(57)【要約】【課題】現像器にトナー補給するトナー容器にトナーが無いことを正しく検知する画像形成装置のトナー補給方法を提供する。【解決手段】トナー補給動作１回当たりの補給時間を一定値Ｔｈ、トナー補給動作１回当たりの搬送部材の回転時間を一定値Ｔｒ、トナー補給動作１回当たりの次回補給開始までの停止待ち時間をＴｗ、トナー補給動作の経過時間をＪ、トナー補給動作の開始時間を一定値Ｋ、一定値Ｔｒに対する補正係数をＳ、補正係数に対する補正量の傾きを一定値α、トナー残量判定のためのタイムアウト時間を一定値Ｔｏとし、トナー容器２１から現像器１４にトナーＴｎを補給するに際し、回転時間Ｔｒと、停止待ち時間ｔｗとを、補正係数Ｓを用いて補正することにより、トナー容器にトナーが十分にあるときに一度に過大なトナー補給が行われること防止し、トナー容器にトナーが少なく且つ該トナーが供給口から離れた位置に片寄っているときでも短時間でトナー補給を行う。【選択図】図５
2015060116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像槽と、該現像槽のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、を有する現像器と、
該現像器に補給するトナーを収容し、前記現像器に前記トナーを補給する補給口へ前記トナーを回転しながら搬送する搬送部材と、を有するトナー容器と、
前記トナー濃度検知センサの出力を参照して前記搬送部材の回転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記トナー容器から前記現像器に前記トナーを補給するに際し、
前記搬送部材の回転時間と、該回転時間後における前記トナー濃度検知センサからの検知結果を取得するまでの待ち時間とを、補正係数を用いて長く又は短く補正することにより、
前記トナー容器に前記トナーが十分にあるときに一度に過大なトナー補給が行われることを防止し、
前記トナー容器に前記トナーが少なく且つ該トナーが前記供給口から離れた位置に片寄っているときに速やかにトナー補給を行うようにする、
ことを特徴とする画像形成装置のトナー補給方法。
【請求項２】
現像剤を収容する現像槽と、該現像槽のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、を有する現像器と
該現像器に補給するトナーを収容し、前記現像器に前記トナーを補給する補給口へ前記トナーを回転しながら搬送する搬送部材と、を有するトナー容器と、
前記トナー濃度検知センサの出力を参照して前記搬送部材の回転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記トナー容器から前記現像器へ前記トナーを補給するに際し、
前記トナー補給動作１回当たりの補給時間を一定値Ｔｈとし、
前記トナー補給動作１回当たりの前記搬送部材の回転時間を一定値Ｔｒとし、
前記トナー補給動作１回当たりの次回補給開始までの停止待ち時間をＴｗとし、
前記トナー補給動作の経過時間をＪとし、
前記トナー補給動作の開始時間を一定値Ｋとし、
前記一定値Ｔｒに対する補正係数をＳとし、
前記補正係数に対する補正量の傾きを一定値αとし、
トナー残量判定のためのタイムアウト時間を一定値Ｔｏとし、
前記制御部は、前記トナーの補給開始の前に、
「Ｊ＞Ｋ」を判断し、
「Ｊ＞Ｋ」でないとき「Ｓ＝１」として「Ｔｒ＝Ｔｒ×Ｓ」を設定し、
「Ｊ＞Ｋ」で且つ「Ｊ≧〔｛Ｔｈ／（Ｔｒ−１）｝／α〕＋Ｋで」でないとき「Ｓ＝α（Ｊ−Ｋ）＋１」として「Ｔｒ＝Ｔｒ×Ｓ」を設定し、
「Ｊ＞Ｋ」で且つ「Ｊ≧〔｛Ｔｈ／（Ｔｒ−１）｝／α〕＋Ｋで」であるとき「Ｓ＝Ｔｈ／Ｔｒ」として「Ｔｒ＝Ｔｒ×Ｓ」を設定し、
前記トナーの補給開始後は、
「Ｔｒ＝Ｔｒ×Ｓ」の時間だけ搬送部材を駆動した後、
「Ｔｗ＝Ｔｈ−Ｓ×Ｔｒ」の時間だけ前記トナー濃度検知センサからのトナー濃度検知出力を待機し、
この待機時間中に取得した前記トナー濃度検知センサからの出力がトナー濃度が適正値に十分であることを示したときは前記トナー容器に前記トナーの残量があることを外部に報知して処理を終了し、
前記待機時間中に取得した前記ナー濃度検知センサからの出力がトナー濃度が適正値に達していないことを示したとき、更に「Ｊ≧Ｔｏ」なら前記トナー容器に前記トナーの残量が無いことを外部に報知して処理を終了し、
前記トナー濃度が適正値に達してなく且つ「Ｊ＜Ｔｏ」なら前記「Ｊ＞Ｋ」の判断以下の処理を繰り返す、
ことを特徴とする画像形成装置のトナー補給方法。
【請求項３】
前記現像器、前記トナー容器、及び前記トナー補給方法を行う制御部とを備える請求項１または２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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式で二成分現像剤を用いる画像形成装置のトナー補給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、一般に感光体ドラムを一様に帯電させて初期化し、この感光体ドラムに光書込みによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像化して、そのトナー像を直接または間接に用紙等の転写材に転写して定着器で定着させる。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置には、トナーのみから成る一成分現像剤を用いるものと、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いるものとがある。近年、要望が強い印字（以下、印刷ともいう）処理の高速化に対処するには二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できる。
【０００４】
上記の二成分現像剤のキャリアは、現像器内でトナーと混合撹拌されてトナーに所定の電荷を与える。電荷を与えられたトナーはキャリアの表面に一時的に付着してキャリアの表面を被覆する。
【０００５】
現像器には磁性体の現像ローラが配置されている。現像ローラに付着したキャリアは電荷を帯びたトナーを感光体上に運び、感光体上の静電潜像にトナーを転移させて静電潜像上にトナー像を現像させる。
【０００６】
表面のトナーを放出したキャリアは現像ローラ上に残り、再び現像器内に戻って現像器に補給される新たなトナーと再び混合され、撹拌されながら現像器内を循環し、トナーに電荷を与え、そのトナーを感光体上に運ぶ、ということが繰り返される。
【０００７】
一般に、現像器の現像剤中のトナー濃度が高すぎると形成された画像に地汚れ等が発生する。逆にトナー濃度が低すぎると高濃度な画像が得られない。従って、高画質な画像を得るためには現像器内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することが必要である。
【０００８】
そこで、このような現像剤を使って画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置の現像器では、印字して消費したトナー量を測定するためのトナー濃度センサが設けられている。そしてトナー濃度が所定以下に低いことが検知されると現像器にトナーを補給するようにしている。
【０００９】
上記のトナー濃度センサには透磁率を検知する磁気センサが使用される。このトナー濃度センサは、現像器の内壁面の一部に検知面を露出させ、この検知面周辺の現像剤中のキャリアからの透磁率の変化を検知する。すなわち、トナー濃度が高いと透磁率が下りセンサ出力は弱くなる。トナー濃度が低いと透磁率が上がりセンサ出力は強くなる。
【００１０】
そして補給基準電圧値（補給電圧閾値）よりもセンサ出力が上回った場合トナーを不足分だけ補給し、出力が基準電圧値よりも下回れば補給を停止する。この時のトナー量は補給される時間当たり定量の補給が好ましい。
【００１１】
ところで、通常、現像器へのトナーの補給はトナーカートリッジから行われる。トナーカートリッジ内にはトナー搬送スクリューが配設されており、時間当たり一定の回転数でトナーを補給口に送り出している。ところが、トナーカートリッジ内のトナーに片寄りがあると、トナーの補給量にムラが生じて現像器のセンサがトナー濃度を誤検知するなどの不具合が発生する。
【００１２】
このような、トナー容器（トナーカートリッジ）内のトナーの片寄りを防止するために、トナー容器の開口部（トナー供給口）の対向側を密閉する他端部の外側に取っ手を設けて、トナー容器の縦置きが出来ないようにし、これにより、トナー容器内のトナーの片寄りも防止したトナー容器が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−０６５２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、トナーカートリッジは、例え縦置きせずに横置きにしておいても、トナーは極めて高い流動性を持っているので、トナーカートリッジ内にトナーが十分に入っていない状態のとき、トナーカートリッジの装着時にトナーカートリッジが傾けられた又は振動を与えられた、などによって、トナーが供給口から反対側に離れて片寄ることがある。
【００１５】
そうすると、現像器のセンサからのトナー補給要求に対して、トナーカートリッジからの補給が遅れてしまい、現像器内のトナー濃度が低下し過ぎ、トナーカートリッジ内にトナーが残っているにもかかわらず、トナーカートリッジにトナー残量なしと誤検知する場合がある。
【００１６】
このような誤検知を防ぐため、従来、トナーカートリッジ残量なしの判定では、現像器内のトナー濃度がトナーカートリッジにトナー残量なしと判断されるほど下がった状態から一定の時間が経過してなおトナー濃度が回復しなかった場合にトナー残量なしと判定している。
【００１７】
しかし、そのように、トナー無しの判定のために経過時間を十分に設けていると、トナーカートリッジのトナー残量の有無の判定を行うたびに印刷が停止し、待ち時間が延びるため実用的ではないという問題がある。
【００１８】
また、トナー補給動作１回当りのトナー補給量を一定量に設定することによって、現像剤の十分な攪拌を行うと共に過剰なトナー補給を防ぐようにしている。もし、印字速度に対しトナー補給量が追いつかない場合は、印字動作を停止してトナー補給動作を優先する必要が出てくる。
【００１９】
そして、この場合も、補給動作１回ごとにトナー無し判定のための待ち時間を設けていると、判定が決定するまでの間に消費した待ち時間が無駄な時間になってしまうという問題がある。
【００２０】
そうかといって、トナー補給時に待ち時間を設けずに単純に補給動作を継続して行うようにすると、トナー濃度の判定をトナー補給口から離れた位置にあるセンサで行っているため、トナーカートリッジの供給口にトナーが十分にあった場合は、一度に大量のトナーが供給されて、現像器に大きな負荷がかかる上、現像器内のトナー濃度にムラができるという問題がある。
【００２１】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、現像器にトナーを補給するに際しトナー容器にトナーが無いことを正しく検知する画像形成装置のトナー補給方法および画像形成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】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置のトナー補給方法は、現像剤を収容する現像槽と、該現像槽のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、を有する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容し、前記現像器に前記トナーを補給する補給口へ前記トナーを回転しながら搬送する搬送部材と、を有するトナー容器と、前記トナー濃度検知センサの出力を参照して前記搬送部材の回転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記トナー容器から前記現像器に前記トナーを補給するに際し、前記搬送部材の回転時間と、該回転時間後における前記トナー濃度検知センサからの検知結果を取得するまでの待ち時間とを、補正係数を用いて長く又は短く補正することにより、前記トナー容器に前記トナーが十分にあるときに一度に過大なトナー補給が行われることを防止し、前記トナー容器に前記トナーが少なく且つ該トナーが前記供給口から離れた位置に片寄っているときに速やかにトナー補給を行うようにする、ように構成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、トナー容器の供給口にトナーが十分にあるときにトナーが過剰に補給されることなく、トナー容器の供給口からトナーが離れているときでも短時間でトナーを補給することができ、トナー容器にトナー残量がないときは短時間で残量無しを検知する画像形成装置のトナー補給方法および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係るトナー補給制御方法及びトナー補給制御プログラムを有するフルカラーの画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るプリンタの制御装置を含む回路ブロック図である。
【図３】(a)は実施例１に係るプリンタの現像器を感光体ドラムと共に示す拡大断面図、(b)は現像器を(a)の矢印ｃで示す方向に切断して内部構成と現像剤の還流経路を示す断面図である。
【図４】(a),(b),(c)は実施例１に係るプリンタのトナーカートリッジの構成と内部のトナーの態様を模式的に示す図である。
【図５】実施例１に係るプリンタにおけるトナー補給動作を制御してトナーカートリッジのトナー残量を適正に判断する処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
［実施例１］
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係るトナー補給制御方法及びトナー補給制御プログラムを有するフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタ又は装置本体という）の内部構成を説明する断面図である。
【００２７】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で中間転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。
【００２８】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設して構成される。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００２９】
上記４個の現像装置９のうち上流側（図の左側）の３個の現像装置９ｃ、９ｍ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００３０】
上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の現像装置９ｙを例にしてその構成を説明する。
【００３１】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００３２】
現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。
【００３３】
この現像器１４には、転写ベルトユニット３の上方に配置されているトナー供給部４のトナーカートリッジ２１から、同図にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙで示すブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかのトナーが供給される。
【００３４】
転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２２と従動ローラ２３を備えている。
【００３５】
駆動ローラ２２には、転写ベルト８を介して二次転写ローラ２４が圧接し、ここに搬送されて来る転写媒体である用紙に対し、転写ベルト８上の一次転写トナー像を二次転写する二次転写部を形成している。
【００３６】
上記の転写ベルト８には、一次転写ローラ２５がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２５は感光体ドラム１０に対し、転写ベルト８を挟むように配置されている。
【００３７】
一次転写ローラ２５は、下方を循環移動する転写ベルト８の下部走行面８ａにトナー像を直接転写（一次転写）する。転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく、上記の二次転写部まで搬送する。
【００３８】
また、転写ベルト８には、従動ローラ２３に掛け渡されている表面に当接してベルトクリーナ２６が配置されている。ベルトクリーナ２６の下方にはベルトクリーナ２６が転写ベルト８から除去した廃トナーを収容する廃トナー回収容器２７が着脱自在に配置されている。
【００３９】
トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行面の上方に配置されている前述した４個のトナーカートリッジ２１で構成されている。このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００４０】
トナー供給部４の４個のトナーカートリッジ２１は、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーを収容している。
【００４１】
これらのトナーカートリッジ２１は、プリンタ１本体に対し前面方向に、すなわち図の紙面奥行き方向手前側に挿脱して着脱自在である。トナーカートリッジ２１には図１では断面図のため見えないが、現像器９にトナーを補給するためのトナー補給口が形成されている。
【００４２】
トナー補給口は、トナーカートリッジ２１がプリンタ１本体に装着されたとき、現像器９の後方から上に延びだしているトナー補給路に連通し、このトナー補給路を介して現像器９にトナーを補給する。尚、図１では断面図のため見えないが、トナー補給路は転写ベルトユニット３の後方に回り込んで配置されている。
【００４３】
このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２６の左方から上方にかけて電装部２９が配設されている。電装部２９には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤が装着されている。
【００４４】
給紙部５は、１個の給紙カセット３１を備えている。給紙カセット３１の給紙口（図の右方）近傍には、用紙取出ローラ３２、給送ローラ３３、捌きローラ３４、待機搬送ローラ対３５が配置されている。
【００４５】
待機搬送ローラ対３５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、前述した二次転写部が形成されている。この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。
【００４６】
ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。
【００４７】
両面印刷用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。
【００４８】
この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する返送開始路３９ａ、それから下方に曲がる返送中間路３９ｂ、更に左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる返送終端路３９ｃを有する返送路３９を備えている。
【００４９】
また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記返送終端路３９ｃの出口は、給紙部５の給紙カセット３１に対応する待機搬送ローラ対３５への搬送路に合流している。
【００５０】
図２は、上記のプリンタ１の制御装置を含む回路ブロック図である。図２に示すように回路ブロックは、プリンタコントローラ部５０が中心となっている。このプリンタコントローラ部５０には、複数のバス４５を介してネットワークコントローラ部４７のＩ／Ｆ（インターフェイス）４８、ヘッドコントローラ部４９が接続されている。
【００５１】
上記のネットワークコントローラ部４７のＩ／Ｆ４８には他のバス４５を介して操作パネル部５１が接続されている。また、Ｉ／Ｆ４８には、例えばパーソナルコンピュータ等の図外のホスト機器から印字データ等の信号が入力される。
【００５２】
ネットワークコントローラ部４７は、Ｉ／Ｆ４８を介して外部から入力される印字データをヘッドコントローラ部４９に送信し、印字データに含まれるコマンドデータや操作パネル部５１から入力される指示データをプリンタコントローラ部５０に送信する。
【００５３】
プリンタコントローラ部５０には、バス４５を介して、更に、ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM) ５２、ＲＯＭ(read only memory)５３、給紙モータ５４が接続されている。
【００５４】
プリンタコントローラ部５０は、ＲＯＭ５３に格納されている制御プログラムを読出し、その読み出した制御プログラムにしたがって、ＹＭＣＫごとのＤＤＳ(developer drum set、本例では現像装置９を指す）新旧検知センサ５５等から受信するセンサ出力に応じて各部を制御する。
【００５５】
また、プリンタコントローラ部５０は、ＹＭＣＫごとのトナー濃度センサ５６（５６ｙ、５６ｍ、５６ｃ、５６ｋ）から受信するセンサ出力信号が、トナー補給閾値を超えるか否かを監視し、トナー補給閾値を超えたときは、ＹＭＣＫごと対応するトナーカートリッジ２８のモータ４６（４６ｙ、４６ｍ、４６ｃ、４６ｋ）を駆動して補給用トナーを現像器１４に補給する。
【００５６】
また、プリンタコントローラ部５０は、ネットワークコントローラ部４７から受信した印字データに基づいて、一方ではヘッドコントローラ部４９を介しＹＭＣＫごとの光書込ヘッド１３（１３ｋ、１３ｃ、１３ｍ、１３ｙ）の光書き込みを制御する。
【００５７】
また、プリンタコントローラ部５０は、上記の印字データに基づいて、他方では給紙モータ５４を制御して用紙を二次転写部まで搬送させ、高圧ユニット５７を制御して、ＹＭＣＫごとの駆動装置５８（５８ｙ、５８ｍ、５８ｃ、５８ｋ）の帯電ローラ１２、現像ローラ１５、一次転写ローラ２５や、二次転写ローラ２４等へ単一の高圧バイアス電源から一括して共通バイアス電圧を印加する。
【００５８】
また、プリンタコントローラ部５０は、印字枚数が所定の枚数に達するごとに、一方ではＫを中心とするＹＭＣごとのトナー濃度パッチを中間転写ベルト８に形成して不図示の光学式トナー濃度センサによりトナー濃度を検出し、他方ではＹＭＣごとの印字ドット数を画像から取得する。
【００５９】
そして、詳しくは後述するが、上記検出したトナー濃度と、上記取得した印字ドット数とに基づいて、高圧バイアス電源による一次補正と、ヘッドコントローラ部４９による光書込ヘッド１３への光量制御による二次補正による現像濃度調整を行って、ＣＭＹの印字濃度バランスを適正化する。
【００６０】
図３(a)は、上記現像器１４を感光体ドラム１０と共に示す拡大断面図であり、図３(b)は、現像器１４を図３(a)の矢印ｃで示す向に切断して内部構成と現像剤の還流経路を示す断面図である。
【００６１】
なお、図３(a),(b)には図１の構成と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。また、図３(b)では図３(a)に示すクリーニングブレード７７の図示を省略し、トナー濃度センサ５６も極く簡略に示している。
【００６２】
図３(a),(b)に示すように、現像器１４は、外壁６３と内部隔壁６４とで仕切られる２つの現像槽６５（６５ａ、６５ｂ）を備えている。上方の現像槽６５ａには、前述した現像ローラ１５と第２の攪拌搬送スクリュー１９が配置されている。
【００６３】
現像ローラ１５には、ドクターブレード６６が当接している。下方の現像槽６５ａには前述した第１の攪拌搬送スクリュー１８が配置されている。この現像槽６５ａにはトナー濃度センサ５６がその検知面６７を槽内に露出して配置されている。
【００６４】
第２の攪拌搬送スクリュー１９は、回転軸６８とこの回転軸６８に螺旋状に固設された螺旋状フィン６９とで構成されている。第１の攪拌搬送スクリュー１８は、回転軸７１とこの回転軸７１に螺旋状に固設された螺旋状フィン７２とで構成されている。
【００６５】
第２の攪拌搬送スクリュー１９は、矢印ｄで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽６５ａ内の現像剤を螺旋状フィン６９で攪拌しながら矢印ｅ（ｅ１、ｅ２、ｅ３）で示すように、図３(a)の紙面奥行き方向手前から向こう側、図３(b)では右から左方へ搬送し、その現像剤を現像ローラ１５に供給する。
【００６６】
現像ローラ１５は、現像剤のトナーのみを感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０周面上の静電潜像をトナー像化（現像）する。トナーのみを感光体ドラム１０に引き取られた現像ローラ１５上の現像剤のキャリアは、現像槽６５ａ内の現像剤に混合され、図３(a)の紙面奥行き方向向こう側、図３(b)では左端部の出口７３で現像槽６５ｂに送り戻す。
【００６７】
現像槽６５ｂ内の第１の攪拌搬送スクリュー１８は、矢印ｇで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽６５ｂ内の現像剤を螺旋状フィン７２で攪拌しながら矢印ｆ（ｆ１、ｆ２、ｆ３）で示すように図３(a)の紙面奥行き方向向こう側から手前、図３(b)では左から右方へ搬送する。
【００６８】
もし、現像剤のトナー濃度が規定以下に薄くなっていれば、トナー濃度センサ５６がトナー濃度低下を検出する。トナー濃度低下が検出されると、トナー供給部４の当該現像器１４に対応するトナーカートリッジ２１から不図示のトナー補給路を介して、図３(b)に示すように、トナーＴｎが補給される。
【００６９】
なお、図３(b)には、トナー補給口を特には示していないが、トナー補給口は出口７３とほぼ同じ位置に連結されている。つまり、現像でトナー濃度が低下した現像槽６５ａ内の現像剤が現像槽６５ｂに送り戻される出口７３近傍で、補給トナーが補給されるようになっている。
【００７０】
第１の攪拌搬送スクリュー１８は、現像剤を攪拌搬送しながら、図３(a)の紙面奥行き方向手前側、図３(b)の右側の供給口７４で、現像剤を現像槽６５ａに送り出す。このように、現像剤の還流とトナーの補給が繰り返されて、トナーによる現像が逐次進行する。
【００７１】
上記のトナー濃度センサ５６の検知面６７は槽内に露出して配置されているので、現像剤が検知面６７に滞留しやすい。現像剤が検知面６７に滞留するとトナー濃度センサ５６の検知精度が低下する。
【００７２】
このトナー濃度センサ５６の検知精度の低下を防止するために、現像槽６５ｂ内の第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転軸７１には、トナー濃度センサ５６の検知面６７に対向して回転する位置に、ブレード保持部７５とこのブレード保持部７５に保持された弾性体シート（ブレード）７６から成るクリーニングブレード７７が固設されている。
【００７３】
クリーニングブレード７７は、第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転軸７１と共に回転し、トナー濃度センサ５６の検知面６７を弾性体シート７４により摺擦して、検知面６７に滞留しようとする現像剤を払い飛ばして、直後に搬送されてくる現像剤と入替える。
【００７４】
これにより、トナー濃度センサ５６の検知面６７に現像剤が滞留することによって生じる虞のあるトナー濃度の誤検知を防止している。なお、上記のようにクリーニングブレード７７がトナー濃度センサ５６の検知面６７を周期的に摺擦することにより、検知面６７上の現像剤の量が周期的に増減する。
【００７５】
したがって、その現像剤量の周期的増減に合わせてトナー濃度センサ５６の出力電圧も周期的に増減する。第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転、すなわちクリーニングブレード７７の回転は比較的速いので、トナー濃度センサ５６の出力電圧の周期的増減は比較的高速なパルス電圧として現れる。
【００７６】
本例では、上記のパルス電圧を平均化して得られる電圧を、現像剤の実際のトナー濃度に対するトナー濃度センサ５６の検知出力電圧としている。
【００７７】
図４(a),(b),(c)はトナーカートリッジ２１の構成と内部のトナーの態様を模式的に示す図である。図４(a),(b),(c)に示すように、トナーカートリッジ２１には、装着部に装着する装着方向後端部（図４では左方端部）の下面に、図１では図示を省略したトナー補給路７８に連通する補給口７９を備えている。
【００７８】
トナー補給路７８の終端は、図３(b)に示した現像器１４の上方の現像槽６５ａから下方の現像槽６５ｂに現像剤が送り出される出口７３の近傍に連絡している。トナーカートリッジ２１の内部にはトナーＴｎが収容されており、このトナーＴｎを補給口７９へ搬送する搬送スクリュー８１が配設されている。
【００７９】
搬送スクリュー８１は、特には図示しないが、後端部に回転軸の一端に連結され、回転軸の他端はトナーカートリッジ２１の後端面から外部に突出して、突端にギアを備えている。ギアは、装置本体１の駆動系の駆動ギアに係合して回転駆動され、その回転駆動を矢印ｈで示すように搬送スクリュー８１に伝達する。
【００８０】
トナーカートリッジ２１のトナーＴｎは、搬送スクリュー８１により、補給口７９から、矢印ｊで示すようにトナー補給路７８に送り出されて現像器１４に補給される。
【００８１】
ここで、図４(a)は、トナーカートリッジ２１内の通常時のトナーＴｎの状態を示している。この状態で、トナーＴｎの補給が開始されると、先ず、トナー補給路７８に備えられているシャッタが開く、搬送スクリュー８１が一定時間回転して一定量のトナーＴｎを補給口７９へと搬送して一定時間停止する。
【００８２】
この間、シャッタが閉じ、制御装置のプリンタコントローラ部５０は、トナー濃度センサ５６からのトナー濃度検知信号を受け取り、検知されたトナー濃度が適正か否かを判断する。図４(a)の場合は、最初の一定時間の補給で適正量のトナーが補給されるので、その後の一定時間の停止中にトナー濃度が適正であることが検知される。
【００８３】
図４(b)は、トナーカートリッジ２１が装着部への装着時に傾いたためトナーＴｎが補給口７９とは反対側の端部に集まっている状態を示している。この状態で、トナーＴｎの補給指令が出ると、この場合も、先ず、シャッタが開き、搬送スクリュー８１が一定量のトナーＴｎを補給口７９へ搬送すべく一定時間回転して一定時間停止し、シャッタが閉じる。
【００８４】
図４(b)の場合は、搬送スクリュー８１の最初の一定時間の回転では、トナー補給路７８にトナーが補給されないので、一定時間の停止中に適正なトナー濃度は検知されない。したがって、再びシャッタが開き、搬送スクリュー８１が一定時間回転して一定時間停止し、シャッタが閉じる、ということが繰り返される。
【００８５】
図４(c)は、図４(b)の状態から、上記の搬送スクリュー８１が一定時間回転して一定時間停止することの繰り返しで、トナーＴｎが補給口７９まで徐々に到達してきた状態を示している。
【００８６】
図５は、図４(a),(b),(c)に示したようなトナー補給態様の特性を持つトナーカートリッジ（ＴＣ）２１に対して、トナーＴｎの補給動作を制御して、トナーカートリッジ２１のトナーＴｎの残量の有無を時間に無駄なく適正に判断する処理の動作を説明するフローチャートである。
【００８７】
なお、この処理は、制御装置のプリンタコントローラ部５０（以下、単に制御部という）による制御のもとに行われる。また、処理に用いられるパラメータとして以下の係数で示す数値が用いられる。
【００８８】
Ｔｈ：補給動作１回当たりの補給時間（一定値）
Ｔｒ：補給動作１回当たりの搬送スクリュー（８１）の回転時間（一定値）
Ｔｗ：補給動作１回当たりの停止待ち時間
Ｓ  ：補正係数
Ｊ  ：補給動作経過時間
Ｋ  ：補正開始時間（一定値）
α  ：補正量の傾き（一定値）
Ｔｏ：残量判定タイムアウト時間（一定値）
【００８９】
図５において、制御部は、処理が開始されると、先ず、Ｊ＞Ｋ（補給動作経過時間が補正開始時間を超えているか）を判別する（ステップＳ１）。そして、超えていれば（ステップＳ１の判別がＹｅｓ）、次に、Ｊ≧〔｛Ｔｈ／（Ｔｒ−１）｝／α〕＋Ｋであるかを否か判別する（ステップＳ２）。
【００９０】
この処理は、補給動作１回当たりの補給時間を、補給動作１回当たりの搬送スクリューの回転時間から１を引いた値で割り、その結果を更に補正量の傾きで割り、その結果に補正開始時間を足した時間が、補給動作経過時間以下であるかを判断する処理である。
【００９１】
そして、補給動作経過時間以下であれば（ステップＳ２の判別がＹｅｓ）、制御部は、Ｓ＝Ｔｈ／Ｔｒの演算を行う（ステップＳ３）。この処理は、補給動作１回当たりの補給時間を補給動作１回当たりの搬送スクリューの回転時間で割った値を補正係数とする処理である。この後、制御部は、ステップＳ６の処理に進む。
【００９２】
なお、上記ステップＳ２の判別で、補給動作経過時間以下でないとき（ステップＳ２の判別がＮｏ）、制御部は、Ｓ＝α（Ｊ−Ｋ）＋１の演算を行う（ステップＳ４）。この処理は、補給動作経過時間から補正開始時間を引いた値に補正量の傾きを掛けた結果に１を足した値を補正係数とする処理である。この後、制御部は、ステップＳ６の処理に進む。
【００９３】
また、上記ステップＳ１の判別で、補給動作経過時間が補正開始時間を超えていないときは（ステップＳ１の判別がＮｏ）、制御部は、Ｓ＝１の演算を行う（ステップＳ５）。この処理は、１を補正係数とする処理である。この後、制御部は、ステップＳ６の処理に進む。
【００９４】
ステップＳ６の処理では、制御部は、Ｔｒ＝Ｓ×Ｔｒに設定する。この処理は、補給動作１回当たりの搬送スクリューの回転時間Ｔｒを、ステップＳ３、又はステップＳ４、又はステップＳ５の処理で求めた補正係数を用いて補正する処理である。
【００９５】
次に、制御部は、Ｔｗ＝Ｔｈ−Ｓ×Ｔｒを設定する（ステップＳ７）。この処理は補給動作１回当たりの停止待ち時間Ｔｗを、補給動作１回当たりの補給時間からステップＳ６で求めた補正後のＴｒの値すなわちＳ×Ｔｒを引いた値に設定する処理である。
【００９６】
そして、制御部は、ＤＤＳ(developer drum set、本例では現像器１４を指す）のトナー濃度が十分か否か判別する（ステップＳ８）。この処理では、ＤＤＳのトナー濃度センサ５６のトナー濃度検出信号が、トナー濃度が適正であることを示しているか否かを判別する処理である。
【００９７】
そして、トナー濃度が適正であれば（ステップＳ８の判別がＹｅｓ）、制御部は、ＴＣ残量あり（トナーカートリッジ２１にトナーＴｎが残っていること）を操作パネル５１に表示して（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００９８】
上記ステップＳ８の判別で、トナー濃度が適正でないときは(ステップＳ８の判別がＮｏ）、制御部は、更にＪ≧Ｔｏであるか否かを判別する（ステップＳ１０）。この処理は、補給動作経過時間が残量判定タイムアウト時間以上であるか否かを判別する処理である。
【００９９】
そして、残量判定タイムアウト時間以上でないときは（ステップＳ１０の判別がＮｏ）、制御部は、ステップＳ１に戻って、ステップＳ１以下の処理を繰り返す。
【０１００】
他方、残量判定タイムアウト時間以上であれば（ステップＳ１０の判別がＹｅｓ）、制御部は、ＴＣ残量なし（トナーカートリッジ２１にトナーＴｎが残っていないこと）を操作パネル５１に表示して（ステップＳ１１）、処理を終了する。
【０１０１】
このように、トナーカートリッジ内にトナーが残っていても、そのトナーが供給口付近になく、現像器がトナー不足状態にあるときに、トナー残量の判定処理を開始してから、トナーカートリッジの回転時間に係数をかけることによって、経過時間に応じて補給動作１回当りの補給量を多くしていき、短時間でトナー補給を行うことができ、トナーカートリッジのトナー残量の誤検知を防止することができる。
【０１０２】
また、トナーが供給口に十分にある場合に、トナーが一度に大量に補給されることが起きないようにすることができ、現像器に負担を掛けることなく、トナーカートリッジのトナー残量有無の判定を行うことができる。また、トナー残量が無いときにはトナー残量検知を短時間で終わらすことができる。
【０１０３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]
【０１０４】
現像剤を収容する現像槽と、該現像槽のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、を有する現像器と、
該現像器に補給するトナーを収容し、前記現像器に前記トナーを補給する補給口へ前記トナーを回転しながら搬送する搬送部材と、を有するトナー容器と、
前記トナー濃度検知センサの出力を参照して前記搬送部材の回転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記トナー容器から前記現像器に前記トナーを補給するに際し、
前記搬送部材の回転時間と、該回転時間後における前記トナー濃度検知センサからの検知結果を取得するまでの待ち時間とを、補正係数を用いて長く又は短く補正することにより、
前記トナー容器に前記トナーが十分にあるときに一度に過大なトナー補給が行われることを防止し、
前記トナー容器に前記トナーが少なく且つ該トナーが前記供給口から離れた位置に片寄っているときに速やかにトナー補給を行うようにする、
ことを特徴とする画像形成装置のトナー補給方法。
[付記２]
【０１０５】
現像剤を収容する現像槽と、該現像槽のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、を有する現像器と
該現像器に補給するトナーを収容し、前記現像器に前記トナーを補給する補給口へ前記トナーを回転しながら搬送する搬送部材と、を有するトナー容器と、
前記トナー濃度検知センサの出力を参照して前記搬送部材の回転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記トナー容器から前記現像器へ前記トナーを補給するに際し、
前記トナー補給動作１回当たりの補給時間を一定値Ｔｈとし、
前記トナー補給動作１回当たりの前記搬送部材の回転時間を一定値Ｔｒとし、
前記トナー補給動作１回当たりの次回補給開始までの停止待ち時間をＴｗとし、
前記トナー補給動作の経過時間をＪとし、
前記トナー補給動作の開始時間を一定値Ｋとし、
前記一定値Ｔｒに対する補正係数をＳとし、
前記補正係数に対する補正量の傾きを一定値αとし、
トナー残量判定のためのタイムアウト時間を一定値Ｔｏとし、
前記制御部は、前記トナーの補給開始の前に、
「Ｊ＞Ｋ」を判断し、
「Ｊ＞Ｋ」でないとき「Ｓ＝１」として「Ｔｒ＝Ｔｒ×Ｓ」を設定し、
「Ｊ＞Ｋ」で且つ「Ｊ≧〔｛Ｔｈ／（Ｔｒ−１）｝／α〕＋Ｋで」でないとき「Ｓ＝α（Ｊ−Ｋ）＋１」として「Ｔｒ＝Ｔｒ×Ｓ」を設定し、
「Ｊ＞Ｋ」で且つ「Ｊ≧〔｛Ｔｈ／（Ｔｒ−１）｝／α〕＋Ｋで」であるとき「Ｓ＝Ｔｈ／Ｔｒ」として「Ｔｒ＝Ｔｒ×Ｓ」を設定し、
前記トナーの補給開始後は、
「Ｔｒ＝Ｔｒ×Ｓ」の時間だけ搬送部材を駆動した後、
「Ｔｗ＝Ｔｈ−Ｓ×Ｔｒ」の時間だけ前記トナー濃度検知センサからのトナー濃度検知出力を待機し、
この待機時間中に取得した前記トナー濃度検知センサからの出力がトナー濃度が適正値に十分であることを示したときは前記トナー容器に前記トナーの残量があることを外部に報知して処理を終了し、
前記待機時間中に取得した前記ナー濃度検知センサからの出力がトナー濃度が適正値に達していないことを示したとき、更に「Ｊ≧Ｔｏ」なら前記トナー容器に前記トナーの残量が無いことを外部に報知して処理を終了し、
前記トナー濃度が適正値に達してなく且つ「Ｊ＜Ｔｏ」なら前記「Ｊ＞Ｋ」の判断以下の処理を繰り返す、
ことを特徴とする画像形成装置のトナー補給方法。
[付記３]
【０１０６】
前記現像器、前記トナー容器、及び前記トナー補給方法を行う制御部とを備える付記２または３に記載の画像形成装置。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、電子写真方式で二成分現像剤を用いる画像形成装置のトナー補給方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  フルカラー画像形成装置（プリンタ）
２  画像形成部
３  転写ベルトユニット
４  トナー供給部
５  給紙部
６  ベルト式定着ユニット
７  両面印刷用搬送ユニット
８  転写ベルト
８ａ  下部走行面
８ｂ  裏面
９（９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｋ）  現像装置
１０  感光体ドラム
１１  クリーナ
１２  帯電ローラ
１３  光書込ヘッド
１４  現像器
１５  現像ローラ
１６  筐体
１７  隔壁
１５  現像ローラ
１８  第１の攪拌搬送スクリュー
１９  第２の攪拌搬送スクリュー
２１  トナーカートリッジ
２２  駆動ローラ
２３  従動ローラ
２４  二次転写ローラ
２５  一次転写ローラ
２６  ベルトクリーナ
２７  廃トナー回収容器
２９  電装部
３１（３１ａ、３１ｂ）  給紙カセット
３２  用紙取出ローラ
３３  給送ローラ
３４  捌きローラ
３５  待機搬送ローラ対
３６  搬出ローラ対
３７  排紙トレー
３８  排紙ローラ対
３９  返送路
３９ａ  返送開始路
３９ｂ  返送中間路
３９ｃ  返送終端路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）  返送ローラ対
４５  バス
４６（４６ｙ、４６ｍ、４６ｃ、４６ｋ）  トナーカートリッジモータ
４７  ネットワークコントローラ部
４８  Ｉ／Ｆ（インターフェイス）
４９  ヘッドコントローラ部
５０  プリンタコントローラ
５１  操作パネル
５２  ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM) 
５３  ＲＯＭ(read only memory)
５４  給紙モータ
５５  ＤＤＳ(developer drum set、本例では現像装置９）新旧検知センサ
５６  トナー濃度センサ
５６ｙ  Ｙトナー濃度センサ
５６ｍ  Ｍトナー濃度センサ
５６ｃ  Ｃトナー濃度センサ
５６ｋ  Ｋトナー濃度センサ
５７  圧ユニット
５８（５８ｙ、５８ｍ、５８ｃ、５８ｋ）  ＹＭＣＫごとの駆動装置
６３  外壁
６４  内部隔壁
６５（６５ａ、６５ｂ）  現像槽
６６  ドクターブレード
６７  検知面
６８  回転軸
６９  螺旋状フィン
７１  回転軸
７２  螺旋状フィン
７３  出口
７４  供給口
７５  ブレード保持部
７６  弾性体シート（ブレード）
７７  クリーニングブレード
７８  トナー補給路
７９  補給口
８１  搬送スクリュー
Ｔｎ  トナー
【図２】
2015060116.tif 000003
【図５】
2015060116.tif 000004
【図１】
2015060116.tif 000005
【図３】
2015060116.tif 000006
【図４】
2015060116.tif 000007