(57)【要約】【課題】本発明の目的は、現像容器に安定して現像剤の定量補給を行うことである。【解決手段】現像剤補給部から補給される現像剤の量を判定する補給量判定手段と、前記補給量判定手段の判定結果に応じて、前記現像剤補給部の現像剤補給間隔を制御する制御手段と、を有する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤補給部から補給される現像剤の量を判定する補給量判定手段と、
前記補給量判定手段の判定結果に応じて、前記現像剤補給部の現像剤補給間隔を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤補給部は、往復動により伸縮して現像剤を排出するポンプ部を含み、
前記現像剤補給間隔は、前記ポンプ部が伸縮することで前記現像剤を排出した後、次に前記ポンプ部が伸縮するまでの間欠時間であり、
前記制御手段は、前記現像剤補給部からの現像剤の補給量が所定の補給量より多い時は、前記間欠時間を予め設定された初期設定時間より短くし、前記現像剤の補給量が所定の補給量より少ない時は、前記間欠時間を前記初期設定時間より長くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤補給部は、往復動により伸縮して現像剤を排出するポンプ部を含み、
前記現像剤補給間隔は、前記ポンプ部が伸縮する１往復動作を１回とするポンプ回数であり、
前記制御手段は、前記現像剤補給部からの現像剤の補給量が所定の補給量より多い時は、前記ポンプ回数を予め設定された初期設定回数より少なくし、前記現像剤の補給量が所定の補給量より少ない時は、前記ポンプ回数を前記初期設定回数より多くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
現像剤の有無を検出するための検出手段を有し、
前記補給量判定手段は、前記検出手段による現像剤有り検出回数に応じて現像剤の補給量を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像剤の有無を検出するための検出手段を有し、
前記補給量判定手段は、前記検出手段による現像剤有り検出時間に応じて現像剤の補給量を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記補給量判定手段は、画像の画素を形成する画像信号から画素数をカウントしたドットカウント値に応じて補給量を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記補給量判定手段は、画像を形成した枚数のカウント値に応じて補給量を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって感光体に対して現像剤を供給して前記静電潜像を現像する。その後、現像によって感光体に形成されたトナー像を用紙等のシートに転写して、定着装置によって定着させる。
【０００３】
従来、電子写真複写機等の画像形成装置には現像剤が使用されている。このような画像形成装置では、画像形成に伴い消費された現像剤を、現像剤補給容器から補給される構成となっている。
【０００４】
こうした従来の現像剤補給容器は、現像剤補給容器の部品のバラつきや現像剤補給容器に収容されている現像剤の凝集度のバラつきによって、現像剤補給容器から補給される現像剤の補給量がバラつくことがある。現像剤補給容器からの現像剤補給量がバラついてしまうと、現像容器への補給量不足による画像白抜けや補給量過多による現像容器内でのパッキングが発生する恐れがある。
【０００５】
このような電子写真画像形成装置において、従来から、以下に説明するように現像剤補給量の変動を補正する技術が提案されている。
【０００６】
特許文献１に記載の装置では、貯蔵機能、搬送機能及び現像剤の有無を検知する機能を備えた現像剤貯蔵室を設けており、現像剤補給容器から補給された現像剤は現像剤貯蔵室を経て現像容器へと供給される。現像剤検知センサにより、現像剤貯蔵室内にある現像剤搬送スクリューを有する現像剤搬送路の現像剤の有無を検知する。現像剤補給時に現像剤検知センサにより検知した現像剤有り時間の積算値に基づいて前回の現像剤補給時の補給量を算出し、次の現像剤補給容器の回転駆動時間の設定を変更する。これにより、現像剤補給量の変動を補正している。
【０００７】
また、特許文献２に記載の装置では、現像容器に備えられた現像剤センサにより検出された直近２０回分の現像剤補給量の値及び現像剤補給量の値の移動平均値を、現像剤補給容器に備えられた記憶手段（不揮発メモリ）に記憶させる。そして、その記憶させた現像剤補給情報に基づいて現像剤補給量が所定の値よりも少ない場合は現像剤補給容器の回転駆動時間を多くし、現像剤補給量が所定の値よりも多い場合は現像剤補給容器の回転駆動時間を少なくする。これにより、現像剤補給量の変動を補正し、現像剤補給量を安定させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２２０８６２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の構成では、現像剤を貯蔵するための現像剤貯蔵室を有している。そのため、現像剤補給容器の部品のバラつきや現像剤補給容器に収容されている現像剤の凝集度のバラつきなどの影響によって現像剤補給容器からの現像剤補給量がバラついた場合でも、そのバラつきを現像剤貯蔵室で吸収することができる。しかし、現像容器に安定して現像剤の定量補給ができるものの、現像剤貯蔵室を備え付けるためのスペースが必要となり、装置が大きくなってしまうという課題がある。
【００１０】
特許文献２に記載の構成では、現像剤補給容器に不揮発メモリを設けている。そのため、現像剤補給容器の現像剤補給量を逐次記憶することで、精度良く現像剤補給量のバラつきを補正することができる。しかし、現像剤補給容器自体のコストアップにつながる。
【００１１】
また、移動平均により現像剤補給量の補正を行う場合、現像剤補給量の変動に対する補正の応答性が低下するという課題がある。補正の応答性が低下すると、現像容器に供給される現像剤の量に変動が生じ、画像形成に影響を及ぼす場合がある。
【００１２】
本発明の目的は、現像容器に安定して現像剤の定量補給を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、現像剤補給部から補給される現像剤の量を判定する補給量判定手段と、前記補給量判定手段の判定結果に応じて、前記現像剤補給部の現像剤補給間隔を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安定して現像剤の定量補給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の構成の説明図
【図２】画像形成装置の制御系のブロック図
【図３】（ａ）は画像形成装置の要部断面図、（ｂ）は画像形成装置におけるトナー補給装置の側面図、（ｃ）は画像形成装置におけるトナー補給装置の上視図
【図４】（ａ）はトナーボトルのポンプ部が使用上最大限伸張された状態を示す側面図、（ｂ）はトナーボトルのポンプ部が使用上最大限収縮された状態を示す側面図、（ｃ）は図３（ａ）の上視図、（ｄ）は図３（ｄ）の上視図
【図５】トナー搬送路説明図
【図６】実施例１におけるトナー補給動作のフローチャート
【図７】ボトル間欠時間に対する現像剤の排出量特性を表した図
【図８】（ａ）は本実施例のボトル排出性のバラつき補正効果を示す表図、（ｂ）は比較例のボトル排出性のバラつきを示す表図
【図９】実施例２におけるトナー補給動作のフローチャート
【図１０】実施例３におけるトナー補給動作のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
〔実施例１〕
図１〜図３を用いて実施例１に係る画像形成装置について詳しく説明する。図１は画像形成装置の全体の構成の一例を示す説明図である。図２は画像形成装置の制御系のブロック図である。図３（ａ）は画像形成装置の要部断面図、図３（ｂ）は画像形成装置におけるトナー補給装置の側面図、図３（ｃ）は画像形成装置におけるトナー補給装置の上視図である。まず画像形成装置の構成およびその動作などについて説明し、次いで画像形成装置におけるトナー補給装置の構成及びその動作などについて説明する。
【００１８】
この画像形成装置は、図１及び図３（ａ）に示すように、例えば有機感光体よりなる感光ドラム１と、この感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ（帯電手段）２、現像器（現像手段）３、回収機構（クリーニング手段）Ａなどを備えている。帯電ローラ２は、感光ドラム１を一様に帯電する。帯電ローラ２によって一様に帯電された感光ドラム１に対して、画像信号処理部１０９の画像情報に基づいて、レーザ装置１０８からレーザ光を放射し、ポリゴンミラーおよび反射ミラーを介して露光を行うことにより静電荷像を形成する。現像器３は、感光ドラム１に形成された静電荷像を現像してトナー像を形成する。また現像器３は、トナー（現像剤）を収容する現像容器としても機能している。感光ドラム１に形成されたトナー像は、転写部４によって紙などの転写材に転写される。転写材の表面に転写されたトナー像は、定着装置５によって転写材に定着される。転写材に転写されずに感光ドラム１上に残った残現像剤は、回収機構Ａによって回収される。
【００１９】
また、静電荷像（静電潜像）が形成された感光ドラム１へのトナーの現像は、以下のように行われる。すなわち、現像器３が有する現像スリーブ８に現像バイアスを印加することにより、感光ドラム１と現像スリーブ８の電位差で、現像スリーブ８から感光ドラム１にトナーが飛翔する。このトナーの飛翔を現像と言う。現像バイアスは不図示の高圧印加基板から所定の出力が現像スリーブに印加される。ここでは、現像バイアスとして、ＡＣバイアスとＤＣバイアスを重畳させている。
【００２０】
次に、本実施例に係る画像形成装置の制御部の構成について説明する。図２に示すように、制御部（制御手段）であるＣＰＵ１００には、ＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２、表示部１０３、画像信号処理部１０９、駆動制御部１１０、センサ検知部１１１などが接続されている。
【００２１】
ＣＰＵ１００は各種の演算処理などを行う。またＲＯＭ１０１には、画像形成のための各種の制御プログラムが格納されている。またＲＡＭ１０２には、制御プログラム実行中の各種データ等を一時的に格納する。また表示部１０３には、画像形成装置の動作状態や操作メッセージ、或いはトナーエンド状態やニアエンド状態である旨などを表示する。
【００２２】
センサ検知部１１１は、搬送路内トナーセンサ１４、現像器内トナーセンサ１６から出力される出力電圧に基づいて、トナー搬送路６０内、現像器３内のトナー残量を検知する。
【００２３】
駆動制御部１１０は、現像器３、トナー搬送路６０、トナーボトル５０に駆動ギア（不図示）を介して回転力を付与する駆動源としてのメインモータ１１２、搬送路モータ１１３、ボトルモータ１１４を制御する。
【００２４】
画像信号処理部１０９は、画像データ取込部１０４と接続され、画像データ取込部１０４から取り込まれた画像データをビデオ信号に変換する。そして、このビデオ信号をレーザ駆動パルスに変換してレーザ装置１０８に送信する。
【００２５】
画像データ取込部１０４は、複製機能などに用いられるスキャナ１０５、外部機器が出力する画像データを受信するプリンタインターフェース１０６、電話回線網から画像データを受信するモデム１０７から構成されている。画像データ取込部１０４はこれらによって画像データを画像形成装置に取り込む。
【００２６】
次に、前記画像形成装置におけるトナー補給装置について説明する。画像形成装置は、トナーを補給するためのトナー補給装置を備えている。
【００２７】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、トナー補給装置は、トナーボトル５０を回転可能に支持するトナーボトル装着部９と、駆動することによりトナーボトル５０のトナー収容部のみを回転させるトナーボトル駆動機構１０とにより構成されている。トナーボトル５０は、トナーボトル装着部９に着脱可能とされている。
【００２８】
円筒状のトナーボトル（現像剤補給部）５０においては、図４に示すように、トナーを収容するトナー収容部（現像剤収容部）と、トナー収容部に収容されたトナーを排出するトナー排出部（現像剤排出部）に分けられる。トナー収容部の内部に内周面には、螺旋状の突起５０Ａがトナーボトル５０の内方に突出して形成されている。トナー収容部の回転によりトナー収容部の内周面に形成された突起５０Ａが回転移動して、トナー収容部に収容されたトナーがトナー排出部へ搬送される。現像剤補給部としてのトナーボトル５０は、以下に説明する、往復動により伸縮してトナー（現像剤）を排出するポンプ部５１を含む。
【００２９】
次に、往復動可能なポンプ部５１について図４を用いて説明する。ここで、図４（ａ）はポンプ部が使用上最大限伸張された状態であり、図４（ｂ）はポンプ部５１が使用上最大限収縮された状態を示している。同様に、図４（ｃ）は図４（ａ）を上方向から見た図であり、図４（ｄ）は図４（ｂ）を上方向から見た図である。
【００３０】
本実施例のポンプ部５１は、排出口５２を介して吸気動作と排気動作を交互に行わせる吸排気機構として機能する。言い換えると、ポンプ部５１は、排出口５２を通してトナーボトル５０の内部に向かう気流とトナーボトル５０から外部に向かう気流を交互に繰り返し発生させる気流発生機構として機能する。
【００３１】
ポンプ部５１は、円筒部５７の回転方向へ自らが回転することがないように設けられている。そして、本実施例では、ポンプ部５１として、往復動に伴いその容積が可変な樹脂製の容積可変型ポンプ部（蛇腹状ポンプ）を採用している。具体的には、図４に示すように、蛇腹状のポンプを採用しており、「山折り」部と「谷折り」部が周期的に交互に複数形成されている。従って、このポンプ部５１は、トナーボトル駆動機構１０から受けた駆動力により、圧縮、伸張を交互に繰り返し行う（伸縮する）ことができる。なお、本実施例では、ポンプ部５１の伸縮時の容積変化量は、１７ｃｍ３に設定されている。
【００３２】
このようなポンプ部５１を採用することにより、トナーボトル５０の容積を可変させるとともに、所定の周期で交互に繰り返し変化させることができる。即ち、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すようにポンプ部５１が伸びた場合には容積が大きくなり、一番伸びた場合に最大容積となる。逆に、図４（ｂ）及び図４（ｄ）に示すようにポンプ部５１が縮んだ場合には容積は小さくなり、一番縮んだ場合に最小容積となる。このように、ポンプ部５１の伸縮に伴い容積が変化する構成となっている。その結果、小径（直径が約２ｍｍ）の排出口５２から現像剤を効率良く、排出させることが可能となる。
【００３３】
次に、トナーボトル５０の駆動変換機構（駆動変換部）について説明する。なお、本実施例では、駆動変換機構の例としてカム機構を用いた場合について説明する。
【００３４】
トナーボトル５０には、ギア部５３が受けたトナー収容部を回転させるための回転駆動力を、ポンプ部５１を往復動させる方向の力へ変換する駆動変換機構（駆動変換部）として機能するカム機構が設けられている。
【００３５】
つまり、本実施例では、トナー収容部の回転とポンプ部５１の往復動するための駆動力を１つの駆動受入れ部（ギア部５３）で受ける構成としつつ、ギア部５３が受けた回転駆動力を、トナーボトル５０側で往復動力へ変換する構成としている。
【００３６】
これは、トナーボトル５０に駆動受入れ部を２つ別々に設ける場合に比して、トナーボトル５０の駆動入力機構の構成を簡易化できるからである。
【００３７】
回転駆動力をポンプ部５１の往復動力に変換するために介する部材としては、往復動部材（駆動伝達部材）５４を用いている。具体的には、トナーボトル駆動機構１０から回転駆動を受けた駆動受入れ部（ギア部５３）と、一体となっている全周に溝が設けられているカム溝５５が回転する。
【００３８】
このカム溝５５には、往復動部材５４から一部が突出した係合突起（往復部材係合突起、駆動伝達部材係合突起）５６がカム溝５５に係合している。なお、本例では、この往復動部材５４は図４に示すように、円筒部５７の回転方向へ自らが回転することがないように（ガタ程度は許容する）に固定している。このように回転方向が規制されることで、カム溝５５の溝に沿って往復動するように規制されている。さらに、係合突起５６はカム溝５５に複数係合するように設けられている。具体的には、円筒部５７の外周面に２つの係合突起５６が約１８０°対向するように設けられている。
【００３９】
ここで、係合突起５６の配置個数については、少なくとも１つ設けられていれば構わない。但し、ポンプ部５１の伸縮時の抗力により駆動変換機構等にモーメントが発生し、スムーズな往復動が行われない恐れがあるため、カム溝５５の形状との関係が破綻しないよう複数個設けるのが好ましい。
【００４０】
つまり、トナーボトル駆動機構１０から入力された回転駆動力でカム溝５５が回転することで、カム溝５５に沿って係合突起５６が往復動作をする。この往復動作によりポンプ部５１が伸張した状態（図４（ａ））とポンプ部５１が収縮した状態（図４（ｂ））を交互に繰り返す。これにより、トナーボトル５０の容積可変を達成することができる。
【００４１】
次に、図５を用いてトナーボトル５０から現像器３へのトナー搬送路の構成について説明する。図５（ａ）はトナー搬送路６０を横方向側から見た図、図５（ｂ）はトナー搬送路６０を断面方向から見た図である。トナー搬送路６０は、トナーボトル５０の排出口５２と連結しているトナー搬送路供給口６１を備えている。また、トナー搬送路６０の内部には、現像器３へトナーを搬送するための現像剤搬送手段（以下、トナー搬送スクリュー）１３が設けられている。
【００４２】
次に、トナー補給手段と残量検出手段について説明する。
【００４３】
トナー搬送路６０には、当該トナー搬送路内におけるトナーの量を検出するトナーセンサ１４が設けられている。ここでは、トナーセンサ１４は、透磁率センサを用いたトナー残量検出手段である。透磁率センサは、センサ検知可能領域内のトナー中に含まれる磁性体の透磁率に応じたセンサ出力電圧を出力し、このセンサ出力電圧が基準電圧を越えたときをトナー「有」としてトナー量検知を行う。このトナーセンサ１４はトナー搬送路６０におけるトナーの量から得られる信号値に基づいて、トナーボトル５０からトナー搬送路６０への補給指令信号および補給停止信号を発するものである。トナーセンサ１４は、トナー搬送路６０に設けられ、トナー搬送路６０内のトナー（現像剤）の有無を検出するための検出手段である。
【００４４】
トナーボトル６には前述したトナーボトル駆動機構１０が設けられており、該駆動機構１０が回転することでトナーボトル６を回転させ、トナーボトル６からトナーがトナー搬送路６０へ排出される。一定時間、トナーボトル５０を回転させ、トナーボトル５０からのトナー供給を行う。このトナー供給を行っても、トナー搬送路内トナーセンサ１４がトナー有りにならなかった時、ボトル空とし、画像形成動作は継続させるもののユーザに対してはトナーボトル５０内残量ゼロの旨、警告を促す。
【００４５】
トナー搬送路６０には前述したトナー搬送スクリュー１３が設けられている。現像器３内に配置してあるトナーセンサ１６が現像器内トナー無しを検知した時、該トナー搬送スクリュー１３を回転させ、トナー搬送路６０からトナーを現像器３へ供給する。
【００４６】
ボトル空検知後、一定時間、トナー搬送スクリュー１３を回転させ、トナー搬送路６０からトナー供給を行っても、現像器内トナーセンサ１６がトナー有りにならなかった時、トナーＥｎｄとし、画像形成動作を禁止させる。そして、ユーザに対してはトナーボトル５０交換を促す。
【００４７】
搬送路内トナーセンサ１４がトナー有りと判断すれば、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へのトナー供給を停止させる。また、現像器内トナーセンサ１６がトナー有りと判断すれば、トナー搬送路６０から現像器３へのトナー補給を停止させる。同様に、搬送路内トナーセンサ１４がトナー無しと判断すれば、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へのトナー供給、トナー搬送路６０から現像器３へのトナー補給をそれぞれ開始させる。
【００４８】
次に本実施例におけるトナー補給制御について図６のフローチャートを用いて説明する。図６は実施例１おけるトナー補給動作のフローチャートである。
【００４９】
通常画像形成動作を行い、現像器３内のトナーが消費されると、やがて現像器内トナーセンサ１６がトナー無しを検知する（Ｓ１）。
【００５０】
その時、トナー搬送路６０内部のトナーセンサ１４がトナー有りを検知していた時（Ｓ２）、トナー搬送路６０に対してトナーの供給命令を行い、トナー搬送路６０内のトナー搬送スクリュー１３を回転させ、現像器３へトナーを供給する。
【００５１】
この時、現像器３へのトナー供給により、トナー搬送路６０内部のトナーセンサ１４がトナー無しを検知した時、トナーボトル補給動作を開始する（Ｓ３）。本実施例においては、前回トナーボトル５０からトナー搬送路６０へ補給されたトナーの補給量の判定結果を確認する（Ｓ４）。
【００５２】
ここで、前回の補給量判定結果がない場合は、トナーボトル１ポンプ当たりのトナー補給量がわからない。そのため、トナー補給のためにポンプ部５１が駆動してから、次のトナー補給のためにポンプ部５１が駆動するまでのポンプ間時間（間欠時間）をデフォルトのポンプ間時間（間欠時間）に設定する（Ｓ５）。
【００５３】
ここで、トナーボトルの１ポンプとは、前述したポンプ部５１の圧縮、伸張の往復動作が１回行われることである。またポンプ間時間（間欠時間）とは、ポンプ部５１の圧縮後から次の伸張前までの時間である。ただし、ポンプ間時間（間欠時間）とは、ポンプ部５１の圧縮後から次の圧縮前までであってもよい。
【００５４】
そして、その設定した時間（間欠時間）に従って、トナーボトル５０を回転させ（Ｓ７）、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナーを供給する。ここでは、予め設定された初期設定時間である、デフォルトのポンプ間時間（間欠時間）は１０秒としている。
【００５５】
一方、前回のトナーボトル５０からトナー搬送路６０へ補給されたトナーの補給量の判定結果を確認する（Ｓ４）。ここで、前回の補給量判定結果がある場合は、トナーボトル１ポンプ当たりのトナー補給量を補正した補正後のポンプ間時間（間欠時間）に設定する（Ｓ６）。そして、その設定した時間（間欠時間）に従って、トナーボトル５０を回転させ（Ｓ７）、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナーを供給する。
【００５６】
この時、トナーボトル５０を回転させ、トナーボトル５０からのトナー供給を行っても、トナー搬送路内トナーセンサ１４がトナー有りにならなかった時（Ｓ８，Ｎｏ）、再度トナーボトル５０を回転させる（Ｓ７）。トナーボトル５０を回転させ、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナー供給を行い、トナー搬送路内トナーセンサ１４がトナー有りを検知した時（Ｓ８，Ｙｅｓ）、搬送路内トナーセンサ１４のセンサＯＮ検出回数の計測を行い（Ｓ９）、バックアップを行う（Ｓ１０）。ここで搬送路内トナーセンサ１４は、所定の間隔（時間）で検知が行われ続けている。そのため、搬送路内トナーセンサ１４のセンサＯＮの検出回数からトナーボトル１ポンプ当たりの補給量を算出することができる。ここでは、制御手段であるＣＰＵ１００が、搬送路内トナーセンサ１４のセンサＯＮ検出回数からトナーボトル１ポンプ当たりの現像剤の量（補給量）を判定（算出）する補給量判定手段の役目を兼ねている。
【００５７】
前述したように搬送路内トナーセンサ１４のセンサＯＮ検出回数からトナーボトル１ポンプ当たりの補給量を算出し（Ｓ１１）、トナーボトル１ポンプ当たりの補給量が所定の補給量になるようポンプ間時間（間欠時間）の補正を行う（Ｓ１２）。ここでは、トナーボトル１ポンプ当たりのトナーの補給量が２ｇとなるようにポンプ間時間（間欠時間）を補正している。なお、トナーボトル１ポンプ当たりの補給量が所定の補給量となるように間欠時間を補正する動作については後述する。
【００５８】
そして前述のようにポンプ間時間を設定した時、現像器内トナーセンサ１６がトナー有りを検知した場合（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、トナー搬送路６０から現像器３へのトナー補給をそれぞれ停止させ、トナー補給動作を終了する。
【００５９】
前述したトナー補給動作を用いることにより、現像器３への補給動作を行っている。その際に、搬送路内トナーセンサ１４によりトナーボトル５０からの補給量の検知を行うが、トナーボトル５０からのトナー排出量（補給量）が、トナーボトル５０のポンプ間時間（間欠時間）によってばらつく。
【００６０】
図７に、トナーボトル５０のポンプ間時間（駆動待機時間）に対するトナーボトル５０からの排出量のグラフを示す。ここで、ポンプ間時間（駆動待機時間）とは、トナーボトル５０のポンプ部５１がトナー補給のために駆動してから、次のトナー補給のために駆動するまでの駆動待機時間のことである。すなわち、トナーボトル５０のポンプ間時間とは、ポンプ部５１が伸縮することで現像剤（トナー）を排出した後、次にポンプ部５１が伸縮するまでの間欠時間（現像剤補給間隔）である。
【００６１】
ポンプ部５１を有するトナーボトル５０においては、トナー補給のためにポンプ部５１が駆動してから、次のトナー補給のためにポンプ部５１が駆動するまでのポンプ間時間（間欠時間、駆動待機時間）によって、トナーボトル５０からのトナー排出量が変動する。
【００６２】
例えば、ポンプ間時間が短いと、ポンプの引き動作（伸張動作）によりポンプ部５１で舞ったトナーが、トナーボトル５０の排出部内で沈静化せず、トナーが舞っている状態で、トナーボトル５０の駆動を行うため、トナーの排出量が少なくなる。
【００６３】
一方、ポンプ間時間が長いと、前記トナーボトル５０の排出部で舞ったトナーが、ポンプ間時間が長いことで排出部内で沈静化した状態となり、前述の沈静化していない状態に比べて、トナーボトル５０からのトナー排出量は多くなる。
【００６４】
そのため本実施例においては、搬送路内トナーセンサ１４によりトナーボトル５０からの補給量を判定し、判定結果に基づいて次のポンプ間時間の補正を行っている。ここでは、前述したように、トナーボトル１ポンプ当たりのトナーの補給量が２ｇとなるようにポンプ間時間（間欠時間）を補正している。例えば、トナーボトル１ポンプ当たりのトナーの補給量が所定の補給量（ここでは２ｇ）より少ない補給量（例えば１．５ｇ）であった場合、前記間欠時間を前述の初期設定時間（ここでは１０秒）より長い時間（例えば１５秒）に補正する。なお、本実施例におけるトナーボトルの構成においては、トナーボトル５０の排出部のトナーが沈静化した状態になるまで１５秒かかるが、本発明はこの時間に限定されるものではない。一方、トナーボトル１ポンプ当たりのトナーの補給量が所定の補給量（ここでは２ｇ）より多い補給量（例えば２．５ｇ）であった場合、前記間欠時間を前述の初期設定時間より短い時間（例えば５秒）に補正する。
【００６５】
上記トナー補給動作により、トナーボトル５０からのトナー補給時に、搬送路内トナーセンサ１４によりトナーボトル５０からの補給量を判定し、その判定結果に応じて、トナーボトル５０の補給間隔（ここでは間欠時間）を調整して補給制御をする。具体的には、前述の判定結果として、トナーボトル５０からトナー搬送路６０への１ポンプ当たりのトナーの補給量が所定の補給量より多い時は、前記間欠時間を短くする。一方、トナーボトル５０からトナー搬送路６０への１ポンプ当たりのトナーの補給量が所定の補給量より少ない時は、前記間欠時間を長くする。このようにＣＰＵ１００がトナーボトル５０の現像剤補給間隔を制御してトナー補給量が所定の補給量となるように補正することで、安定してトナーの定量補給を行うことができる。
【００６６】
図８（ａ）は、本実施例によるボトル排出性のバラつきを補正した効果を示した図である。一方、図８（ｂ）は比較例（従来例）のボトル排出性のバラつきを示した図である。
【００６７】
トナーボトル５０に１８００gのトナーを充填し、トナーボトル５０が空になるまで１ポンプ当たりの補給量を本実施例の実施前後で、Ｎ１：２３℃５０％環境にて３０日放置したトナーボトルを本体挿入前に縦に３０回振ったトナーボトル、Ｎ２：４０℃９５％環境にて３０日放置したトナーボトル、Ｎ３：２３℃５％環境にて３０日放置したトナーボトルの条件にてそれぞれの補給量の確認を行った。本実施例のトナー補給動作により、トナーボトル５０の排出性がばらついた場合においても、トナーボトル５０の１ポンプ当たりの補給量が所定の補給量（ここでは２ｇ）となるように補正することができる。これにより、トナーの補給量（排出性）がばらつくのを抑えて、トナーを応答性良く安定的に定量補給することができる。
【００６８】
１ポンプあたりの補給量を安定化させることにより、現像器３にトナーが補給されるペースを一定とする事ができ、画質を安定化させることが出来る。
【００６９】
〔実施例２〕
前述した実施例１では、搬送路内トナーセンサ１４によりトナーボトル５０からのトナーの補給量を算出（判定）し、その算出結果（判定結果）に基づいて次のポンプ間時間の補正することにより、定量補給を達成している。これに対し、実施例２では、前述の算出結果に基づいて補給間隔（ポンプ回数）を変更することにより、トナーの補給量の補正を行って定量補給を達成している。ここで、ポンプ回数（現像剤補給間隔）とは、ポンプ部５１が伸縮する１往復動作を１回とする、ポンプ部５１のポンプ回数である。
【００７０】
本実施例における画像形成装置全体の概略構成は、前述した実施例１と同様であるため、同一の機能を有する部材には同一符号を付し、説明は省略する。
【００７１】
本実施例におけるトナー補給制御について、図９のフローチャートを用いて説明する。図９は実施例２おけるトナー補給動作のフローチャートである。
【００７２】
通常画像形成動作を行い、現像器３内のトナーが消費されると、やがて現像器内トナーセンサ１６がトナー無しを検知する（Ｓ１０１）。
【００７３】
その時、トナー搬送路６０内部のトナーセンサ１４がトナー有りを検知していた時（Ｓ１０２）、トナー搬送路６０に対してトナーの供給命令を行い、トナー搬送路６０内のトナー搬送スクリュー１３を回転させ、現像器３へトナーを供給する。
【００７４】
この時、現像器３へのトナー供給により、トナー搬送路６０内部のトナーセンサ１４がトナー無しを検知した時、トナーボトル補給動作を開始する（Ｓ１０３）。本実施例においては、前回トナーボトル５０からトナー搬送路６０へ補給されたトナーの補給量の算出結果を確認する（Ｓ１０４）。
【００７５】
ここで、前回の補給量算出結果がない場合は、トナーボトル１ポンプ当たりのトナー補給量がわからない。そのため、トナー補給のためのトナーボトル５０のポンプ回数をデフォルトのポンプ回数に設定する（Ｓ１０５）。そして、その設定したポンプ回数に従って、トナーボトル５０を回転させ（Ｓ１０７）、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナーを供給する。ここでは、トナー補給のためにポンプ部５１が駆動してから、次のトナー補給のためにポンプ部５１が駆動するまでのポンプ間時間を１０秒とし、デフォルトのポンプ回数（予め設定された初期設定回数）は２回としている。
【００７６】
一方、前回のトナーボトル５０からトナー搬送路６０へ補給されたトナーの補給量の算出結果を確認し（Ｓ１０４）、前回の補給量算出結果がある場合は、トナーボトル１ポンプ当たりのトナー補給量に基づいて補正した補正後のポンプ回数に設定する（Ｓ１０６）。そして、その設定したポンプ回数に従って、トナーボトル５０を回転させ（Ｓ１０７）、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナーを供給する。
【００７７】
この時、トナーボトル５０を回転させ、トナーボトル５０からのトナー供給を行っても、トナー搬送路内トナーセンサ１４がトナー有りにならなかった時（Ｓ１０８，Ｎｏ）、再度トナーボトル５０を回転させる（Ｓ１０７）。トナーボトル５０を回転させ、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナー供給を行い、トナー搬送路内トナーセンサ１４がトナー有りを検知した時（Ｓ１０８，Ｙｅｓ）、搬送路内トナーセンサ１４のセンサＯＮ検出回数の計測を行い（Ｓ１０９）、バックアップを行う（Ｓ１１０）。搬送路内トナーセンサ１４のセンサＯＮ検出回数からトナーボトル１ポンプ当たりの補給量を算出し（Ｓ１１１）、トナーボトル１ポンプ当たりの補給量に基づいて、所定の補給量になるようポンプ回数の補正を行う（Ｓ１１２）。ここでは、トナーボトル５０からの補給量が２ｇとなるようにポンプ回数を補正している。
【００７８】
例えば、トナーボトル１ポンプ当たりのトナーの補給量が所定の補給量（ここでは２ｇ）より少ない補給量（例えば０．５ｇ）であった場合、前記ポンプ回数を前述の初期設定回数（ここでは２回）より多いポンプ回数（例えば８回）に補正する。一方、トナーボトル１ポンプ当たりのトナーの補給量が所定の補給量（ここでは２ｇ）より多い補給量（例えば４ｇ）であった場合、前記ポンプ回数を前述の初期設定回数より少ないポンプ回数（例えば１回）に補正する。
【００７９】
この時、現像器内トナーセンサ１６がトナー有りを検知した場合（Ｓ１１３，Ｙｅｓ）、トナー搬送路６０から現像器３へのトナー補給をそれぞれ停止させ、トナー補給動作を終了する。
【００８０】
上記トナー補給動作により、トナーボトル５０からのトナー補給時に、搬送路内トナーセンサ１４によりトナーボトル５０からの補給量を算出し、算出結果に応じて、トナーボトル５０の補給間隔（ここではポンプ回数）を調整して補給制御をする。具体的には、前述の算出結果として、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へのトナーの補給量が所定の補給量より多い時は、前記ポンプ回数を少なくする。一方、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へのトナーの補給量が所定の補給量より少ない時は、前記ポンプ回数を多くする。このようにポンプ回数を調整してトナー補給量の補正を実施することで、定量補給することができる。
【００８１】
本実施例では、トナー補給のためにポンプ部５１が駆動してから、次のトナー補給のためにポンプ部５１が駆動するまでのポンプ間時間を１０秒とし、デフォルトのポンプ回数は１回としているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８２】
〔実施例３〕
前述した実施例１及び実施例２では、補給量算出手段として、搬送路内トナーセンサ１４のセンサＯＮ検出回数からトナーボトル１ポンプ当たりの補給量を算出（判定）している。これに対し、本実施例では、トナーボトル５０のポンプ回数と画像形成時のドットカウント値の積算値から１ポンプ当たりのドットカウント値（画素カウント値）を算出（判定）し、予め設定してある１ドット当たりの消費量からトナーボトル１ポンプ当たりの補給量を算出（判定）している。そして、制御手段により、この算出結果（判定結果）に基づいて、補給間隔を考慮した補給量の補正を行う。
【００８３】
本実施例における画像形成装置全体の概略構成は、前述した実施例１と同様であるため、同一の機能を有する部材には同一符号を付し、説明は省略する。
【００８４】
次に、本実施例に係る画像形成装置が行う制御のうち、画像信号カウント手段としての画像信号処理部１０９により、画像のドット（画素）を形成する個々の画像信号をカウントする制御について説明する。なお、本実施例においては、画像のドット（画素）を形成する個々の画像信号をドット数（画素数）に換算してカウントする。
【００８５】
ここではレターサイズのシートを例示して画像のドットを形成する個々の画像信号をカウントする制御を説明する。本実施例において、レターサイズ（２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）のシートの画像形成可能領域は２０４ｍｍ×２６９ｍｍである。これをドット数として換算すると、４８１９ドット×６３５４ドットとなる。そこで本実施例ではシート１ページを４０×６０＝２４００個の領域に分ける。このとき、領域１個当たりのドット数は１２０ドット×１０６ドットとなる。
【００８６】
まず画像形成処理が開始され、画像データ取込部１０４が画像データを電気信号として取り込むと、画像データは画像信号処理部１０９に送信される。次に、画像信号処理部１０９では、画像データを１走査ライン毎のビデオ信号に変換し、これをレーザ駆動パルスとしてレーザ装置１０８に送信する。レーザ装置１０８はそのパルス幅に対応する時間だけレーザ光を照射する。これにより、主走査方向である感光ドラム１の軸方向で、画像を形成する範囲に応じた露光が行われる。
【００８７】
ここで、画像信号処理部１０９は、ビデオ信号をレーザ駆動パルスとして送るタイミングで、画像のドットを形成する個々の画像信号をドット数に換算してカウントし、制御部（制御手段）であるＣＰＵ１００を介してカウント結果をＲＡＭ１０２に記憶する。
【００８８】
具体的には、本実施例ではシート１ページを４０個×６０個の領域に分けたため、画像信号処理部１０９は主走査方向の走査１回分の時間を４０分割して１／４０走査時間が経過する度に画像信号をゼロからカウントする。これにより、画像のドットを形成する個々の画像信号に応じて１２０ドット毎にドット数をカウントすることができる。
【００８９】
また、レーザ駆動パルスがレーザ装置１０８に送信されるとき、始めに水平同期信号が送信され、その一定時間後にビデオ信号が送信される。従って、水平同期信号を検知することで主走査方向におけるビデオ信号の開始位置が分かり、１走査ライン毎に画像信号をカウントすることができる。本実施例では１つの領域が１２０ドット×１０６ドットで構成されるため、主走査方向における画像信号のカウントを、感光ドラム１の軸方向（主走査方向）に直交する方向（副走査方向）にずらしながら水平同期信号を１０６回検知するまで行う。これにより、４０領域に形成される画像のドットを形成する個々の画像信号を、ドット数に換算してカウントすることができる。
【００９０】
そして、水平同期信号が１０６回検知される度に新たな領域として上記制御により画像信号をカウントしていく。このような制御を合計６０回行うことで、４０領域×６０領域の２４００領域、すなわち１ページ分の画像信号をドット数に換算してカウントすることができる。
【００９１】
本実施例におけるトナー補給制御について、図１０のフローチャートを用いて説明する。図１０は実施例３おけるトナー補給動作のフローチャートである。
【００９２】
通常画像形成動作を行い、現像器３内のトナーが消費されると、やがて現像器３のトナーセンサ１６がトナー無しを検知する（Ｓ２０１）。
【００９３】
その時、トナー搬送路６０内部のトナーセンサ１４がトナー有りを検知していた時（Ｓ２０２）、トナー搬送路６０に対してトナーの供給命令を行い、トナー搬送路６０内のトナー搬送スクリュー１３を回転させ、現像器３へトナーを供給する。
【００９４】
この時、現像器３へのトナー供給により、トナー搬送路６０内部のトナーセンサ１４がトナー無しを検知した時、トナーボトル補給動作を開始する（Ｓ２０３）。本実施例においては、前回トナーボトル５０からトナー搬送路６０へ補給されたトナーの補給量を算出するために、前回のトナーボトル５０のポンプ回数Ｎの情報を確認する（Ｓ２０４）。
【００９５】
ここで、前回のトナーボトル５０のポンプ回数Ｎの情報がない場合は、トナーボトル１ポンプ当たりのトナー補給量を算出することができない。そのため、トナー補給のためにポンプ部５１が駆動してから、次のトナー補給のためにポンプ部５１が駆動するまでのポンプ間時間（間欠時間）をデフォルトのポンプ間時間（間欠時間）に設定する（Ｓ２０５）。そして、その設定したポンプ間時間に従って、トナーボトル５０を回転させ（Ｓ２１２）、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナーを供給する。ここでは、予め設定された初期設定時間である、デフォルトのポンプ間時間（間欠時間）は１０秒としている。
【００９６】
一方、前回のトナーボトル５０のポンプ回数Ｎの情報を確認し（Ｓ２０４）、前回のポンプ回数Ｎの情報がある場合は、ドットカウント値の計測を終了（Ｓ２０６）し、積算ドットカウント値Ｖを取得する（Ｓ２０７）。前回のポンプ回数Ｎの情報と積算ドットカウント値Ｖからトナーボトル１ポンプ当たりのドットカウント値（Ｖ／Ｎ）を算出し、予め設定してある１ドット当たりの消費量から、トナーボトル１ポンプ当たりのトナー補給量を算出する（Ｓ２０８）。このトナーボトル１ポンプ当たりのトナー補給量の算出結果に基づいて、トナーボトル１ポンプ当たりの補給量が所定の補給量になるようポンプ間時間（間欠時間）の補正を行う（Ｓ２０９）。本実施例では、トナーボトル１ポンプ当たりの補給量が２ｇとなるように補正している。なお、トナーボトル１ポンプ当たりの補給量が所定の補給量となるように間欠時間を補正する動作については、前述した実施例１と同様である。
【００９７】
トナーボトル１ポンプ当たりのトナー補給量を補正した補正後のポンプ間時間（間欠時間）に設定して（Ｓ２１０）、トナーボトルのポンプ回数Ｎをリセットする（Ｓ２１１）。そして、その設定した補正後のポンプ間時間（間欠時間）に従って、トナーボトル５０を回転させ（Ｓ２１２）、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナーを供給する。
【００９８】
トナーボトル５０を回転させ、トナーボトル５０からのトナー供給を行う時のトナーボトルポンプ回数Ｎを計測（Ｓ２１３）し、バックアップを行う（Ｓ２１４）。この時、トナーボトル５０を回転させ、トナーボトル５０からのトナー供給を行っても、トナー搬送路内トナーセンサ１４がトナー有りにならなかった時（Ｓ２１５，Ｎｏ）、再度トナーボトル５０を回転させる（Ｓ２１２）。トナーボトル５０を回転させ、トナーボトル５０からトナー搬送路６０へトナー供給を行い、トナー搬送路内トナーセンサ１４がトナー有りを検知した時（Ｓ２１５，Ｙｅｓ）、現像器内トナーセンサ１６がトナー有りを検知した場合（Ｓ２１６，Ｙｅｓ）、トナー搬送路６０から現像器３へのトナー補給をそれぞれ停止させ、積算ドットカウント値Ｖをリセット（Ｓ２１７）し、トナー補給動作を終了する。
【００９９】
トナー補給動作終了後、次の画像形成時からドットカウント値の計測を開始する（Ｓ２１８）。
【０１００】
上記トナー補給動作により、トナーボトル５０からのトナー補給時のトナーボトルポンプ回数Ｎと次の補給までの画像形成時の積算ドットカウント値Ｖから補給量を算出し、算出結果に応じて、トナーボトル５０の補給間隔を考慮して補給制御をする。これにより、トナーボトル５０の排出性がばらついた場合においても、トナーボトル５０の１ポンプ当たりの補給量が定量補給（ここでは２ｇ）となるように補正することができ、定量補給することができる。
【０１０１】
また、本実施例では、ポンプ間時間を変更することで補給量の補正を行っているが、ポンプ間時間を一定にして、実施例２で説明したようにポンプ回数を変更することで補給量の補正を行っても良い。あるいは、ポンプ間時間とポンプ回数を変更することで補給量の補正を行っても良い。
【０１０２】
また、本実施例では、トナーボトル１ポンプ当たりの補給量（現像剤の量）を判定する補給量判定手段としてドットカウント方式を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、画像を形成した枚数をカウントする枚数カウント方式を採用して、画像を形成した枚数のカウント値に応じてトナーボトル１ポンプ当たりの補給量（現像剤の量）を判定する構成としても良い。
【０１０３】
また、前述した実施例１，２，３においては、トナーセンサとして透磁率センサを用い、現像器３内、及び、トナー搬送路６０内のトナー残量によって変化する透磁率に応じた出力電圧を検知して、その検知結果などからニアエンド状態やトナーエンド状態を検知した。しかし、これに限らず、現像器３に収容されたトナーのトナー量に応じて出力値を変化させる各種センサを用いることで、本発明と同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
また、前述した実施例１，２，３では、トナーボトル５０の１ポンプ当たりの補給量（所定の補給量）が２ｇとなるようにトナーボトル５０の補給間隔を考慮して補給制御を行っている。しかし、トナーボトル５０の１ポンプ当たりの所定の補給量は適宜設定されるものであり、これに限定されるものではない。
【０１０５】
また、前述した実施例１，２では、補給量算出手段（制御手段であるＣＰＵ１００）が、搬送路内トナーセンサ１４のセンサＯＮ検出回数からトナーボトル１ポンプ当たりの補給量を算出する構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、検知手段による現像剤有り検出時間からトナーボトル１ポンプ当たりの補給量を算出する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
３    …現像器
９    …トナーボトル装着部
１０  …トナーボトル駆動機構
１３  …トナー搬送スクリュー
１４  …搬送路内トナーセンサ
１６  …現像器内トナーセンサ
５０  …トナーボトル
５１  …ポンプ部
５２  …排出口
５３  …ギア部
５４  …往復動部材
５５  …カム溝
５６  …係合突起
５７  …円筒部
６０  …トナー搬送路
１００ …ＣＰＵ
１０４ …画像データ取込部
１０８ …レーザ装置
１０９ …画像信号処理部
１１１ …センサ検知部
【図１】
2018025616.tif 000003
【図２】
2018025616.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018025616.tif 000008
【図７】
2018025616.tif 000009
【図８】
2018025616.tif 000010
【図９】
2018025616.tif 000011
【図１０】
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