JPH09281783A - 画像形成装置およびこの画像形成装置の現像剤補給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、トナーリサイクルによりトナー消
費量を低減するとともに画像濃度の低下あるいはかぶり
の少ない安定な画像を形成可能な画像形成装置を提供す
ることにある。 【解決手段】この発明の画像形成装置２によれば、トナ
ーリサイクル機構２２によりリサイクルされたリサイク
ルトナーは、トナータンク２２ｃに戻され、所定量ずつ
現像装置１４のハウジング１４ｂに供給される。ハウジ
ングには、トナーホッパ１５により、所定量ずつフレッ
シュトナーも補給される。トナータンクを経由して補給
されるリサイクルトナーとトナーホッパから補給される
フレッシュトナーの比は、ドラム上画像濃度センサ２０
により検知された感光体ドラム１０上のトナー画像のか
ぶりに基づいて、混合比が所定の範囲内に推移するよう
制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トナーリサイク
ル機構によりリサイクルされたトナーを用いて、安定な
画像を提供できる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスが利用されている画像
形成装置は、光導電性を有する感光体に所定の電位を与
え、画像に対応する光を照射して電位を減衰させること
で静電潜像を形成して、静電潜像に現像剤としてのトナ
ーを選択的に供給することで、複写対象物の複写像また
は印字すべき画像を出力する。

【０００３】現像剤であるトナーは、２成分現像剤が利
用される場合には、磁性材料を含むキャリアが磁力によ
りブラシ状に結束されたキャリアにより、また、１成分
現像剤が利用される場合には、トナー相互の静電吸着力
によって感光体に形成された画像 (静電潜像) に対応す
るトナー像が形成される。なお、感光体上の静電潜像を
現像することで現像装置内の現像剤から減少したトナー
に対応する量のトナー(以下、フレッシュトナーと示す)
は、現像装置の所定の位置に配置されているトナー補
給部から補給される。

【０００４】感光体に形成されたトナー像は、被転写
体、たとえば、記録用紙に転写され、定着装置を介して
記録用紙に定着される。一方、感光体に残った未転写ト
ナーは、クリーニング装置を介して感光体から除去され
る。

【０００５】ところで、クリーニング装置により感光体
から除去されたトナー (廃トナー)は、所定の回収部に
回収され、廃棄物として処理される。しかしながら、近
年、回収された廃トナーを、現像装置または現像装置に
接続されるトナーホッパ (トナー補給部) に回収し、現
像装置で繰り返して使用するトナーリサイクル機構が提
案されている。

【０００６】トナーリサイクル機構を用いて回収された
廃トナーを再び現像工程で利用することにより、画像形
成可能な枚数が増大されるとともに画像形成装置の廃ト
ナーを廃棄する必要がなくなり、ユーザーの手を煩わせ
ることが低減される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなトナーリサイクル機構によりリサイクルされた
トナー (以下リサイクルトナーと示す) を現像装置に戻
して画像を形成すると、リサイクルトナーとフレッシュ
トナーの比率が所定の割合となる条件において、被転写
材のトナー像以外の領域に不所望なトナーが落下するト
ナー落ち、トナー像の部分的な白抜け、あるいは、被転
写材の白地かぶり等の不具合が生じる問題がある。な
お、これらの不具合は、複写枚数の累積が増大したと
き、あるいは、トナー補給部内のフレッシュトナーの残
量が所定量以下に達した際に、発生頻度が増大すること
が知られている。

【０００８】この発明の目的は、トナーリサイクルによ
りトナー消費量を低減するとともに画像濃度の低下ある
いはかぶりの少ない安定な画像を形成可能な画像形成装
置を提供することにある。

【０００９】

【問題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、像担持体に形成された画
像に現像剤を供給して現像する現像手段と、この現像手
段により前記像担持体に形成された現像剤像を被転写媒
体に転写する転写手段と、この転写手段により現像剤像
が被転写媒体に転写されたのち前記像担持体に残存した
現像剤と外部から供給される現像剤とを、前記現像手段
による現像状態に応じて可変しつつ特定の比率で前記現
像手段へ補給する現像剤補給手段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。

【００１０】また、この発明は、像担持体に形成された
画像に現像剤を供給して現像する現像手段と、この現像
手段により前記像担持体に形成された現像剤像を被転写
媒体に転写する転写手段と、この転写手段により現像剤
像が被転写媒体に転写されたのち前記像担持体に残存し
た現像剤と外部から供給される現像剤とを、前記現像手
段の現像剤の特性の劣化を防止するよう比率を変更しつ
つ前記現像手段へ補給する現像剤補給手段とを有するこ
とを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

【００１１】さらに、この発明は、像担持体に形成され
た画像に現像剤を供給して現像する現像手段と、この現
像手段により前記像担持体に形成された現像剤像を被転
写媒体に転写する転写手段と、前記現像手段に新しい現
像剤を補給する第１の現像剤補給手段と、前記転写手段
により現像剤像が被転写媒体に転写されたのち前記像担
持体に残存した現像剤を前記現像手段に供給する第２の
現像剤補給手段と、前記現像手段により前記像担持体の
所定領域に供給された現像剤の量を検出し、検出結果に
対応して前記第１の現像剤補給手段と前記第２の現像剤
補給手段のそれぞれから前記現像手段に補給される現像
剤の比率を変化させる現像剤比率制御手段とを有するこ
とを特徴とする画像形成装置を提供するものである。ま
たさらに、この発明は、像担持体に形成された画像に現
像剤を供給して現像する現像手段と、この現像手段によ
り前記像担持体に形成された現像剤像を被転写媒体に転
写する転写手段と、前記現像手段に新しい現像剤を補給
する第１の現像剤補給手段と、前記転写手段により現像
剤像が被転写媒体に転写されたのち前記像担持体に残存
した現像剤を前記現像手段に供給する第２の現像剤補給
手段と、前記現像手段により前記像担持体の所定領域に
供給された現像剤の量を検出する検出手段と、この検出
手段の検出結果に対応して前記第１の現像剤補給手段と
前記第２の現像剤補給手段のそれぞれから前記現像手段
に補給される現像剤の比率を現像剤像の劣化を防止する
よう変化させる現像剤比率制御手段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。

【００１２】さらにまた、この発明は、像担持体に形成
された画像に現像剤を供給して現像する現像手段に、現
像手段により像担持体の画像に供給された現像剤が被転
写媒体に転写されたのち前記像担持体に残存した現像剤
と外部からの現像剤を所定の比率で補給する際に、現像
手段に対して、通常の現像バイアス電圧とは異なる極性
のバイアス電圧を印加した状態で像担持体に付着した現
像剤の量と画像形成時に像担持体に付着したかぶり現像
剤の量を検出し、検出された現像剤の比率に基づいて、
像担持体の画像に供給された現像剤が被転写媒体に転写
されたのち像担持体に残存した現像剤と外部からの現像
剤の比率を変化させることを特徴とする画像形成装置の
現像剤補給方法を提供するものである。

【００１３】またさらに、この発明は、像担持体に形成
された画像に現像剤を供給して現像する現像手段と、こ
の現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像を
被転写媒体に転写する転写手段と、前記現像手段に新し
い現像剤を補給する第１の現像剤補給手段と、前記転写
手段により現像剤像が被転写媒体に転写されたのち前記
像担持体に残存した現像剤を前記現像手段に供給する第
２の現像剤補給手段と、前記現像手段により前記像担持
体に供給されたかぶり現像剤の量と前記像担持体の表面
の反射光量を検出する検出手段と、この検出手段の検出
結果に対応して前記像担持体上のかぶり画像濃度を求
め、前記第１の現像剤補給手段と前記第２の現像剤補給
手段のそれぞれから前記現像手段に補給される現像剤の
比率を変化させる現像剤比率制御手段とを有することを
特徴とする画像形成装置を提供するものである。

【００１４】さらにまた、この発明は、像担持体に形成
された画像に現像剤を供給して現像する現像手段と、こ
の現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像を
被転写媒体に転写する転写手段と、前記現像手段に新し
い現像剤を補給する第１の現像剤補給手段と、前記転写
手段により現像剤像が被転写媒体に転写されたのち前記
像担持体に残存した現像剤を前記現像手段に供給する第
２の現像剤補給手段と、前記現像手段により前記像担持
体に供給されたかぶり現像剤の量と前記像担持体の表面
の反射光量を検出する検出手段と、この検出手段の検出
結果に基づいて前記像担持体上のかぶり画像濃度を求
め、この求められたかぶり画像濃度が所定の濃度を越え
た場合には、現像剤像の劣化を防止するよう前記第１の
現像剤補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の
量を増加させる現像剤比率制御手段と、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。

【００１５】またさらに、この発明は、像担持体に形成
された画像に現像剤を供給して現像する現像手段と、こ
の現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像を
被転写媒体に転写する転写手段と、前記現像手段に新し
い現像剤を補給する第１の現像剤補給手段と、前記転写
手段により現像剤像が被転写媒体に転写されたのち前記
像担持体に残存した現像剤を前記現像手段に供給する第
２の現像剤補給手段と、前記現像手段により前記像担持
体に供給されたかぶり現像剤の量と前記現像手段に通常
の現像バイアス電圧とは異なる極性のバイアス電圧を印
加した状態の前記像担持体の表面の反射光量を検出する
検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて前記像
担持体上のかぶり画像濃度を求め、この求められたかぶ
り画像濃度が所定の濃度を越えた場合には、現像剤像の
劣化を防止するよう前記第２の現像剤補給手段から前記
現像手段に補給される現像剤の量を減少させるとともに
前記第１の現像剤補給手段から前記現像手段に補給され
る現像剤の量を増加させる現像剤比率制御手段とを有す
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。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。図１に示されるように、レーザ
露光式複写装置２は、後述するレーザ露光装置から供給
されるレーザビームによって記録すべき画像に対応する
静電潜像が形成される感光体ドラム１０を、概ね中央
に、有している。

【００１７】感光体ドラム１０の周囲には、矢印ａで示
される感光体ドラム１０の回転方向に沿って、感光体ド
ラム１０の表面を所定の電位に帯電する帯電装置１２、
後述するレーザ露光装置からの画像情報の露光により感
光体ドラム１０に形成される静電潜像にトナーを供給し
て静電潜像を現像する現像装置１４、現像装置１４によ
り感光体ドラム１０に形成されたトナー像を後述するカ
セットから給送される用紙に転写させる転写剥離装置１
６、転写剥離装置１６による転写ののち感光体ドラム１
０の表面に残った未転写トナーを取り除くとともに感光
体ドラム１０の表面に残った電荷を除電するクリーニン
グ除電装置１８が順に配置されている。なお、現像装置
１４と転写剥離装置１６との間であって、好ましくは、
後述するアライニングローラよりも感光体ドラム１０が
回転される方向の上流であって、後述する用紙が転写剥
離装置１６に向けて案内される位置と現像装置１４との
間には、現像装置１４を介して感光体ドラム１０に形成
されたトナー像の反射濃度を検知するドラム上画像濃度
センサ２０が配置されている。

【００１８】クリーニング除電装置１８と現像装置１４
に一体的に配置されるトナーホッパとの間には、クリー
ニング除電装置１８により回収された未転写トナーをト
ナーホッパに戻すトナーリサイクル装置２２が接続され
ている。

【００１９】帯電装置１２は、図３を用いて後述する高
電圧発生回路１０２から出力される帯電出力によりコロ
ナ放電して感光体ドラム１０の表面に電荷を供給するコ
ロナ放電部材１２ａならびに図３に後述するバイアス電
圧発生回路１０４からのバイアス電圧により感光体ドラ
ム１０の表面の電位を安定させるグリッド電極１２ｂと
を含み、感光体ドラム１０の表面を所定の表面電位に帯
電する。

【００２０】現像装置１４は、図２を用いて後述する現
像ローラ１４ａを有し、現像ローラ１４ａにより非磁性
部材のトナーＴと磁性部材のキャリアＣが所定の比率で
混合された２成分現像剤Ｄを搬送して感光体ドラム１０
に対向させるとともに、現像剤中のトナーのみを感光体
ドラム１０の表面に形成された静電潜像に付着させて静
電潜像を現像する。なお、現像ローラ１４ａおよび現像
装置１４内のキャリアＣおよびトナーＴすなわち現像剤
Ｄには、図３により後述する現像バイアス電圧発生回路
１０６により、所定の現像バイアス電圧が印加される。

【００２１】転写剥離装置１６は、帯電装置１２のコロ
ナ放電部材１２ａから感光体ドラム１０の表面に提供さ
れる表面電位と同一の極性の電荷を感光体ドラム１０に
静電的に吸着された用紙の背面から印加することで現像
装置１４の現像ローラ１４ａによりトナーが供給されて
現像された感光体ドラム１０の表面のトナー像を用紙に
静電的に引き寄せる転写装置１６ａおよびトナー像が転
写された用紙と用紙に静電的に付着しているトナー像を
感光体ドラム１０から剥離する剥離装置１６ｂを有し、
高電圧発生回路１０２および剥離電圧発生回路１０８の
それぞれにより提供される所定の電圧により、現像装置
１４の現像ローラ１４ａによりトナーが供給されて現像
された感光体ドラム１０の表面のトナー像を、用紙に転
写するとともに用紙を剥離する。

【００２２】クリーニング除電装置１８は、感光体ドラ
ム１０の外周面 (表面) に対して、所定の角度および圧
力により圧接され、感光体ドラム１０の表面に残った未
転写トナーを感光体ドラム１０の表面から掻き落とすブ
レード１８ａ、ブレード１８ａにより掻き落とされたト
ナーＴをクリーニング除電装置１８内の所定の位置に搬
送するオーガ１８ｂおよび除電ランプ１８ｃを有し、感
光体ドラム１０の表面の未転写トナーを掻き落として回
収してトナーリサイクル機構２２に向けて集約するとと
もに、感光体ドラム１０の表面の電荷分布を、帯電装置
１２により表面電位が与えられる前の状態に戻す。

【００２３】感光体ドラム１０の上方すなわち装置本体
２の上部には、複写対象である原稿Ｄの画像を光の明暗
情報として読み取る画像読取部３０が配置されている。
画像読取部３０は、原稿Ｄを保持する原稿テーブル３
１、原稿テーブル３１に載置された原稿Ｄを照明する照
明ランプ３２、照明ランプ３２により提供される照明光
を原稿Ｄに集光するリフレクタ３３、原稿Ｄからの反射
光を原稿テーブルと平行な方向に案内する第１のミラー
３４、第１のミラー３４で反射された光を９０°折り曲
げる第２のミラー３５および第２のミラー３５で折り曲
げられた光をさらに９０°折り曲げて再び原稿テーブル
と平行な方向に案内する第３のミラー３６を有し、図示
しない走査モータを用いて照明ランプ３２および第１な
いし第３のミラー３４，３５および３６を原稿テーブル
３１に沿って移動することにより、原稿テーブル３１に
載置された原稿Ｄの画像を光の明暗情報として後段のＣ
ＣＤセンサ３８に伝達する。なお、第２ミラー３５およ
び第３ミラー３６は、周知のように、図示しない駆動機
構により、第１ミラー３４が移動される速度の１／２の
速度で第１ミラー３４に従動される。

【００２４】第３ミラー３６により折返された光の光軸
を含む面内には、原稿Ｄからの反射光に集束性を与える
結像レンズ３７および結像レンズ３７により集束された
反射光を光電変換するＣＣＤセンサ３８が配置されてい
る。

【００２５】感光体ドラム１０の近傍であって、感光体
ドラム１０の表面に原稿画像に対応する光を照射可能な
位置には、帯電装置１２により所定の表面電位が与えら
れた感光体ドラム１０の表面に、画像に基づいて光強度
が変化されたレーザビームを照射するレーザ露光装置４
０が配置されている。

【００２６】感光体ドラム１０が回転される方向であっ
て、現像装置１４により現像されたトナー像が感光体ド
ラム１０の回転によって搬送される方向の上流側に対応
する位置には、第１，第２のスロット５０ａ，５０ｂに
挿入され、感光体ドラム１０に向かって記録用紙 (被転
写材) を供給する第１，第２の用紙カセット５２ａ，５
２ｂが配置されている。

【００２７】感光体ドラム１０と各カセット５２ａ，５
２ｂの間には、それぞれのカセットに対応して配置さ
れ、各カセット５２ａ，５２ｂのそれぞれから用紙を１
枚ずつ引出す給紙ローラ５４ａ，５４ｂ、給紙ローラ５
４ａ，５４ｂにより引出された用紙を、感光体ドラム１
０にへ向けて送出する搬送ローラ５６ａ，５６ｂ、搬送
ローラ５６ａ，５６ｂにより感光体ドラム１０へ向けら
れる用紙を一時的に停止することにより用紙が搬送され
る方向に対する用紙の傾きを補正するとともに、感光体
ドラム１０上のトナー像の先端と用紙の先端とを整合さ
せて感光体ドラム１０の表面が移動される速度と等しい
速度で用紙を送り出すアライニングローラ５８が配置さ
れている。

【００２８】アライニングローラ５８の近傍には、アラ
イニングローラ５８を介して用紙を停止させるために、
搬送されている用紙の先端を検知するアライニングスイ
ッチ５８ａが配置されている。

【００２９】感光体ドラム１０の回転方向下流に対応す
る位置には、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像
が転写され、トナーが静電的に付着している状態の用紙
を搬送する搬送べルト６０、用紙に転写されたトナーを
加熱するとともに用紙に押圧することで用紙に定着させ
る定着装置６２およびトナー像が定着された用紙を複写
装置２の外部の排紙トレイヘ排出させる排紙ローラ６４
が配置されている。

【００３０】排紙ローラ６４の近傍には、定着装置６２
と排紙ローラ６４との間に用紙が存在するか否かを検知
する排紙スイッチ６４ａが配置されており、排紙スイッ
チにより用紙の後端が検知された時点で、現在搬送され
ている用紙に対する画像形成の終了が検知される。

【００３１】図２には、図１に示した複写装置に組み込
まれ、リサイクルトナーを利用する現像装置が詳細に示
されている。図２に示されるように、現像装置１４は、
現像ローラ１４ａを保持するとともに現像ローラ１４ａ
と感光体ドラム１０の表面との間の距離を所定の間隔に
保持するハウジング１４ｂを有している。ハウジング１
４ｂ内には、現像ローラ１４ａに現像剤を供給する供給
ローラ１４ｃ、供給ローラ１４ｃにトナーを供給すると
ともに以下に示す補給トナーを撹拌する撹拌ローラ１４
ｄが、現像ローラ１４ａの軸線に沿って配列されてい
る。なお、現像ローラ１４ａの外周面は、図３に示すよ
う現像部モータ駆動回路１１２に接続された現像モータ
１４ｅにより回転される。また、供給ローラ１４ｃなら
びに撹拌ローラ１４ｄは、それぞれ、現像ローラ１４ａ
または現像モータ１４ｅから伝達される回転力により、
現像ローラ１４ａが回転される方向と同じ方向すなわち
供給ローラ１４ｃと現像ローラ１４ａとが接触される位
置でローラの外周面が移動する方向が逆向きになるよう
回転される。

【００３２】ハウジング１４ｂの所定位置であって、撹
拌ローラ１４ｄの下方には、現像剤の透磁率の変化を検
出して、キャリアに対するトナーの混合比率すなわちト
ナー濃度を報知するトナー濃度センサ１４ｆが、配置さ
れている。トナー濃度センサ１４ｆは、トナーとキャリ
アとが所定の比率で混合された現像剤を撹拌した際に透
磁率に基づいて出力される電圧を検知して、トナーとキ
ャリアの混合比に比例する直流電圧を出力する。

【００３３】ハウジング１４ｂの一端部であって、撹拌
ローラ１４ｄの上方には、複写動作が繰り返されること
で消費されるトナーを外部から補給するトナーホッパ１
５が配置されている。

【００３４】トナーリサイクル装置２２は、クリーニン
グ除電装置１８の一端部であって、オーガ１８ｂにより
トナーが集約される側と現像装置１４のハウジング１４
ｂとを結ぶ本体２２ａ、本体２２ａ内に回転可能に配置
され、クリーニング除電装置１８で回収されて集約され
たトナーを現像装置１４に搬送するリサイクルオーガ２
２ｂ、及び、本体２２ａとハウジング１４ｂとの間に配
置され、オーガ２２ｂにより戻されたリサイクルトナー
を、トナーホッパ１５からハウジング１４ｂに供給され
るフレッシュトナーと独立にハウジング１４ｂに供給す
るトナータンク２２ｃを有している。

【００３５】トナーホッパ１５は、トナーカートリッジ
等の図示しないトナー補給容器に収容された未使用の新
しいトナー (以下フレッシュトナーと称する) をハウジ
ング１４ｂに所定量に供給するトナー補給ローラ１５ａ
およびトナー補給ローラ１５ａを回転させるトナー補給
モータ１５ｂを有し、トナー補給モータ１５ｂを回転さ
せることによりトナー補給ローラ１５ａを回転させて、
ハウジング１４ｂに、回転量に応じたトナーを供給す
る。

【００３６】トナーリサイクル機構２２のトナータンク
２２ｃは、リサイクルオーガ２２ｂにより搬送されたリ
サイクルトナーを現像装置１４のハウジング１４ｂに所
定量供給するリサイクルトナー補給ローラ２２ｄおよび
トナー補給ローラ２２ｄを回転させるリサイクルトナー
補給モータ２２ｅを有し、トナー補給モータ２２ｅを回
転させることによりトナー補給ローラ２２ｄを回転させ
て、ハウジング１４ｂに回転量に、応じたリサイクルト
ナーを供給する。

【００３７】図３には、図１および図２に示したレーザ
露光式複写装置２の各機構部を制御する制御装置 (回
路) と各機構部との接続が示されている。図３に示され
るように、レーザ露光式複写装置２の各機構部は、主制
御装置であるＣＰＵ１００により制御される。

【００３８】帯電装置１２のコロナ放電部材１２ａは、
高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１０の表
面に、所定の電荷を与える。この高電圧は、ＣＰＵ１０
０から高電圧発生回路１０２に入力される帯電電圧制御
信号に対応する高電圧発生回路１０２の出力である。ま
た、帯電装置１２のグリッド電極１２ｂは、バイアス電
圧が供給されることにより、感光体ドラム１０の表面
に、コロナ放電部材１２ａから提供された電荷を安定さ
せる。このバイアス電圧は、ＣＰＵ１００からバイアス
電圧発生回路１０４に指示されるバイアス電圧信号に対
応するバイアス電圧発生回路１０４の出力である。この
ようにして、感光体ドラム１０表面は、所望の電位に帯
電される。

【００３９】現像装置１４の現像ローラ１４は、ハウジ
ング１４ｂ内に収容されている二成分現像剤、すなわち
所定の比率で混合されたトナーとキャリアを担持してい
る。この現像ローラ１４ａには、ＣＰＵ１００の制御に
より現像バイアス電圧発生回路１０６から所定の現像バ
イアス電圧が印加される。この現像バイアス電圧によ
り、感光体ドラム１０の表面の画像部にトナーが付着
し、非画像部すなわち露光装置４０により画像情報が露
光されない領域にトナーが付着して用紙に白地かぶりが
生じることが防止される。

【００４０】転写装置１６の転写装置１６ａは、転写電
圧が印加されることによりコロナ放電を行い、感光体ド
ラム１０の表面に形成された現像剤像すなわちトナー像
を、用紙に転写させる。この転写電圧は、ＣＰＵ１００
から高電圧発生回路１０２に出力される転写電圧制御信
号に基づいて高電圧発生回路１０２から供給される。

【００４１】転写剥離装置１６の剥離装置１６ｂは、交
流電圧あるいは交流電圧に直流電圧が重畳された重畳電
圧が供給されることでトナー像が転写された用紙を感光
体ドラム１０から剥離する。この重畳電圧は、ＣＰＵ１
００の制御により剥離電圧発生回路１０８から出力され
る。

【００４２】主モータ１０ａは、ＣＰＵ１００からのモ
ータ駆動回路１１０へのモータ駆動信号に基づいて、モ
ータ駆動回路１１０により所定の速度で回転される。こ
れにより、感光体ドラム１０を所定の速度で回転させ
る。主モータ１０ａの回転は、通常、クリーニング除電
装置１８のオーガ１８ｂ、リサイクル装置２２のオーガ
２２ｂ、アライニングローラ５８、搬送べルト６０、定
着装置６２ならびに排紙ローラ６４のそれぞれに伝達さ
れ、感光体ドラム１０の回転とともに各回転部が回転さ
れる。なお、アライニングローラ５８は、図示しない機
械要素駆動回路に接続された図示しないクラッチによ
り、用紙の先端と感光体ドラム１０の表面に形成された
トナー像すなわち複写された画像の先端とが一致するよ
う、所定のタイミングで非連続に回転される。

【００４３】モータ駆動回路１１０には、図示しない走
査モータおよび図示しない給紙モータが接続されてい
る。両モータは、それぞれ、ＣＰＵ１００から出力され
るモータ駆動パルスにより駆動される。走査モータは、
原稿テーブル３１にセットされた原稿画像の読み取りの
ために、照明ランプ３２、第１のミラー３４、第２のミ
ラー３５および第３のミラー３６を駆動する。給紙モー
タは、各カセット５２ａおよび５２ｂからの用紙の取出
しのために、給紙ローラ５４ａ，５４ｂ、搬送ローラ５
６ａ，５６ｂおよびアライニングローラ５８を、感光体
ドラム１０上のトナー像に同期させて、回転される。

【００４４】ＣＰＵ１００は、現像部モータ駆動回路１
１２に、モータ駆動パルスを出力させて、現像装置の現
像モータ１４ｅ、トナーホッパのトナー補給モータ１５
ｂおよびトナーリサイクル機構のトナー補給モータ２２
ｅを、それぞれ、必要なタイミングで独立に回転させ
る。

【００４５】この場合、現像部モータ駆動回路１１２か
ら出力される１駆動パルス当たり、それぞれのモータ１
５ｂおよび２２ｅが回転される回転時間は、センサ出力
入力回路１２０を経由してＣＰＵ１００に報知されるド
ラム上画像濃度センサ２０からのドラム上画像かぶり濃
度に基づいて読出専用メモリ (ＲＯＭ) １２２に記憶さ
れている制御データが参照されて、ＣＰＵ１００によ
り、特定の時間に設定される。

【００４６】次に、この発明の実施の形態としてのリサ
イクルトナーの補給について詳細に説明する。感光体ド
ラム１０は、主モータ１０ａにより、矢印ａの方向に所
定の速度で回転される。次に、帯電装置１２による電荷
の供給およびバイアス電圧の印加により感光体ドラム１
０の表面が、一様に、所定の表面電位に帯電される。

【００４７】詳細には、帯電装置１２のコロナ放電部材
１２ａから感光体ドラム１０へのコロナ放電により感光
体ドラム１０の表面に供給される電荷量がグリッド電極
１２ｂに印加されるグリッドバイアス電圧によって適当
に調整される。

【００４８】一例を示すと、グリッド電極１２ｂに印加
されるグリッドバイアス電圧およびコロナ放電部材１２
ａから感光体ドラム１０に提供される放電量を最適に設
定することにより、感光体ドラム１０の初期表面電位
が、概ね−７００ボルト (以下Ｖと示す) に設定され
る。

【００４９】続いて、レーザ露光装置４０により、感光
体ドラム１０の表面に、複写または印字出力すべき画像
データすなわち原稿の画像に対応する画像情報あるいは
図示しないホスト装置から供給される画像信号に対応し
た印字信号に応じて強度変調されたレーザビームが照射
される。

【００５０】レーザ露光装置４０によるレーザビームの
照射により、感光体ドラム１０の外周面に、印字信号
(画像データ) に対応する静電潜像が形成される。この
ようにして形成された静電潜像は、現像バイアス発生回
路１０６により、たとえば、−５００Ｖの現像バイアス
電圧が印加されている現像装置１４の現像ローラ１４ａ
から供給されるトナーＴによって現像される。なお、こ
の現像工程では、現像ローラ１４ａの内側に固定されて
いる図示しないマグネットの主磁極から発生される磁力
線に沿って現像ローラ１４ａの外周面に形成される連鎖
状のキャリアＣの穂 (穂立ち) に鏡像力により付着され
ているトナーが感光体ドラム１０と現像ローラ１４ａと
が対向する現像領域で、感光体ドラム１０の静電潜像の
電位と現像バイアス電圧とにより形成される電界により
トナーが移動されることにより、感光体ドラム１０の表
面に形成された静電潜像が現像される。また、現像装置
１４内に投入される現像剤としては、好ましくは、平均
粒径が６５ミクロン (以下、μｍと示す) の磁性体キャ
リアに、平均粒径が９μｍのトナーを、６重量百分率
(ｗｔ％) で混合したものが利用される。

【００５１】このようにしてトナーが供給された静電潜
像すなわちトナー像は、高電圧発生回路１０２および剥
離電圧発生回路１０８により所定の転写電圧および剥離
電圧が印加されている転写剥離装置１６により用紙にト
ナー像として転写される。

【００５２】用紙に転写されたトナー像は、用紙ととも
に感光体ドラム１０の表面から剥離され、搬送べルト６
０によって定着装置６２へ搬送されて、定着装置６２に
より用紙に定着される。

【００５３】トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ
６４を介して、装置２の外部に配置されている排紙トレ
イ６６に、順次排紙されて積層される。トナー像を用紙
に転写させた感光体ドラム１０の表面は、引き続く回転
によりクリーニング除電装置１８に向けて移動され、ク
リーニング除電装置１８により用紙に転写されなかった
残存トナー (未転写トナー) が取り除かれ、除電ランプ
１８ｃにより、電荷分布が帯電装置１２により表面電位
が与えられる前の状態に戻されて、引き続いて次の画像
形成に利用される。

【００５４】このようにして、一連の画像形成が繰り返
される。クリーニング除電装置１８のブレード１８ａを
介して感光体ドラム１０の表面から掻き落とされた未転
写トナーすなわち回収トナーは、オーガ１８ｂの回転に
よりクリーニング除電装置１８の一端部であって、オー
ガ１８ｂによりトナーが集約される側 (図２において、
紙面と直交する方向の前面側) に移動される。

【００５５】リサイクルトナーは、トナーリサイクル機
構２２のオーガ２２ｂにより、現像装置１４のハウジン
グ１４ｂの前段のトナータンク２２ｃに搬送される。な
お、オーガ２２ｂは、主モータ１０ａを介して感光体ド
ラム１０が回転されている間じゅう、連続して回転され
ることから、オーガ２２ｂの回転によりクリーニング除
電装置１８からトナータンク２２ｃに戻されるリサイク
ルトナーの量は、複写枚数 (画像形成回数) がある枚数
(回数) に達するまでは単調に増大され、その後、一定
となる。

【００５６】ところで、トナーリサイクル装置２２によ
り継続してトナーをリサイクルして画像を形成すると、
同一現像剤を利用している期間すなわち現像剤のライフ
の終端が近づくにつれて、白地かぶりが増大することが
知られている。すなわち、リサイクルトナーとフレッシ
ュトナーの比率が所定の割合となる条件において、現像
装置内のトナーの帯電量が増大され、たとえば、用紙の
非画像領域の白地かぶり等の不具合が生じる。

【００５７】白地かぶりが生じる要因としては、現像装
置１４によりキャリアと混合されるフレッシュトナーに
対するリサイクルトナーの比率が所定の比率を越えた場
合にリサイクルトナーとともに回収された不純物の量が
増加されることに起因して、図４を用いて後述するよう
に、現像装置１４内のトナーの帯電量が増大されること
による。

【００５８】このような現象に着目し、この発明の実施
の形態では、リサイクルトナーをフレッシュトナーと混
合して画像形成を継続する場合、現像剤のライフにおい
て、トナーホッパ１５から現像装置１４に補給されるフ
レッシュトナーＴｏの量とトナーリサイクル装置２２か
ら現像装置１４に戻されるリサイクルトナーＴｒの量す
なわちフレッシュトナーＴｏとリサイクルトナーＴｒと
が混合される比ｒ／ｏを、画像形成が繰り返される回数
(複写枚数) に応じて、最適に変化させるように構成し
た。

【００５９】ところで、上述した白地かぶりが生じた場
合、感光体ドラム１０上のドラム上画像かぶりも増大さ
れる。詳細には、図５ (ａ) に示されるように、白地か
ぶりは、感光体ドラム１０上のドラム上画像かぶりと概
ね正比例することから、転写剥離装置１６により用紙に
転写されたトナー像の白地かぶりを検出することに替え
て、感光体ドラム１０上の画像かぶりを検知することが
できる。ここで、白地かぶりを直接検出しないでドラム
上の画像かぶりを検知する場合、転写剥離装置１６の出
力および転写環境ならびに用紙の材質に依存する転写率
の変動を除外することができる。なお、感光体ドラム１
０上のドラム上画像かぶりは、図５ (ｂ) に示されるよ
う、現像装置１４内のトナーの混合比ｒ／ｏに対して
も、概ね１：１に対応する。

【００６０】このことから、感光体ドラム１０上のドラ
ム上画像かぶりを検知して、トナーの混合比ｒ／ｏを変
化させると、白地かぶりの程度を、許容範囲以下にに抑
えることができる。一例を示すと、上述した画像形成条
件において、図５に示されるように、ドラム上画像かぶ
りが７％である場合に、白地かぶりは、概ね１％とな
る。この場合、現像装置１４内のトナーの混合比ｒ／ｏ
は、概ね４０％となる。なお、画像形成の回数が増大さ
れるにつれて、リサイクルトナー中に、何度もリサイク
ルされた特性の不安定なトナーが生じることから、トナ
ー混合比ｒ／ｏは、好ましくは、３０％程度に設定され
る。

【００６１】以下、この動作のフローを説明する。図６
に示されるように、レーザ露光式複写装置２のイニシャ
ル動作終了後、感光体ドラム１０の初期表面電位を−７
００Ｖ、現像装置の現像ローラ１４ａに印加される現像
バイアス電圧を１５０Ｖとして、感光体ドラム１０の表
面の反射量すなわち基準白地濃度Ｄｒｅｆが、ドラム上
画像濃度センサ２０により検知される。なお、現像バイ
アス電圧は、通常の画像形成時においては、−５００Ｖ
であるが、画像形成が繰り返されることによる感光体ド
ラム１０の表面の反射率の変動を考慮して、イニシャル
動作毎に、基準白地濃度Ｄｒｅｆが再設定される (ＳＴ
Ｐ１) 。

【００６２】次に、現像装置１４内のリサイクルトナー
Ｔｒの濃度を検知するために、通常の画像形成に準じて
感光体ドラム１０の初期表面電位が−７００Ｖ、現像装
置の現像ローラ１４ａに印加される現像バイアス電圧が
−５００Ｖに設定され、未露光部に付着するドラム上画
像かぶりＤｆｏｒｍが検知される (ＳＴＰ２) 。

【００６３】続いて、Ｄｆｏｒｍ−Ｄｒｅｆが算出さ
れ、Ｄｆｏｒｍ−Ｄｒｅｆに対応する制御データが読出
専用メモリ１２２から読み出される。なお、上述した画
像形成条件において、フレッシュトナーおよびリサイク
ルトナーのそれぞれを補給する量は、たとえば、 Ｄｆｏｒｍ−Ｄｒｅｆ ＜ ７％ の下で、トナーホッパのトナー補給モータ１５ｂが回転
される時間を「７」とするとき、トナーリサイクル機構
のトナータンクのトナー補給モータ２２ｅが回転される
時間が「３」となるよう設定される。また、 Ｄｆｏｒｍ−Ｄｒｅｆ ≧ ７％ である場合には、同様に、トナー補給モータ１５ｂが回
転される時間を「１７」とするとき、トナーリサイクル
機構のトナータンクのトナー補給モータ２２ｅが回転さ
れる時間が「３」となるよう設定される (ＳＴＰ３) 。

【００６４】以下、画像形成回数が所定の回数に達した
時点を区切りとして、感光体ドラム１０の未露光部に付
着するドラム上画像かぶりＤｆｏｒｍが計測され、ステ
ップＳＴＰ３に示したトナー混合比ｒ／ｏの制御が繰り
返される。この場合、トナー中のリサイクルトナーが繰
り返しリサイクルされることによる特性の変化およびト
ナーホッパ内のフレッシュトナーの残量の低下に起因し
て、現像装置のトナー中のフレッシュトナーに対するリ
サイクルトナーの比が不所望に増大されることが防止さ
れる (ＳＴＰ４) 。

【００６５】なお、ステップＳＴＰ３に示したトナー混
合比ｒ／ｏの制御が繰り返されて、 Ｄｆｏｒｍ−Ｄｒｅｆ ≦ ４％ が満足されるまでリサイクルトナーの比率が低下した場
合には、トナーホッパのトナー補給モータ１５ｂが回転
される時間を「７」とするとき、トナータンクのトナー
補給モータ２２ｅが回転される時間が「３」となるよ
う、再び、それぞれのモータが１駆動パルス当たりに回
転される時間が設定される (ＳＴＰ５) 。

【００６６】図７ (ａ) および図７ (ｂ) は、リサイク
ルトナーとフレッシュトナーとのトナー混合比ｒ／ｏ
を、図６に示したような制御により、所定の比率に維持
した結果得られた用紙上の白地かぶりおよびトナー混合
比ｒ／ｏの推移を示すグラフである。

【００６７】図７ (ａ) および図７ (ｂ) に示されるよ
うに、同一の現像剤を継続して画像形成可能な６万回
(枚) の期間内において、白地かぶりは、１％を越える
ことなく、良好に推移されている。また、現像装置１４
内のトナー中のリサイクルトナーとフレッシュトナーの
混合比ｒ／ｏも概ね３０％より低く制御されている。

【００６８】比較のため、トナーホッパからトナーが補
給される割合を「７」、リサイクルにより補給されるト
ナーの割合を「３」に固定して、同様に、白地かぶりお
よびトナー混合比ｒ／ｏの推移を観測したところ、トナ
ーホッパのフレッシュトナーの残量が少なくなるにつれ
て、リサイクルトナーの比が４０％以上となり、同時
に、白地かぶりも、許容範囲である１％をこえることが
認められた。

【００６９】以上説明したように、フレッシュトナーに
対するリサイクルトナーの混合比を所定の範囲内に抑え
ることにより、現像装置内のトナーの特性が変動する範
囲を制限でき、白地かぶりが増大したり、画像濃度が低
下することを防止できる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明の画像形成
装置によれば、トナーリサイクル機構によりリサイクル
されたリサイクルトナーは、トナーホッパから現像装置
に補給されるフレッシュトナーに対して所定の範囲内の
比率となるよう供給される。

【００７１】また、リサイクルトナーとフレッシュトナ
ーとの比は、画像形成が繰返されている間の所定の回数
ごとに、感光体ドラムの反射率を基準として、正確に、
検知される。

【００７２】これにより、フレッシュトナーに対するリ
サイクルトナーの比が不所望に変動することが防止さ
れ、同一の現像剤を継続して画像形成可能な期間内を通
じて、白地かぶりが生じたり、画像濃度が低下すること
が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態が適用される現像装置を
含む画像形成装置の一例を示す概略図。

【図２】図１に示した画像形成装置の現像装置の周辺を
示す概略拡大図。

【図３】図１および図２に示した画像形成装置の各機構
部を制御する制御装置 (回路)と各機構部との接続を示
すブロック図。

【図４】図１ないし図３に示した画像形成装置に利用さ
れるトナーにリサイクルトナーが混合された場合の帯電
量の変化を示すグラフ。

【図５】図１ないし図３に示した画像形成装置の感光体
ドラム上のかぶり濃度と用紙の白地かぶりおよびトナー
中のリサイクルトナーの比を示すグラフ。

【図６】図１ないし図３に示した画像形成装置における
リサイクルトナーの補給の制御の一例を示すフローチャ
ート。

【図７】図６に示したリサイクルトナー補給制御に従っ
てリサイクルトナーの混合比率が変化された現像装置に
より６万回画像を形成した際の白地かぶりおよびトナー
中のリサイクルトナーの比の変化を示すグラフ。

【符号の説明】

２ …複写装置 (画像形成装置) 、 １０ …感光体ドラム (像担持体) 、 １０ａ…主モータ、 １２ …帯電装置、 １４ …現像装置 (現像手段) 、 １４ａ…現像ローラ、 １４ｂ…ハウジング、 １４ｅ…現像モータ、 １５ …トナーホッパ、 １５ａ…トナー補給ローラ、 １５ｂ…トナー補給モータ、 １６ …転写剥離装置、 １８ …クリーニング除電装置、 ２０ …ドラム上画像濃度センサ、 ２２ …トナーリサイクル装置、 ２２ａ…本体、 ２２ｂ…トナーリサイクルオーガ、 ２２ｃ…トナータンク、 ２２ｄ…リサイクルトナー補給ローラ、 ２２ｅ…リサイクルトナー補給モータ、 １００ …主制御装置、 １０２ …高電圧発生回路、 １０４ …グリッド電圧発生回路、 １０６ …現像バイアス電圧発生回路、 １０８ …剥離電圧発生回路、 １１０ …モータ駆動回路、 １１２ …現像部モータ駆動回路、 １２０ …センサ出力入力回路、 １２２ …読出専用メモリ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に形成された画像に現像剤を供給
   して現像する現像手段と、 この現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像
   を被転写媒体に転写する転写手段と、 この転写手段により現像剤像が被転写媒体に転写された
   のち前記像担持体に残存した現像剤と外部から供給され
   る現像剤とを、前記現像手段による現像状態に応じて可
   変しつつ特定の比率で前記現像手段へ補給する現像剤補
   給手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体に形成された画像に現像剤を供給
   して現像する現像手段と、 この現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像
   を被転写媒体に転写する転写手段と、 この転写手段により現像剤像が被転写媒体に転写された
   のち前記像担持体に残存した現像剤と外部から供給され
   る現像剤とを、前記現像手段の現像剤の特性の劣化を防
   止するよう比率を変更しつつ前記現像手段へ補給する現
   像剤補給手段と、を有することを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】像担持体に形成された画像に現像剤を供給
   して現像する現像手段と、 この現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像
   を被転写媒体に転写する転写手段と、 前記現像手段に新しい現像剤を補給する第１の現像剤補
   給手段と、 前記転写手段により現像剤像が被転写媒体に転写された
   のち前記像担持体に残存した現像剤を前記現像手段に供
   給する第２の現像剤補給手段と、 前記現像手段により前記像担持体の所定領域に供給され
   た現像剤の量を検出し、検出結果に対応して前記第１の
   現像剤補給手段と前記第２の現像剤補給手段のそれぞれ
   から前記現像手段に補給される現像剤の比率を変化させ
   る現像剤比率制御手段と、を有することを特徴とする画
   像形成装置。
4. 【請求項４】像担持体に形成された画像に現像剤を供給
   して現像する現像手段と、 この現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像
   を被転写媒体に転写する転写手段と、 前記現像手段に新しい現像剤を補給する第１の現像剤補
   給手段と、 前記転写手段により現像剤像が被転写媒体に転写された
   のち前記像担持体に残存した現像剤を前記現像手段に供
   給する第２の現像剤補給手段と、 前記現像手段により前記像担持体の所定領域に供給され
   た現像剤の量を検出する検出手段と、 この検出手段の検出結果に対応して前記第１の現像剤補
   給手段と前記第２の現像剤補給手段のそれぞれから前記
   現像手段に補給される現像剤の比率を現像剤像の劣化を
   防止するよう変化させる現像剤比率制御手段と、を有す
   ることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】像担持体に形成された画像に現像剤を供給
   して現像する現像手段に、現像手段により像担持体の画
   像に供給された現像剤が被転写媒体に転写されたのち前
   記像担持体に残存した現像剤と外部からの現像剤を所定
   の比率で補給する際に、 現像手段に対して、通常の現像バイアス電圧とは異なる
   極性のバイアス電圧を印加した状態で像担持体に付着し
   た現像剤の量と画像形成時に像担持体に付着したかぶり
   現像剤の量を検出し、検出された現像剤の比率に基づい
   て、像担持体の画像に供給された現像剤が被転写媒体に
   転写されたのち像担持体に残存した現像剤と外部からの
   現像剤の比率を変化させることを特徴とする画像形成装
   置の現像剤補給方法。
6. 【請求項６】像担持体に形成された画像に現像剤を供給
   して現像する現像手段と、 この現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像
   を被転写媒体に転写する転写手段と、 前記現像手段に新しい現像剤を補給する第１の現像剤補
   給手段と、 前記転写手段により現像剤像が被転写媒体に転写された
   のち前記像担持体に残存した現像剤を前記現像手段に供
   給する第２の現像剤補給手段と、 前記現像手段により前記像担持体に供給されたかぶり現
   像剤の量と前記像担持体の表面の反射光量を検出する検
   出手段と、 この検出手段の検出結果に対応して前記像担持体上のか
   ぶり画像濃度を求め、前記第１の現像剤補給手段と前記
   第２の現像剤補給手段のそれぞれから前記現像手段に補
   給される現像剤の比率を変化させる現像剤比率制御手段
   と、を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】像担持体に形成された画像に現像剤を供給
   して現像する現像手段と、 この現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像
   を被転写媒体に転写する転写手段と、 前記現像手段に新しい現像剤を補給する第１の現像剤補
   給手段と、 前記転写手段により現像剤像が被転写媒体に転写された
   のち前記像担持体に残存した現像剤を前記現像手段に供
   給する第２の現像剤補給手段と、 前記現像手段により前記像担持体に供給されたかぶり現
   像剤の量と前記像担持体の表面の反射光量を検出する検
   出手段と、 この検出手段の検出結果に基づいて前記像担持体上のか
   ぶり画像濃度を求め、この求められたかぶり画像濃度が
   所定の濃度を越えた場合には、現像剤像の劣化を防止す
   るよう前記第１の現像剤補給手段から前記現像手段に補
   給される現像剤の量を増加させる現像剤比率制御手段
   と、を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】像担持体に形成された画像に現像剤を供給
   して現像する現像手段と、 この現像手段により前記像担持体に形成された現像剤像
   を被転写媒体に転写する転写手段と、 前記現像手段に新しい現像剤を補給する第１の現像剤補
   給手段と、 前記転写手段により現像剤像が被転写媒体に転写された
   のち前記像担持体に残存した現像剤を前記現像手段に供
   給する第２の現像剤補給手段と、 前記現像手段により前記像担持体に供給されたかぶり現
   像剤の量と前記現像手段に通常の現像バイアス電圧とは
   異なる極性のバイアス電圧を印加した状態の前記像担持
   体の表面の反射光量を検出する検出手段と、 この検出手段の検出結果に基づいて前記像担持体上のか
   ぶり画像濃度を求め、この求められたかぶり画像濃度が
   所定の濃度を越えた場合には、現像剤像の劣化を防止す
   るよう前記第２の現像剤補給手段から前記現像手段に補
   給される現像剤の量を減少させるとともに前記第１の現
   像剤補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量
   を増加させる現像剤比率制御手段と、を有することを特
   徴とする画像形成装置。