(57)【要約】【課題】トナー補給装置から現像器１９内へのトナーの最大補給量を落とさずに、単位時間あたりに補給される最小補給量を少なくすることによってかぶりなどの画像不具合を抑制することができる現像剤供給装置を提供する。【解決手段】現像器１９のトナー量を検出するトナー量検出センサ２８と、現像器１９への補給用トナーを収納したトナーコンテナ１０と、トナーコンテナ１０に収納された補給用トナーを現像器１９に搬送する中間搬送装置１８と、トナーコンテナ１０に収納した補給用トナーを間欠回転動作で中間搬送装置１８に供給する補給ローラ１７と、画像データに基づいて印字率を算出する印字率算出部３４と、印字率算出部３４で算出した印字率が所定値以下である場合に補給ローラ１７の間欠回転駆動時間を短縮すると共に中間搬送装置１８によるトナー搬送速度を実質的に低下させる制御回路３５と、を備えている。【選択図】      図２
2010072400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に現像剤を供給する現像器と、該現像器内部の現像剤量を検出する現像剤量検出センサと、前記現像器に対する補給用現像剤を収納した現像剤コンテナと、該現像剤コンテナに収納された補給用現像剤を前記現像器に搬送する中間搬送装置と、前記現像剤コンテナに収納した補給用現像剤を間欠回転動作で前記中間搬送装置に供給する補給ローラと、画像データに基づいて印字率を算出する印字率算出部と、該印字率算出部で算出した印字率が所定値以下である場合に前記補給ローラの間欠回転駆動時間を短縮すると共に前記中間搬送装置による現像剤搬送速度を実質的に低下させる制御回路と、を備えていることを特徴とする現像剤供給装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記印字率算出部で算出した印字率が所定値以下である場合に、前記中間搬送装置の駆動速度を遅くする、或いは、前記中間搬送装置を連続駆動から間欠駆動へと切り換える、ことにより現像剤搬送速度を実質的に低下させることを特徴とする請求項１に記載の現像剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に現像剤を供給する現像器に、現像剤コンテナに収納された補給用現像剤を補給する現像剤供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリンタ・複写機・ファクシミリ或いは、これらを機能的に備えた複合機といった画像形成装置には、感光体ドラム等の像担持体に現像剤としてのトナーを供給する現像器を備え、この現像器内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサの検出結果に応じて、現像剤コンテナとしてのトナーコンテナに収納された補給用トナーを現像器に補給するトナー補給システムが周知である。
【０００３】
この際、一定量の補給用トナーをトナーコンテナから現像器へと供給していると、例えば、高濃度で画像形成処理されることによりトナー消費が著しく多い場合には、トナーコンテナから現像器へのトナー供給量が追いつかなくなってしまうため、一時的に画像形成処理を中断し、トナーコンテナから現像器内のトナー補給を行うための時間を要するため、生産性を落とすことになる。
【０００４】
従って、トナーコンテナから現像器へのトナー補給量は、高濃度印字での消費量が多い場合においても十分賄える量の補給量が要求される。
【０００５】
一方、低濃度で画像形成処理される場合には、現像器内のトナー消費が少ないため、現像器内のトナーの入れ替わりがなくなり、初期のトナーに比較してトナーが劣化する（帯電性などが変化する、流動性が下がる）虞がある。
【０００６】
このような劣化した現像器中のトナーに対して、トナーコンテナ内の新しいトナーが補給されると、帯電性の違いによるかぶり現象が生じてしまうという問題が発生していた。
【０００７】
このようなかぶり対策として、現像器内のトナーと補給用トナーとの攪拌を促す構成や、低濃度での画像形成処理時には、通常に対して一度に補給されるトナー補給量を絞る（少なくする）等の方法が考えられる。
【０００８】
尚、このようなトナー補給量を絞る方法としては、トナーコンテナ内の補給用トナーを現像器等に供給する補給口の開度を可変とするシャッタ等を設けることが考えられるが、シャッタの上方に付着したトナーによってシャッタ開閉機構部（例えば、レール等）が詰まって開度変更ができなくなるなどの問題が発生しやすく、現実的ではない。
【０００９】
また、補給口を単に小さくしたのでは、通常時のトナー補給量も少なくなるうえ、上述した高濃度の画像形成処理時には、さらにトナー補給量が低下してしまう。
【００１０】
そこで、低濃度の画像形成処理と判断した場合には、トナー補給時間を通常よりも短くすることによって、トナー補給量を少なくすることが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許３２５７８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年では、画像形成処理速度の高速化に伴ってトナーの時間あたりの消費量も大幅に増え、トナーの必要最大供給量も比例して増えることから、補給時間を絞った場合であっても、１度に補給されるトナー補給量は増える傾向にあり、かぶり画像などの画像不具合が発生し易いという問題が生じていた。
【００１２】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、トナー補給装置から現像機内へのトナーの最大補給量を落とさずに、単位時間あたりに補給される最小補給量を少なくすることによってかぶりなどの画像不具合を抑制することができる現像剤供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の現像剤供給装置は、
像担持体に現像剤を供給する現像器と、該現像器内部の現像剤量を検出する現像剤量検出センサと、前記現像器に対する補給用現像剤を収納した現像剤コンテナと、該現像剤コンテナに収納された補給用現像剤を前記現像器に搬送する中間搬送装置と、前記現像剤コンテナに収納した補給用現像剤を間欠回転動作で前記中間搬送装置に供給する補給ローラと、画像データに基づいて印字率を算出する印字率算出部と、該印字率算出部で算出した印字率が所定値以下である場合に前記補給ローラの間欠回転駆動時間を短縮すると共に前記中間搬送装置による現像剤搬送速度を実質的に低下させる制御回路と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
即ち、現像剤コンテナと現像器内との間に、現像剤コンテナから補給用現像剤の補給を現像器内との補給する中間補給経路を設け、且つ、その補給経路での搬送駆動速度を可変することとした。
【００１５】
尚、前記制御回路は、前記印字率算出部で算出した印字率が所定値以下である場合に、前記中間搬送装置の駆動速度を遅くする、或いは、前記中間搬送装置を連続駆動から間欠駆動へと切り換える、ことにより現像剤搬送速度を実質的に低下させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の現像剤供給装置は、トナー補給装置から現像器内へのトナーの最大補給量を落とさずに、生産性を維持しつつ単位時間あたりに補給される最小補給量を少なくすることによってかぶりなどの画像不具合を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の一実施形態に係る現像剤供給装置について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態に係る現像剤供給装置を搭載した画像形成装置としてのプリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る現像剤供給装置の説明図である。
【００１９】
（画像形成装置の全体構成）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体２の内部にスライド変位可能に格納された給紙カセット３と、給紙カセット３の収納空間４内に収納した転写紙（図示せず）を取り出す給紙部５と、プリンタ本体２の正面に配置した手差トレイ６と、手差トレイ６にセットした転写紙（図示せず）を取り出す手差給紙部７と、各給紙部５，７から供給された転写紙を搬送する搬送経路８と、搬送経路８のシート搬送方向上流側で各給紙部５，７の合流部よりもシート搬送方向下流側に配置したレジストローラ対９と、レジストローラ対９よりも搬送経路８のシート搬送方向下流側に配置されてトナーコンテナ１０から供給されたトナー等の現像剤により転写紙の一面に転写像を形成する画像形成処理部１１と、画像形成処理部１１よりも搬送経路８のシート搬送方向下流側に配置されて転写紙の一面に形成されたトナー画像を定着する定着装置１２と、定着装置１２を通過した転写紙の他面に転写像を形成する場合に搬送経路８の定着装置１２よりも搬送経路下流側からレジストローラ対９よりも搬送経路８の搬送経路上流側へと引き戻す反転経路１３と、搬送経路８の終端部に設けられた排紙部１４とを備えている。
【００２０】
（トナーコンテナ１０の構成）
トナーコンテナ１０は、コンテナ本体１５の内部に補給用トナーが収納されている。また、図２に示すように、その補給用トナーは、可撓性樹脂材料等からなるパドル１６によって攪拌されると共に、補給ローラとしてのスパイラル１７によって転写紙幅方向（図の紙面奥行き方向）に搬送された後、その所定位置（例えば、スパイラル１７の一端側）で中間搬送装置１８を経由して画像形成処理部１１の現像器１９へと供給される。この際、スパイラル１７は、補給モータ２０の駆動によって間欠駆動される。
【００２１】
（中間搬送装置１８の構成）
中間搬送装置１８は、コンテナ本体１５のスパイラル１７の下方から現像器１９に跨る搬送ミキサー（スパイラル）２１と、この搬送ミキサー２１を駆動させる搬送モータ２２とを備えている。
【００２２】
（現像器１９の構成）
現像器１９は、トナーコンテナ１０から供給された補給用トナーを攪拌しつつ画像形成処理部１１の感光体ドラム２３に供給するもので、その内部には隔壁２４によって仕切られた状態で一対のスパイラル２５，２６が配置されている。
【００２３】
隔壁２４の両端（図１の紙面奥行き方向）は各スパイラル２５，２６の両端間を連通するように開放しており、搬送ミキサー２１の終端下方に設けられたスパイラル２５により現像器１９の一方側へ向けてトナーを攪拌搬送（往路）した後に、この一方側の隔壁開放端で折り返されてスパイラル２６により現像器１９の他方側へと向けて補給用トナーを攪拌搬送（復路）し、さらにこの他方側の隔壁開放端で再び折り返される循環搬送経路が構成されている。また、スパイラル２６には、感光体ドラム２３に接触して補給用トナーを供給する現像ローラ２７が配置されている。
【００２４】
現像ローラ（マグネットローラ）２７は、その周面が感光体ドラム２３の周面と対向するように配置されている。従って、現像ローラ２７に搬送されつつある補給用トナーは、現像ローラ２７を介して感光体ドラム２３の周面に供給され、これによって感光体ドラム２３の周面にトナー像が形成されることになる。この際、現像ローラ２７は、感光体ドラム２３にトナーを凝集しないよう適度に攪拌しつつ供給する。
【００２５】
尚、現像器１９へのトナー補給は、トナー濃度センサ２８によるトナー濃度検出結果に応じて補給される。
【００２６】
（画像形成処理部１１の構成）
画像形成処理部１１は、感光体ドラム（例えば、アモルファスシリコン製）２３の周囲に、感光体ドラム２３の回転方向（図示矢印参照）に沿う画像形成プロセス順に、帯電デバイス２９・露光デバイス３０・現像器１９（現像ローラ２７）・転写デバイス３１・クリーニングデバイス３２・除電デバイス３３を備えている。
【００２７】
これにより、画像形成処理部１１は、感光体ドラム２３が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が帯電デバイス２９によって所定の極性・電位に帯電される。
【００２８】
帯電後の感光体ドラム２３は、その表面に露光デバイス３０によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス３０は、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに含まれる画像データに基づいて、感光体ドラム２３の表面にレーザ光Ｐを照射し、感光体ドラム２３の表面のレーザ光照射部分の電荷を除去して画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００２９】
そして、感光体ドラム２３の表面に形成された静電潜像は、現像器１９によってトナーコンテナ１０から供給された電荷を有するトナーが静電的に付着されて未定着トナー像として現像される。さらに、その未定着トナー像は、転写デバイス３１によって転写紙に転写像として転写される。
【００３０】
この際、転写紙に未定着トナー像を転写した感光体ドラム２３は、クリーニングデバイス３２によって残留トナー等の除去処理が行われた後、次の画像形成時の帯電のために除電デバイス３３により除電処理が施される。
【００３１】
（制御回路３５の制御機能）
一方、上述した補給モータ２０，２２は、トナー濃度センサ２８並びに公知の印字率算出部３４からの出力信号に基づいて制御回路３５によって駆動制御される。
【００３２】
制御回路３５は、ＲＯＭ３６に格納されたトナー補給制御プログラムに従って補給モータ２０，２２等を制御する。尚、ＲＯＭ３６には、画像形成処理全般に係わる制御プログラムが格納されている。また、上述した画像データ等の一次ファイルや各種データは、ＨＤＤ３７に格納される。
【００３３】
以下、本発明の制御回路３５によるトナー補給制御例を説明する。
【００３４】
まず、上記の構成において、中間搬送装置１８が存在せずに、トナーコンテナ１０から直接現像器１９に補給用トナーを補給する従来機の場合で説明する。
【００３５】
現像器１９のトナー濃度センサ２８により、現像器１９内のトナー量に変化に応じて、補給モータ２０の駆動を行い、トナーコンテナ１０の補給口（図示せず）から補給用トナーが現像器１９に補給される。
【００３６】
この時、制御回路３５は、印字率算出部３４で算出されてＨＤＤ３７に格納された過去何枚以内の印字率がＲＯＭ３６に格納された閾値以下であると判断した場合、補給モータ２０の駆動時間を、例えば、通常１．０秒であるところを０．２秒に短縮設定する。
【００３７】
これにより、トナーコンテナ１０から現像器１９に１度に補給されるトナー補給量は、補給モータ２０の駆動時間に比例することから、トナー補給量を少なく調整することができる。
【００３８】
しかしながら、一般的な印字率４％であって、その際のトナー消費量が転写紙一枚あたり１５ｍｇである場合、１分間に転写紙サイズＡ４で２０枚の画像形成処理が可能な低速機では、例えば、印字率５０％等の高濃度印字でトナー消費が行われると、１枚あたりのトナー消費量は１８７．５ｍｇであり、１分間では３７５０ｍｇのトナーが消費されることになる。
【００３９】
これに対応するために、トナーコンテナ１０の補給量を調整すると、１分間に３７５０ｍｇのトナーを補給することができれば良く、補給モータ２０を駆動し続けた状態では３７５０ｍｇ／分のトナー補給が行われる必要がある。
【００４０】
このとき、前述した低濃度印字時モードに達した場合、補給モータ２０の１回当りの駆動時間を0.2秒とすれば、１度に補給されるトナー量は０．２１ｍｇであり、現像器１９内のトナー量に対して、非常に少量であるため、十分に現像器１９内のトナーと混合され、補給かぶりなどの現象は発生しない。
【００４１】
しがしながら、１分間に転写紙サイズＡ４で６０枚の画像形成処理が可能な高速機において、例えば、印字率５０％の高濃度印字でトナー消費が行われると、１枚あたり１８７．５ｍｇ、１分間では１１２５０ｍｇのトナーが消費されることになる。
【００４２】
このとき、補給モータ２０が駆動し続けた状態において１１２５０ｇ／分の補給を行う必要があり、前述の低速機に比べて、補給口を大きくするなどの構成を採用する必要性がある。
【００４３】
このとき、前述した低濃度印字モードに達した場合では、１回あたりのトナー補給量は、０．６２５ｍｇに達し、前述の低速機に比べて多くなり補給かぶりなどの現象を発生しやすくしていた。
【００４４】
一方、本発明の中間搬送装置１８を用いた場合においては、前述の１分間に転写紙サイズＡ４、６０枚の画像形成処理が可能な高速機において、印字率５０％の高濃度印字でトナー消費が行われると、１枚あたり１８７．５ｍｇ、１分間では１１２５０ｍｇのトナーが消費されることになる。
【００４５】
このとき、補給モータ２０が駆動し続けた状態において、１１２５０ｍｇ／分のトナー補給を行えるように、補給口の大きさを設定し、常時補給モータ２０を駆動させつつ、トナーコンテナ１０と現像器１９との間にある中間搬送装置１８に補給用トナーを補給させ、搬送ミキサー２１の駆動も常時行っていくことにより、速やかに現像器１９内に補給用トナーが補給される。
【００４６】
この時、搬送ミキサー２１によるトナー搬送速度は、速やかに現像器１９内にトナーを送り込ませるために、スパイラル２５の送り速度と同等かもしくは早いほうが望ましい。
【００４７】
また、低濃度印字モードに達した場合は、前述の補給モータ２０の駆動時間を０．２秒間に短縮させることにより、中間搬送装置１８内に補給されるトナー量を低減させる。
【００４８】
この時、中間搬送装置１８内に補給されるトナー量は同様に０．６２５ｍｇに達する。この時、中間搬送装置１８内の搬送ミキサー２１の駆動速度を通常よりも１／３程度に遅くすることにより、１回あたりの現像器１９内への補給量は０．６２５ｍｇで変わらないが、０．６２５ｍｇを現像器１９内に補給するのに要する時間が３倍となるため、細分化されて補給されることになり、現像器１９内のトナーとの攪拌がおこなわれ補給カブリなどの現象を抑えることができる。
【００４９】
また、本実施例では、搬送ミキサー２１の搬送速度を変更することで、時間あたりの補給量を下げる方法を用いたが、制御回路３５によって、搬送ミキサー２１の駆動を間欠駆動制御とすることで中間搬送装置１８内のトナーの補給を調整しても、実質的に現像器１９内に補給するトナー量を変えることなく、現像器１９内に補給するのに要する時間を遅延させることができ、補給カブリなどの現象を抑えることができる。
【００５０】
この際、制御回路３５は、搬送ミキサー２１の駆動速度（回転速度）を遅くせずに間欠駆動としても良いし、搬送ミキサー２１の駆動速度（回転速度）を遅くしたうえで間欠駆動としても良く、実質的（結果的）にトナー補給量と補給時間とのバランス調整が行えていれば良い。
【００５１】
このように、本発明の現像剤供給装置によれば、高濃度印字においては、中間搬送装置１８の搬送ミキサー２１により速やかに現像器１９内に補給用トナーを補給するため、トナーの供給量は保たれる。
【００５２】
一方、低濃度印字時においては、トナーコンテナ１０からの補給時間を短縮して中間搬送装置１８に補給用トナーを補給すると共に、中間搬送装置１８の搬送ミキサー２１の搬送速度を実質的に下げることにより、更に、トナー補給量を絞ることができる。
【００５３】
ところで、上記実施の形態では、本発明の現像剤供給装置をモノクロのプリンタ１に適用して説明したが、例えば、カラープリンタや複合機のように、画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像剤供給装置を搭載した画像形成装置としてのプリンタの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像剤供給装置の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…トナーコンテナ
２３…感光体ドラム（像担持体）
１９…現像器
２８…トナー量検出センサ（現像剤量検出センサ）
１８…中間搬送装置
１７…補給ローラ
３４…印字率算出部
３５…制御回路
【図１】
2010072400.tif 000003
【図２】
2010072400.tif 000004