JP4246959B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真プロセスを利用して供給される用紙に画像を形成するデジタル複写機等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセスが利用されている画像形成装置、例えば、デジタル複写機は、画像データに基づいて画像を形成したのち用紙などの記録材に出力する画像形成部などを有している。
【0003】
画像形成部は、画像データに対応する静電潜像を保持する感光体ドラムを有している。また、この画像形成部は、感光体ドラムの表面を一様の電位に帯電する帯電チャージャ、帯電された感光体ドラムを露光して形成された静電潜像に現像材すなわちトナーを供給してトナー像を形成する現像器、感光体ドラム上のトナー像を用紙などの記録材に転写する転写ベルト、トナー像を転写した後に感光体ドラム上に残留したトナーを除去するドラムクリーナ、及び感光体ドラム上に残留した電荷を除去する除電ランプ等を有し、それぞれが感光体ドラムの回転方向に沿って順に配設されている。
【0004】
しかしながら、多湿環境下では、トナー(現像剤)自身の吸湿により現像剤にトナーを補給した際、帯電量の立ち上がり方が常湿や低湿環境よりもにぶくなる。補給されたトナーが十分帯電していない状態で画像形成を行うとトナーの画像かぶりが発生する。画像かぶりとは、画像形成において白くなるべき部分にトナーが形成され、グレーになってしまうことである。
【0005】
特に、一度画像形成に使用したリサイクルトナー(回収トナー)の場合、帯電量をコントロールする外添材が剥がれてしまっているため、フレッシュトナー(新トナー)に比べ、この現象が顕著になる。
【0006】
トナーエンプティ等から復帰するための強制トナー補給モード時は、通常よりも短時間で大量のトナー補給がされるため、さらに本現象が顕著となる。このような現象に対して、その間はリサイクルトナーの補給を禁止し、フレッシュトナーのみを補給する方法が公知となっている。
【0007】
そのような場合、強制トナー補給モード終了後の復帰でも、まだ、現像剤の帯電量は通常時よりも帯電レベルが低く、リサイクルトナーの補給を行うと画像かぶりが多く発生する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、多湿環境下で現像剤にトナーを補給した際、トナー自身の吸湿により帯電量の立ち上がり方が常湿や低湿環境よりもにぶく、補給されたトナーが十分帯電されない状態となり、その状態で画像形成を行うと画像かぶり等の画像不具合が発生して良好な画像形成ができないという問題があった。
【0009】
そこで、この発明は、強制トナー補給モード解除後にあって、どのような環境下においても良好な画像形成を行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、感光体に形成された静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、この現像部にフレッシュトナーを補給する第1の補給部と、上記現像部にリサイクルトナーを補給する第2の補給部と、上記現像部内のトナー濃度を検知する第1の検知部と、上記現像部近傍の環境状態を検知する第2の検知部と、感光体上に形成されたトナー像を担持するための被画像形成媒体の通紙枚数をカウントするカウンタと、上記第1の検知部によるトナー濃度検知結果に基づき、上記現像部内のトナー濃度が基準値よりも所定値以上低い場合には、上記第1の補給部から上記現像部へフレッシュトナーのみを所定時間強制補給し、上記強制補給を所定時間行った後、強制補給を終了させるとともに、上記カウンタのカウント値をリセットし、上記強制補給を終了した後、上記リセットされたカウンタのカウント値が所定の値に達するまでは、上記第1の検知部および上記第2の検知部の検知結果に関わらず、上記第1の補給部からフレッシュトナーのみを補給する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【0012】
図1は、この発明の実施の形態に係るデジタル複写機1の概略構成を示すものである。図1に示すように、デジタル複写機1は、原稿の画像を読み取って画像データを取得するスキャナ部2、スキャナ部2で取得した画像データに基づく画像を用紙上に出力するプリンタ部4、およびプリンタ部4に向けて所望するサイズの用紙を供給する給紙部6を有する。
【0013】
また、デジタル複写機1の上部には、原稿台60上にセットされた原稿を押さえるカバーとして機能するとともに、複数枚の原稿を原稿台60上に順次自動的に給送する自動原稿送り装置(ADF)8が開閉可能に設けられている。
【0014】
プリンタ部4は、スキャナ部2で取得した画像データに基づくレーザビームを射出する露光装置71、給紙部6から供給される用紙に画像を形成する画像形成部10、画像が形成された用紙上のトナー像を加熱溶融して定着する定着装置74とから構成されている。
【0015】
給紙部6は、複数枚の用紙をサイズ毎に収容した複数の給紙カセット31、32、33、および使用頻度の比較的高いサイズの用紙、例えばA4サイズの用紙を4000枚程度収容可能な大容量フィーダ34を有する。
【0016】
図2には、図1におけるデジタル複写機1の電気的接続および制御のための信号の流れを概略的に表わすブロック図が示されている。図2によれば、デジタル複写機1において、主制御部90内のメインCPU91とスキャナ部2のスキャナCPU100とプリンタ部4のプリンタCPU110の3つのCPUで構成される。
【0017】
メインCPU91は、プリンタCPU110と共有RAM95を介して双方向通信を行うものであり、メインCPU91は動作指示をだし、プリンタCPU110は状態ステータスを返すようになっている。プリンタCPU110とスキャナCPU100はシリアル通信を行い、プリンタCPU110は動作指示をだし、スキャナCPU100は状態ステータスを返すようになっている。
【0018】
操作パネル80は、メインCPU91に接続されている。操作パネル80は、プリントキー82、パネルCPU83、及びタッチパネルを有して操作入力を行う液晶表示部84とから構成されている。
【0019】
メインCPU91は、主制御部90の全体を制御するものである。ROM92は、制御プログラムが記憶されている。RAM93は、一時的にデータを記憶するものである。
【0020】
プリンタ部4は、プリンタ部4の全体を制御するプリンタCPU110、制御プログラム等が記憶されているROM111、データ記憶用のRAM112、露光装置71における図示しない半導体レーザによる発光をオン/オフするレーザドライバ113、露光装置71の図示しないポリゴンモータの回転を制御するポリゴンモータドライバ114、搬送路による用紙Pの搬送を制御する紙搬送装置115、上述した画像形成部10、定着器24を制御する定着制御部117、およびオプション部118によって構成されている。
【0021】
なお、紙搬送装置115は、搬送した用紙の枚数を計数するカウンタ115aを有している。
【0022】
図3は、本発明に係る画像形成部10の要部を示すものである。すなわち、画像形成部10は、感光体ドラム11、帯電チャージャ12、現像器13、転写ベルト14、ドラムクリーナ15、および除電ランプ16とから構成されている。また、詳しくは後述するが、現像器13は、図示しないフレッシュトナー補給装置と、図示しない回収トナーリサイクル機構とを備えている。
【0023】
図3において、コピー動作中、感光体ドラム11は時計方向Bに回転する。
【0024】
画像形成部10は、反転現像方式を採用している。まず、帯電チャージャ12が感光体ドラム11に負極の電荷を帯電させる。続いて、上述した露光装置71から照射されるレーザ光が感光体ドラム11を露光する。それによって、原稿の画像部分に対応する領域で感光体ドラム11の表面電位が画像の濃度に応じて「0」に近づいて潜像を形成する。
【0025】
本デジタル複写機1は2成分現像システムを採用しており、現像器13にはキャリア(搬送体)とトナー(現像剤)が収納されている。キャリア約95%(重量%)に対して約5%(重量%)の割合となるようにトナーが、後述するフレッシュトナー補給装置と回収トナーリサイクル装置より補給される。
【0026】
トナーの量は、図3に示す現像器13の図上下部に設けられたトナー濃度センサ17により常時監視されている。すなわち、現像器13内のトナーの割合が5%を下回ると、後述するフレッシュトナー補給装置と回収トナーリサイクル装置が作動して必要量のトナーが補給される。キャリアとトナーは現像器13内で十分に攪拌され、攪拌時の摩擦帯電によりトナーに負極の電荷が与えられる。
【0027】
続く感光体ドラム11の回転(B方向)により、潜像が現像器13の位置に到来するとキャリアを介してトナーが感光体ドラム11に吸着され、可視像が形成される。この可視像が、給紙部6から搬送され転写ベルト14により予め正極に帯電された紙に転写される。
【0028】
画像の転写を受けた紙は、転写ベルト14に吸着されたまま定着装置74へ搬送される。定着装置74は、熱圧着によりトナーを紙に融着させる。そしてトナーが融着された紙は、排紙ローラ76を介して機外に排出される。
【0029】
紙に転写されずに感光体ドラム11の表面上に残留したトナーは、後述する回収トナーリサイクル装置によって現像器13へ戻される。詳しく説明すると、クリーナ15により除去された回収トナーは、クリーナ15の後述する回収トナー搬送オーガによりフロント側へ搬送され、さらに後述する回収トナーサブホッパへと搬送される。そして、最終的に回収トナーは、回収トナーサブホッパから現像器13へ補給される。
【0030】
また、感光体ドラム11の残留電荷は、除電ランプ16により除去される。
【0031】
図4は、本発明に係るフレッシュトナー補給装置20の主要構成を示す斜視図である。フレッシュトナー補給装置20は、現像器13に対して垂直に、デジタル複写機1の本体フロント側に設置されている。
【0032】
フレッシュトナー補給装置20のトナー収納容器部21は、ほぼ半円筒形状をなしており(約半分は深さが浅い部分、もう半分は深さが深い部分)、その深さが浅い方には攪拌搬送パドル22が2個設置されている。
【0033】
この攪拌搬送パドル22の回転によりトナー収納容器部21に収納されているフレッシュトナー(新しいトナー)は、図中C方向へ搬送される。さらにフレッシュトナーは、トナー搬送オーガ23の回転運動により、トナー搬送オーガ23の螺旋状羽根で現像器13の後述するミキサ延長ノズル部へと搬送される。
【0034】
トナー搬送オーガ23の駆動機構は、フレッシュトナーホッパ補給モータM1及び減速するためのベルト駆動機構28、歯車駆動機構25,26,27,29を介してトナー搬送オーガ部のギア24と連結される構造となっている。
【0035】
上記歯車駆動機構27の中心軸部には、トナー収納容器部21内を攪拌する図示しない攪拌棒が取り付けられ、フレッシュトナーホッパ補給モータM1の回転と同期してこの攪拌棒も回転する構造となっている。
【0036】
なお、トナー収納容器部21の下部には、トナー残量検知センサ30が設けられている。
【0037】
図5は、本発明にかかわる回収トナーリサイクル装置40の主要構成を示す斜視図である。回収トナーリサイクル装置40は、現像器13手前のフロント側に設置されている。
【0038】
回収トナーリサイクル装置40は、クリーナ15で回収された回収トナーを現像器13まで搬送するため、連結搬送オーガ41、連結パイプ50、リサイクルトナーサブホッパ46、及び回収トナー補給オーガ49が装備されている。
【0039】
連結搬送オーガ41、回収トナー補給オーガ49双方とも回転運動により、オーガ自身の螺旋状の羽根でリサイクルトナー(回収トナー)を搬送する。連結搬送オーガ41の駆動機構は、連結搬送オーガ用駆動モータM2、及び減速するためのベルト駆動機構42とから構成されている。
【0040】
リサイクルトナーサブホッパ46内における図示しない攪拌棒の駆動機構は、サブホッパ用駆動モータM3、及び減速するためのベルト駆動機構43、歯車駆動機構44を介して攪拌棒駆動ギア45と連結されている。また、回収トナー補給オーガ49の駆動機構は、攪拌棒駆動ギア45の同軸上に装着された図示しないギアとオーガ駆動ギアとが連結する構造となっている。
【0041】
フレッシュトナー(新トナー)と回収トナーの補給位置については、現像器13のフロント側で現像器ミキサ延長ノズル51に、トナーの搬送方向に対してフレッシュトナーが回収トナーより上流側に補給される。
【0042】
フレッシュトナーと回収トナーは、現像器ミキサ延長ノズル51に補給された後、図示しない攪拌搬送ミキサにより十分攪拌されてから(フレッシュトナーと回収トナーとが十分に混合されてから)現像器13本体内の現像剤と混合される。
【0043】
図6は、現像器13、フレッシュトナー補給装置20、回収トナーリサイクル装置40との全体構成を示すものである。図上、底辺に現像器13が設けられ、図上、下側に回収トナーリサイクル装置40が設けられ、図上、左側にフレッシュトナー補給装置20が設けられている。
【0044】
図7は、現像器13、回収トナーリサイクル装置40との構成を示すものである。この図7では、構成を分り易くするため、フレッシュトナー補給装置20を省いた状態を示している。図上、底辺に現像器13が設けられ、図上、右側に回収トナーリサイクル装置40が設けられている。
【0045】
図8は、本発明に係る画像形成部10の制御構成を示すブロック図である。すなわち、画像形成部10は、プリンタCPU110によって制御されている。
【0046】
プリンタCPU110は、印刷時等に、モータドライバ53を介してドラムモータM4により感光体ドラム11とクリーナ15とを駆動する。
【0047】
同様にプリンタCPU110は、モータドライバ53を介して現像器モータM5により現像器13を駆動し、転写ベルトモータM6により転写ベルト14を駆動する。
【0048】
また、プリンタCPU110は、モータドライバ52を介してフレッシュトナーホッパ補給モータM1によりフレッシュトナー補給装置20を駆動し、連結搬送オーガモータM2により連結搬送オーガ41を駆動し、リサイクルトナーホッパ補給モータM3によりリサイクルトナーサブホッパ46を駆動する。
【0049】
フレッシュトナーホッパ補給モータM1が駆動されることにより、フレッシュトナー補給装置20から現像器13にフレッシュトナーが補給される。
【0050】
また、リサイクルトナーホッパ補給モータM3が駆動されることにより、回収トナーリサイクル装置40のリサイクルトナーサブホッパ46から現像器13にリサイクルトナーが補給される。
【0051】
プリンタCPU110は、印刷時等に、帯電トランス12aにより帯電チャージャ12に高電圧を掛けて感光体ドラム11を帯電させる。
【0052】
トナー残量検知センサ30は、トナー収納容器部21内のトナー残量をリードスイッチにより検出する。残量が多いときは、図示しない磁石とリードスイッチとの間にトナーが入り両者の間に間隙ができてリードスイッチがオフし、残量が少なくなると間隙が無くなりリードスイッチが磁石によりオンする。これをプリンタCPU110が検知する。
【0053】
トナー濃度センサ17は、現像器13内のキャリア(鉄)とトナー(樹脂)との比率を検知するセンサである。プリンタCPU110は、このトナー濃度センサ17からの出力からトナー濃度が下がった際、フレッシュトナーホッパ補給モータM1等を駆動して現像器13にトナーを補給する。また、プリンタCPU110は、トナー補給できない場合、「トナー無し」を操作パネル80の液晶表示部84に表示してユーザに知らせる。
【0054】
フロントカバースイッチ54は、図示しないフロントカバーの開/閉によりオフ/オンするスイッチである。プリンタCPU110は、このフロントカバースイッチ54からの信号入力により図示しないフロントカバーの状態を検知する。
【0055】
湿度センサ55は、デジタル複写機1の湿度環境を検知するセンサであり、現像器13の近傍に設けられている。プリンタCPU110は、この湿度センサ55の検知結果に応じて後述する制御を行う。
【0056】
トナー収納容器部21内にはフレッシュトナーが蓄えられており、リサイクルトナーサブホッパ46にはクリーナ15により回収された回収トナーが連結搬送オーガ41により搬送されて蓄えられる。
【0057】
現像器13へのトナー供給は、現像器13に設けられているトナー濃度センサ17により現像剤のトナー比濃度が検知され、基準値よりもトナー比濃度が低い場合に行われる。
【0058】
この場合、プリンタCPU110は、トナー濃度センサ17からの出力電圧レベルによりフレッシュトナー補給装置20に設けられているフレッシュトナーホッパ補給モータM1と、リサイクルトナーサブホッパ46に設けられているサブホッパモータM3とに対して所定時間の回転制御を行う。
【0059】
フレッシュトナー補給装置20のトナー収納容器部21内にフレッシュトナーが無くなり、現像器13へのトナー供給量が少なくなると、画像形成動作により現像器13内の現像剤トナー比濃度が徐々に低下してくる。
【0060】
例えば、基準トナー比濃度時にはトナー濃度センサ17からの出力が5.0vであるとする。これに対し、トナー比濃度が約1wt%下がった状態であるトナー濃度センサ17からの出力が5.8vになった際、プリンタCPU110は、ユーザ報知としてトナーエンプティ表示を液晶表示部84に表示し、同時に画像形成動作を停止する。
【0061】
フレッシュトナー補給装置20のトナー収納容器部21内にフレッシュトナーが充填された後、電源オン、または図示しないカバーの閉じられたことをフロントカバースイッチ54で検知した際、プリンタCPU110は、強制トナー補給モードをスタートする。
【0062】
ここで、強制トナー補給モードとは、画像形成動作を停止したまま現像器13の図示しない攪拌ミキサを回転させ、トナー収納容器部21からフレッシュトナーを短時間に補給動作を完了させるものである。そのため、画像形成動作中の補給量に比べ、連続的に現像器13内へフレッシュトナーを補給する。
【0063】
この強制トナー補給モードによりトナーが補給されている間、トナー濃度センサ17により逐次現像器13内のトナー比濃度が検知されている。そこで、トナー濃度センサ17からの出力が基準トナー比濃度である5.0vに下がった際、プリンタCPU110は、強制トナー補給モードを停止し、画像形成可能状態であることをユーザ報知として液晶表示部84に表示する。
【0064】
この強制トナー補給モードは、現像器13内の現像剤トナー比濃度を短い時間で基準値まで復帰させることが出来るモードである。その反面、短い時間で通常よりも多いトナー補給を行うため、現像器13内で補給されたトナーが攪拌によって正規の帯電量まで達しない場合がある。このように低帯電のまま現像スリーブまで到達して現像されてしまった場合、トナーの画像かぶりとなって現れる。
【0065】
この現象は、フレッシュトナーよりも外添剤の剥れてしまったリサイクルトナーで発生しやすい。そこで、公知例として、強制トナー補給モード時には、フレッシュトナーのみを補給し、リサイクルトナーの補給を停止する制御が提案されている。それにより、強制トナー補給モードから解除後の画像形成においても画像かぶりの少ない画像形成が可能となる。
【0066】
しかしながら、多湿環境下においては、現像剤の吸湿作用により、常湿環境下よりも現像剤の帯電量が低下し、上記制御をもってしても強制トナー補給モード解除後の画像形成において画像かぶりが多く発生する場合がある。
【0067】
図9は、湿度の異なった環境下における画像かぶりを示すものである。すなわち、常湿環境下(55%RH)での強制トナー補給モード終了後の画像かぶり、多湿環境下(80%RH)での強制トナー補給モード終了後の画像かぶり、及び低湿環境下(20%RH)での強制トナー補給モード終了後の画像かぶりの発生を示している。
【0068】
湿度20%の低湿環境下と湿度55%の常湿環境下では、強制トナー補給モード終了後でも画像かぶりの発生は少ないが、湿度80%の多湿環境下では強制トナー補給モード終了後の画像形成動作開始から250枚まで画像かぶりが多く発生している。これにより、画像かぶりの発生が環境差でもあることが判る。
【0069】
図10は、現像剤の帯電量の推移を示すものである。図において、湿度20%の環境下、湿度55%の環境下、湿度80%の環境下により現像剤の帯電量が異なっている。すなわち、環境差による画像かぶり発生の多少の原因として、多湿環境下においてはトナーエンプティ復帰後の現像剤の帯電量が、常湿及び低湿環境下よりも低いことがわかる。また、多湿環境下においても250枚の画像形成後に画像かぶりの発生が少なくなる理由として、250枚の画像形成中に現像器13内で現像剤が攪拌されることにより、現像剤の帯電量が上昇してくることで説明できる。
【0070】
図11は、湿度80%環境下における強制トナー補給モード解除後の画像かぶりの発生(%)を示すものである。強制トナー補給モード解除後、リサイクルトナー補給を行った際の画像かぶりの発生を実線で示し、リサイクルトナー補給を停止してフレッシュトナー補給のみとした際の画像かぶりの発生を2点鎖線で示している。
【0071】
すなわち、多湿環境下で強制トナー補給モード解除後、フレッシュトナーのみを補給してリサイクルトナーを補給しなければ、画像かぶりの発生が少ないことが判る。この結果、現像剤の帯電量が低い間にリサイクルトナーを補給することで画像かぶりの発生が多くなることがわかる。
【0072】
そこで、本発明では、既に提案されている強制トナー補給モード中にリサイクルトナー補給を停止する制御に加え、強制トナー補給モード解除後の画像形成時も所定枚数(所定時間)だけリサイクルトナー補給を停止してフレッシュトナーのみを補給する制御を行う。
【0073】
次に、このような構成において、画像形成動作を図12のフローチャートを参照して説明する。
【0074】
まず、プリンタCPU110は、プリントキー82が押下される等で画像形成動作に入った際、画像形成部10を用いてモータ等の駆動を開始し(ST1)、紙搬送装置115を用いて用紙の給紙動作を開始する(ST2)。
【0075】
続いて、プリンタCPU110は、後述するトナー補給量切り替え制御を行って(ST3)、画像形成動作の処理を行う(ST4)。
【0076】
処理が終って、プリンタCPU110は、操作パネル80から設定された残枚数があればステップST2へ移行し、無ければ、画像形成部10を用いてモータ等の停止処理を行って(ST6)、終了する。
【0077】
次に、強制トナー補給モードの動作を図13のフローチャートを参照して説明する。上述したように、現像器13へのトナー供給量が少なくなって、フレッシュトナーを充填した後等に強制トナー補給モードとなる。
【0078】
強制トナー補給モードに入った際、プリンタCPU110は、フレッシュトナー補給装置20のフレッシュトナーホッパ補給モータM1を12秒オンし、リサイクルトナーサブホッパ46のサブホッパ用駆動モータM3をオフとする(ST11)。
【0079】
続いて、プリンタCPU110は、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を3秒オフし、サブホッパ用駆動モータM3をオフのままとする(ST12)。
【0080】
ここで、プリンタCPU110は、トナー濃度センサ17からの入力処理を行い(ST13)、入力電圧が5.0vと同じか小さいかを確認する(ST14)。この入力電圧が5.0vと同じあるいは小さい場合、ステップST16へ移行する。また、この入力電圧が5.0vより大きい場合、所定回数実行したかを確認し(ST15)、所定回数実行していなければステップST12に移行し、所定回数実行していればステップST16に移行する。
【0081】
ステップST16において、プリンタCPU110は、強制トナー補給モードを解除し、通紙枚数を計数するカウンタ115aをリセットして「0」にして(ST16)、終了する。
【0082】
次に、本発明に係る第1実施例におけるトナーの補給動作切り替え制御を図14と図15を参照して説明する。
【0083】
強制トナー補給モードを解除した際、プリンタCPU110は、カウンタ115aのカウント値を確認する(ST21)。
【0084】
プリンタCPU110は、カウンタ115aのカウント値が「0」から「250」(通紙枚数)以上の場合、トナー濃度センサ17からの入力処理を行い(ST22)、このトナー濃度センサ17から入力された値の平均化処理を行って(ST23)、平均した結果を一時記憶(Areg)する(ST24)。
【0085】
そして、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.0vと同じか小さいかを確認し(ST25)、5.0vと同じか小さい場合は制御を終了する。
【0086】
ステップST25で一時記憶した平均結果が5.0vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.0vより大きく5.2vと同じか小さいかを確認し(ST26)、5.0vより大きく5.2vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を2秒オンし(ST27)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3を2秒オンして(ST28)、終了する。
【0087】
ステップST26で一時記憶した平均結果が5.2vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.2vより大きく5.5vと同じか小さいかを確認し(ST29)、5.2vより大きく5.5vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を2秒オンし(ST30)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3を1秒オンして(ST31)、終了する。
【0088】
ステップST29で一時記憶した平均結果が5.5vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.5vより大きく5.8vと同じか小さいかを確認し(ST32)、5.5vより大きく5.8vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を3秒オンし(ST33)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3を0秒オン(停止)して(ST34)、終了する。
【0089】
ステップST32で一時記憶した平均結果が5.8vより大きい場合、プリンタCPU110は、画像形成動作の停止をメインCPU91に要求し(ST35)、強制トナー補給モードを開始し(ST36)、トナーエンプティ表示をメインCPU91に要求して(ST37)、終了する。
【0090】
また、ステップST21でカウンタ115aのカウント値が「250」(通紙枚数)以下の場合、プリンタCPU110は、トナー濃度センサ17からの入力処理を行い(ST38)、このトナー濃度センサ17から入力された値の平均化処理を行って(ST39)、平均した結果を一時記憶(Areg)する(ST40)。
【0091】
そして、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.0vと同じか小さいかを確認し(ST41)、5.0vと同じか小さい場合は制御を終了する。
【0092】
ステップST41で一時記憶した平均結果が5.0vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.0vより大きく5.2vと同じか小さいかを確認し(ST42)、5.0vより大きく5.2vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を2秒オンし(ST43)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3をオフにし(ST44)、終了する。
【0093】
ステップST42で一時記憶した平均結果が5.2vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.2vより大きく5.5vと同じか小さいかを確認し(ST45)、5.2vより大きく5.5vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を2秒オンし(ST46)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3をオフにし(ST47)、終了する。
【0094】
ステップST45で一時記憶した平均結果が5.5vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.5vより大きく5.8vと同じか小さいかを確認し(ST48)、5.5vより大きく5.8vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を3秒オンし(ST49)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3をオフにし(ST50)、終了する。
【0095】
ステップST48で一時記憶した平均結果が5.8vより大きい場合、プリンタCPU110は、画像形成動作の停止をメインCPU91に要求し(ST51)、強制トナー補給モードを開始し(ST52)、トナーエンプティ表示をメインCPU91に要求して(ST53)、終了する。
【0096】
上述したように、第1実施例では、強制トナー補給モードの解除後、カウンタ115aのカウント値が「0」から「250」(通紙枚数)以下の場合で、且つトナー濃度センサ17によりトナー補給が必要な場合は、トナー濃度センサ17の検知レベルに応じてフレッシュトナーのみを所定量補給し、リサイクルトナーの補給を行わないようにした。
【0097】
また、第1実施例では、強制トナー補給モードの解除後、カウンタ115aのカウント値が「250」(通紙枚数)よりも多い場合で、且つトナー濃度センサ17によりトナー補給が必要な場合は、トナー濃度センサ17の検知レベルに応じてフレッシュトナーとリサイクルトナーとを所定量補給するようにした。
【0098】
以上説明したように上記第1の実施例によれば、強制トナー補給モードの解除後のトナー補給において、トナー濃度センサ17の検知レベルに応じてフレッシュトナーのみ、またはフレッシュトナーとリサイクルトナーとを所定量補給することにより、強制トナー補給モード解除後の画像形成動作における画像かぶりの発生を少なくすることができる。
【0099】
次に、第2実施例について説明する。
【0100】
上述した第1実施例では、強制トナー補給モード解除後、どのような環境下の画像形成時でも、ある設定された間(枚数)まで、リサイクルトナー補給を停止してフレシュトナーのみを補給することで画像かぶりの発生を少なくすることができる。
【0101】
しかしながら、多湿環境下においては、多発する画像かぶりのため、常湿や低湿環境下で有効なリサイクルトナーの活用が出来ないという問題がある。
【0102】
そこで、本第2実施例では、機体に取り付けた湿度センサ55によって機体の置かれている環境(湿度)を検知し、強制トナー補給モード解除後の画像形成時におけるリサイクルトナーの補給を、湿度センサ55からの検知レベルにより可変にする。
【0103】
次に、本発明に係る第2実施例におけるトナーの補給動作切り替え制御を図16と図17を参照して説明する。
【0104】
強制トナー補給モードを解除した際、プリンタCPU110は、カウンタ115aのカウント値を確認する(ST61)。
【0105】
プリンタCPU110は、カウンタ115aのカウント値が「0」から「250」(通紙枚数)以下の場合、湿度センサ55からの入力処理を行い(ST62)、この湿度センサ55から入力された値の平均化処理を行って(ST63)、平均した結果を一時記憶(Sreg)する(ST64)。
【0106】
そして、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が70%RHより大きいかを確認し(ST65)、70%RHと同じか小さい場合はステップST66へ移行する。
【0107】
また、ステップST61でカウンタ115aのカウント値が「250」(通紙枚数)以上の場合、プリンタCPU110は、ステップST66へ移行する。
【0108】
ステップST66において、プリンタCPU110は、トナー濃度センサ17からの入力処理を行い(ST66)、このトナー濃度センサ17から入力された値の平均化処理を行って(ST67)、平均した結果を一時記憶(Areg)する(ST68)。
【0109】
そして、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.0vと同じか小さいかを確認し(ST69)、5.0vと同じか小さい場合は制御を終了する。
【0110】
ステップST69で一時記憶した平均結果が5.0vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.0vより大きく5.2vと同じか小さいかを確認し(ST70)、5.0vより大きく5.2vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を2秒オンし(ST71)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3を2秒オンして(ST72)、終了する。
【0111】
ステップST70で一時記憶した平均結果が5.2vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.2vより大きく5.5vと同じか小さいかを確認し(ST73)、5.2vより大きく5.5vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を2秒オンし(ST74)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3を1秒オンして(ST75)、終了する。
【0112】
ステップST73で一時記憶した平均結果が5.5vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.5vより大きく5.8vと同じか小さいかを確認し(ST76)、5.5vより大きく5.8vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を3秒オンし(ST77)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3を0秒オン(停止)して(ST78)、終了する。
【0113】
ステップST76で一時記憶した平均結果が5.8vより大きい場合、プリンタCPU110は、画像形成動作の停止をメインCPU91に要求し(ST79)、強制トナー補給モードを開始する(ST80)。
【0114】
そして、プリンタCPU110は、強制トナー補給モードにおけるトナー濃度センサ17からの入力処理で入力電圧(Areg)が5.5vと同じか小さいかを確認する(ST81)。
【0115】
このステップST81においてプリンタCPU110は、入力電圧が5.5vと同じか小さい場合に強制トナー補給モードを終了し(ST82)、入力電圧が5.5vより大きい場合にトナーエンプティ表示をメインCPU91に要求して(ST83)、終了する。
【0116】
また、ステップST65で一時記憶した平均結果が70%RHより大きい場合、プリンタCPU110は、トナー濃度センサ17からの入力処理を行い(ST84)、このトナー濃度センサ17から入力された値の平均化処理を行って(ST85)、平均した結果を一時記憶(Areg)する(ST86)。
【0117】
そして、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.0vと同じか小さいかを確認し(ST87)、5.0vと同じか小さい場合は制御を終了する。
【0118】
ステップST87で一時記憶した平均結果が5.0vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.0vより大きく5.2vと同じか小さいかを確認し(ST88)、5.0vより大きく5.2vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を2秒オンし(ST89)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3をオフにし(ST90)、終了する。
【0119】
ステップST88で一時記憶した平均結果が5.2vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.2vより大きく5.5vと同じか小さいかを確認し(ST91)、5.2vより大きく5.5vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を2秒オンし(ST92)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3をオフにし(ST93)、終了する。
【0120】
ステップST91で一時記憶した平均結果が5.5vより大きい場合、プリンタCPU110は、一時記憶した平均結果が5.5vより大きく5.8vと同じか小さいかを確認し(ST94)、5.5vより大きく5.8vと同じか小さい場合、フレッシュトナーホッパ補給モータM1を3秒オンし(ST95)、リサイクルトナーホッパ補給モータM3をオフにし(ST96)、終了する。
【0121】
ステップST94で一時記憶した平均結果が5.8vより大きい場合、プリンタCPU110は、画像形成動作の停止をメインCPU91に要求し(ST97)、強制トナー補給モードを開始する(ST98)。
【0122】
そして、プリンタCPU110は、強制トナー補給モードにおけるトナー濃度センサ17からの入力処理で入力電圧(Areg)が5.5vと同じか小さいかを確認する(ST99)。
【0123】
このステップST99においてプリンタCPU110は、入力電圧が5.5vと同じか小さい場合に強制トナー補給モードを終了し(ST100)、入力電圧が5.5vより大きい場合にトナーエンプティ表示をメインCPU91に要求して(ST101)、終了する。
【0124】
上述したように、第2実施例では、強制トナー補給モードの解除後、カウンタ115aのカウント値が「0」から「250」(通紙枚数)以下の場合で、且つ湿度センサ55の出力が70%RHよりも高い状態の時で、トナー濃度センサ17によりトナー補給が必要な場合は、トナー濃度センサ17の検知レベルに応じてフレッシュトナーのみを所定量補給し、リサイクルトナーの補給を行わないようにした。
【0125】
また、第2実施例では、強制トナー補給モードの解除後、カウンタ115aのカウント値が「250」(通紙枚数)よりも多い場合で、且つ湿度センサ55の出力が70%RHよりも高い状態の時で、トナー濃度センサ17によりトナー補給が必要な場合は、トナー濃度センサ17の検知レベルに応じてフレッシュトナーとリサイクルトナーとを所定量補給するようにした。
【0126】
また、第2実施例では、強制トナー補給モードの解除後、カウンタ115aのカウント値が「250」(通紙枚数)よりも多い場合で、湿度センサ55の出力を問わず、トナー濃度センサ17によりトナー補給が必要な場合は、トナー濃度センサ17の検知レベルに応じてフレッシュトナーとリサイクルトナーとを所定量補給するようにした。
【0127】
また、本発明では、現像剤の種類を変えることも可能とする。
【0128】
例えば、現像剤の種類を変えて、常湿でも強制トナー補給モード解除後にリサイクルトナー補給により画像かぶりの発生が50枚の間に多く発生し、多湿環境下では500枚の間に多く発生するものとする。
【0129】
このような場合において、相対湿度が70%RHを超えている場合は、強制トナー補給モード解除後のリサイクルトナー補給を500枚の間停止する。
【0130】
また、相対湿度が70%RHから35%RHの間は、強制トナー補給モード解除後のリサイクルトナー補給を50枚の間停止する。
【0131】
また、相対湿度が35%RH未満の場合は、強制トナー補給モード解除後のリサイクルトナー補給を0枚の間停止する(つまり、停止しない)。
【0132】
上述したように本発明は、現像剤の環境変動の大きさやリサイクルトナー補給時の画像かぶりの発生レベルにより制御を変えることで環境に対応することが可能となる。
【0133】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、強制トナー補給モード解除後の画像形成時において、どのような環境下においても画像かぶりの発生を少なくして良好な画像形成を行うことができる。
【0134】
また、湿度によりリサイクルトナー補給の停止期間を変えることにより、画像かぶり発生を少なくした状態を維持しつつ、最大限リサイクルトナーの有効活用を行うことができる。
【0135】
なお、上記発明の実施の形態では、所定の通紙枚数でフレッシュトナーとリフレッシュトナーの補給を制御したが、現像器の駆動時間でフレッシュトナーとリフレッシュトナーの補給を制御するようにしても良い。
【0136】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題(の少なくとも1つ)が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果(の少なくとも1つ)が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0137】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、強制トナー補給モード解除後にあって、どのような環境下においても良好な画像形成を行うことのできる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のデジタル複写機の概略構成を示す断面図。
【図2】デジタル複写機の電気的接続を概略的に表わすブロック図。
【図3】本発明に係る画像形成部の要部を示す図。
【図4】フレッシュトナー補給装置の主要構成を示す斜視図。
【図5】回収トナーリサイクル装置の主要構成を示す斜視図。
【図6】現像器とフレッシュトナー補給装置と回収トナーリサイクル装置との全体構成を示す図。
【図7】現像器と回収トナーリサイクル装置との全体構成を示す図。
【図8】本発明に係る画像形成部の制御構成を示すブロック図。
【図9】湿度の異なった環境下における画像かぶりを示す図。
【図10】現像剤の帯電量の推移を示す図。
【図11】湿度80%環境下における強制トナー補給モード解除後の画像かぶりの発生を示す図。
【図12】画像形成動作を説明するためのフローチャート。
【図13】強制トナー補給モードの動作を説明するためのフローチャート。
【図14】第1実施例のトナー補給動作切り替え制御を説明するためのフローチャート。
【図15】第1実施例のトナー補給動作切り替え制御を説明するためのフローチャート。
【図16】第2実施例のトナー補給動作切り替え制御を説明するためのフローチャート。
【図17】第2実施例のトナー補給動作切り替え制御を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
1…デジタル複写機
2…スキャナ部
4…プリンタ部
6…給紙部
10…画像形成部
13…現像器(現像部)
17…トナー濃度センサ(検知部、第1の検知部)
20…フレッシュトナー補給装置(第1の補給部)
30…トナー残量検知センサ
40…回収トナーリサイクル装置(第2の補給部)
55…湿度センサ(第2の検知部)
80…操作パネル
91…メインCPU
110…プリンタCPU(制御部、第1の制御部、第2の制御部)
Claims (4)
- 感光体に形成された静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、
この現像部にフレッシュトナーを補給する第1の補給部と、
上記現像部にリサイクルトナーを補給する第2の補給部と、
上記現像部内のトナー濃度を検知する第1の検知部と、
上記現像部近傍の環境状態を検知する第2の検知部と、
感光体上に形成されたトナー像を担持するための被画像形成媒体の通紙枚数をカウントするカウンタと、
上記第1の検知部によるトナー濃度検知結果に基づき、上記現像部内のトナー濃度が基準値よりも所定値以上低い場合には、上記第1の補給部から上記現像部へフレッシュトナーのみを所定時間強制補給し、上記強制補給を所定時間行った後、強制補給を終了させるとともに、上記カウンタのカウント値をリセットし、上記強制補給を終了した後、上記リセットされたカウンタのカウント値が所定の値に達するまでは、上記第1の検知部および上記第2の検知部の検知結果に関わらず、上記第1の補給部からフレッシュトナーのみを補給する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 上記第2の検知部は、上記現像部近傍の湿度を検知するセンサであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 上記制御部は、上記第2の検知部で検知された湿度が所定値を超えていた際、所定時間だけ上記第1の検知部の検知結果に応じて上記第1の補給部からフレッシュトナーのみを上記現像部に補給する制御を行うことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
- 上記制御部は、上記第2の検知部で検知された湿度が所定値以下であった際、所定時間だけ上記第1の検知部の検知結果に応じて上記第1の補給部からのフレッシュトナーと上記第2の補給部からのリサイクルトナーとを上記現像部に補給する制御を行うことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
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