JPH03144660A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、たとえばクリーニング手段により回収され
たトナーを現像手段に戻すリサイクル機構を備えるレー
ザプリンタや電子複写機などの画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、クリーニング装置により回収されたトナーを現像
装置に戻すリサイクル機構を備えるレーザプリンタが開
発されている。

この種のレーザプリンタには、たとえば感光体や定着装
置の交換などのために筐体のカバーを開けると、その開
閉作業時に発生する振動によって一時的にトナーの量が
増え、現像装置内におけるトナー濃度が不均一とされる
ため、そのまま画形成動作を行った場合に不良画像を形
成してしうという欠点があった。

そこで、カバーの開閉後にトナーを循環させことにより
トナー濃度のばらつきを均一化するうにしている。

しかしながら、トナーを循環させて均一化をるものでは
、復旧に多大な時間を要するという点があった。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように、従来においては、不均一なっているト
ナー濃度を、トナーを循環させるとによって均一化する
ものでは、復旧に多大な間を要するという欠点があった
。

そこで、この発明は、トナー濃度のばらつき迅速に復旧
し得、不均一によって生じる不良画の発生を防止するこ
とができる画像形成装置を供することを目的としている
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明の画像形成装置
にあっては、クリーニング手段により回収されたトナー
を現像手段に戻すリサイクル機構を備えるものにおいて
、感光体上の潜像を前記現像手段で現像することにより
形成されるトナー像を波溝写材に転写して画像の形成を
行う画像形成手段と、この画像形成手段を囲繞する筐体
のカバーが開閉されたことを検知する検知手段と、電源
の投入を判断する判断手段と、少なくとも前記検知手段
または判断手段のうちの一方を有し、前記検知手段によ
って前記筐体のカバーの開閉が検知された場合、または
前記判断手段によって電源の投入が判断された場合に、
一定の時間の経過を計数するタイマ手段と、前記現像手
段におけるトナー濃度を読取る読取り手段、前記タイマ
手段のタイムアウト前に、前記読取り手段による現像手
段のトナー濃度が基準濃度を越えている場合、前記画像
形成手段による画像形成動作を強制的に行わしめる制御
手段とから構成されている。

（作　用） この発明は、上記した手段により、画像形成手段によっ
て多くのトナーを一度に消費するよミにしているため、
トナーの塊をいちはやく排除することかできるものであ
る。

（実施例） 以下、提案書を参照してください。

以下、この発明の一実施例について図面を密照して説明
する。

第４図および第５図は、この発明の画像形成装置として
のレーザプリンタを備えた画像形成ユニット装置を示す
ものである。

レーザプリンタ１は、次のような構成となっている。

すなわち、レーザプリンタ１のレーザプリンタ本体５の
上面後部は一段高くなっており、その１面中央部には排
紙部としての凹部６が形成されている。上記凹部６には
、ジョガー７によって移現可能に支持された排紙トレイ
８が装着されているとともに、この凹部６の右側には操
作パネルとしての操作盤表示部９および操作盤スイッチ
部１゜が、左側には３つのＩＣカード挿入口１１・・・
がそれぞれ配設された状態となっている。

上記操作盤表示部９は、枚数、モード等を表示するＬＣ
Ｄ　（液晶）表示器と、各種の状態をＬＥＤ　（発行ダ
イオード）で点灯表示する表示器とから構成されている
。上記表示器は、外部機器とつながっているか否か、つ
まりオンライン、オフラインのモード、プリントレディ
、印字データ転送中、オペレータコール、サービスマン
コール、マニュアル時を示すものによって構成されてい
る。

上記操作盤スイッチ部１０は、テンキー、オンライン、
オフライン切換キー　クリアキー　イエス（ＹＥＳ）キ
ー　ノー（Ｎ　Ｏ）キー　排出（ＥＸＩＴ）キーなどに
よって構成されている。

また、上記テンキーの各キーは、コピー枚数設定モード
、ペーパーソース給紙モード、印字中止紙排出モード等
を設定するキーにも用いられるようになっている。上記
クリアキーはリセットキーとしても用いられ、イエスキ
ーはエンターキーとしても用いられ、ノーキーはネクス
トキー、インクリメントキーとしても用いられ、排出キ
ーはＥＳＣキー　ディクリメントキーとしても用いられ
るようになっている。

さらに、プリンタ本体５の前面には排紙トレイ１２が、
また、後面側には手差しトレイ１３が装着されている。

また、プリンタ本体５のほぼ中央部には、像担持体とし
てのドラム状感光体１５が設けられているとともに、そ
の周囲には・：；Ｆ型装置１６．レーザ光学系１７．現
像手段としての現像装置（現像器ユニット）１８．転写
装置１つ、剥離装置２０゜クリーナ手段としてのクリー
ニング装置（感光体ユニット）２１．および除電装置２
２が順次配置されている。

さらに、プリンタ本体５内には、感光体１５と転写装置
１つとの間の画像転写部２３を経て前方向に伸びる像支
持体搬送路２４が形成されており、プリンタ本体５内の
底部に収納された給紙カセット２５から給紙ローラ２８
および移送ローラ２９等を介して自動給紙された用紙（
被転写材）Ｐ、手差しトレイ１３から手差し供給された
用紙Ｐを前記画像転写部２３に導くようになっている。

また、この像支持体搬送路２４の画像転写部２３の上流
側にはアライニングローラ対３０が配置され、下流側に
は定着装置３１．排紙セレクタ３２および排紙ローラ３
３が配置されている。

なお、像支持体搬送路２４の終端ｆｆ１１１には、前記
排紙セレクタ３２により振分けられた用紙Ｐを排紙部と
しての前記凹Ｈ６に導くべく排紙ローラ対３４を備えた
分岐搬送路３５が形成されている。

第４図は下部カバー４２．フロントカバー４１゜上部カ
バー４２．開閉自在な右カバー（扉）４３゜左カバー４
４．右カバー開閉レバー４５．上部ユニット開閉用レバ
ー４６がそれぞれ示されており、第５図には制御部を構
成する制御基ｌ１ｉ２４７．４８・・・、４９が示され
ている。上記右カバー４３の内側には、その右カバー４
３の開閉に応じてオフ／オンする扉開閉スイッチとして
のカバースイッチ（検知手段）１３３が設けられている
。

しかして、画像成形動作にあたっては、感光体１５が駆
動されるとともに帯電装置１６の働きで一様に帯電され
、ついでレーザ光学系１７により感光体１５上に画像信
号に対応した露光が行われ静電潜像が形成される。つい
で、この感光体１５上の静電潜像はトナーとキャリアと
からなる二成分現像剤を使用する現像装置１８により現
像され、トナーとして画像転写部２３側に送込まれる。

一方、このトナー像成形動作に開明して給紙カセット２
５から取出された用紙Ｐ１あるいは手差しされた用紙Ｐ
がアライニングローラ対３０を介して送り込まれ、予め
感光体１５上に形成された上記トナー像が転写装置１つ
の働きにより用紙Ｐに転写される。ついで、用紙Ｐは剥
離装置２０により感光体１５より引き剥がされて像支持
体搬送路２４を通過して定着装置３１に送り込まれる。

ここでトナー像が用紙Ｐに溶融定着された後、排紙セレ
クタ３２により排出方向が振分けられ上部の排紙トレイ
８もしくは前部の排紙トレイ１２上に排出される。

なお、用紙Ｐ上にトナー像を転写した後、感光体１５上
に残った残留トナーはクリーニング装置２１により清掃
され、次のコピー動作が可能な状態となる。

また、上記感光体１５．クリーナ手段としてのクリーニ
ング装置２１．および現像手段としての現像装置１８は
、第６図から第９図に示すように、それぞれ現像ローラ
５９の中心軸を両端に延長したシャフト部２０１、感光
体１５のシャフト２０２を案内としてそれぞれの握りハ
ンドル８７．８８により、スライドレール５０，５０を
介してスライド自在に支持されたガイドフレーム５１に
搭載され、第６図、第９図に示すように右カバー４３を
開いた状態でガイドフレーム５１を引き出すことにより
これらをプリンタ本体５の右側部位に引き出せる構成と
なっている。

また、上記感光体１５とクリーニング装置２１とはユニ
ット化されていてガイドフレーム５１に対して一体に、
また、現像装置１８は単独で着脱できる構成である。そ
して、現像装置１８については、プリンタ本体５に対し
て水平状態に装着されるようになっている。

上記現像装置１８は、第１０図に示すように、現像機構
部と現像剤攪拌部からなっている。

上記現像機構部は、現像装置本体の開口部に対向して位
置された現像ローラ５９と、この現像ローラ５９の表面
に形成された現像剤磁気ブラシの感光体１５との摺接部
、すなわち現像部よりも上流側に設けられた現像剤磁気
ブラシの厚みを規制するドクタと、現像部よりも下流側
に設けられた現像ローラ５９の表面に形成された現像剤
磁気ブラシを剥離して現像剤攪拌部に導くスクレーバを
有している。また、現像剤攪拌部は、現像ローラ５９に
配置部の後方に形成された現像剤収容部に収容された現
像剤搬送オーガとしての第１、第２の現像剤攪拌体６４
．６５　（第１１図参照）とを有している。

また、前記現像ローラ５９は、複数の磁極°部を有した
磁気ローラと、この磁気ローラに外嵌されて時計方向に
回転する非磁性スリーブとから構成されている。

また、現像装置本体の現像剤攪拌部と対向する位置には
現像剤受入部としてのトナー受入部６６が形成されてお
り、後述する現像剤補給手段１５０の現像剤補給用カー
トリッジとしてのトナーカートリッジ６７から補給され
たトナーおよび現像剤戻し手段としてのトナー戻し手段
６８を介してクリーニング装ｂｉｔ２１から戻されたト
ナーを受入れるようになっている。

また、スクレーバと対向する位置には現像剤ｌ濃度を検
知する現像剤濃度検知器（読取り手段）７０が設けられ
ており、この現像剤濃度検知器７０からの検知信号とし
ての電圧変換値によりトナーカートリッジ６７内に組込
まれた現像剤補給部材としてのトナー補給１１１１７１
を必要に応じて（プリンタ本体５とは別駆動により）駆
動するようになっている。

しかして、非磁性スリーブの表面には各磁極部から発生
した磁力線により現像剤が穂立ってブラシ状に吸着して
現像剤磁気ブラシが形成され、この現像剤磁気ブラシが
スリーブの回転により現像部に順次搬送され、磁気ブラ
シ中のトナーが感光体１５上の静電潜像に付着して現像
することになる。

一方、現像剤収納部内に配設された現像剤攪拌体６４．
６５の回転により現像剤が攪拌されたトナーとキャリア
との摩擦帯電を良好に行なわせるようになっている。上
記現像剤攪拌体６４．６５の構成を第１０図および第１
１図により説明する。

第１０図は現像剤収納部内の現１象剤の流れＢを示して
いる。また、第１１図には現像剤攪拌体６４．６５のみ
を示している。

すなわち、トナー補給口６６から補給されたトナーは、
平板状Ｕターン羽根２０４により、攪拌体６４側に送ら
れ、搬送羽根２０５によりすみやかに搬送され、途中の
攪拌羽根６９により十分攪拌され、平板状のＵターン羽
根２０４′により攪拌体６５側に送られる。その後、中
央部の外形の小さい羽根７４上で現像剤の流れを変化さ
せる。

この流れを利用して後述する濃度検知を行なうようにな
っている。上記現像剤攪拌体６４．６５は、現像装置１
８つまり現像器ユニットに対して水平に設けられており
、現像剤の搬送の悪影響（傾斜による搬送異常）を与え
ないようになっている。

上記現像剤攪拌体６４の上記トナー補給口６６にズ・１
応する付近には、トナー検知の遅れとトナーづまりを防
止するために、攪拌羽根を設けずに搬送羽根のみを設け
るようになっている。

ここで、現像剤濃度検知および制御について説明する。

まず、現像装置１８には、第１２図に示すように、装置
の新、旧または装置の製造番号を認識させる手段として
の基板３つと濃度検知器７０が接続されている。新しい
現像装置１８の場合について説明する。あらかじめ現像
剤は一定濃度であり、プリンタ本体５に装着した時、上
記基板３９により、新、旧の認識を行い、新と認識され
たときのみプリンタ本体５の記憶装置（図示しない）に
て、現像装置１８の本体内の使用カウントをリセットす
る。その後、現像剤の濃度一定状態のまま本体のみ駆動
を開始し、現像剤の流れが安定した状態になる。約２分
後に基板３つよりプリンタ本体５の記憶装置（図示しな
い）に電圧変換された電圧値が読込まれる。このとき、
読込まれた電圧値により、この現像装置１８の濃度制御
が開示される。

また、前記クリーニング装置２１は、感光体１５に対向
する部分に開口部を有したクリーニング装置本体であり
、このクリーニング装置本体内にクリーニングブレード
が収容された状態となっている。

このクリーニングブレードは、支軸にまり回動自在、か
つ付勢体としての錘りにより常時付勢されたブレードホ
ルダにより上端部が保持されており、その下端部先端は
感光体１５の周面に圧接した状態となっている。

そして、感光体１５に付着してきた残存トナーを、この
クリーニングブレードにより掻き落すようになっている
。

また、上記開口部の下端開口縁部には回収ブレードが装
着されていて、上記クリーニングブレードにより掻き落
されたトナーをフレリーニング装置本体内に回収するよ
うになっている。

また、クリーニング装置本体内の底部には、クリーニン
グ装置本体内のトナーを現像剤戻し手段としてのトナー
戻し手段６８に受渡すべく外部に突出したトナー放出部
８３に移送するトナー回収オーガが装置されている。

一方、第９図に示すように、右カバー４３の内側には、
前記クリーニング装置２１で回収したトナーを現像装置
１８に戻すトナー戻し手段６８が取付けられた状態とな
っている。

なお、右カバー４３には、トナー戻し手段６８の駆動手
段、現像剤補給手段としてのトナー補給手段１５０．ガ
イド部材１５２．安全スイッチ動作用爪１５３．カバー
ロック爪１５４．感光体１５および現像装置１８の位置
決め用のガイド部材１５５等が取付けられている。

なお、第９図に示す現像装置１８のトナー受入口６６を
開閉するスライドシャッタ１９０は、右カバー４３を閉
じた時、トナー放出部９１により押されてスライドしト
ナー受入口６６を開放するようになっている。また、把
手１９１は、現像装置１８と感光体５とクリーニング装
置２１とのユニット装置を着脱自在に搭載するスライド
レール５１を引出すためのものである。

なお、上記トナー戻し手段６８等は、特願昭６１−１６
５６６６号に説明されているので、ここでは説明を省略
する。

第１３図は電気回路の要部を示すものである。

すなわち、全体を制御する制御回路１２０、制御用のプ
ログラムが記憶されているＲＯＭＩ　２１、データ変更
時に照合される暗証番号（ＩＤ番号）、現像装置１８に
対するデータとしての認識番号、使用カウント数、基準
電圧値、上記レーザ光学系１７に対するレーザ出力制御
電圧値および用紙Ｐに対するデータとしてのトップマー
ジン、レフトマージン、ベーパタイプ等が記憶され、不
揮発性のＲＡＭで構成される記憶回路１２２、上記基板
３つと濃度検知器７０とを有する現像装置１８を駆動す
る駆動回路１２３、用紙Ｐのフィーダ、感光体１５の回
転駆動等に用いられるメインモータ１３２の回転を制御
するＰＬＬ回路（内部回路）１３１、図示しない外部機
器から供給される印字データ、上記ＰＬＬ回路１３１か
らの停止信号、電源回路１３５の状態信号、あるいは上
記基板３つからの認識番号を受入れたりする入力ボート
１２４、上記操作盤表示部９に表示内容を出力したり、
トナー補給用のモータ（図示しない）を駆動する駆動回
路１２５に駆動信号を出力したり、上記ＰＬＬ回路１３
１に制御信号を出力したりする出力ポート１２６、上記
濃度検知器７０からの濃度信号をディジタル値に変換す
るＡ／Ｄコンバータ１２７および上記制御回路１２０と
上記ＲＯＭ１２１、記憶回路１２２、人力ボート１２４
、出力ポート１２６、Ａ／Ｄコンバータ１２７を接続す
るバス１２８によって構成されている。

上記電源回路１３５は、上記右カバー４３の開閉に応じ
てオフ／オンするカバースイッチ１３３により各部への
電？Ｎ電圧（＋２４Ｖ）の出力を停止するようになって
いる。

次に、上記したような構成における動作について説明す
る。

ここで、たとえば感光体１５のユニットや定着装置３１
などの交換の必要により、右カバー４３などの開閉作業
が行われたとする。すると、開閉作業時に発生する振動
によってトナー戻し手段６８の内部とクリーニング装置
２１との間でトナーが働き、それらの内部の一部にトナ
ーが集中する。これにより、トナー放出部８３より放出
されるトナーの量が一時的に増加される。このため、そ
のままの状態で印字動作が開始されると、トナー濃度の
不均一により、不良画像が形成されることになる。

第１４図は、トナー濃度の不均一を解消するために、カ
バーの開閉後に図示しないモータを回し、トナーを循環
させることによってばらつきをなくさせる場合を示すも
のである。

この図からも分るように、−時的に増大したトナーは、
トナー放出部８３からトナー戻し手段６８を経て現像装
置１８に送られ、この現像装置１８内で攪拌されて均一
化するため、均一化されるまでに時間がかかる。また、
均一化しても、現像装置１８内におけるトナーの量は基
準よりも多く、濃度も高くなっているため、バックグラ
ンド濃度大などの影響がでる。

以下、第１図を参照して、本実施例における動作につい
て説明する。なお、このルーチンは、たとえばカバー閉
時と電源投入時に、現像装置１８以外の画像形成機器が
レディ状態とされた後に行われる。

まず、カバースイッチ１３３によって右カバー４３が閉
められたことが検知されると、濃度検知器７０によりト
ナー濃度が電圧として読取られる。

そして、たとえば制御回路１２０の内部タイマが５０秒
という時間をタイムアウトするまでの間に、上記濃度検
知器７０の出力信号レベルが基準値の６０％よりも小さ
いか否かが判断される。

この結果、６０％よりも小さくなった（トナー濃度大）
と判断された場合には、メインモータ１３２や駆動回路
１２５などを制御して、印字率がたとえば２０％の画像
を強制的に印字させる。

そして、この印字動作の後に再び上記濃度検知器７０に
よってトナー濃度の読取りが行われ、その出力信号レベ
ルが基準値の６０％よりも小さい場合には、上記動作が
繰返される。こうして、濃度検知器７０の出力信号レベ
ルが基準値以下とされるまで、つまりトナー濃度が小と
なるまで、上記動作が繰返される。

このように、印字率２０％の印字を行った場合、第２図
に示す如く、高速にトナー濃度を制御範囲内に復旧させ
ることができるようになる。

ただし、上記印字動作による画像が３０枚に達してもト
ナー濃度が復旧されない場合には、トラブルが発生して
いるものとしてエラーコードをセットし、このルーチン
を終了する。

ここで、強制印字の場合、印字率が大きい画像を印字す
るほど、多くのトナーを消費することになるため、一箇
所に集められたトナーの塊をそれぞれ早く排除すること
ができる。しかし、第３図（ａ）に示すように、印字率
がたとえば５０％程度の画像を印字した場合には、トナ
ーの消費量が多くなりす、ぎ、逆に基準値を大きく越え
てしまうことになる。また、印字率が小さすぎる場合に
は、復旧に要する印字画像の枚数が増えることになるた
め、高速にて復旧するのが難しくなるとともに、用紙の
無駄が増えたりする。

これに対し、たとえば第３図（ｂ）に示すように、印字
率を２０％程度とした場合には、トナーの消費量がさほ
ど多くなく、復旧が完了した時点のトナー濃度を容易に
制御範囲内に入れることができる。

上記したように、不均一となっているトナー濃度を、強
制印字によってトナーを消費させることで均一化するよ
うにしているため、ばらつきを高速に復旧することがで
き、ひいてはトナー濃度のばらつきによって起こる不良
画像の発生をも防止できるようになるものである。

なお、上記実施例においては、カバーの開閉などの振動
により増大するトナーが濃度検知器によって検知される
のに十分な移送時間として５０秒を設定したが、これに
限定されるものではなく、装置の特性などにより異なる
ことは勿論である。

また、カバーの開閉または電源の投入による本制御開始
前の印字により、トナー補給量が大きいときの濃度リッ
プルによる誤判定を避けるために上記判定のレベルを基
準値の６０％としたが、装置や使用の状態、さらには環
境などによって条件が変化し得ることは明らかである。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上、詳述したようにこの発明によれば、トナー濃度の
ばらつきを迅速に復旧し？’ｆｆ、不均一によって生じ
る不良画像の発生を防止することができる画像形成装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は動作
を説明するために示すフローチャート、第２図はトナー
ユが一時的に増大した場合を例に示す図、第３図は印字
率の違いによるトナー濃度の変化を示す図、第４図は画
像形成ユニット装置の外観斜視図、第５図は同じく画像
形成ユニット装置の側断面図、第６図はスライドレール
に受は皿を取り付けた状態を示す図、第７図は現像装置
の装着の状態を説明するために示す図、第８図はクリー
ニング装置の装着の状態を説明するために示す図、ｆｆ
１９図はカバーを開いた状態を示す図、第１０図は現像
装置内における現像剤の流れを説明するために示す図、
第１１図は攪拌羽根の構成を示す図、第１２図は現像装
置の外観図、第１３図は電気回路の要部を示すブロック
図であり、第１４図は従来技術とその問題点を本発明と
比較して説明するために示す図である。 １５・・・感光体、１６・・・帯電装置、１７・・・レ
ーザ光学系、１８・・・現像装置、１９・・・転写装置
、２０・・・剥離装置、２１・・・クリーニング装置、
３１・・・定着装置、４２・・・上部カバー　４３・・
・右カバー　６８・・・トナー戻し手段、７０・・・現
像剤濃度検知器、 Ｏ・・・制御回路、 ３・・・カバースイ ッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クリーナ手段により回収されたトナーを現像手段に戻す
   リサイクル機構を備える画像形成装置において、 像担持体上の潜像を前記現像手段で現像することにより
   形成されるトナー像を被転写材に転写して画像の形成を
   行う画像形成手段と、 この画像形成手段を囲繞する筐体のカバーが開閉された
   ことを検知する検知手段と、 電源の投入を判断する判断手段と、 少なくとも前記検知手段または判断手段のうちの一方を
   有し、前記検知手段によって前記筐体のカバーの開閉が
   検知された場合、または前記判断手段によって電源の投
   入が判断された場合に、一定の時間の経過を計数するタ
   イマ手段と、 前記現像手段におけるトナー濃度を読取る読取り手段、 前記タイマ手段のタイムアウト前に、前記読取り手段に
   よる現像手段のトナー濃度が基準濃度を越えている場合
   、前記画像形成手段による画像形成動作を強制的に行わ
   しめる制御手段と を具備したことを特徴とする画像形成装置。