(57)【要約】【課題】トナー収容部からトナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部を備えたトナー補給装置において、現像装置へのトナー流れ込みによる異常画像発生防止と、高画像面積率のリピート印刷時における画像濃度品質の維持を両立できるトナー補給装置を提供すること。【解決手段】副トナー収容部内にトナーが所定量以上に収容された状態となるようにトナー収容部から副トナー収容部へのトナー搬送を制御し、現像装置での必要に応じて副トナー収容部から現像装置へのトナー送り出しを制御し、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上である場合には、トナー充填の効率を下げる制御を行うトナー補給制御手段を設ける。【選択図】図１５
2011107315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、
該現像装置に供給するトナーが収容されたトナー収容部と、
該トナー収容部と前記現像装置との間に配置され、前記トナー収容部から前記トナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを前記現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部と、
該副トナー収容部内にトナーが所定量以上に収容された状態となるように前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送を制御し、前記現像装置での必要に応じて前記副トナー収容部から前記現像装置へのトナー送り出しを制御し、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上である場合には、前記トナー搬送の効率を下げる制御を行うトナー補給制御手段と
を備えたことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への１回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
【請求項３】
前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
【請求項４】
前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への１回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御と、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御との双方を実行することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
【請求項５】
前記感光体上に形成された静電潜像の面積を算出する画像面積算出手段を備え、
前記トナー補給制御手段は、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上になることを、前記画像面積算出手段で算出された画像面積算出結果から判断することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のトナー補給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置の一構成体である現像装置へトナーを供給するトナー補給装置と、そのトナー補給装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナー補給装置として、例えば、トナー容器と現像装置の間に、現像装置へ補給するトナーを一旦収容するサブホッパを設け、サブホッパを重力方向に仕切る上下仕切り部材を設け、上下仕切り部材を介してサブホッパに上室及び下室を設け、トナー容器からサブホッパの上室へトナーを移動させる紛体ポンプを設け、サブホッパの上室にトナー循環手段を設け、サブホッパの下室に現像装置へトナーを補給する下スクリューを設け、トナー容器からサブホッパへ移動したトナーが上室で循環せずに下室を介して現像装置へ流れ込むことを防止するリブを設け、さらに、流れ込み防止として、粉体ポンプの駆動中（充填動作中）は、サブホッパ内スクリュー駆動によるトナー搬送（補給動作）が重ならないように制御する制御手段を設けたトナー補給装置が知られている。
【０００３】
このトナー補給装置は、粉体ポンプの下流にあるサブホッパではトナー搬送に伴って圧力上昇が発生しやすいのをサブホッパ内スクリュー駆動によるトナー搬送（補給動作）が重ならないように制御することで圧力上昇を抑制して、現像装置へ高精度のトナー補給を確保し、もって、高品質の画像を得ることができる好適なトナー補給装置となっている（例えば特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように好適なトナー補給装置ではあるが、しかしながら、高画像面積率のリピート印刷時（１枚のシート上の異なる位置に同じ画像をリピート画像として繰り返し形成する）であって、高Ｄｕｔｙでサブホッパ内スクリュー駆動（補給動作）しなければならない場合に、上述の制御手段により流れ込み防止を行うと、本来補給しなければならないトナーが補給されなくなり、リピート画像濃度が低下してしまう虞があった。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、現像装置へのトナー流れ込みによる異常画像発生防止と、高画像面積率のリピート印刷時における画像濃度品質の維持を両立できるトナー補給装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかるトナー補給装置及び画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
請求項１にかかる発明は、感光体上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、該現像装置に供給するトナーが収容されたトナー収容部と、該トナー収容部と前記現像装置との間に配置され、前記トナー収容部から前記トナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを前記現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部と、該副トナー収容部内にトナーが所定量以上に収容された状態となるように前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送を制御し、前記現像装置での必要に応じて前記副トナー収容部から前記現像装置へのトナー送り出しを制御し、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上である場合には、前記トナー搬送の効率を下げる制御を行うトナー補給制御手段とを備えたトナー補給装置を特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への１回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御を実行することを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御を実行することを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１において、前記トナー補給制御手段は、前記トナー搬送の効率を下げるために、前記トナー収容部から前記副トナー収容部への１回当たりのトナー搬送の時間を短縮すると共に、次のトナー搬送開始まで休止時間を設ける制御と、前記トナー収容部から前記副トナー収容部へのトナー搬送の流量を下げる制御との双方を実行することを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４の何れか１項において、前記感光体上に形成された静電潜像の面積を算出する画像面積算出手段を備え、前記トナー補給制御手段は、前記現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上になることを、前記画像面積算出手段で算出された画像面積算出結果から判断することを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のトナー補給装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、現像装置へのトナー流れ込みによる異常画像発生防止と、高画像面積率のリピート印刷時における画像濃度品質の維持を両立できるトナー補給装置及び画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態にかかる画像形成装置の概略を示した模式図である。
【図２】トナー補給装置の概略を示した模式図である。
【図３】トナー補給部の斜視図である。
【図４】サブホッパの上室の横断平面図である。
【図５】サブホッパの下室の横断平面図である。
【図６】サブホッパの縦断側面図である。
【図７】本実施の形態にかかるトナー補給制御による、補給Ｄｕｔｙが２０％時におけるトナーセンサの出力と通紙枚数との関係を示した線図である。
【図８】本実施の形態にかかるトナー補給制御による、補給Ｄｕｔｙが２０％時のリピート画像濃度と通紙枚数との関係を示した線図である。
【図９】本実施の形態にかかるトナー補給制御を行わない場合の、補給Ｄｕｔｙが４０％時のトナーセンサの出力と通紙枚数との関係を示した線図である。
【図１０】本実施の形態にかかるトナー補給制御を行わない場合の、補給Ｄｕｔｙが４０％時のリピート画像濃度と通紙枚数との関係を示した線図である。
【図１１】本実施の形態にかかるトナー補給制御による、補給Ｄｕｔｙが４０％時のトナーセンサの出力と通紙枚数との関係を示した線図である。
【図１２】本実施の形態にかかるトナー補給制御による、補給Ｄｕｔｙが４０％時のリピート画像濃度と通紙枚数との関係を示した線図である。
【図１３】本実施の形態にかかるトナー補給制御による、補給Ｄｕｔｙが２０％におけるトナー補給制御例を示すタイミングチャートである。
【図１４】本実施の形態にかかるトナー補給制御を行わない場合の、補給Ｄｕｔｙが４０％におけるトナー補給制御例を示すタイミングチャートである。
【図１５】本実施の形態にかかるトナー補給制御による、補給Ｄｕｔｙが４０％におけるトナー補給制御例を示すタイミングチャートその１である。
【図１６】本実施の形態にかかるトナー補給制御による、補給Ｄｕｔｙが４０％におけるトナー補給制御例を示すタイミングチャートその２である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明にかかるトナー補給装置を備えた画像形成装置を示す模式図である。この画像形成装置は、中央に複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に原稿自動搬送装置４００を配置した構成となっている。
【００１０】
複写機本体１００には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数のローラ１４、１５、１６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト１０が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット１８が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ１４とローラ１５間の走行辺上に、４つの作像ユニット１８を配置してタンデム画像形成装置２０を構成している。
【００１１】
４個の作像ユニット１８は、中間転写ベルト１０に接する感光体としての感光ドラム４０を具備している。この感光ドラム４０の周りには、帯電装置、現像装置６０、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光ドラム４０が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には転写装置６２が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット１８は同一構造に構成されているが、現像装置６０のトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色に分けられている。また、各作像ユニット１８の上方には光変調されたレーザ光を各感光ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置６０の間で感光ドラム４０に照射する。露光装置２１は、作像ユニット１８毎に設けてもよいが、共通の露光装置２１を用いればコストの点で有利である。
【００１２】
一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、ローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介してローラ１６に押し当てられるように配置されている。
【００１３】
図１において、２次転写装置２２の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、加圧ローラと、該加圧ローラに押し当てた無端ベルトである定着ベルトとを具備している。
【００１４】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシート（紙またはフィルム）をこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置２５まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生じる。
【００１５】
なお、図示例では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。
【００１６】
さて、かく構成の画像形成装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００１７】
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００１８】
また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の作像ユニット１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００１９】
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２０】
または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ５０が回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２１】
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。
【００２２】
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００２３】
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【００２４】
図２は、現像装置６０（図１）にトナーを補給するトナー補給装置の概略図である。
図２において、現像装置６０へ補給するトナーを収容したトナー収容部としてのトナー容器８０は複写機本体１００に設けられたセット部（図示せず）にセットされる。このセット部には、トナー容器８０内に挿入されるノズル９０が図示していない機枠に設けられており、トナー容器８０をセット部へセットすることによりシャッタ８１が側方へ押し出されてノズル９０が挿入される。ノズル９０は、単管構造になっており、ノズル９０の挿入側と反対端部にはトナー移送チューブ５９が接続されている。
【００２５】
トナー容器８０は、フレキシブルで変形可能な袋状体であり、その袋部分はポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム等のフレキシブルなシート材（８０〜１２５μｍ程度の厚み）を単層または複層構成にして袋状容器形状の紛体である。そして、トナー容器８０はその下部中央にトナー排出孔８３が設けられ、ポリエチレンやナイロン等に樹脂から作られた口金部材８２が固定されて構成されている。口金部材８２のトナー排出孔８３は、通常上記シャッタ８１によって閉鎖されているが、トナー容器８０がセット部へセットされると、シャッタ８１はノズル９０によって側方へ押し出され、ノズル９０の開口とトナー排出孔８３が連通する。なお、符号９１はシャッタ８１の戻し用のバネであって、トナー容器８０がセット部から取り出すと、トナー排出孔８３を塞ぐ位置に戻す用をなしている。
【００２６】
他方、現像装置６０の上部に、トナー移送チューブ５９を介してトナー収容部としてのトナー容器８０からトナーを搬送可能に構成されると共に、搬送されたトナーを一旦収容し、収容したトナーを前記現像装置へ送り出し可能に構成された副トナー収容部が設けられている。
【００２７】
この副トナー収容部を説明すると、現像装置６０の上部にサブホッパ６１が設けられており、トナー容器８０のトナーは一旦このサブホッパ６１に収容される。そして、サブホッパ６１上にはトナー容器８０のトナーをこのサブホッパ６１に搬送させる粉体ポンプ７０が設けられている。
【００２８】
この粉体ポンプ７０は、一軸偏芯スクリューポンプであって、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ７１と、ゴム等の弾性体で作られ、２条スクリュー形状に形成されたステータ７２と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ７３とを有している。
【００２９】
上記ロータ７１は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸７４に一体連結されたギヤ７５（図３に示す）がアイドルギヤ（図示せず）を介して第１クラッチ７６と駆動連結され、第１クラッチ７６のオン・オフにより粉体ポンプ７０の稼働が制御される。なお、第１クラッチ７６と後述する第２クラッチ６８は不図示の駆動装置によって駆動される回転駆動軸７９に設けられている。
【００３０】
また、上記ホルダ７３の先端、すなわち、図２の右端にはトナー吸い込み部７７が設けられ、トナー吸い込み部７７に上述のトナー移送チューブ５９が接続されている。このトナー移送チューブ５９としては、例えば直径４〜１０ｍｍのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。
【００３１】
なお、上記した紛体ポンプ７０を用いれば、トナー収容手段のトナー排出口がサブホッパ６１のトナー受け取り口よりも鉛直方向において低い位置にあるような場合でもトナー容器８０のトナーをスムーズに搬送することができる。サブポッパ６１は、図６に示すように、その縦断面形状がほぼ逆三角形状に形成され、その内部は上下仕切り部材６４によって重力方向に分割されて上室６２と下室６３が設けられている。
【００３２】
床面積が下室６３よりも大きい上室６２には、一対の互いに逆方向に回転駆動する上スクリュー８４、８５と、両スクリュー間に配置され両端部が開放された仕切り板６６が設けられている。なお、仕切り板６６は、上下仕切り部材６４と一体に形成されているが、両部材は別部材で構成しても良い。
【００３３】
このように構成された上室６２は、図２及び図４に示すように、符号Ａで示す位置（開口部）が紛体ポンプ７０によって搬送されたトナーの供給位置であり、該位置Ａに供給されたトナーは上スクリュー８４、８５の回転によって矢印Ｐ１方向、すなわち反時計方向に循環される。また、符号Ｂは上室６２と下室６３の連通孔であって、上スクリュー８４、８５によって矢印Ｐ１方向に循環しているトナーは連通孔Ｂから下室６３へ落下する。また、下室６３には図５に示すように、下スクリュー８６が設けられており、連通孔Ｂによって位置Ｂ’に供給されたトナーは下スクリュー８６の回転により矢印Ｐ２方向に移動される。符号Ｃは下室６３と現像装置６０とを連通する補給口であって矢印Ｐ２方向に移動されるトナーは補給口Ｃから現像装置６０内へ落下して補給される。
【００３４】
このように構成された副トナー収容部は、上記紛体ポンプ７０によって供給されたトナーが一旦収容され、スクリューにより現像装置６０へ移送される。また、上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６は各スクリューのギヤ８４ａ、８５ａ、８６ａがアイドルギヤ列８７を介して回転駆動軸７９に設けられた第２クラッチ６８と駆動連結され、該第２クラッチ６８により駆動のオン・オフが、後述のトナー補給制御手段により制御される。
【００３５】
上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６は、例えばスクリュー径や回転数を異なることによって上スクリュー８４、８５のトナー搬送量が下スクリュー８６のそれよりも多くなるように設定されている。したがって、本例の上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６は同時に駆動されるので、通常下室６３はトナーほぼ満杯状態であり、上室６２のトナーは矢印Ｐ１方向に循環し、下室６３のトナーが補給されると、その分のトナーが連通孔Ｂから下室６３へ落下する。なお、上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６の駆動は別々に制御するように構成することもできる。
【００３６】
また、サブホッパ６１には紛体ポンプ７０で移送されたトナーが供給される位置Ａのトナー循環方向上流側近傍の側壁にトナーの有無を検知するトナーセンサ６９が設けられている。本例のトナーセンサは振動式のセンサであって、上室６３内のトナーに接触するトナーセンサ検知面６９ａにて、トナーの有無を検知するものである。
【００３７】
本実施の形態にかかるトナー補給装置は、上述した各機構部と、その各機構部を動作させるトナー補給制御手段とを備えて構成され、このように構成されたトナー補給装置は、現像装置６０へのトナー補給指令が発せられると、第２クラッチ６８がオンして上スクリュー８４、８５と下スクリュー８６を作動する。そして、下スクリュー８６の回転時間に応じた量のトナーが現像装置６０へ補給される。他方、トナー容器８０からサブホッパ６１へのトナー補給は、トナーセンサ６９が該ホッパ上室６２のトナーを監視しており、トナーがセンサの検知位置よりも減少すると、粉体ポンプ７０が作動してトナー容器８０のトナーがサブホッパ６１内へ補給される。このとき、サブホッパ６１へのトナー補給量は高精度に制御する必要がなく、よって紛体ポンプ７０によるトナー移送量は下スクリューで現像装置６０に補給する量よりも多量となるように設定されている。
【００３８】
また、粉体ポンプ７０を何回か作動してもトナーセンサ６９のトナーを検知量が規定量を下回ったままであるとき、トナー容器８０のトナーがほぼ無くなったトナーニアエンドと判断される。そして、トナーニアエンドと判断されると、所定動作、例えば図示していない操作パネルへのカートリッジ交換時である旨を表示し、所定作像回数後の作像停止等を行う。またトナーニアエンド検知されたとき、サブホッパ６１にまったくトナーがないわけではないので、現像装置６０のトナー濃度が低下せず、よってトナーニアエンド検知時に画像濃度が不安定になることはない。
【００３９】
かかる効果を確実に享受するためには、トナーセンサ６９を紛体ポンプ７０によりトナーが補給される位置Ａの上流近傍に配置することが好ましく、かかる位置でトナー量が不足してもサブホッパ６１はその内部空間を利用して最大量のトナーを蓄えられるようにトナー循環径路を形成している。したがって、上室６２において紛体ポンプ７０によりトナーが補給される位置Ａから下室６３へ供給する連通孔Ｂまでは上スクリュー８４、８５によってトナーが循環する経路の半周以上の間隔を開けており、トナーが少ない状態のときにトナー容器８０からのトナーが直ちに下室６３へ落下することがなく、トナーニアエンドと判断されても現像装置へのトナー補給をある程度続けられる。したがって、トナーニアエンド時によく生じていた画像濃度の変動による画質が低下したシートを発生させることを確実に抑止することができる。
【００４０】
次に、リピート印刷時における本実施の形態にかかるトナー補給制御手段を説明する。
図７、図８、図１３は、リピート画像濃度品質の維持に必要な補給Ｄｕｔｙ（書き込み信号ＯＮから次の書き込み信号ＯＮに至るまでの時間を１００とし、最初の書き込み信号ＯＮを起点として第２クラッチ６８の動作時間の割合）が２０％の場合の、トナー補給制御の一例である。
【００４１】
このときの補給制御タイミングは、図１３に示した例では、リピート印刷時、二回目の作像時において、サブホッパ６１に設置されたトナーセンサ６９の検知結果がトナー無し状態を検知したとする。この検知結果に基づき、所定時間の第１クラッチ７６をオン制御し、粉体ポンプ７０を駆動することにより所定量のトナーを一気にサブホッパ６１へと補充する。補充動作したタイミングは、図７、図１３の通紙枚数８０枚目、１６０枚目（縦点線）であるが、トナーセンサ出力（○印）は目標トナーセンサ出力（−印）に追従しており、リピート画像濃度（△印）も目標範囲内（−印）に収まっている。つまり、図１３の補充動作条件の場合に、補給Ｄｕｔｙが２０％程度であればトナー流れ込み現象は発生しないということを示している。
【００４２】
一方、図９、図１０、図１４は、リピート画像濃度品質の維持に必要な補給Ｄｕｔｙが４０％の場合（高画像面積率のリピート印刷）の、トナー補給制御の一例である。このときの補給制御タイミングは、図１４に示すとおり、図１３に対して補給Ｄｕｔｙが２０％から４０％に倍増し、補充条件は変えていない。補充動作したタイミングは、図９、図１０の通紙枚数８０枚目、１６０枚目（縦点線）であるが、トナーセンサ出力（○印）が補充タイミングで大きく低下（トナー濃度が増えたことを示す）しており、結果としてリピート画像濃度（△印）も目標範囲上限（−印）を越えてしまっている。つまり、図１４の補充動作条件の場合には、補給Ｄｕｔｙが４０％を越えると補充動作によってトナー流れ込み現象が起こってしまうことを示す。
【００４３】
上述の現象発生解析結果を考慮すると、ここで解決したいことは、高画像面積率のリピート印刷の際、「リピート画像濃度品質を維持するため補給条件は変えず、補充によるサブホッパ６０内の圧力上昇は抑える」ことである。
そこで、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上（補給Ｄｕｔｙが２０％以上）である場合には、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げる制御を行う。
【００４４】
図１５では、補給Ｄｕｔｙは４０％のまま変えずに、粉体ポンプ７０の駆動時間を図１４に対して１／２に短縮した。すなわち、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げるために、トナー容器８０からサブホッパ６１への１回当たりのトナー搬送の時間を短縮する制御を実行する。
また、連続して補充動作が実行されては一回当たりの補充効率を短縮した意味がないので、補充動作直後にトナーセンサ６９の検知結果がトナー無しであっても、一定時間は補充動作を行わないようにした。その結果、補充動作したタイミングは、図１１、図１２の通紙枚数４０枚目、８０枚目、１２０枚目、１６０枚目（縦点線）と、図１０に対して倍増したものの、補充タイミングでのトナーセンサ出力（○印）低下は緩和された。そして、リピート画像濃度（△印）は目標範囲内（−印）に収めることができた。すなわち、充填によるサブホッパ６０内の圧力上昇を抑えることができる。
【００４５】
トナー充填の効率を下げる他の制御としては、補給Ｄｕｔｙは４０％のまま変えずに、粉体ポンプ７０の駆動軸の回転速度を図１４に対して１／２に減速しても良い（図１６参照）。すなわち、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げるために、トナー容器８０からサブホッパ６１へのトナー搬送の流量を下げる制御を実行する。この制御により、図１１、１６と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
リピート画像濃度品質の維持に必要な補給Ｄｕｔｙが例えば４０％以上の場合（更なる高画像面積率のリピート印刷）には、充填によるサブホッパ６０内の圧力上昇を抑えるために、トナー容器８０からサブホッパ６１への１回当たりのトナー搬送の時間を短縮する制御と、ナー容器８０からサブホッパ６１へのトナー搬送の流量を下げる制御とを組み合わせる。
【００４７】
上述したように、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上（補給Ｄｕｔｙが２０％以上）である場合には、トナー補給制御手段は、トナー充填の効率を下げる制御を行うが、基準値以上か否かを判断するのを、トナーセンサ出力の変動によって判断可能ではあるが、この場合、補給Ｄｕｔｙが基準値を超えたことを確認してから駆動条件を制御することになる。これを回避するため、露光装置２１が感光ドラム４０に形成した静電潜像面積を算出する画像面積算出手段を設け、トナー補給制御手段は、現像装置で必要とするトナー送り出し量が基準値以上になることを、画像面積算出手段で算出された画像面積算出結果から判断することで、予め補給Ｄｕｔｙが大きくなることが予測可能となり、極めて好適である。
【００４８】
このように、本実施の形態にかかるトナー補給装置を備えた画像形成装置によれば、現像装置へのトナー流れ込みによる異常画像発生防止と、高画像面積率のリピート印刷時における画像濃度品質の維持を両立できる。
【００４９】
以上、本実施の形態にかかるトナー補給装置を備えた画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、サブホッパ６１に設けたトナー検知手段は、振動式のものに限らず、透過型のセンサであってもよい。また、サブホッパ６１は上下室に分割していないホッパであってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
４０‥感光ドラム  ６０‥現像装置  ６１‥サブホッパ  ６２‥上室  ６３‥下室  ６９‥トナーセンサ  ７０‥紛体ポンプ  ８０‥トナー容器  ８４、８５‥上スクリュー  ８６‥下スクリュー  ６８‥第２クラッチ  ７９‥回転駆動軸  ７６‥第１クラッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開２００５−９１７１５公報
【図１】
2011107315.tif 000003
【図２】
2011107315.tif 000004
【図３】
2011107315.tif 000005
【図４】
2011107315.tif 000006
【図５】
2011107315.tif 000007
【図６】
2011107315.tif 000008
【図７】
2011107315.tif 000009
【図８】
2011107315.tif 000010
【図９】
2011107315.tif 000011
【図１０】
2011107315.tif 000012
【図１１】
2011107315.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011107315.tif 000017
【図１６】
2011107315.tif 000018