JP6094336B2 - 現像剤回収装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤回収装置および画像形成装置に関する。

特許文献１には、トナーとキャリアとを含む現像剤を現像器から少しずつ排出しその現像器に新たな現像剤を補給する、いわゆるトリクル排出の技術が開示されている。

特開２０１１−２０３３３０号公報

本発明は、現像器内の現像剤量をより厳密に制御することのできる現像剤回収装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１は、
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容するとともに、回転しながら収容された現像剤を表面に乗せて被現像体に対面する位置に搬送する現像剤搬送体を備えて該被現像体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像器から排出された現像剤が収容される回収箱と、
前記現像器と前記回収箱とを繋ぎ、該現像器から排出された現像剤の、該回収箱への移動を案内する案内筒と、
前記案内筒内に配置されて現像剤搬送方向に延び、回転により現像剤を前記回収箱に向けて搬送する搬送部材と、
前記現像剤搬送体の回転速度の上昇に応じて前記搬送部材の回転速度を下げる制御を行なう回転制御部とを備えたことを特徴とする現像剤回収装置である。

請求項２は、
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し被現像体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像器から排出された現像剤が収容される回収箱と、
前記現像器と前記回収箱とを繋ぎ、該現像器から排出された現像剤の、該回収箱への移動を案内する案内筒と、
前記案内筒内に配置されて現像剤搬送方向に延び、回転により現像剤を前記回収箱に向けて搬送する搬送部材と、
前記現像器の使用累積時間を算出する算出部と、
前記使用累積時間の増大に応じて、前記搬送部材の回転速度を上げる制御を行なう回転制御部とを備えたことを特徴とする現像剤回収装置である。

請求項３は、
画像情報に応じた静電潜像が形成され現像を受けてトナー像が形成される像保持体と、
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容するとともに、回転しながら収容された現像剤を表面に乗せて前記像保持体に対面する位置に搬送する現像剤搬送体を備え、収容された現像剤を循環させながら該現像剤の一部を排出し新たな現像剤の供給を受けて、前記像保持体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像器と、
前記像保持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する転写器と、
用紙上に転写されたトナー像を該用紙上に定着する定着器と、
前記現像器から排出された現像剤を回収する現像剤回収装置とを備え、
前記現像剤回収装置が、
前記現像器から排出された現像剤が収容される回収箱と、
前記現像器と前記回収箱とを繋ぎ、該現像器から排出された現像剤の、該回収箱への移動を案内する案内筒と、
前記案内筒内に配置されて現像剤搬送方向に延び、回転により現像剤を前記回収箱に向けて搬送する搬送部材と、
前記現像剤搬送体の回転速度の上昇に応じて前記搬送部材の回転速度を下げる制御を行なう回転制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項４は、
画像情報に応じた静電潜像が形成され現像を受けてトナー像が形成される像保持体と、
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し、収容された現像剤を循環させながら該現像剤の一部を排出し新たな現像剤の供給を受けて、前記像保持体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像器と、
前記像保持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する転写器と、
用紙上に転写されたトナー像を該用紙上に定着する定着器と、
前記現像器から排出された現像剤を回収する現像剤回収装置とを備え、
前記現像剤回収装置が、
前記現像器から排出された現像剤が収容される回収箱と、
前記現像器と前記回収箱とを繋ぎ、該現像器から排出された現像剤の、該回収箱への移動を案内する案内筒と、
前記案内筒内に配置されて現像剤搬送方向に延び、回転により現像剤を前記回収箱に向けて搬送する搬送部材と、
前記現像器の使用累積時間を算出する算出部と、
前記使用累積時間の増大に応じて、前記搬送部材の回転速度を上げる制御を行なう回転制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項１の現像剤回収装置および請求項３の画像形成装置によれば、現像剤搬送体の回転速度、すなわち、いわゆるプロセススピードが変更されても現像器内の現像剤量が制御される。

請求項２の現像剤回収装置および請求項４の画像形成装置によれば、使用累積時間が増大しても現像器内の現像剤量が制御される。

画像形成装置の一例としてのプリンタの概略構成図である。 図１に概要を示す現像器の内部を上方から見て示した透視図である。 現像剤の供給経路および排出経路を示した模式図である。 現像剤の排出経路の外観を示した図である。 圧力差と現像剤排出量との関係を示す図である。 プロセススピード（ｍｍ／ｓ）に対する現像器内圧力（Ｐａ）を示した図である。 プロセススピード（ｍｍ／ｓ）に対する現像剤排出量（ｇ／２分）を示した図である。 環境湿度（％）に対する現像剤の流動性を示した図である。 流動性に対する現像剤排出量の変化を示した図である。 現像器内の現像剤のトナー比率ＴＣ（％）と現像剤の比重（ｇ／ｃｍ^３）との関係を示した図である。 感光体上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす複数の条件の組合せによる、搬送部材の回転速度制御のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、画像形成装置の一例としてのプリンタの概略構成図である。

このプリンタ１００は、フレーム１０１で囲まれており、このフレーム１０１内には制御部１０が備えれられている。この制御部１０は、このプリンタ１００の全体の制御を担っている。また、この制御部１０には、このプリンタ１００の外部の、例えば原稿画像を読み取って画像データを生成するスキャナや画像処理用のコンピュータ等から、画像データが入力される。この制御部１０では、外部から入力されてきた画像データが、後述する露光器２６から出力される露光光生成用の画像データに変換される。

また、このプリンタ１００のフレーム１０１の内部には、このプリンタ１００の内部環境の温度や湿度を測定する温湿度センサ１９が備えられている。

このプリンタ１００には、フレーム１０１の上部に、画像が形成された後の用紙が排出される排紙台１１が設けられている。またこのプリンタ１００の下部には、２段の給紙トレイ１２が配置されている。これらの給紙トレイ１２には画像形成前の用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。これらの給紙トレイ１２は、用紙Ｐの補給のために、引出し自在に構成されている。

画像形成にあたっては、給紙トレイ１２の一方から用紙Ｐがピックアップロール１３により送り出され、さばきロール１４により１枚ずつに分離され、その１枚の用紙Ｐが搬送ロール１５により搬送路１５１上を矢印Ａ方向に上方に搬送され、待機ロール１６によりそれ以降の搬送のタイミングが調整されて、さらに上方に搬送される。この待機ロール１６以降の用紙の搬送については後述する。

このプリンタ１００の上下方向のほぼ中央には、４台の画像形成エンジン２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋが配置されている。これらの画像形成エンジン２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナーを用いてトナー像を形成する装置である。これらの４台の画像形成エンジン２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋはいずれも同一の構成を有する。

以下では、４台の画像形成エンジン２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに共通の説明については、‘Ｙ’，‘Ｍ’，‘Ｃ’，‘Ｋ’の添え字を省き、画像形成エンジン２０と表記して説明する。他の構成要素についても同様である。

各画像形成エンジン２０は、図１に矢印Ｂで示す向きに回転する感光体２１を有し、その感光体２１の周囲に、帯電器２２、現像器２３、およびクリーナ２４が配置されている。

また、後述する中間転写ベルト３１を感光体２１との間に挟んだ位置には、転写器２５が置かれている。

ここで、感光体２１はロール形状を有し、帯電により電荷を保持し露光によりその電荷を放出してその表面に静電潜像を保持する。この感光体２１は、本発明にいう被現像体および像保持体の各一例に相当する。

帯電器２２は、感光体２１の表面をある帯電電位に帯電する。

また、露光器２６からは、制御部１０を経由して入力されてきた画像データに応じて変調された露光光２６１が出射される。感光体２１は、帯電器２２による帯電を受けた後、露光器２６からの露光光２６１の照射を受け、感光体の表面に静電潜像が形成される。

感光体２１は、露光光２６１の照射を受けて表面に静電潜像が形成された後、現像器２３により現像され、その感光体２１の表面にトナー像（各画像形成エンジン２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのそれぞれに対応した各色トナーによるトナー像）が形成される。

現像器２３は、内部にトナーとキャリアとからなる現像剤を収容したケース２３１と、回転により現像剤を攪拌する２本のオーガ２３２と、回転しながら、現像剤を感光体２１に対向した位置に運ぶ現像ロール２３３とを有する。現像ロール２３３は、本発明にいう現像剤搬送体の一例に相当する。感光体２１上に形成された静電潜像の現像にあたっては、現像ロール２３３にバイアス電圧が印加され、そのバイアス電圧の作用により、現像剤中のトナーが、感光体２１上に形成された静電潜像に従って感光体２１上に付着し、トナー像が形成される。現像器２３の構造については、後に図２を参照してさらに説明する。

現像剤２３による現像により感光体２１上に形成されたトナー像は、転写器２５の作用により中間転写ベルト３１上に転写される。

この転写後に感光体２１上に残存するトナーは、クリーナ２４によって感光体２１上から取り除かれる。

クリーナ２４は、ケース２４１と、クリーニングブレード２４２と、搬送部材２４３を備えている。クリーニングブレード２４２は、弾性ゴム製の板状部材であり、感光体２１の表面に端縁が押し当てられて、その感光体２１上の残存トナーを掻き取る役割の部材である。搬送部材２４３は、図１の紙面に垂直な方向に延びた部材であって、回転により、クリーニングブレード２４２により掻き取られてケース２４１に落下してきた残存トナーを図１の紙面に垂直な方向に搬送する役割の部材である。この搬送部材２４３によりケース２４１内を搬送された残存トナーは、後述する経路を通って、最終的にはこれも後述する回収箱に収容される。

中間転写ベルト３１は、複数のロール３２に架け回された、矢印Ｃ方向に循環移動する無端ベルトである。

画像形成エンジン２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのそれぞれで形成された各色トナーによるトナー像は、順次重なるように中間転写ベルト３１上に転写され、２次転写器４１が配置された２次転写位置に搬送される。これと同期して、待機ロール１６にまで搬送されてきていた用紙が２次転写位置に搬送され、２次転写器４１の作用により、中間転写ベルト３１上のトナー像が、搬送されてきた用紙上に転写される。このトナー像の転写を受けた用紙は、さらに搬送され、定着器５０による加圧および加熱により用紙上のトナー像がその用紙上に定着され、定着されたトナー像からなる画像が用紙上に形成される。画像が形成された用紙は、さらに搬送されて、排紙台１１上に排出される。

２次転写器４１の作用によりトナー像が用紙上に転写された後の中間転写ベルト３１はさらに循環移動し、その表面に残存するトナーがクリーナ４２によって中間転写ベルト３１上から取り除かれる。

クリーナ４２も、クリーナ２３と同様、ケース４２１と、クリーニングブレード４２２と、搬送部材４２３とを有する。クリーニングブレード４２２は、中間転写ベルト３１に押し当てられて、中間転写ベルト３１上の残存トナーをケース４２１内に掻き落とす。搬送部材４２３は、ケース４２１内に掻き落とされた残存トナーを図１の紙面に垂直な方向に搬送する。ケース４２１内を搬送されてきたトナーは、後述する経路を通って、最終的には回収箱（後述する）に収容される。

また、中間転写ベルト３１よりも上方には、各色トナーとキャリアとを含む各現像剤を収容する現像剤容器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋが装着されている。これらの現像剤容器４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋに収容されている各現像剤は、対応する画像形成エンジン２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋにそれぞれ備えられた各現像器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋにおけるトナーの消費量および現像剤の排出量に応じて各現像器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋに補給される。

図２は、図１に概要を示す現像器の内部を上方から見て示した透視図である。

ここでは、トナーの色の区別を表わす‘Ｙ’，‘Ｍ’，‘Ｃ’，‘Ｋ’の添え字は省いて説明する。

この現像器２３は、ケース２３１と、互いに平行に延びる２本の搬送部材２３２，２３３と、図１に示す矢印Ｄ方向に回転する現像ロール２３４を備えている。

ケース２３１内には、２本の搬送部材２３２，２３３どうしの間に仕切壁２３１ａが設けられていて、このケース２３１は２つの部屋２３１ｄ，２３１ｅに仕切られている。ただし、この仕切壁２３１ａの、長手方向両端部には、それぞれ開口２３１ｂ，２３１ｃが形成されている。

２本の搬送部材２３２，２３３は、いずれも、丸棒形状の回転軸２３２ａ，２３３ａと、その回転軸の回りに備えられた、その回転軸２３２ａ，２３３ａの延びる方向に螺旋を描きながら延びる螺旋羽根２３２ｂ，２３３ｂとを有する。これらの搬送部材２３２，２３３は、回転して、一方の搬送部材２３２はケース２３１内の現像剤を矢印Ｘ方向に搬送し、もう一方の搬送部材２３３は、その現像剤を矢印Ｙ方向に搬送する。このケース２３１の、一方の搬送部材２３３の端部に対応する上面部分には、現像剤容器４３（図１参照）から供給されてきた現像剤を受け入れる現像剤受入口２３１ｆが設けられている。また、このケース２３１の、搬送部材２３３のもう一方の端部に対応する下面部分には、この現像器２３から現像剤を排出する現像剤排出口２３１ｇが設けられている。

搬送部材２３１の、開口２３１ｂ側の端部には、その端部を除く部分に形成されている螺旋羽根２３２ｂとは逆向きの螺旋羽根２３２ｃが設けられている。この搬送部材２３１が回転すると、その搬送部材２３１が配置されている部屋２３１ｄ内の現像剤は矢印Ｘ方向に搬送される。この矢印Ｘ方向に搬送されてきた現像剤は、逆向きに螺旋した螺旋羽根２３２ｃによって押し戻されることにより、開口２３１ｂを通ってもう一方の部屋２３１ｅに移動する。この移動してきた現像剤は現像剤受入口２３１ｆを通って供給されてきた現像剤と合流する。そして、その部屋２３１ｅに配置されている搬送部材２３３の回転により、今度は矢印Ｙ方向に搬送される。

この搬送部材２３３は、もう一方の開口２３１ｃと対向する位置に、逆向きの螺旋羽根２３３ｃが設けられており、さらにその先に、メインの螺旋羽根２３３ｂと同じ向きに螺旋し、ただし細かいピッチの螺旋羽根２３３ｄが形成されている。

この搬送部材２３３の回転により矢印Ｙ方向に搬送されてきた現像剤は、開口２３１ｃの位置に到達すると、その位置に設けられている逆向きの螺旋羽根２３３ｃによって押し戻されることにより、開口２３１ｃを通って、部屋２３１ｄに移動する。このようにして、このケース２３１内の現像剤は２本の搬送部材２３２，２３３によって攪拌されながら循環移動する。

搬送部材２３３によって矢印Ｙ方向に搬送されてきた現像剤は逆向きの螺旋羽根２３３ｃによって押し戻されるが、一部の現像剤は螺旋羽根２３３ｄによりさらに先に進み、現像剤排出口２３１ｇから排出される。現像剤排出口２３１ｇ以降の排出経路については後述する。

現像ロール２３４は、搬送部材２３２が配置された部屋２３１ｄから現像剤を受け取って、図１に示す感光体２４に対面した領域に運び、現像によりトナーが減ってキャリアの割合が増えた現像剤が再びケース２３１内に戻される。このキャリアの割合が増えた現像剤は、上述のように搬送、攪拌されて新たな現像剤と混合し、搬送・撹拌される。

また、この現像器２３には、ケース２３１の内部を循環する現像剤の、キャリアに対するトナーの比率（ＴＣ）を測定するＴＣセンサ２３９が配置されている。

図３は、現像剤の供給経路および排出経路を示した模式図である。この図３において、供給経路、排出経路の説明に不要な部材は適宜図示省略されている。

また、図４は、現像剤の排出経路の外観を示した図である。このプリンタ１００には図１に示すように４つの画像形成エンジン２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えているが、この図４では、図示の煩雑さを避けるために、感光体２１とクリーナ２４の組立体１つと、現像器２３の１つのみ示している。また、この図４には、中間転写ベルト３１（図１参照）を清掃するクリーナ４２も示されている。

現像剤容器４３に収容されている現像剤は、図３に示す現像剤供給筒４４内に配置された搬送部材４５との回転により、その現像剤供給筒４４内を通って、対応する現像器２３に供給され、現像剤供給口２３１ｆ（図２参照）から現像器２３内に供給される。この現像剤供給筒４４の下部は、現像器２３の保守、点検等のために蛇腹状の部材４６で現像器２３に連結されている。

現像器２３の現像剤排出口２３１ｇ（図２参照）から排出された現像剤は、現像剤落下通路６１内を落下して現像剤の搬送を案内する案内筒６０に入る。また、感光体２１を掃除するクリーナ２４で回収されたトナーは、トナー落下通路６２内を落下して、これも案内筒６０に入る。さらに中間転写ベルト３１を掃除するクリーナ４２で回収されたトナーは、トナー落下通路６３内を落下する。このトナー落下通路６３は回収箱７０の開口の真上に設置されており、トナー落下通路６３内を落下してきたトナーは、以下に説明するようにして案内筒６０内を搬送されてきた現像剤とともに開口７１を通って回収箱７０内に収容される。

案内筒６０内には、その案内筒６０による現像剤案内方向に延びる搬送部材６９が配置されている。図４にはモータ８０が示されており、このモータ８０の回転駆動力が駆動軸８１を介して搬送部材６９に伝達され、搬送部材６９はその伝達されてきた回転駆動力により回転する。この搬送部材６９の回転により案内筒６０内の現像剤は矢印Ｚ方向に搬送されて回収箱７０内に収容される。

この回収箱７０には、図４に示すようにフィルタ７２が設置されている。

搬送部材６９が回転して案内筒６０内の現像剤を回収箱７０に向けて搬送すると、その案内筒６０内の空気も現像剤とともに回収箱７０に向けて送られる。フィルタ７２は、回収箱７０に収容された現像剤をその回収箱７０内にとどめたまま、送られてきた空気のみを外部に排出する役割を担っている。

従来、一般的には、案内筒６０内の搬送部材６９は一定回転数で回転するように構成されている。この案内筒６０内の搬送部材６９は、この案内筒６０内に落下してきた現像剤を搬送するのに十分な搬送能力があればよいと考えられていたからである。

本実施形態では、以下に説明する理由により、この搬送部材６９の回転速度を可変としている。

図５は、圧力差と現像剤排出量との関係を示す図である。

ここでいう圧力差は、現像器２１の内部の空気圧と、その現像器２１と案内筒６０とを連結している現像剤落下通路６２の内部の空気圧の圧力差（Ｐａ）である。

現像器２１内には、現像ロール２３４の回転によって空気が流入する。現像器２１内に流入してきた空気は、現像剤とともに現像剤排出口２３１ｇ（図２参照）から排出され、現像剤落下通路６２を通って案内筒６０内に流入し、搬送部材６９の回転により回収箱７０に向かって送られ、回収箱７０に設けられたフィルタ７２（図４参照）を通って外部に排出される。したがって搬送部材６９の回転速度を上げると空気が勢いよく流れ現像剤落下通路６２内の空気圧は低下傾向となる。

図５に示すように、圧力差（Ｐａ）が上昇すると、現像器２３からの現像剤排出量が増加する。

搬送部材６９は、本来十分な現像剤搬送能力を有しており、この圧力差（Ｐａ）の上昇による現像剤排出量の増加は、搬送部材６９の搬送能力の不足が原因ではない。上記の圧力差（Ｐａ）が大きいと、その圧力差に押されて、図２に示す、現像器２３内の搬送部材２３３の逆向きの螺旋羽根２３３ｃを越えて螺旋羽根２３３ｄ側に移動する現像剤の量が増加することに原因がある。

換言すれば、搬送部材６９による現像剤の搬送能力自体は十分であっても、その搬送部材６９の回転速度を調整して現像剤落下通路６２内の圧力を調整し、現像器２３内の空気の圧力との圧力差を制御することにより、現像器２３からの現像剤の排出量を制御することができることを意味している。そこで、本実施形態では、搬送部材６９の回転速度を現像器２３による感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす条件に応じて制御する構成としている。具体的には、以下において説明する。

尚、搬送部材６９の回転速度の制御は、図１に示す制御部１０がその役割を担っている。すなわち、本実施形態では、その制御部１０が本発明にいう回転制御部の一例に相当する。

図６は、プロセススピード（ｍｍ／ｓ）に対する現像器内圧力（Ｐａ）を示した図である。

現像器２３内の圧力は、プロセススピードの上昇とともに高まる。プロセススピード（ｍｍ／ｓ）が上昇するとそれに伴って現像ロール２３４の回転速度も上昇し、現像器２３内により多くの空気が流入し、現像器２３内の圧力が上昇する。この圧力の高まり方は、プロセススピードが遅い領域では、変化は小さいが、プロセススピードがその領域を越えて上昇すると現像器内圧力は急激に高まる傾向にある。

図７は、プロセススピード（ｍｍ／ｓ）に対する現像剤排出量（ｇ／２分）を示した図である。ここでは搬送部材６９の回転速度は一定に保っている。

この図７から分かる通り、プロセススピード（ｍｍ／ｓ）が上昇すると、図６の圧力（Ｐａ）の変化カーブと同様のカーブを描いて現像剤排出量（ｇ／２分）が増加する。

現像器２３内の現像剤の排出量が高まると現像器２３内の現像剤の量が不足ぎみとなり、感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼすことになる。

そこで、本実施形態では、プロセススピードの上昇に応じて、すなわち現像ロール２３４の回転速度に応じて、案内筒６０内の搬送部材６９の回転速度が下げられる。

すると、圧力差（Ｐａ）が低下し、現像剤排出量が減少し、現像器２３内の現像剤の減り過ぎが防止される。尚、この搬送部材６９の回転速度は、プロセススピードが遅い領域では、プロセススピードが変化しても一定に保っておき、プロセススピードが速い領域でのみ、その回転速度を調整してもよい。

図８は、環境湿度（％）に対する現像剤の流動性を示した図である。

ここでの環境湿度（％）は、図１に示す、プリンタ１００のフレーム１０１内に設置されている環境センサ１９で測定された湿度である。

環境湿度（％）が７５％程度を越え上昇すると現像剤の流動性が急激に悪化する。

図９は、流動性に対する現像剤排出量の変化を示した図である。ここでも、プロセススピードに関する図７と同様、搬送部材６９の回転速度を一定に保っている。

図９から分かる通り、現像剤の流動性が低下すると現像剤排出量が急激に低下する。

現像剤の流動性が悪化すると、図２に示す現像器２３内に配置されている搬送部材２３３の逆向きの螺旋羽根２３３ｃにより現像剤が押し戻され易くなり、その逆向きの螺旋羽根２３３ｃを越えて螺旋羽根２３３ｄ側に移動する現像剤の量が低下する。

そこで本実施形態では、環境湿度の上昇に応じて搬送部材６９の回転速度を上げる制御が行なわれる。これにより上述の圧力差が上昇し、現像剤の排出が促進される。現像剤の流動性が低下するのは、環境湿度が７５％を越えたあたりからであり、したがってこれ以上の湿度のときのみ搬送部材６９の回転速度を調整してもよい。この環境湿度も、感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす条件の１つである。

図１０は、現像器内の現像剤のトナー比率ＴＣ（％）と現像剤の比重（ｇ／ｃｍ^３）との関係を示した図である。ここで、トナー比率ＴＣは、現像器２３内のセンサ２３９（図２参照）により測定された、現像器２３内を循環している現像剤の、キャリアに対するトナーの比率である。

トナーとキャリアとでは比重が異なり、トナー比率ＴＣが高まるとトナーとキャリアとを合わせた現像剤の比重が低下する。制御部１０（図１参照）は、このトナー比率ＴＣを元の状態に戻すべく現像剤容器４３から現像剤を供給するよう制御するが、これによりトナー比率が元の状態に復帰したときに現像器２３内の現像剤の量が減少し過ぎる傾向となる。そこで、本実施形態では、トナー比率ＴＣの上昇に応じて、搬送部材６９の回転速度を下げる制御が行なわれる。このトナー比率ＴＣも、感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす条件の１つである。

さらに、図１に示すプリンタ１００の制御部１０では、入力されてきた画像データに基づいて、画像密度が計数される。ここでいう画像密度は、この画像データに基づいて感光体５１上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像したときにトナーが付着する、単位面積あたりの画素の数を表わしている。

画像密度が高いとその静電潜像の現像に使われるトナーの量が増加しトナーが不足ぎみとなる。このため、このトナーを補給しようとして現像剤容器４３からの現像剤供給量が増加する。

この現像剤容器４３から供給される現像剤にはトナーのみでなくキャリアも含まれており、トナー量を回復させると、キャリアが流入する分、現像器内の現像剤量が上昇しがちである。

そこで本実施形態では、画像密度、すなわちトナーを付着させる画素数の増大に応じて、搬送部材６９の回転速度を上げる制御が行なわれる。

この画像密度も、感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす条件の１つである。

さらに、図１に示すプリンタ１００の制御部１０では、過去の累積のプリントボリウム（ＰＶ）が計数される。プリントボリウム（ＰＶ）は、このプリンタ１００でのプリント（画像形成）の累積枚数をいう。このプリントボリウム（ＰＶ）は、現像器２３を交換したときはリセットされる。現像器２３内の現像剤は、常にその一部が排出されながら新たな現像剤が供給されることにより徐々に入れ替わっているが、それでもなお、長期間使用していると現像器内の現像剤が劣化し、流動性が低下する。図９に示す通り、現像剤の流動性が低下すると現像器からの現像剤排出量が低下する。そこで本実施形態では、プリントボリウム（ＰＶ）の増大に応じて、搬送部材６９の回転速度を上げる制御が行なわれる。

このプリントボリウム（ＰＶ）も、感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす条件の１つである。

以上では、搬送部材６９の回転速度を制御する要因について、感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす条件の１つ１つに分けて説明したが、搬送部材６９の回転速度は、感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす複数の条件の組合せに応じて制御される。

図１１は、感光体２１上の静電潜像の現像性能に影響を及ぼす複数の条件の組合せによる、搬送部材の回転速度制御のフローチャートである。

図１に示すプリンタ１では、ユーザにより、プリントに使用する用紙が選択される（ステップＳ０１）。するとこのプリンタ１では、その選択された用紙に適合したプロセススピードが決定される（ステップＳ０２）。この決定されたプロセススピードが閾値を越えているか否かが判定され（ステップＳ０３）、閾値を越えていたときは、搬送部材６９の回転速度の、標準の回転速度からの下降量が決定される（ステップＳ０４）。この下降量は、プロセススピードのみに基づいて決定された量である。

プロセススピードが閾値以下のときは、搬送部材６９の回転速度は、標準の回転速度のままとなる。

また、プリントボリウム（ＰＶ）の情報に基づいて、そのプリントボリウム（ＰＶ）が閾値を越えているか否かが判定される（ステップＳ０５）。プリントボリウム（ＰＶ）が閾値を越えていたときは、搬送部材６９の回転速度の標準速度からの上昇量が決定される（ステップＳ０６）。この上昇量はプリントボリウム（ＰＶ）のみに基づいて決定された量である。

プリントボリウム（ＰＶ）が閾値以下のときは、搬送部材６９の回転速度は標準の回転速度のままとなる。

また、環境センサ１９（図１参照）からの環境湿度の情報に基づいて、その環境湿度が閾値を越えているか否かが判定される（ステップＳ０７）。環境湿度が閾値を越えていたときは、搬送部材６９の回転速度の標準速度からの上昇量が決定される（ステップＳ０８）。この上昇量は環境湿度のみに基づいて決定された量である。

環境湿度が閾値以下のときは、搬送部材６９の回転速度は標準の回転速度のままとなる。

また、ＴＣセンサ２３９（図２参照）からのトナー比率ＴＣの情報に基づいて、そのトナー比率ＴＣが閾値を越えているか否かが判定される（ステップＳ０９）。トナー比率ＴＣが閾値を越えていたときは、搬送部材６９の回転速度の標準速度からの下降量が決定される（ステップＳ１０）。この下降量はトナー比率ＴＣのみに基づいて決定された量である。

トナー比率ＴＣが閾値以下の時は、搬送部材６９の回転速度は標準速度のままとなる。

さらに、画像密度の情報に基づいて、その画像密度が閾値を越えているか否かが判定される（ステップＳ１１）。画像密度が閾値を越えていたときは、搬送部材６９の回転速度の標準速度からの上昇量が決定される（ステップＳ１２）。この上昇量は画像密度のみに基づいて決定された量である。

画像密度が閾値以下のときは、搬送部材６９の回転速度は標準の回転速度のままとなる。

尚、各ステップＳ０３，Ｓ０５，Ｓ０７，Ｓ０９，Ｓ１１での判定に用いられる閾値は、それぞれ別々に決定された閾値であり、同一の値とは限らない。

ステップＳ１３では、各条件ごとに決定された、搬送部材６９の回転速度の上昇量、下降量が総合されて、搬送部材６９の回転速度が決定される。制御部１０（図１参照）は、搬送部材６９がこのステップＳ１３で決定された回転速度となるように制御する。

尚、ここでは、例えばプロセススピードが閾値を越えていることをもって搬送部材６９の回転速度の下降量が決定されているが、プロセススピードが閾値を越えていても搬送部材６９の回転速度を直ちには下降させずに、閾値を越えたプロセススピードが連続する時間又はプリント数も考慮して回転速度の下降量を決定するようにしてもよい。プロセススピード以外の他の条件についても同様である。

ここでは本発明を図１に示すプリンタに適用した例について説明したが、本発明は、図１に示すプリンタにのみ適用されるものではない。本発明は、トナーとキャリアとを含む現像剤を現像器から少しずつ排出し、また新たな現像剤の供給を受けるタイプの現像器を備えた装置であれば適用可能である。

１ プリンタ
１０ 制御部
１１ 排紙台
１２ 給紙トレイ
１３ ピックアップロール
１４ さばきロール
１５ 搬送ロール
１６ 待機ロール
１９ 温湿度センサ，環境センサ
２０，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 画像形成エンジン
２１ 感光体
２２ 帯電器
２３，２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ 現像器
２４ クリーナ
２５ 転写器
２６ 露光器
３１ 中間転写ベルト
３２ ロール
４１ ２次転写器
４２ クリーナ
４３，４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ 現像剤容器
４４ 現像剤供給筒
４５，６９，２３２，２３３，２４３，４２３ 搬送部材
４６ 蛇腹状の部材
５０ 定着器
６０ 案内筒
６１ 現像剤落下通路
６２，６３ トナー落下通路
７０ 回収箱
７１ 開口
７２ フィルタ
８０ モータ
８１ 駆動軸
１００ プリンタ
１０１ フレーム
１５１ 搬送路
２３１，２４１，４２１ ケース
２３１ａ 仕切壁
２３１ｂ，２３１ｃ 開口
２３１ｄ，２３１ｅ 部屋
２３１ｆ 現像剤受入口
２３１ｇ 現像剤排出口
２３２，２３３ オーガ
２３２ａ，２３３ａ 回転軸
２３２ｂ，２３３ｂ，２３２ｃ，２３３ｃ，２３３ｄ 螺旋羽根
２３４ 現像ロール
２３９ ＴＣセンサ
２４２，４２２ クリーニングブレード
２６１ 露光光

Claims (4)

1. トナーとキャリアとを含む現像剤を収容するとともに、回転しながら収容された現像剤を表面に乗せて被現像体に対面する位置に搬送する現像剤搬送体を備えて該被現像体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像器から排出された現像剤が収容される回収箱と、
   前記現像器と前記回収箱とを繋ぎ、該現像器から排出された現像剤の、該回収箱への移動を案内する案内筒と、
   前記案内筒内に配置されて現像剤搬送方向に延び、回転により現像剤を前記回収箱に向けて搬送する搬送部材と、
   前記現像剤搬送体の回転速度の上昇に応じて前記搬送部材の回転速度を下げる制御を行なう回転制御部とを備えたことを特徴とする現像剤回収装置。
2. トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し被現像体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像器から排出された現像剤が収容される回収箱と、
   前記現像器と前記回収箱とを繋ぎ、該現像器から排出された現像剤の、該回収箱への移動を案内する案内筒と、
   前記案内筒内に配置されて現像剤搬送方向に延び、回転により現像剤を前記回収箱に向けて搬送する搬送部材と、
   前記現像器の使用累積時間を算出する算出部と、
   前記使用累積時間の増大に応じて、前記搬送部材の回転速度を上げる制御を行なう回転制御部とを備えたことを特徴とする現像剤回収装置。
3. 画像情報に応じた静電潜像が形成され現像を受けてトナー像が形成される像保持体と、
   トナーとキャリアとを含む現像剤を収容するとともに、回転しながら収容された現像剤を表面に乗せて前記像保持体に対面する位置に搬送する現像剤搬送体を備え、収容された現像剤を循環させながら該現像剤の一部を排出し新たな現像剤の供給を受けて、前記像保持体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像器と、
   前記像保持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する転写器と、
   用紙上に転写されたトナー像を該用紙上に定着する定着器と、
   前記現像器から排出された現像剤を回収する現像剤回収装置とを備え、
   前記現像剤回収装置が、
   前記現像器から排出された現像剤が収容される回収箱と、
   前記現像器と前記回収箱とを繋ぎ、該現像器から排出された現像剤の、該回収箱への移動を案内する案内筒と、
   前記案内筒内に配置されて現像剤搬送方向に延び、回転により現像剤を前記回収箱に向けて搬送する搬送部材と、
   前記現像剤搬送体の回転速度の上昇に応じて前記搬送部材の回転速度を下げる制御を行なう回転制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 画像情報に応じた静電潜像が形成され現像を受けてトナー像が形成される像保持体と、
   トナーとキャリアとを含む現像剤を収容し、収容された現像剤を循環させながら該現像剤の一部を排出し新たな現像剤の供給を受けて、前記像保持体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像器と、
   前記像保持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する転写器と、
   用紙上に転写されたトナー像を該用紙上に定着する定着器と、
   前記現像器から排出された現像剤を回収する現像剤回収装置とを備え、
   前記現像剤回収装置が、
   前記現像器から排出された現像剤が収容される回収箱と、
   前記現像器と前記回収箱とを繋ぎ、該現像器から排出された現像剤の、該回収箱への移動を案内する案内筒と、
   前記案内筒内に配置されて現像剤搬送方向に延び、回転により現像剤を前記回収箱に向けて搬送する搬送部材と、
   前記現像器の使用累積時間を算出する算出部と、
   前記使用累積時間の増大に応じて、前記搬送部材の回転速度を上げる制御を行なう回転制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images