JPH1184977A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウォームアップ中に回収トナーが補給されて現
像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消
し、カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下
を防止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に
優れた画像を得られる画像形成装置およびその制御方法
を提供する。 【解決手段】定着器１０と、トナーリサイクル手段Ｂを
備えてなり、電源投入後に定着器１０を駆動してウォー
ムアップを行う画像形成装置であり、ウォームアップ中
はトナーリサイクル手段Ｂの駆動を停止し、画像形成中
はトナーリサイクル手段Ｂを駆動する制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電子写真方式を用
いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置
およびその制御方法に関するものであり、特に、トナー
リサイクル方式を適用した画像形成装置およびその制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法においては、感光体表
面に一様な帯電を付与し、像露光して静電潜像を形成
し、この潜像を現像器の現像剤にて現像してトナー像を
形成し、このトナー像を転写材上に転写し、定着器によ
り定着して画像が形成される。

【０００３】転写後の感光体は、クリーニングブレード
等のクリーニング手段によりクリーニングされ、長期に
亘り反復使用される。ここで前記クリーニング手段は感
光体上の残留トナーを効率よく掻き取り、クリーニング
されたトナーを円滑に回収する。

【０００４】回収されたトナーは、未使用のトナーに比
べて流動性や摩擦帯電電荷量が若干低下しており、現像
性の低下、カブリの発生等の問題を発生する可能性があ
るため、通常廃棄されるのが普通であるが、環境に対す
る影響を考慮した場合、廃棄トナーが全く発生しないこ
とが望ましい。そこで、感光体上に残存したトナーをク
リーニン手段のクリーニンググブレードにより回収し、
回収したトナーを現像器またはトナーホッパーに戻し、
未使用のトナーと混合して再使用するというトナーリサ
ィクル方式を適用した画像形成装置が実用されるように
なっている。

【０００５】トナーリサイクル手段は画像形成中に常時
駆動され、一定量のトナーを搬送して現像器に補給する
ように構成されている。現像器においては、回収された
トナーの他に、現像剤中のトナー濃度を検知し、トナー
濃度が低下すると未使用のトナーを新たに補給し、常に
一定のトナー濃度の範囲になるようになされ、長期間に
亘って良好な現像性を維持するようにされている。現像
器中のトナーは画像形成により使用され、回収されるト
ナーはその一部であるため、常時回収したトナーを現像
器に補給してもトナー濃度がその上限を越えて高いトナ
ー濃度になることはない。

【０００６】しかしながら、熱ローラにてトナー像を有
する転写材を加熱定着する定着器を備えてなる画像形成
装置においては、通常、電源が投入されると所定の温度
にまで熱ローラを加熱してトナー像を加熱定着可能とす
るために、一定時間のウォームアップがなされ、所定の
温度にまで加熱されたときに面像形成がなされるように
されている。この時に熱ローラを駆動回転することで、
上下ローラ共に加熱し定着不良の発生を防止することが
好ましい。また、画像形成装置の各部の駆動において
は、１個の駆動源から駆動伝達手段を介して駆動するよ
うに構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このためウォームアッ
プ中においては、画像形成がなされていないにもかかわ
ず、トナーリサイクル手段も駆動されることとなり、ト
ナーが補給されてしまう。この時に、画像形成は行われ
ていないため、現像器中のトナーは消費されることはな
く、回収トナーが過剰に補給されることとなる。短時間
であれば多く補給されることもないが、ウォームアップ
には数分かかるため多量の回収トナーが補給されること
となる。もし、トナー濃度が上限に近い状態にある場合
は、上限を越えて過剰なトナー濃度となり、カブリや現
像性の低下という問題を発生してしまう。

【０００８】この発明は、前記のようなウォームアップ
中に回収トナーが補給されて現像剤のトナー濃度が過剰
に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や現像性
の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によ
っても良好な画質と定着性に優れた画像を得られる画像
形成装置およびその制御方法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】この発明の目的は、下記
構成により達成される。

【００１０】請求項１記載の発明は、『定着器と、トナ
ーリサイクル手段を備えてなり、電源投入後に前記定着
器を駆動してウォームアップを行う画像形成装置の制御
方法において、前記ウォームアップ中は前記トナーリサ
イクル手段の駆動を停止し、画像形成中は前記トナーリ
サイクル手段を駆動する制御を行うことを特徴とする画
像形成装置の制御方法。』である。

【００１１】この請求項１記載の発明によれば、画像形
成中に回収トナーが補給され、ウォームアップ中には回
収トナーが補給されないようにし、現像剤のトナー濃度
が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や
現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の使
用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得るこ
とができる。

【００１２】請求項２記載の発明は、『定着器と、トナ
ーリサイクル手段を備えてなり、電源投入後に前記定着
器を駆動してウォームアップを行う画像形成装置におい
て、前記定着器の駆動源と前記トナーリサイクル手段の
駆動源を独立して設けたことを特徴とする画像形成装
置。』である。

【００１３】この請求項２記載の発明によれば、定着器
とトナーリサイクル手段とを独立して設けた駆動源によ
り駆動することで、簡単な制御で確実に画像形成中に回
収トナーが補給され、ウォームアップ中には回収トナー
が補給されないようにし、同一の駆動源を用い、駆動切
り換え手段による簡単な構成により、現像剤のトナー濃
度が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生
や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長期の
使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を得る
ことができる。

【００１４】請求項３記載の発明は、『定着器と、トナ
ーリサイクル手段と、前記定着器および前記トナーリサ
イクル手段を駆動する同一の駆動源を備えてなる画像形
成装置において、前記トナーリサイクル手段の駆動の遮
断と接続を行う駆動切り換え手段を設けたことを特徴と
する画像形成装置。』である。

【００１５】この請求項３記載の発明によれば、定着器
およびトナーリサイクル手段を駆動する同一の駆動源を
備え、トナーリサイクル手段の駆動の遮断と接続を行う
ことで、画像形成中に回収トナーが補給され、ウォーム
アップ中には回収トナーが補給されないようにし、現像
剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消し、
カブリの発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防
止し、長期の使用によっても良好な画質と定着性に優れ
た画像を得ることができる。

【００１６】請求項４記載の発明は、『電源投入後に定
着器を駆動してウォームアップを行う画像形成装置の制
御方法において、トナーリサイクル手段の駆動の遮断と
接続を行う駆動切り換え手段を設け、前記ウォームアッ
プ中は前記トナーリサイクル手段の駆動を遮断して定着
器を駆動し、前記ウォームアップ完了信号を受けて前記
トナーリサイクル手段の駆動を接続し、画像形成中にお
いては前記定着器と前記トナーリサイクル手段を同一駆
動源にて駆動する制御を行うことを特徴とする画像形成
装置の制御方法。』である。

【００１７】この請求項４記載の発明によれば、ウォー
ムアップ完了信号を受けてトナーリサイクル手段の駆動
を接続し、画像形成中においては定着器とトナーリサイ
クル手段を同一駆動源にて駆動し、画像形成中に回収ト
ナーが補給され、ウォームアップ中には回収トナーが補
給されないようにし、現像剤のトナー濃度が過剰に高く
なるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下
による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても
良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の画像形成装置及
びその制御方法を図面に基づいて説明する。

【００１９】図１は画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。画像形成装置は、感光体１４を備え、この感
光体１４はドラム状の有機感光体（ＯＰＣ）が好まし
い。感光体１４の周囲には、その回転方向上流側から下
流側に向かって、順に帯電器１、露光光学系２、現像器
１２、転写器５、分離器６、クリーニング装置１５が配
置されている。１０は熱ローラにより定着する定着器で
ある。

【００２０】この画像形成装置においては、帯電器１に
より感光体１４の表面が一様な電位に帯電され、次いで
露光光学系２により原稿４の画像が像様露光されて感光
体１４の表面に静電潜像が形成される。そして、現像器
１２内に収容された現像剤により、上記の静電潜像が現
像されてトナー像が形成される。

【００２１】このトナー像は転写器５により転写材Ｐに
静電転写され、熱ローラー定着器１０により加熱定着さ
れて定着画像が形成される。転写材Ｐはカセット８から
１枚ずつ送出され、搬送系９により転写器５、分離器
６、定着器１０へ順に搬送される。

【００２２】一方、転写器５を通過した感光体１４はク
リーニング装置１５により残留トナーがクリーニングさ
れて次の画像の形成に供される。さらにクリーニング装
置１５に回収されたトナーは後述するトナーリサイクル
手段Ａにより再び現像器１２またはトナー補給器１１に
戻されて再使用に供される。

【００２３】トナーリサイクル手段Ａの具体例を、図２
乃至図６に示す。図２は画像形成装置に備えたトナーリ
サイクル手段Ａを示す図である。この実施の形態におい
て、１２は現像器、１３は現像スリーブ、１４は感光
体、１５はクリーニング装置、１６は第１のトナー搬送
スクリュー、１７は第２のトナー搬送スクリュー、１８
は第３のトナー搬送スクリュー、２０はトナー補給器１
１に備えられるトナー補給ボックスである。トナーリサ
イクル手段Ａは、第１のトナー搬送スクリュー１６、第
２のトナー搬送スクリュー１７、第３のトナー搬送スク
リュー１８等から構成され、クリーニング装置１５に回
収されるトナーを現像器１２に戻す。トナー補給ボック
ス２０から補給される現像剤が分配器２１により分配さ
れる。

【００２４】この実施の形態の画像形成装置は、第１の
トナー搬送スクリュー１６、第２のトナー搬送スクリュ
ー１７及び第３のトナー搬送スクリュー１８により順次
クリーニング装置１５で回収したトナーを搬送し、現像
器１２に具備されたリサイクルトナー専用の分配器１９
に供給する様にし、現像器１２内に直接供給する。

【００２５】即ち、第１のトナー搬送スクリュー１６、
第２のトナー搬送スクリュー１７、第３のトナー搬送ス
クリュー１８は、それぞれ内部に回転軸１６ａ〜１８ａ
とこの回転軸１６ａ〜１８ａに沿ってスパイラル状に設
けた羽根１６ｂ〜１８ｂを有してなり、トナーは回転軸
１６ａ〜１８ａの回転に伴って羽根１６ｂ〜１８ｂによ
り順次搬送され、分配器１９に供給され、回収したトナ
ーは再び感光体１４上の潜像の現像に供される。

【００２６】図３は画像形成装置に備えたトナーリサイ
クル手段の他の実施の形態を示す図である。この実施の
形態では、図２と同じ符号を付した部材は、同様に構成
されるから説明を省略する。この実施の形態の画像形成
装置では、トナーリサイクル手段Ａを構成する第１のト
ナー搬送スクリュー１６、第２のトナー搬送スクリュー
１７、第３のトナー搬送スクリュー１８は、順次クリー
ニング装置１５で回収したトナーを搬送し、トナー補給
ボックス２０に供給するようにしたものである。

【００２７】図２の実施の形態では、回収したリサイク
ルトナーを直接現像器１２に供給するが、この実施の形
態では、トナー補給ボックス２０内で新トナーと回収し
たリサイクルトナーを予め撹拌混合した後、現像器１２
に供給する点で相違している。また、クリーニング装置
１５としては、ブレード１５ａを感光体１４に当接し、
回収したトナーを回収ローラ１５ｂにより回収し、第１
のトナー搬送スクリュー１６により搬送するようにして
いる。

【００２８】図４は画像形成装置の駆動系を示す図、図
５はメインモータによる駆動を示す図、図６は図５のVI
-VI線に沿う断面図である。

【００２９】画像形成装置は、感光体駆動モータ１０
０、現像モータ２００、現像攪拌モータ３００及びメイ
ンモータ４００を備えている。感光体駆動モータ１００
の駆動力は、駆動ギア１０１，１０２により感光体１４
の駆動ギア１０３に伝達され、感光体１４を回転させ
る。現像モータ２００は、現像器１２の現像スリーブ１
３を駆動する。現像攪拌モータ３００は、駆動ギア３０
１，３０２，３０３，３０４，３０５により攪拌ローラ
を連動して回転させ、現像器１２内の現像剤を攪拌す
る。

【００３０】メインモータ４００の動力は、駆動ベルト
４０１を介して駆動プーリ４０２，４０３に伝達され、
駆動ベルト４０１にはテンションローラ４０４により所
定のテンションが与えられている。駆動プーリ４０２か
らの動力は、駆動軸４１９に設けたから駆動ギア４１０
から中間ギア４１１，４１２，４１３により、さらに給
紙クラッチ４１４を介して搬送系の駆動軸４１５に伝達
され、搬送ローラを駆動する。給紙クラッチ４１４は所
定のタイミングにより中間ギア４１３と駆動軸４１５と
の断続を行い、所定のタイミングで転写材Ｐを搬送す
る。

【００３１】また、駆動プーリ４０３からの動力は、駆
動軸４４０に設けられ、この駆動軸４４０に設けられた
駆動ギア４２０から中間軸４５０の中間ギア４２１，４
２２を介して搬送系の搬送ギア４２３を駆動すると共
に、駆動ギア４２４を介して定着駆動軸４３０を駆動す
る。定着駆動軸４３０に設けられた駆動ギア４３１を介
して定着器１０の駆動ギア４３２を駆動する。

【００３２】また、駆動軸４４０に設けられた駆動ギア
４４１からの駆動力は、中間軸４６０の中間ギア４６
１，４６２を介してリサイクル駆動軸４７０に遊動可能
に設けられた駆動ギア４７１に伝達される。リサイクル
駆動軸４７０には駆動切り換え手段であるリサイクルク
ラッチ４７２が設けられ、このリサイクルクラッチ４７
２により駆動力が駆動ギア４７１からリサイクル駆動軸
４７０に伝達され、第１のトナー搬送スクリュー１６を
駆動する。

【００３３】このリサイクルクラッチ４７２の制御を、
図７及び図８に基づき説明する。図７は制御ブロック図
である。画像形成装置は制御手段５００を備え、この制
御手段に電源スイッチＳＷ、定着温度検知センサＳ、コ
ピーボタンＢＴからの情報が入力され、これに基づき駆
動源Ｂである感光体駆動モータ１００、現像モータ２０
０、現像攪拌モータ３００及びメインモータ４００の駆
動、トナーリサイクル手段Ａであるリサイクルクラッチ
４７２および表示手段Ｃを駆動する。

【００３４】図８はトナーリサイクル手段の制御フロー
チャートである。ステップａにおいて、電源が投入され
ると、定着温度検知センサＳからの定着温度が所定温度
以上か否かの判断が行われる（ステップｂ）。電源が投
入された状態では、トナーリサイクル手段であるリサイ
クルクラッチ４７２は接続されている。

【００３５】ステップｂにおいて、所定温度以下の場合
には、リサイクルクラッチ４７２の接続が離れ（ステッ
プｃ）、定着器１０を駆動してウォームアップを行う
（ステップｄ）。

【００３６】ステップｂにおいて、所定温度以上の場合
には、リサイクルクラッチ４７２が接続されたままの状
態でトナーリサイクル手段が駆動し（ステップｅ）、表
示手段Ｃに「ＲＥＡＤＹ」の表示を行う（ステップ
ｆ）。

【００３７】このように、 請求項１記載の発明では、
定着器１０と、トナーリサイクル手段Ａを備えており、
電源投入後に定着器１０を駆動してウォームアップを行
い、ウォームアップ中はトナーリサイクル手段Ａの駆動
を停止し、画像形成中はトナーリサイクル手段Ａを駆動
する制御を行う。

【００３８】従って、画像形成中に回収トナーが補給さ
れ、ウォームアップ中には回収トナーが補給されないか
ら、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を
解消することができ、カブリの発生や現像性の低下によ
る画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好
な画質と定着性に優れた画像を得ることができる。

【００３９】また、請求項３記載の発明では、定着器１
０と、トナーリサイクル手段Ａと、定着器１０およびト
ナーリサイクル手段Ａを駆動する同一の駆動源、即ちメ
インモータ４００を備えており、このトナーリサイクル
手段Ａの駆動の遮断と接続を行う駆動切り換え手段が設
けられ、この駆動切り換え手段はリサイクルクラッチ４
７２により構成されている。

【００４０】定着器１０およびトナーリサイクル手段Ａ
を駆動する同一の駆動源、即ちメインモータ４００を備
え、トナーリサイクル手段Ａの駆動の遮断と接続を行う
ことで、画像形成中に回収トナーが補給され、ウォーム
アップ中には回収トナーが補給されないようにしてい
る。このように、同一の駆動源を用い、駆動切り換え手
段による簡単な構成により、現像剤のトナー濃度が過剰
に高くなるという問題を解消することができ、カブリの
発生や現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、長
期の使用によっても良好な画質と定着性に優れた画像を
得ることができる。

【００４１】また、請求項４記載の発明では、電源投入
後に定着器１０を駆動してウォームアップを行い、トナ
ーリサイクル手段Ａの駆動の遮断と接続を行う駆動切り
換え手段が設けられている。そして、ウォームアップ中
はトナーリサイクル手段Ａの駆動を遮断して定着器１０
を駆動し、ウォームアップ完了信号を受けてトナーリサ
イクル手段Ａの駆動を接続し、画像形成中においては定
着器１０とトナーリサイクル手段Ａを同一駆動源にて駆
動する制御を行う。

【００４２】このように、ウォームアップ完了信号を受
けてトナーリサイクル手段Ａの駆動を接続し、画像形成
中においては定着器１０とトナーリサイクル手段Ａを同
一駆動源にて駆動し、画像形成中に回収トナーが補給さ
れ、ウォームアップ中には回収トナーが補給されないよ
うにし、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問
題を確実に解消し、カブリの発生や現像性の低下による
画像濃度の低下を防止し、長期の使用によっても良好な
画質と定着性に優れた画像を得ることができる。

【００４３】図９は画像形成装置の他の実施の形態の駆
動系を示す図、図１０は図９のX-X線に沿う断面図であ
る。この実施の形態では、図１乃至図８の実施の形態と
同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。

【００４４】この実施の形態では、リサイクル駆動軸４
７０を専用のリサイクル駆動モータ６００により駆動可
能にしている。この請求項２記載の発明では、定着器１
０の駆動源、即ちメインモータ４００と、トナーリサイ
クル手段Ａの駆動源、即ちリサイクル駆動モータ６００
を独立して設けている。

【００４５】このように定着器１０とトナーリサイクル
手段Ａとを独立して設けた駆動源により駆動すること
で、簡単な制御で確実に画像形成中に回収トナーが補給
され、ウォームアップ中には回収トナーが補給されない
ようにし、現像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという
問題を解消することができ、カブリの発生や現像性の低
下による画像濃度の低下を防止し、長期の使用によって
も良好な画質と定着性に優れた画像を得ることができ
る。

【００４６】

【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明で
は、画像形成中に回収トナーが補給され、ウォームアッ
プ中には回収トナーが補給されないようにしたから、現
像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消す
ることができ、カブリの発生や現像性の低下による画像
濃度の低下を防止し、良好な画質と定着性に優れた画像
を得ることができる。

【００４７】請求項２記載の発明では、定着器とトナー
リサイクル手段とを独立して設けた駆動源により駆動す
ることで、簡単な制御で確実に画像形成中に回収トナー
が補給され、ウォームアップ中には回収トナーが補給さ
れないようにしたから、同一の駆動源を用い、駆動切り
換え手段による簡単な構成により、現像剤のトナー濃度
が過剰に高くなるという問題を解消し、カブリの発生や
現像性の低下による画像濃度の低下を防止し、良好な画
質と定着性に優れた画像を得ることができる。

【００４８】請求項３記載の発明では、 定着器および
トナーリサイクル手段を駆動する同一の駆動源を備え、
トナーリサイクル手段の駆動の遮断と接続を行うこと
で、画像形成中に回収トナーが補給され、ウォームアッ
プ中には回収トナーが補給されないようにしたから、現
像剤のトナー濃度が過剰に高くなるという問題を解消す
ることができ、カブリの発生や現像性の低下による画像
濃度の低下を防止し、良好な画質と定着性に優れた画像
を得ることができる。

【００４９】請求項４記載の発明では、ウォームアップ
完了信号を受けてトナーリサイクル手段の駆動を接続
し、画像形成中においては定着器とトナーリサイクル手
段を同一駆動源にて駆動し、画像形成中に回収トナーが
補給され、ウォームアップ中には回収トナーが補給され
ないようにしたから、現像剤のトナー濃度が過剰に高く
なるという問題を解消し、カブリの発生や現像性の低下
による画像濃度の低下を防止し、良好な画質と定着性に
優れた画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

【図２】画像形成装置に備えたトナーリサイクル手段を
示す図である。

【図３】画像形成装置に備えたトナーリサイクル手段の
他の実施の形態を示す図である。

【図４】画像形成装置の駆動系を示す図である。

【図５】メインモータによる駆動を示す図である。

【図６】図５のVI-VI線に沿う断面図である。

【図７】制御ブロック図である。

【図８】トナーリサイクル手段の制御フローチャートで
ある。

【図９】画像形成装置の他の実施の形態の駆動系を示す
図である。

【図１０】図９のX-X線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ 帯電器 ２ 露光光学系 ５ 転写器 ６ 分離器 １０ 定着器 １２ 現像器 １４ 感光体 １５ クリーニング装置 １６ 第１のトナー搬送スクリュー １７ 第２のトナー搬送スクリュー １８ 第３のトナー搬送スクリュー Ａトナーリサイクル手段 Ｂ 駆動源 Ｃ 表示手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定着器と、トナーリサイクル手段を備えて
   なり、電源投入後に前記定着器を駆動してウォームアッ
   プを行う画像形成装置の制御方法において、前記ウォー
   ムアップ中は前記トナーリサイクル手段の駆動を停止
   し、画像形成中は前記トナーリサイクル手段を駆動する
   制御を行うことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
2. 【請求項２】定着器と、トナーリサイクル手段を備えて
   なり、電源投入後に前記定着器を駆動してウォームアッ
   プを行う画像形成装置において、前記定着器の駆動源と
   前記トナーリサイクル手段の駆動源を独立して設けたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】定着器と、トナーリサイクル手段と、前記
   定着器および前記トナーリサイクル手段を駆動する同一
   の駆動源を備えてなる画像形成装置において、前記トナ
   ーリサイクル手段の駆動の遮断と接続を行う駆動切り換
   え手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】電源投入後に定着器を駆動してウォームア
   ップを行う画像形成装置の制御方法において、トナーリ
   サイクル手段の駆動の遮断と接続を行う駆動切り換え手
   段を設け、前記ウォームアップ中は前記トナーリサイク
   ル手段の駆動を遮断して定着器を駆動し、前記ウォーム
   アップ完了信号を受けて前記トナーリサイクル手段の駆
   動を接続し、画像形成中においては前記定着器と前記ト
   ナーリサイクル手段を同一駆動源にて駆動する制御を行
   うことを特徴とする画像形成装置の制御方法。