JP3972483B2 - Image forming apparatus - 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、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、特公平4−54955号公報、米国特許第5,604,575号明細書参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような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。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、その場合は、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。
【0005】
また、現像装置の現像スリーブの回転動作によって発生した粉煙トナーを、エアーにより吸引ダクト内に回収することが知られているが、回収された粉煙トナーは吸引ダクト内に溜まったままとなり、回収トナーで吸引ダクト内が満杯になると、粉煙の回収が安定して行えなくなり、吸引ダクトの性能が維持できなくなる。そこで、吸引ダクト内が満杯になった時点で、サービスマンコールにより、吸引ダクトを交換するといったことが行われているが、メンテナンスが煩わしいものとなっていた。
【0006】
本発明の目的は、現像器回りに発生して吸引ダクト内に回収された粉煙トナーを廃棄可能とし、吸引ダクトによる粉煙トナーの回収を安定して行え、吸引ダクトの性能を長期に亘って維持でき、メンテナンスの容易な画像形成装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、吸引ダクトに回収した粉煙トナーは廃棄し、クリーニング装置で回収したトナーは作像条件に応じて選択的にリサイクルするか廃棄することにより、吸引ダクトの性能を長期に亘って維持できると共に、高品質な画像を安定して得られる画像形成装置を提供することにある。
【0007】
【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、画像を現像する現像手段と、前記清掃手段により回収した回収物を第1の部位に搬送する第1の搬送手段と、飛散した現像剤からなる粉煙を吸引して回収する回収手段と、前記回収手段により回収した回収物を前記第1の部位に搬送する第2の搬送手段と、前記回収手段による粉煙の吸引力、回収手段内に溜まった回収物の量、または画像形成枚数を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じて前記第2の搬送手段を制御する第1の制御手段とからなる画像形成装置である。
【0008】
上記構成においては、画像担持体である感光体や転写ドラム/ベルトの表面を清掃するクリーニング装置等の清掃手段により回収した現像剤トナー等の回収物と、画像を現像する現像手段の回りに飛散した現像剤トナーからなる粉煙を回収する吸引ダクト等の回収手段により回収した回収物とは、それぞれ搬送手段により共に第1の部位に搬送される。この第1の部位としては、例えば、回収物を廃棄する回収ボックスを挙げることができる。これにより、回収手段である吸引ダクト等に回収物が溜まったまになることがなく、粉煙回収を安定して行える。
【0009】
また、回収手段による粉煙の吸引力、回収された粉煙量または画像形成枚数に応じて第2の搬送手段を制御して第1の部位、例えば廃棄用の回収ボックスに搬送して、回収手段内に回収物が溜まらないようにすることができる。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、回収手段は、現像剤の粉煙が発生する機能手段の近傍に設けてあるものである。粉煙が発生する機能手段としては、現像装置、清掃手段(クリーニング装置)、チャージ装置等が挙げられる。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記清掃手段により回収し
た回収物を第2の部位に搬送する第3の搬送手段と、前記第1及び第3の搬送手段を作像条件に応じて制御する第2の制御手段とをさらに備え、前記作像条件は、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・環境の内の少なくとも一つである。この構成において、第2の部位としては、回収物であるトナーをリサイクルするためのトナーホッパーや現像装置を挙げることができる。そして、上記の作像条件の値が基準レベルを越えた場合は、回収トナーの劣化が進んでいると考えられるので、リサイクル用に第2の部位へ搬送する第3の搬送を第1の搬送よりも少なくして、現像剤のリサイクル率を低くすればよい。
【0012】
【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。
【0013】
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、トナーホッパーや現像器を含む)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、回転駆動されるスバイラル状の部材を用いることができる。
【0014】
また、現像装置3の回りに飛散した現像剤トナーからなる粉煙をエアーの力で回収するトナー吸収ダクト3F(回収手段に相当、図には側面のみが示されている)が備えられている。この吸収ダクト3Fに回収されたトナーの多くは、後述するように帯電不良トナーであって、廃棄トナー容器12に搬送される。この搬送のための手段は、図1乃至図3では図示を省略しているが、後述の第2実施形態に係る図5に示す第3搬送手段8Cと同等の構成を適用すればよい。
なお、上記第1搬送手段8A(トナー廃棄時)は、請求項でいう第1の搬送手段に相当し、第3搬送手段8C(図1乃至図3では図示略)は、請求項でいう第2の搬送手段に相当し、第1搬送手段8A(トナーリサイクル時)及び第2搬送手段8Bは、請求項でいう第3の搬送手段に相当する。
【0015】
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(第1の部位)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の回転によって発生する帯電不良トナー(上記の飛散した現像剤トナーからなる粉煙)をエアーの力でトナー回収するトナー吸収ダクト3F(回収手段、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、クリーニング装置5で回収されたトナー(回収物)を現像装置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(第2の部位)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。
【0016】
また、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(粉煙量を検出する検知手段に相当)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。
【0017】
このように、トナー吸収ダクト3F内に回収された現像剤トナーからなる粉煙量は、風量センサ3Gや重量センサ3H等により検知され、この検知結果に応じて、その粉煙トナーは適宜に廃棄トナー容器12へ搬送されるので、該吸引ダクト3F内が粉煙トナーで満杯になることがなく、従って、粉煙の回収が安定して行え、吸引ダクトの性能を維持できる。
なお、第2実施形態における搬送手段8A〜8Cは、クリーニング装置5により回収したトナーを廃棄トナー容器12に搬送する、請求項でいう第1の搬送手段に相当し、第3搬送手段8Cは、トナー吸引ダクト3Fに回収された粉煙を廃棄トナー容器12へ搬送する、請求項でいう第2の搬送手段に相当し、搬送手段8A,8Bは、クリーニング装置5により回収したトナーをリサイクルトナー供給口3Bにリサイクル搬送する、請求項でいう第3の搬送手段に相当する。
また、上記第2の搬送手段を制御(吸引ダクト3Fに回収された粉煙トナーの廃棄)する手段を第1の制御手段と称し、この第1の制御手段は、風量センサ3Gや重量センサ3H等のセンサの検知結果に応じて動作する。第1及び第3の搬送手段を制御(クリーニング装置5により回収したトナーを廃棄するかリサイクルするか)する手段を第2の制御手段と称し、この第2の制御手段は、作像条件に応じて動作する。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)により構成される。
【0018】
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(オート・トナー・デンシティ・コントロール)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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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(オート・イメージ・デンシティ・コントロール)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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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高い時には、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低い時には、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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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3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。
【0030】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、清掃手段により回収した回収物と、飛散した現像剤トナーからなる粉煙を吸引ダクト等の回収手段に回収した回収物とは、共に廃棄用の回収ボックス等に搬送することができるので、吸引ダクト等に回収物が溜まったまになることがなく、粉煙の回収を安定して行え、吸引ダクト等の性能を長期に亘って維持することができる。
また、吸引ダクトに回収した粉煙トナーは廃棄し、清掃手段で回収したトナーは作像条件に応じて選択的にリサイクルするか廃棄するようにすることにより、吸引ダクトの性能を長期に亘って維持できると共に、高品質な画像を安定して得ることができる。
【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イ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
3B リサイクルトナー供給口
3F トナー吸引ダクト
3G 風量センサ
3H 重量センサ
5 クリーニング装置
8A 第1搬送手段(第1及び第3の搬送手段)
8B 第2搬送手段(第3の搬送手段)
8C 第3搬送手段(第2の搬送手段)
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus applied to a copying machine, a printer, a facsimile, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image forming apparatus, charged toner is electrostatically supplied to an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier (photoconductor) by a developing device and developed, and the developed toner image is transferred. Some transfer images onto paper and fix them to form images. In such an image forming apparatus, the toner remaining on the electrostatic latent image carrier after the transfer is collected by a cleaning device, transported again to the developing device, and reused (hereinafter referred to as toner recycling). The toner to be reused is referred to as recycled toner).
[0003]
In this type of toner recycling apparatus, the supply rate of the recycled toner is changed according to the copy mode, the image forming conditions are controlled, the amount of fog toner on the photosensitive drum is detected by a sensor, and the toner is based on the detected amount. Techniques have been proposed for controlling the supply amount so as not to impair image quality (for example, see Japanese Patent Publication No. 4-54955 and US Pat. No. 5,604,575).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a recycled toner, since the characteristics are deteriorated and the toner is not sufficiently charged, the poorly charged toner remaining on the electrostatic latent image carrier without being transferred to the transfer material (paper or the like), It contains powder (hereinafter referred to as paper dust) generated from the paper when it is transported. When such poorly charged toner or paper dust is supplied to the developing device again, the toner charging function is fully effective. Otherwise, it may cause background fogging or in-flight contamination. The above problem is more likely to occur as the toner concentration in the developer is higher. However, if the toner density is used at a low level, it causes a reduction in image density. Therefore, it is necessary to set the charging potential / development bias, etc. to a high potential. Problems such as leaks occur.
[0005]
In addition, it is known that the dust toner generated by the rotation operation of the developing sleeve of the developing device is collected in the suction duct by air, but the collected dust toner remains in the suction duct, When the inside of the suction duct becomes full with the collected toner, it becomes impossible to stably collect the dust and the performance of the suction duct cannot be maintained. Therefore, when the inside of the suction duct becomes full, the suction duct is replaced by a service man call, but the maintenance is troublesome.
[0006]
It is an object of the present invention to make it possible to dispose of dust toner generated around the developing device and collected in the suction duct, stably collecting dust toner by the suction duct, and improving the performance of the suction duct over a long period of time. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can be easily maintained.
Another object of the present invention is to discard the dust toner collected in the suction duct and to selectively recycle or discard the toner collected by the cleaning device according to the image forming conditions, thereby improving the performance of the suction duct for a long time. And an image forming apparatus capable of stably obtaining a high-quality image.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention provides an image carrier, a cleaning unit for cleaning the surface of the image carrier, a developing unit for developing an image, and a collected material collected by the cleaning unit. A first transport means for transporting to one part, and a powdered smoke consisting of scattered developerSuckA collecting means for collecting; a second conveying means for conveying the collected material collected by the collecting means to the first part;A detecting means for detecting the suction force of the powder smoke by the collecting means, the amount of collected matter accumulated in the collecting means, or the number of images formed;
First control means for controlling the second transport means in accordance with a detection result of the detection means;An image forming apparatus comprising:
[0008]
In the above configuration, the collected toner toner or the like collected by a cleaning device such as a cleaning device that cleans the surface of the photosensitive member or transfer drum / belt that is the image carrier, and the developing device that develops the image are scattered around the image. The collected material collected by the collecting means such as a suction duct for collecting the powdered developer toner is conveyed to the first part by the conveying means. As this 1st site | part, the collection | recovery box which discards a collection thing can be mentioned, for example. As a result, the collected material does not remain in the suction duct or the like, which is a collecting means, and the dust can be collected stably.
[0009]
In addition, the suction power of powder smoke by the recovery means,The amount of collected smokeOr the number of images formedAccordingly, the second conveying means can be controlled to be conveyed to a first part, for example, a collection box for disposal so that the collected material does not accumulate in the collecting means.
[0010]
Claim2According to the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the collecting means is provided in the vicinity of the functional means for generating developer dust. Examples of the function unit that generates dust include a developing device, a cleaning unit (cleaning device), and a charging device.
[0011]
A third aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the image is collected by the cleaning unit.
A third transport means for transporting the collected material to the second part, and the first and third transport means.Depending on the imaging conditionsSecond control means for controlling, andWritingThe image condition is at least one of the type of transfer material, the black / white ratio of the image, the dot count value, the document density, the developing toner consumption, the number of images formed, the print mode, and the environment. In this configuration, examples of the second part include a toner hopper and a developing device for recycling the toner that is the collected material. If the value of the image forming condition exceeds the reference level, it is considered that the collected toner is deteriorating. Therefore, the third transport for transporting to the second part for recycling is the first transport. And the recycling rate of the developer may be lowered.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Here, an image forming apparatus such as a copying machine and a printer using a general electrophotographic process will be described. 1 to 3 show a process unit of the image forming apparatus according to the first embodiment. The photosensitive drum 1 (image carrier) has a photosensitive layer on the outer peripheral portion, and is driven to rotate in the direction of arrow a around the
[0013]
Next, a recycling apparatus that selectively performs toner recycling in such an image forming apparatus will be described. The recycling device selectively uses the toner collected by the
[0014]
Further, there is provided a
The first conveying means 8A (when the toner is discarded) corresponds to the first conveying means in the claims, and the third conveying means 8C (not shown in FIGS. 1 to 3) is the first conveying means in the claims. The first conveying means 8A (during toner recycling) and the second conveying
[0015]
4 and 5 show a process unit of the image forming apparatus according to the second embodiment. The configuration of the process unit is the same as that described above, and the configuration of the toner recycling apparatus is different. In addition to the
[0016]
Further, in the
[0017]
As described above, the amount of the dust composed of the developer toner collected in the
The transporting
The means for controlling the second conveying means (disposal of dust toner collected in the
[0018]
Next, the developing
[0019]
Next, the transfer assist
[0020]
FIG. 7 shows a block configuration of a control unit of the image forming apparatus. In the figure, a
[0021]
FIG. 8A is a flowchart of the entire process performed by the
[0022]
FIG. 8B is a flowchart of the recycled toner process. Hereinafter, control for determining the recycled toner supply rate will be described. The
[0023]
Further, the
[0024]
For example, when the recycled toner supply rate is 75% and the paper coefficient is 0.5, the final recycled toner supply rate is 37.5% (= 75% × 0.5), and the recycled toner supply rate is When 50%, paper coefficient is 1.0, original density coefficient is 0.8, and toner consumption coefficient is 0.6, the final recycled toner supply rate is 24%.
(= 50% × 1.0 × 0.8 × 0.6). The final recycled toner supply rate (recycling rate) is determined according to the predetermined various image forming conditions as described above. Here, when the image forming condition exceeds a certain reference level considering the deterioration of the recycled toner, the flag is set so that the recycling rate is lowered.
[0025]
When the toner density in the developer is remarkably reduced during the copying operation, the forced toner replenishment input from the
[0026]
As shown in FIG. 9, the ATDC sensor 3A has a characteristic that the sensor output increases as the toner concentration in the developer decreases.
It can be controlled to replenish the toner when the sensor output voltage becomes higher than (which may be held in the zone). The relationship between the background fog level and the toner concentration in the developer and the recycled toner supply rate is as shown in FIGS. 10 and 11, and the toner concentration in the developer and the photoreceptor surface potential for obtaining a constant density image. The relationship is as shown in FIG. Here, when the recycled toner supply rate is low or the toner concentration in the developer is high, the developing ability is high and the charging potential can be set low. However, problems such as background fogging and toner dust smoke occur, and conversely, the recycled toner When the supply rate is high or when the toner concentration in the developer is low, it is necessary to set the charging potential low because the developing ability is low, and problems such as leakage and image quality degradation occur. Therefore, as shown in FIG. 19, when the recycled toner supply rate is high, the toner concentration in the developer is set low, and when the recycled toner supply rate is low, the recycled toner supply is set so that the toner concentration in the developer is set high. The reference control voltage of the ATDC sensor 3A is changed in accordance with the rate (YES in # 16 of FIG. 8B, # 17) to control the reference toner concentration in the developer. Thereby, it is possible to perform optimum parameter setting of the developing
[0027]
Further, the operation of the transfer assist
[0028]
FIG. 6 shows a process unit of the image forming apparatus according to the third embodiment. In this embodiment, only the
[0029]
In addition, this invention is not restricted to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the switching of the recycling rate may be controlled in consideration of the time lag because a time lag occurs in the transport of the collected material (toner or the like) by the transport unit. In the above embodiment, the case where the residual toner on the
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the collected matter collected by the cleaning means and the collected matter collected from the scattered developer toner in the collecting means such as a suction duct are both a collection box for disposal, etc. Therefore, the collected matter is not collected in the suction duct or the like, and the dust can be stably collected, and the performance of the suction duct or the like can be maintained for a long time.
In addition, the dust toner collected in the suction duct is discarded, and the toner collected by the cleaning means is selectively recycled or discarded according to the image forming conditions, thereby improving the performance of the suction duct over a long period of time. It can be maintained and a high-quality image can be obtained stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a process unit of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of a second transport unit of the recycling apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a top view of a toner disposal unit of the recycling apparatus according to the first embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram of a process unit of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a top view of a toner disposal unit of a recycling apparatus according to a second embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of a process unit of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a control unit in the embodiment of the present invention.
8A is a flowchart of overall control in an embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a flowchart of recycled toner processing.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the toner concentration in the developer and the ATDC sensor output in the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the toner concentration in the developer and the background fog level according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the recycle toner supply rate and the background fog level in the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a relationship diagram between the toner density in the developer and the photosensitive drum surface potential for ensuring the image density in the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a relationship diagram between a fog toner level on a photosensitive drum and an AIDC sensor output in the embodiment of the invention.
FIG. 14 is a relationship diagram between pre-transfer charger output and transfer efficiency in an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a relationship diagram between a pre-transfer eraser light amount and transfer efficiency in an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a relationship diagram between the toner suction amount and the wind sensor output in the embodiment of the invention.
FIG. 17 is a relationship diagram between the toner suction amount and the weight sensor output in the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing a setting table of AIDC sensor detection values and recycled toner supply rates in the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram illustrating a setting table for a recycled toner supply rate and a toner concentration in a developer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a view showing a paper type coefficient setting table according to the embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a view showing a document density coefficient setting table according to the embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing a toner consumption coefficient setting table according to the embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a view showing a setting table of a recycled toner supply rate and a transfer auxiliary output in the first or second embodiment.
FIG. 24 is a view showing a setting table of a recycled toner supply rate and a pre-transfer eraser output in the third embodiment.
FIG. 25A is a diagram showing a conveyance path in the first embodiment, and FIG. 25B is a diagram showing a conveyance path in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
3 Development device
3B Recycle toner supply port
3F Toner suction duct
3G air volume sensor
3H weight sensor
5 Cleaning device
8A 1st conveyance means (1st and 3rd conveyance means)
8B Second conveying means (third conveying means)
8C 3rd conveyance means (2nd conveyance means)
12 Waste toner container
13 Drive device
13A Photosensitive drum / developing device drive motor
13B Drive motor for recycling equipment
21 Microcomputer
Claims (4)
前記画像担持体の表面を清掃する清掃手段と、
画像を現像する現像手段と、
前記清掃手段により回収した回収物を第1の部位に搬送する第1の搬送手段と、
飛散した現像剤からなる粉煙を吸引して回収する回収手段と、
前記回収手段により回収した回収物を前記第1の部位に搬送する第2の搬送手段と、
前記回収手段による粉煙の吸引力、回収手段内に溜まった回収物の量、または画像形成枚数を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じて前記第2の搬送手段を制御する第1の制御手段と
からなることを特徴とする画像形成装置。An image carrier;
Cleaning means for cleaning the surface of the image carrier;
Developing means for developing an image;
First transport means for transporting the collected material collected by the cleaning means to a first part;
A collection means for sucking and collecting powdered smoke consisting of scattered developer;
Second transport means for transporting the recovered material collected by the recovery means to the first part;
A detecting means for detecting the suction force of the powder smoke by the collecting means, the amount of collected matter accumulated in the collecting means, or the number of images formed;
An image forming apparatus comprising: a first control unit that controls the second transport unit according to a detection result of the detection unit.
前記第1及び第3の搬送手段を作像条件に応じて制御する第2の制御手段とをさらに備え、
前記作像条件は、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、環境の内の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。Third transport means for transporting the recovered material collected by the cleaning means to a second site;
A second control means for controlling the first and third transport means according to image forming conditions ;
Before SL imaging conditions, and wherein the type of the transfer material, black-and-white ratio of an image, the dot count value, document density, developing toner consumption, the number of image formation, the print mode, at least one of the environment The image forming apparatus according to claim 1.
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