナー回収制御後に、引き続き実施するアイドリング動作の説明図である。
【図５】 図５は、図３の場合の流れ図である。
【図６】 図４の場合の流れ図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（感光体）
６ クリーニング装置
６ａ クリーナ（クリーニング手段）
７ 現像スリーブ（トナー担持体）
９ 搬送スクリュー（廃トナー搬送手段）
Claims (5)
- 感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間を前記印字濃度の増加に応じて短縮させる第１の制御と、前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を前記印字濃度の増加に応じて短縮する第２の制御が存在し、前記第１の制御の強制的トナー回収動作時間と第２の制御の前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間の設定が、画像データの印字濃度計算結果に基づいて夫々個別に設定されることを特徴とする画像形成装置。 - 感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間を前記印字濃度の増加に応じて短縮させる第１の制御と、前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度の増加に応じて増加する第２の制御が存在することを特徴とする画像形成装置。 - 前記廃トナーの搬送を、引き続き実施する最初の印字終了後に行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
- 感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作時間を前記印字濃度の増加に応じて短縮させる第１の制御と、前記強制的トナー回収動作後の、前記廃トナー搬送手段を駆動停止するまでの時間を、引き続き実施する画像パターンの印字密度に応じて設定する第２の制御が存在し、前記第２の制御を、引き続き実施する最初の印字終了後に行うことを特徴とする画像形成装置。 - 感光体表面から廃トナーを分離するクリーニング手段と、該廃トナーを分離後下流側に搬送する廃トナー搬送手段とを備えた画像形成装置において、
所定の期間における画像データの印字濃度を計算し、前記印字濃度が所定値より小さい時に、印字動作を中断し、トナー担持体表面の所定量のトナーを用いて強制的に前記感光体表面を現像するとともに、
前記クリーニング手段によって前記感光体表面のトナーを分離する強制的トナー回収動作の後に、
電源投入もしくはトナー交換等の動作に基づいて前記廃トナー搬送手段を駆動した場合は、
新しく実施する画像データの印字密度が所定値未満のときは、前記廃トナー搬送手段の駆動を再度行わず、
一方、新しく実施する画像データの印字密度が所定値以上のときは、最初の印字開始前、最初の印字終了後のうち少なくとも一つの時期を選択して、前記廃トナー搬送装置を再度駆動することを特徴とする画像形成装置。
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