JP4147798B2

JP4147798B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP4147798B2
Application number: JP2002094404A
Authority: JP
Inventors: 徹山口; 智高橋; 宏行時松; 渉渡辺
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003295728A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等で、像形成体の周辺に帯電手段、画像書込手段、現像手段等を配置して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、クリーニング手段により回収されたリサイクルトナーを使用して画像形成を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置では、現像によりトナーが消費されるので、現像手段内にトナーを補給することが行われる。トナー補給については、像形成体上にトナーパッチ画像（標準濃度パターン）を形成し、該トナーパッチ画像を検出してトナー補給を行ったり、または現像装置（現像手段）内のトナー濃度検知によってトナー濃度を検知することによってトナー補給が行われている。また、トナーリサイクルについては、コピーと連動して行われるもので、トナーの消費量を少なくして、画像形成コストを引き下げることと、廃棄トナーを無くすることを目的として、転写後に像形成体上に残留しているトナーをクリーニング装置により回収し、回収された転写残のトナーを、例えばプリント動作と連動して現像手段に戻してトナーをリサイクル使用（トナーリサイクル）することが行われている。
【０００３】
ところで、リサイクルトナーが、紙粉を含み易いこと等から帯電性能などの性能において、未使用の新しいトナーに比較して劣っていると言う現象は、ある程度避けられない現象であり、従って、リサイクルトナーを使用して形成された画像の画質が新しいトナーを使用して形成された画像に比較して、画質においてある程度劣ることも避けられず白地画像の部分に画像かぶりが発生するという問題が起こり易い。
【０００４】
リサイクルトナーを使用した場合におけるこのような問題に鑑み、トナーリサイクル機構を備え、リサイクルトナーと新しいトナーとを使用し、高画質の画像形成を行う現像手段を有する画像形成装置が特開平３−２０８０８２号公報や特開平６−４０１０号公報等で開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記開示の複写機、プリンター等の画像形成装置において白地画像の部分に画像かぶりが発生すると、ユーザーのクレームを招き、品質にかかわる重大な問題となる。
【０００６】
トナーの帯電量が低いほど、画像かぶりが発生しやすいことが知られており、また現像手段内における現像剤（トナー）の長時間放置時には、自然放電によりトナーの帯電量の低下はさけられない。また、トナーの帯電量が低下する他の原因として、トナーリサイクルの際にリサイクルトナーに混じる紙粉量の増大、トナー補給されたトナーの攪拌不足による帯電量低下等が上げられる。
【０００７】
しかしながら、これらの要因を直接対処するのは困難であり、例えばトナーリサイクルの際に混入される紙粉量の増大のために紙粉の除去をしようとすると、製造コストにはねかえるという問題が生じる。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決し、トナー補給の制御とリサイクルトナーの制御とを行う制御手段により、画像かぶりの発生を少なくし、画像不良によるクレームを減らすだけでなく、消費トナー量を少なくして環境コストの削減を図る画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、像形成体の表面を一様に帯電する帯電手段と、露光を行い静電潜像を像形成体上に形成する画像書込手段と、前記像形成体上の静電潜像を現像し顕画像を得る現像手段と、像形成体上の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されたリサイクルトナーを前記現像手段に混入するトナーリサイクル機構とを備えた画像形成装置において、
トナー補給の制御とリサイクルトナーの還流の制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、長時間放置後の前記画像形成装置の電源が投入されたとき、
前記トナー補給の制御は、ウォーミングアップ時間中及びウォーミングアップ時間終了後からコピー動作時の所定コピー枚数までの間はトナー補給を禁止し、その後はトナー補給を許可し、
前記リサイクルトナーの還流の制御は、ウォーミングアップ時間の開始から所定時間の間はリサイクルトナーの供給を許可し、その後のウォーミングアップ時間中はリサイクルトナーの供給を禁止し、ウォーミングアップ時間終了後からコピー動作時の所定コピー枚数までの間はリサイクルトナーの供給を制限し、その後はリサイクルトナーの供給を許可する、
ことを特徴とする画像形成装置によって達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
本発明に係わるトナー補給の制御とリサイクルトナーの制御とを行う制御手段を有する画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセス及び各機構と、該制御手段とについて、図１ないし図３を用いて説明する。図１は、本発明に係わるトナー補給の制御とリサイクルトナーの制御とを行う制御手段を有する画像形成装置の一実施形態を示すレーザプリンタの断面構成図であり、図２は、本発明の画像形成装置に用いられるトナー補給の制御とリサイクルトナーの制御との制御ブロック図であり、図３は、電源投入（以下、電源ｏｎともいう）後のトナー補給の制御とリサイクルトナーの制御とのタイミングを示すタイミングチャートである。
【００１３】
図１に示す画像形成装置で、ドラム状の像形成体である感光体ドラム１０は、例えば、アルミ部材によって形成される円筒状の金属基体を内側に設け、表面にオーバーコート層（保護層）を設けた、膜厚３０μｍ程度の負帯電の有機感光層（ＯＰＣ）を該基体の外周に形成したものであり、接地された状態で、感光体駆動モータＭ１の駆動により図１の矢印で示す方向に、例えば２８０ｍｍ／ｓｅｃ程度の線速度（Ｖｐ）で回転される。
【００１４】
有機感光層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分とする電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分とする電荷輸送層（ＣＴＬ）とに機能分離された二層構成の感光層とされる。
【００１５】
１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器であり、前記感光体ドラム１０の有機感光層に対し、使用されるトナー（現像時のトナー、本実施形態においてはマイナス極性）と同極性（マイナス極性）の直流電圧による帯電バイアスが印加され、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与える。
【００１６】
感光体ドラム１０はその周面に対して、スコロトロン帯電器１１の帯電作用により、本実施形態においてはマイナス極性に一様に帯電された後、画像書込手段である露光光学系１２により画像信号に基づいた像露光が行われる。
【００１７】
画像書込手段である露光光学系１２は、不図示のレーザ光源から発光される波長７００ｎｍ程度で、主走査方向５０μｍ、副走査方向８０μｍ、解像度６００ｄｐｉ（２４．５ｍｍ当り何ドットのものをｄｐｉと称する）程度のビーム径からなるレーザ光を、回転多面鏡１２ｂにより主走査方向に回転走査し、ｆθレンズ１２ｃ、反射ミラー１２ｄ等を経て感光体ドラム１０上を画像信号に対応する、感光体表面での出力が３００μＷ程度のレーザパワーからなる電気信号による露光（画像書込）を行い、感光体ドラム１０の回転走査（副走査方向の走査）によって感光体ドラム１０の表面の感光体層に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。
【００１８】
本発明に係わる画像形成装置には、現像剤として、体積平均粒径が６０μｍ程度のフェライトコアを用いたキャリア粒子と、乳化重合法により製造された体積平均粒径が６．５μｍ程度のトナー粒子とからなる２成分現像剤が用いられ、トナー粒子とキャリア粒子とで構成される２成分現像剤を内包する現像手段である現像器１３が設けられていて、感光体ドラム１０に形成された潜像の現像が、例えばマグネットロールの周囲にアルミニウム製の溝付スリーブを被せた構成で、２成分現像剤を担持し、半径が２０ｍｍ程度、線速度（Ｖｓ）が５６０ｍｍ／ｓｅｃ程度で、像形成体との線速度比Ｖｓ／Ｖｐを２程度として回転される現像剤搬送体としての現像スリーブ１３１によって行われる。現像は現像スリーブ１３１と感光体ドラム１０との間にトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の交流電圧（不図示）に直流電圧（不図示）が重畳された現像バイアスの印加により非接触或いは接触の状態で反転現像にて行われる。現像器１３へのトナー補給の制御は、図２に示す記憶部（Ｃ２）のＲＯＭ内に格納されるパッチ画像（標準濃度パターン）を参照し、感光体ドラム１０上へパッチ画像（標準濃度パターン）を作成し、その濃度を検知することによって、トナー収納容器５０から現像器１３へのトナー補給が行われる。機種によっても異なるが、例えば１プリント毎や５００プリント毎等の所定のプリント毎に、標準濃度パターンを用いてトナー濃度の補正やＤｍａｘの補正や階調性の補正（γ補正）の補正が行われる。
【００１９】
一方、転写材である記録紙Ｐが転写材収納手段である給紙トレイ１５より、送り出しローラ１５ａにより送り出され、給送ローラ１５ｂにより給送されてタイミングローラ１５ｃへ搬送される。
【００２０】
記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆動によって、感光体ドラム１０上のトナー像の搬送に同期して転写器１６ａの転写域へと給送される。
【００２１】
転写域に給紙された記録紙Ｐは転写器１６ａと感光体ドラム１０との間でトナー像に密着され、転写器１６ａへの２ｋＶ程度のトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の転写バイアス電圧の印加により、感光体ドラム１０上のトナー像が記録紙Ｐ上に転写される。
【００２２】
トナー像の転写を受けた記録紙Ｐは分離手段である除電電極１６ｂにより除電され、少なくとも一方のローラの内部にヒータを有する定着ローラ１７ａと圧着ローラ１７ｂとを有する定着手段である定着装置１７へと搬送され、定着ローラ１７ａと、圧着ローラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えられることにより記録紙Ｐ上の付着トナーが定着され、排紙ローラ１８により装置外部へ排出される。定着ローラ１７ａには接触または非接触による温度センサＴＳ１が設けられ、定着装置１７の定着温度を定着可能とする１５０〜２００℃にコントロールしている。
【００２３】
クリーニング後の感光体ドラム１０は、波長が７００ｎｍ程度で、光出力が１０ｌｕｘ程度のＬＥＤアレイからなる帯電前露光光源１１ａにより除電された後、再びスコロトロン帯電器１１により一様帯電され、次の工程に入る。
【００２４】
上記画像形成装置における転写材としては、４５〜５５ｋｇ／ｍ²（１０００枚での質量）の紙厚の普通紙または６０〜７５ｋｇ／ｍ²（１０００枚での質量）の紙厚の厚紙が用いられる。
【００２５】
像形成体である感光体ドラム１０の周面上に残った転写残トナーは、像形成体のクリーニング手段であるクリーニング装置１９０に至り、感光体ドラム１０に対しクリーニング位置において、例えばウレタンゴムを用い、感光体ドラム１０にカウンタ方向にて当接するブレード部材であるクリーニングブレード１９１によりクリーニングされる。クリーニングブレード１９１によりクリーニングされた転写残トナーは、スクリュウ１９２によってクリーニング装置１９０の一方の側に送られた後、クリーニング装置１９０と結合される搬送パイプ１９８と、その内部に設けられるトナー搬送スクリュウ１９９とからなるトナーリサイクル機構を用い、トナー搬送スクリュウ１９９の回転により搬送パイプ１９８の内部を通して現像器１３へと搬送（還流）されてリサイクル使用される。トナー搬送スクリュウ１９９のリサイクルトナー搬送のための駆動は、電磁クラッチ（不図示）を介し感光体駆動モータＭ１の駆動により、感光体ドラム１０の回転と同期して行われる。電磁クラッチのｏｆｆ／ｏｎにて、リサイクルトナーの還流許可（リサイクルトナーの還流）や禁止（リサイクルトナーの還流の禁止）の設定がなされ、リサイクルトナーの搬送制御（還流制御）が行われる。
【００２６】
上記リサイクルトナーの制御と、前述した標準濃度パターンによるトナー補給の制御とはサービスマンにより、例えば図１の画像形成装置の機内に設けられる不図示のディプスイッチからなる内部スイッチ（Ｃ５）の設定により行われるもので、図２に示す内部スイッチ（Ｃ５）は、記憶部（Ｃ２）のＲＯＭ内のトナー補給制御プログラムＰ２とリサイクルトナーの還流制御のためのトナーリサイクル制御プログラムＰ３とにより、後段の図３において述べるタイミングチャートに基づいたそれぞれの制御を行わせるものである。上記内部スイッチがｏｎ状態の場合は、図３にて述べるタイミングチャートに基づいた制御通りにトナー補給とリサイクルトナーの還流とが行われて、画像かぶりの防止対策が行われる。内部スイッチがｏｆｆの場合は、図３にて述べるタイミングチャートに基づいた制御が行われないように設定されるものである。
【００２７】
上記画像形成装置における画像形成は図２の記憶部（Ｃ２）のＲＯＭ内に格納される画像形成プログラムＰ１によって行われる。
【００２８】
図３に示すように、電源ｏｎ時、長時間放置されたと判断された時は、先ずウォームアップ（ＷＵ）が行われ、ウォームアップの後にコピー動作が行われる。長時間放置の判断は最終画像出力時刻または電源オフ時の時刻からの経過時間が所定の時間以上経過したと制御部（Ｃ１）が判断したときは、長時間放置後と判断しＷＵＴ（ウォーミングアップ時間）中に画像補正を実施する。或いは、定着温度センサの出力（Ｃ４）により定着温度が５０℃以下であるときは、制御部（Ｃ１）は長時間放置後と判断しＷＵ（ウォーミングアップ時間）中に画像補正を実施する。画像補正は上記画像形成プログラムＰ１のＷＵ時の機械動作プログラムＰ１１により、２分間の空回転の後、前述した標準濃度パターンを用いてＤｍａｘ補正、γ補正等が行われ、その後、後空回転の順で実施される。
【００２９】
ＷＵＴ（ウォーミングアップ時間）中のトナー補給の制御およびリサイクルトナーの制御は次のように行われる。
【００３０】
トナー補給の制御は、長時間放置後の前記画像形成装置の電源ｏｎ後のトナーの補給量を制限し、本実施形態では画像形成装置のＷＵＴ（ウォーミングアップ時間）中と、ＷＵ終了後からコピー動作時の５０コピーとまでの間、トナー補給の禁止（トナー補給の停止）が行われ、それ以降は標準濃度パターンの濃度検知に基づいた検知により図１にて述べたトナー収納容器５０から現像器１３へのトナー補給が行われる。
【００３１】
なお、制御部（Ｃ１）は、画像出力枚数や画像出力した画素数の合計等の情報により上記のトナー補給を禁止したり、補給量を制限する時間を変更する。
【００３２】
リサイクルトナーの還流の制御は、電源ｏｎ後のみ一定時間規制し、本実施形態では、ＷＵＴ（ウォーミングアップ時間）中の画像補正中の空回転２分間の内、前半１分間のみ、現像器１３へクリーニング装置１９０からリサイクルトナーを供給（混入の許可）し、その後リサイクルトナーの供給を停止（禁止）する。またＷＵ終了後、５０コピーの間、リサイクルトナーの供給を５コピーに１回の割合で制限する（４コピーの間はリサイクルトナーの混入を禁止し、残りの１コピーにリサイクルトナーの混入を行う）。５０コピー後は、クリーニング装置１９０から現像器１３へのリサイクルトナーの混入（補給）を行う。
【００３３】
なお、制御部（Ｃ１）は、画像出力枚数や画像出力した画素数の合計等の情報により上記のリサイクルトナーの制限の時間を変更する。また、クリーニング装置１９０から現像器１３へのリサイクルトナーの混入動作は感光体ドラム１０の駆動と同期して行われる。
【００３４】
上記ＷＵＴ（ウォーミングアップ時間）中の画像補正中のクリーニング装置１９０から現像器１３へのリサイクルトナーの混入は、１度に多量のリサイクルトナーを現像器１３に混入して撹拌し、充分撹拌することによってリサイクルトナーによる現像器１３内の紙粉による影響の除去を図る。その後のリサイクルトナーの供給の停止（禁止）により、リサイクルトナーの供給を停止して、現像器１３内への紙粉量の混入を減らし、リサイクルトナーを現像器１３内で充分撹拌する。またリサイクルトナーの供給の停止期間（禁止）があまり長過ぎると、クリーニング装置１９０内にリサイクルトナーが溜まり、溢れ出す恐れが生じるので、該禁止時間を本実施形態ではＷＵＴ（ウォーミングアップ時間）終了迄としている。
【００３５】
なおＷＵ後のコピー中のトナー補給は、例えば１プリント毎や５００プリント毎等の所定のプリント毎に、記憶部（Ｃ２）内の標準濃度パターンを作成し、該標準濃度パターンの画像濃度の検出を行い、また制御部（Ｃ１）は閾値と比較してトナー補給を行う。
【００３６】
前述した温湿度センサによる電源ｏｎ時の湿度が３５％ＲＨ以下で、かつ内部電源がｏｎに設定されている場合にのみ、上記の画像かぶりの対策制御を画像制御に加えて実施する。なお上記の環境条件は画像形成装置に設けられる不図示の温湿度センサにより計測される。
【００３７】
本発明によるＷＵ時におけるトナー補給の制御およびリサイクルトナーの制御を行うことによる画像かぶりが生じるか否かの判定方法としては、上記トナー補給の制御或いはリサイクルトナーの制御を用いて画像形成を行い、目視で画像かぶりの濃い箇所を１０点選びマクベス濃度計で測定し、相対濃度が０．０６以上である状態を画像かぶりが発生した場合と認定し、ＮＧとみなした。
【００３８】
トナー補給の制御やリサイクルトナーの制御に対する対策制御投入前（制御なしの場合）と、後（トナー補給の制御のみや、リサイクルトナーの制御のみや、両方の制御を実施した場合）とを比較評価した結果、下記の表のようになった。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、長時間放置によるトナーの帯電量の低下が原因となるカブリの発生を少なくすることができる。また、カブリの発生による画像不良を抑えクレームを減らすだけでなく、消費トナー量を少なくして環境コストの削減を図ることが可能となる。
【００４１】
長時間放置の判断を、最終画像出力からの時間または電源オフ時の時間をカウントし、その情報をもとに長時間放置かどうかを判断し、トナー補給を行うことにより、自然放電による帯電量の低下をみこむことができる。
【００４２】
長時間放置の判断を、画像形成装置に設けられる定着装置の温度が基準閾値以下となったことにより行うことにより、熱容量が非常に大きいユニットである定着装置の温度低下量から、簡単に経過時間を判断することができる。これにより新規にタイマーを設置せずに長時間放置かどうかを判断を行うことができる。
【００４３】
補給トナー量を規制したままでは、トナー濃度の低下を招くことになる。そのため、一定期間経過後に通常制御に戻す必要があるので、トナー補給を禁止したり補給量を制限する期間を、画像出力枚数によって判断することにより、簡易的な方法で、低下していたトナー帯電量が、摩擦帯電により安定値まで増加される。
【００４４】
補給トナー量を規制したままでは、トナー濃度の低下を招き、帯電量も上がることになる。そのため、トナー補給を禁止したり補給量を制限する期間を、画像出力した画素数の合計により判断し、一定期間経過後に通常制御に戻すことにより、帯電量の回復をより正確に予測できる。
【００４６】
サイクルトナー規制の方法を、混入禁止、許可の状態の組み合わせとすることにより、クリーニング装置（クリーニング手段）内のトナーこぼれが抑止される。
【００４７】
長時間放置の判断を、最終画像出力からの時間または電源オフ時の時間をカウントし、その情報をもとに長時間放置かどうかを判断し、リサイクルトナーの還流を行うことにより、自然放電による帯電量の低下を見込むことができる。
【００４８】
長時間放置の判断を、画像形成装置に設けられる定着装置の温度が基準閾値以下となったことにより行うことにより、熱容量が非常に大きいユニットである定着装置の温度低下量から、簡単に経過時間を判断することができる。これにより新規にタイマーを設置せずに長時間放置かどうかを判断を行うことができる。
【００４９】
リサイクルトナーの還流量を規制したままでは、回収したリサイクルトナーの戻り場所がなくあふれることになる。そのため、一定期間経過後に通常制御に戻す必要があるので、リサイクルトナーの還流を禁止したり、リサイクルトナーの混入量を制限する期間を、画像出力枚数によって判断することにより、簡易的な方法で、低下していたトナー帯電量が、摩擦帯電により安定値まで増加される。
【００５０】
リサイクルトナーの還流量を規制したままでは、回収したリサイクルトナーの戻り場所がなくあふれることになる。そのため、一定期間経過後に通常制御に戻す必要があるので、リサイクルトナーの還流を禁止したり、リサイクルトナーの混入量を制限する期間を、画像出力した画素数の合計により判断し、一定期間経過後に通常制御に戻することにより、帯電量の回復をより正確に予測できる。
【００５１】
制御手段による判断を、ユーザーの判断により選択可能とし、特定ユーザーに対してのみ制御の実施をするスイッチを設け、他の問題ないユーザーには制御が実行されないようにすることにより、本発明の効果が非常に有効となる。
【００５２】
給紙トレイに設定された転写材の種類（紙種）の情報に応じて自動的にトナー補給やリサイクルトナーの還流の制御を変更することにより、さらに制御対象が限定され、本発明の効果に加えて、画像の地かぶりが抑止された画像形成がなされる。
【００５３】
環境によってトナー補給とリサイクルトナーとの制御方法を切り替え、低湿度環境のみで対策を実施することにより、カブリ対策として十分な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるトナー補給の制御とリサイクルトナーの制御とを行う制御手段を有する画像形成装置の一実施形態を示すレーザプリンタの断面構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置に用いられるトナー補給の制御とリサイクルトナーの制御との制御ブロック図である。
【図３】電源ｏｎ後のトナー補給の制御とリサイクルトナーの制御とのタイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０感光体ドラム
１１スコロトロン帯電器
１２露光光学系
１３現像器
１６ａ転写器
１６ｂ除電電極
１７定着装置
１９０クリーニング装置
１９１クリーニングブレード
１９２スクリュウ
１９８搬送パイプ
１９９トナー搬送スクリュウ
Ｍ１感光体駆動モータ
Ｐ記録紙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus in which a charging unit, an image writing unit, a developing unit, and the like are arranged around an image forming body in a copying machine, a printer, a fax machine, and the like. The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image using recycled toner collected by the means.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus that forms an image using a two-component developer, toner is consumed by development, and therefore toner is replenished in the developing means. As for toner replenishment, a toner patch image (standard density pattern) is formed on the image forming member, and toner replenishment is performed by detecting the toner patch image, or toner is detected by detecting the toner density in the developing device (developing means). The toner is replenished by detecting the density. In addition, toner recycling is performed in conjunction with copying. The purpose is to reduce toner consumption, reduce image formation cost, and eliminate waste toner. The toner remaining on the toner is collected by a cleaning device, and the collected toner remaining on the transfer is returned to the developing means in conjunction with the printing operation, for example, and the toner is recycled (toner recycling).
[0003]
By the way, the phenomenon that the recycle toner is inferior to new unused toner in performance such as charging performance because it is easy to contain paper dust is an unavoidable phenomenon. Compared to an image formed using new toner, the image quality formed using new toner is inevitably inferior to some extent in image quality, and a problem that image fogging occurs in a white background image portion is likely to occur. .
[0004]
In view of such problems when using recycled toner, an image forming apparatus having a toner recycling mechanism and having developing means for forming a high-quality image using recycled toner and new toner is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3-208082. No. 6, JP-A-6-4010, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the image forming apparatus such as a copying machine or a printer disclosed above, when an image fog occurs in a white background image part, a user's complaint is caused, which becomes a serious problem regarding quality.
[0006]
It is known that the lower the toner charge amount, the easier the image fogging occurs. Also, when the developer (toner) is left in the developing means for a long time, the charge amount of the toner cannot be reduced by natural discharge. . Other causes of the decrease in the charge amount of the toner include an increase in the amount of paper dust mixed with the recycled toner during toner recycling, and a decrease in the charge amount due to insufficient stirring of the toner supplied.
[0007]
However, it is difficult to directly deal with these factors. For example, if paper dust is removed to increase the amount of paper dust mixed during toner recycling, there is a problem that the manufacturing cost is reverted. Arise.
[0008]
The present invention solves the problems described above, the control means for the control of the control and the recycled toner in the toner replenishment, to reduce the occurrence of image fogging, not only reduces the claim by image bad, the toner consumption An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that reduces the environmental cost by reducing the cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The object is to charge the surface of the image forming body uniformly, image writing means for performing exposure to form an electrostatic latent image on the image forming body, and electrostatic latent image on the image forming body. An image forming apparatus comprising: a developing unit that develops a visible image; a cleaning unit that removes toner on the image forming body; and a toner recycling mechanism that mixes recycled toner collected by the cleaning unit into the developing unit. In
Control means for controlling toner replenishment and recycling of recycled toner,
Wherein, when the power for a long time after standing of the image forming apparatus is turned on,
In the toner replenishment control, the toner replenishment is prohibited during the warm-up time and after the warm-up time is over until the predetermined number of copies during the copying operation, and thereafter the toner replenishment is permitted.
The recycling control of the recycled toner permits the supply of the recycled toner for a predetermined time from the start of the warm-up time, prohibits the supply of the recycled toner during the subsequent warm-up time, and after the warm-up time ends, Restrict the supply of recycled toner until the specified number of copies, and then allow the supply of recycled toner.
Is the image forming equipment thus achieved, characterized in that.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. The description in this column does not limit the technical scope of the claims or the meaning of terms. In addition, the following assertive description in the embodiment of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.
[0012]
An image forming process and mechanisms of an embodiment of an image forming apparatus having control means for controlling toner replenishment and recycling toner according to the present invention, and the control means will be described with reference to FIGS. explain. FIG. 1 is a sectional configuration diagram of a laser printer showing an embodiment of an image forming apparatus having control means for controlling toner replenishment and recycling toner according to the present invention, and FIG. 2 is an image of the present invention. FIG. 3 is a control block diagram of toner replenishment control and recycle toner control used in the forming apparatus, and FIG. 3 is a timing of toner replenishment control and recycle toner control after power-on (hereinafter also referred to as power-on ). It is a timing chart which shows.
[0013]
In the image forming apparatus shown in FIG. 1, a photosensitive drum 10 that is a drum-shaped image forming body is provided with a cylindrical metal base formed on, for example, an aluminum member on the inside, and an overcoat layer (protective layer) on the surface. A negatively charged organic photosensitive layer (OPC) having a film thickness of about 30 μm is formed on the outer periphery of the substrate, and is indicated by the arrow in FIG. 1 while being grounded and driven by the photosensitive member driving motor M1. The direction is rotated at a linear velocity (Vp) of about 280 mm / sec, for example.
[0014]
The organic photosensitive layer has a two-layer structure in which a charge generation layer (CGL) mainly composed of a charge generation material (CGM) and a charge transport layer (CTL) mainly composed of a charge transport material (CTM) are separated. The photosensitive layer.
[0015]
Reference numeral 11 denotes a scorotron charger as charging means, which has the same polarity (minus polarity) as the toner used (toner during development, minus polarity in this embodiment) with respect to the organic photosensitive layer of the photosensitive drum 10. A charging bias by a DC voltage is applied to give a uniform potential to the photosensitive drum 10.
[0016]
In the present embodiment, the photosensitive drum 10 is uniformly charged to a negative polarity by the charging action of the scorotron charger 11 on the peripheral surface, and then the image signal is output by the exposure optical system 12 serving as image writing means. The image exposure based on the above is performed.
[0017]
The exposure optical system 12 serving as an image writing means has a wavelength of about 700 nm emitted from a laser light source (not shown), a main scanning direction of 50 μm, a sub-scanning direction of 80 μm, and a resolution of 600 dpi (how many dots per 24.5 mm is dpi). The surface of the photosensitive member corresponding to the image signal is scanned on the photosensitive drum 10 through the fθ lens 12c, the reflecting mirror 12d, and the like. Exposure (image writing) is performed by an electrical signal having a laser power of about 300 μW, and the original is applied to the photosensitive layer on the surface of the photosensitive drum 10 by rotational scanning (scanning in the sub-scanning direction) of the photosensitive drum 10. An electrostatic latent image corresponding to the image is formed.
[0018]
The image forming apparatus according to the present invention includes, as a developer, carrier particles using a ferrite core having a volume average particle size of about 60 μm, and toner particles having a volume average particle size of about 6.5 μm manufactured by an emulsion polymerization method. A developing device 13 is provided as developing means including a two-component developer composed of toner particles and carrier particles, and a latent image formed on the photosensitive drum 10 is provided. For image development, for example, a configuration in which a grooved sleeve made of aluminum is placed around a magnet roll, a two-component developer is carried, a radius is about 20 mm, and a linear velocity (Vs) is about 560 mm / sec. This is performed by a developing sleeve 131 as a developer conveying body rotated with a linear velocity ratio Vs / Vp with the body of about 2. Development is performed between the developing sleeve 131 and the photosensitive drum 10 by applying a developing bias in which a DC voltage (not shown) is superimposed on an AC voltage (not shown) having the same polarity as the toner (negative polarity in this embodiment). It is carried out by reversal development in a non-contact or contact state. Control of toner supply to the developing unit 13 is performed by referring to a patch image (standard density pattern) stored in the ROM of the storage unit (C2) shown in FIG. ) And the density thereof is detected, so that the toner is supplied from the toner container 50 to the developing device 13. Although it varies depending on the model, for example, for each predetermined print such as every print or every 500 prints, correction of toner density, correction of Dmax, correction of gradation (γ correction) is performed using a standard density pattern. Is called.
[0019]
On the other hand, the recording paper P, which is a transfer material, is fed from a paper feed tray 15, which is a transfer material storage means, by a feed roller 15a, fed by a feed roller 15b, and conveyed to a timing roller 15c.
[0020]
The recording paper P is fed to the transfer area of the transfer device 16a in synchronization with the conveyance of the toner image on the photosensitive drum 10 by driving the timing roller 15c.
[0021]
The recording paper P fed to the transfer area is in close contact with the toner image between the transfer device 16a and the photosensitive drum 10, and has a polarity opposite to that of the toner of about 2 kV to the transfer device 16a (in this embodiment, a positive polarity). The toner image on the photosensitive drum 10 is transferred onto the recording paper P by applying the transfer bias voltage.
[0022]
The recording paper P that has received the transfer of the toner image is neutralized by a neutralizing electrode 16b that is a separating means, and to a fixing device 17 that is a fixing means having a fixing roller 17a having a heater and a pressure roller 17b inside at least one of the rollers. The toner adhering to the recording paper P is fixed by applying heat and pressure between the fixing roller 17a and the pressure roller 17b, and is discharged to the outside by the paper discharge roller 18. The fixing roller 17a is provided with a temperature sensor TS1 by contact or non-contact, and the fixing temperature of the fixing device 17 is controlled to 150 to 200 ° C. that enables fixing.
[0023]
The photosensitive drum 10 after cleaning is neutralized by the pre-charging exposure light source 11a composed of an LED array having a wavelength of about 700 nm and a light output of about 10 lux, and then uniformly charged again by the scorotron charger 11. to go into.
[0024]
As the transfer material in the image forming apparatus, 45~55kg / m ² paper thickness of cardboard (mass of 1000 sheets) of plain paper sheet thickness or 60~75kg / m ² (mass of 1000 sheets) using It is done.
[0025]
The transfer residual toner remaining on the peripheral surface of the photosensitive drum 10 that is the image forming body reaches a cleaning device 190 that is a cleaning unit for the image forming body, and, for example, urethane rubber is used at the cleaning position with respect to the photosensitive drum 10. Then, cleaning is performed by a cleaning blade 191 that is a blade member that contacts the photosensitive drum 10 in the counter direction. After the transfer residual toner cleaned by the cleaning blade 191 is sent to one side of the cleaning device 190 by the screw 192, a transfer pipe 198 coupled to the cleaning device 190, and a toner transfer screw 199 provided therein are provided. Using the toner recycling mechanism, the toner transport screw 199 is rotated (circulated) to the developing device 13 through the transport pipe 198 and recycled. Driving of the toner transport screw 199 for transporting recycled toner is performed in synchronization with the rotation of the photoconductor drum 10 by driving of the photoconductor drive motor M1 via an electromagnetic clutch (not shown). With the electromagnetic clutch off / on, recycling toner recirculation permission (recycling toner recirculation) or prohibition (recycling toner recirculation prohibition) is set, and recycling toner transport control (recirculation control) is performed.
[0026]
The control of the recycled toner and the above-described control of toner supply by the standard density pattern are performed by a serviceman, for example, by setting an internal switch (C5) including a dip switch (not shown) provided in the image forming apparatus of FIG. The internal switch (C5) shown in FIG. 2 is shown in the subsequent stage by the toner replenishment control program P2 in the ROM of the storage unit (C2) and the toner recycling control program P3 for recycling the recycled toner. Each control is performed based on the timing chart described in FIG. When the internal switch is in the on state, toner replenishment and recirculation of recycled toner are performed as controlled based on the timing chart described in FIG. 3, and measures to prevent image fogging are performed. When the internal switch is off, the control based on the timing chart described in FIG. 3 is set not to be performed.
[0027]
Image formation in the image forming apparatus is performed by an image forming program P1 stored in the ROM of the storage unit (C2) in FIG.
[0028]
As shown in FIG. 3, when it is determined that the power source is turned on for a long time, warm-up (WU) is first performed, and a copy operation is performed after the warm-up. When the control unit (C1) determines that the elapsed time from the last image output time or the power- off time has passed a predetermined time or more, it is determined that it has been left for a long time, and the WUT (warming up time) ) During image correction. Alternatively, when the fixing temperature is 50 ° C. or less based on the output (C4) of the fixing temperature sensor, the control unit (C1) determines that it has been left for a long time and performs image correction during WU (warming up time). The image correction is performed by the machine operation program P11 at the time of WU of the image forming program P1, and after the idle rotation for 2 minutes, the Dmax correction and the γ correction are performed using the standard density pattern described above. Implemented in order.
[0029]
Control of toner supply during WUT (warming up time) and control of recycled toner are performed as follows.
[0030]
Toner replenishment control limits the amount of toner replenished after the image forming apparatus is turned on after being left for a long time. In this embodiment, the copying operation is performed during WUT (warming up time) of the image forming apparatus and after the end of WU. The toner supply prohibition (stop of toner supply) is performed until the 50th copy, and thereafter, from the toner container 50 described in FIG. 1 by the detection based on the density detection of the standard density pattern. Toner 13 is replenished.
[0031]
The control unit (C1) prohibits the toner replenishment or changes the time for limiting the replenishment amount based on information such as the number of output images and the total number of output pixels.
[0032]
Control of the recirculation of the recycled toner is restricted for a certain period of time only after the power is turned on. In this embodiment, only the first half of the idling rotation of 2 minutes during image correction during WUT (warming up time) is cleaned to the developing unit 13. The recycled toner is supplied from the apparatus 190 (permission of mixing), and then the supply of the recycled toner is stopped (prohibited). In addition, after the WU is finished, the supply of recycled toner is limited to a rate of once per 5 copies for 50 copies (mixing of recycled toner is prohibited during 4 copies and recycled toner is mixed into the remaining 1 copy. ). After 50 copies, recycling toner is mixed (supplemented) from the cleaning device 190 to the developing device 13.
[0033]
The control unit (C1) changes the recycle toner limit time based on information such as the number of output images and the total number of output pixels. The operation of mixing recycled toner from the cleaning device 190 to the developing device 13 is performed in synchronization with the driving of the photosensitive drum 10.
[0034]
Mixing of recycled toner from the cleaning device 190 during image correction during the WUT (warming up time) into the developing device 13 is performed by mixing a large amount of recycled toner into the developing device 13 at one time and stirring the mixture. The effect of paper dust in the developing device 13 due to recycled toner is removed. By stopping (prohibiting) the supply of the recycled toner thereafter, the supply of the recycled toner is stopped, the amount of paper dust mixed into the developing device 13 is reduced, and the recycled toner is sufficiently stirred in the developing device 13. Further, if the supply period (prohibition) of the supply of recycled toner is too long, the recycled toner accumulates in the cleaning device 190 and may overflow. Therefore, in this embodiment, the prohibition time is set to the end of the WUT (warming up time). Yes.
[0035]
To supply toner during copying after WU, for example, a standard density pattern in the storage unit (C2) is created for each predetermined print such as every print or every 500 prints, and the image density of the standard density pattern is detected. In addition, the control unit (C1) replenishes the toner in comparison with the threshold value.
[0036]
The above-described image fog countermeasure control is performed in addition to the image control only when the humidity when the power source is turned on by the temperature / humidity sensor described above is 35% RH or less and the internal power source is set to on. The environmental conditions are measured by a temperature / humidity sensor (not shown) provided in the image forming apparatus.
[0037]
As a method for determining whether image fogging is caused by controlling toner replenishment and recycling toner during WU according to the present invention, image formation is performed using the toner replenishment control or recycling toner control. Ten points where the image fogging was dark were selected by visual observation and measured with a Macbeth densitometer. A state where the relative density was 0.06 or more was recognized as the occurrence of image fogging, and was regarded as NG.
[0038]
Measures against toner supply control and recycled toner control Before control (when there is no control) and after (when only toner supply control, only recycled toner control, or both controls are performed) As a result, the following table was obtained.
[0039]
[Table 1]

[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of fog caused by a decrease in the charge amount of the toner caused by being left for a long time. In addition to reducing the suppression example claims image bad due to the occurrence of fog, toner consumption and reduced to becomes possible to reduce the environmental cost.
[0041]
The amount of charge due to spontaneous discharge is determined by counting the time from the last image output or the time when the power is turned off , determining whether to leave for a long time based on the information, and replenishing the toner. Can be reduced.
[0042]
The long standing judgment, by performing by the temperature of the fixing device provided in the image forming apparatus is equal to or less than the reference threshold, the temperature drop of the fixing device capacity is very large units, simply elapsed time Can be judged. This makes it possible to determine whether or not to leave for a long time without newly installing a timer.
[0043]
If the amount of replenished toner is regulated, the toner density is lowered. Therefore, since it is necessary to return to normal control after a certain period of time, the toner charge that has been reduced can be reduced by a simple method by judging the period for prohibiting toner replenishment or limiting the replenishment amount based on the number of output images. The amount is increased to a stable value by tribocharging.
[0044]
If the replenishment toner amount is regulated, the toner density is lowered and the charge amount is also increased. For this reason, it is possible to more accurately predict the recovery of the charge amount by determining the period during which toner replenishment is prohibited or limiting the replenishment amount based on the total number of pixels that have been output and returning to normal control after a certain period of time has elapsed.
[0046]
The method of cycle toner regulating contamination prohibited, by a combination of permission state, toner spill inside cleaning device (cleaning unit) is prevented.
[0047]
The judgment of whether to leave for a long time is counted by the time from the last image output or the time when the power is turned off. the decrease in the charge amount can expect Mukoto.
[0048]
The long standing judgment, by performing by the temperature of the fixing device provided in the image forming apparatus is equal to or less than the reference threshold, the temperature drop of the fixing device capacity is very large units, simply elapsed time Can be judged. This makes it possible to determine whether or not to leave for a long time without newly installing a timer.
[0049]
If the recirculation amount of the recycled toner is regulated, the collected recycled toner overflows with no return place. Therefore, since it is necessary to return to the normal control after a certain period of time, or prohibit reflux recycled toner, a period for restricting the mixed amount of recycled toner, by determining the number of output images, in easy easy manner The toner charge amount that has been reduced is increased to a stable value by frictional charging.
[0050]
If the recirculation amount of the recycled toner is regulated, the collected recycled toner overflows with no return place. Therefore, since it is necessary to return to normal control after a certain period of time, the period for prohibiting recirculation of recycled toner or limiting the amount of recycled toner to be mixed is determined by the total number of pixels that have been output. by Modosuru to normal control, we can predict the recovery band coulometric more accurately.
[0051]
The effect of the present invention is achieved by providing a switch that allows the control means to select the judgment based on the user's judgment, performing the control only for the specific user, and preventing the other troublesome users from executing the control. Is very effective.
[0052]
By automatically changing the control of toner replenishment and recycling of recycled toner according to information on the type of transfer material (paper type) set in the paper feed tray, the control target is further limited, and the effects of the present invention can be achieved. In addition, image formation in which the fogging of the image is suppressed is performed.
[0053]
Switching the control method of the toner supply and the recycled toner by the environment, by implementing the measures only in low humidity environment, sufficient effect can be obtained as fogging measures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a laser printer showing an embodiment of an image forming apparatus having control means for controlling toner replenishment and recycling toner according to the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram of toner replenishment control and recycled toner control used in the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing timings of toner supply control and recycled toner control after power-on.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photosensitive drum 11 Scorotron charger 12 Exposure optical system 13 Developing device 16a Transfer device 16b Static elimination electrode 17 Fixing device 190 Cleaning device 191 Cleaning blade 192 Screw 198 Transport pipe 199 Toner transport screw M1 Photoconductor drive motor P Recording paper

Claims

A charging means for uniformly charging the surface of the image forming body, an image writing means for performing exposure to form an electrostatic latent image on the image forming body, and developing and developing the electrostatic latent image on the image forming body. In an image forming apparatus comprising: a developing unit that obtains an image; a cleaning unit that removes toner on the image forming body; and a toner recycling mechanism that mixes recycled toner collected by the cleaning unit into the developing unit.
Control means for controlling toner replenishment and recycling of recycled toner,
When the power of the image forming apparatus after being left for a long time is turned on ,
In the toner replenishment control, toner replenishment is prohibited during the warming up time and after the warming up time until the predetermined number of copies during the copying operation, and thereafter toner replenishment is permitted.
The recycling control of the recycled toner permits the supply of the recycled toner for a predetermined time from the start of the warm-up time, prohibits the supply of the recycled toner during the subsequent warm-up time, and after the end of the warm-up time, Restrict the supply of recycled toner until the specified number of copies, and then allow the supply of recycled toner.
An image forming apparatus.

The warm-up period from the time after the end until a predetermined number of copies during copying operation of the supply of the recycled toner limitation claim 1, characterized in der Rukoto a combination of permission and supply prohibition of the supply of the recycled toner The image forming apparatus described in 1.

The long standing determination, the image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a control means for performing in accordance with an elapsed time of the final image output time or power from off to time.

3. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to determine whether to leave for a long time when a temperature of a fixing device provided in the image forming apparatus is equal to or lower than a reference value .