JP2005164728A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のトナー供給手段が同時に動作しないように、且つ適切なトナー濃度が保たれるように制御して、騒音と振動とを抑制することが可能なカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】所定の周期Ｐｓ１、Ｐｓ２で検出されるトナー濃度検出手段からのトナー濃度に基づいて、各現像装置の現像剤のトナー濃度を所定の濃度値に保つためにトナー補給手段の動作に必要なトナー補給期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙを周期ごとに算出するとともに、複数のトナー補給手段が同時に動作しないように算出された各トナー補給期間が長い現像装置のトナー補給手段Ｍ、Ｋ、Ｃ、Ｙから順次動作完了させて、１つの周期の終了時に、動作中のトナー補給手段Ｃがあればその動作を停止させると同時に、動作予定のトナー補給手段Ｙがあればその動作予定をキャンセルするように制御とトナー補給期間の算出動作を周期ごとに行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置に係わり、特に、トナー補給機構を有する複数の現像装置を搭載した画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用した複写機などの画像形成装置では、感光体表面に形成される静電潜像を現像してトナー画像として顕像化する。そのため、トナーと磁性体キャリアとが所定の比率で混合された２成分現像剤が従来から使用されている。このような２成分現像剤で現像を行う場合、トナーと磁性体キャリアとの混合比率（トナー濃度）が重要となり、トナー濃度が低すぎる場合は顕像化される画像は濃度が低く、トナー濃度が高すぎる場合は画像の背景が汚れる、所謂、地肌カブリが発生する。

こうした理由により、適切な画像品質を保つためには、このトナー濃度を検知して、所定の混合比率より低い場合には現像剤にトナーを補給して、トナー濃度を適切に制御することが必要である。トナー濃度を検知する方法としては、現像剤の透磁率を所定の周期で検知する方法や、現像剤の光反射を所定の周期で検知する方法などがある。また、トナーを補給する方法としては、トナーを収容するトナー容器やトナーホッパーにトナーを掻き出すパドルや螺旋軸を設けて、それらをトナー補給モータで回転させるトナー補給機構が一般的である。こうして、トナーが現像剤に対して補給されると、攪拌機構（アジテータ）を使用してトナーと現像剤とを攪拌する。

その攪拌機構は、現像装置の現像ローラと連動するものや、前記のトナー補給モータと連動して攪拌を行うものがある。そのため、トナー補給中はトナー補給モータとともに、それに連動する機構部からも騒音や振動が発生する。特に、複数の現像装置が使用されるカラー画像形成装置においては、複数の現像装置に対して同時にトナーが補給されると、それに伴う騒音や振動は、同時にトナー補給が行われる現像装置の数に比例して大きくなる。

図１１は、従来のカラー画像形成装置において、各色の現像装置のトナー補給時のタイミングチャートである。Ｋはブラック、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｙはイェロの現像装置をあらわし、トナー補給周期Ｔの期間、各色のトナー補給の動作と終了を示す例である。同図の例では、Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの４現像装置で期間ｔ１の間、同時にトナー補給が行われている。期間ｔ２ではＫ、Ｍ、Ｃの３現像装置、期間ｔ３ではＫとＣの２現像装置で同時にトナー補給が行われている。このように、特にカラー画像形成装置では、複数の現像装置で同時にトナー補給が行われる確率は高く、そのことによる騒音と振動を抑制する必要がある。

特許文献１は、現像装置においてトナーの補給・攪拌時にアジテータや振動子によって発生するトナー供給装置の振動と、この振動に伴う騒音を抑制するために、トナーホッパー部に吸音材と空洞部を有するカバーを設けて消音器とし、この消音器で振動と騒音を抑制することを提案している。
特開平１１−３０５５３３号公報

特許文献１が提案する方法は、確かに、消音器によって振動と騒音が外部に漏れることを抑制する効果はあるが、特許文献１に添付されている図面から明らかなように、トナーホッパーの両側に消音器となるカバーを取り付けるための比較的大きなスペースを必要とする。特に現像色の数に相当する複数の現像装置を狭いスペースに収納せざるを得ないカラー画像形成装置には適当ではない。また、消音器による振動と騒音の抑制であり、振動源や騒音源を直接停止させる構造ではないため、複数のトナー供給装置が同時に動作した場合の効果は定かではない。

本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、複数の現像装置を有する画像形成装置において、複数のトナー供給手段が同時に動作しないように、且つ適切なトナー濃度が保たれるように制御して、騒音と振動とを抑制するとともに、トナー供給手段による電力容量も抑制することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、静電潜像を現像するためにトナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用し、トナー補給容器から現像剤にトナーを補給するトナー補給手段と、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備え、該トナー濃度検出手段から所定の周期で検出される検出トナー濃度に基づいてトナーの補給が行われる複数の現像装置を備えた画像形成装置において、トナー濃度検出手段からの検出トナー濃度に基づいて、各現像装置の現像剤のトナー濃度を所定の濃度値に保つためにトナー補給手段の動作に必要なトナー補給期間を周期ごとに算出するとともに、複数のトナー補給手段が同時に動作しないように算出された各トナー補給期間が長い現像装置のトナー補給手段から順次動作完了させて、１つの周期の終了時に、動作中のトナー補給手段があればその動作を停止させると同時に、動作予定のトナー補給手段があればその動作予定をキャンセルするように制御とトナー補給期間の算出動作を周期ごとに行う。

また、本発明では、静電潜像を現像するためにトナーからなる１成分の現像剤を使用し、トナー補給容器から現像剤にトナーを補給するトナー補給手段と、現像剤のトナー量を検出するトナー量検出手段とを備え、該トナー量検出手段から所定の周期で検出される検出トナー量に基づいてトナーの補給が行われる複数の現像装置を備えた画像形成装置において、トナー量検出手段からの検出トナー量に基づいて、各現像装置のトナー量を所定の量に保つためにトナー補給手段の動作に必要なトナー補給期間を周期ごとに算出するとともに、複数のトナー補給手段が同時に動作しないように算出された各トナー補給期間が長い現像装置のトナー補給手段から順次動作完了させて、１つの周期の終了時に、動作中のトナー補給手段があればその動作を停止させると同時に、動作予定のトナー補給手段があればその動作予定をキャンセルするように制御とトナー補給期間の算出動作を周期ごとに行う。

また、本発明による画像形成装置では、各トナー補給期間のいずれかが所定の長さを超える場合は、画像形成装置の印刷動作を停止して、印刷を行わずにトナー補給を行うこと。

更に、本発明による画像形成装置は、複数のトナー補給手段が補給するトナーは、それぞれＭ（マゼンタ）、Ｙ（イェロ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の色のトナーであり、これらのトナーで現像を行ってカラー画像を形成する。

本発明による画像形成装置によると、２成分の現像剤を使用する複数の現像装置において、各現像剤のトナー濃度を検出してトナー補給が必要な期間を算出し、その期間が長いトナー補給手段から優先的に順次動作完了させ、各周期の終了時に動作中や動作予定のトナー補給手段の動作をキャンセルする制御が周期ごとに行われる。そのため、同時に複数のトナー補給手段が動作しないため、トナー補給にともなう騒音、振動、電力容量を大幅に抑制することが可能になる。

また、本発明による画像形成装置によると、１成分の現像剤を使用する複数の現像装置において、各現像装置のトナー量を検出してトナー補給が必要な期間を算出し、その期間が長いトナー補給手段から優先的に順次動作完了させ、各周期の終了時に動作中や動作予定のトナー補給手段の動作をキャンセルする制御が周期ごとに行われる。そのため、同時に複数のトナー補給手段が動作しないため、トナー補給にともなう騒音、振動、電力容量を大幅に抑制することが可能になる。

更に、本発明による画像形成装置によると、各現像装置のトナー補給が必要な期間が所定の値を超えるような、トナーを大量に消費する画像形成が行われる場合は、画像形成動作が停止してトナー補給が前記の要領で行われるため、必要なトナーが補給されるとともに、その補給時も騒音、振動、電力容量を大幅に抑制することが可能になる。

また、本発明による画像形成装置によると、４色のトナーを使用してカラー画像が形成され、それぞれのトナーに対して前記の要領でトナーが補給されるため、カラーの画像形成装置においても、トナー補給にともなう騒音、振動、電力容量を大幅に抑制することが可能になる。

以下、本発明の詳細を添付図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るカラー画像形成装置の概略を示す正面模式図である。図１において、カラー画像形成装置（以下、画像形成装置）１は、操作のための表示と入力とが行われる操作部２と、原稿の画像を読み取る画像読取装置３と、読み取られて画像処理された画像を用紙上に印刷する印刷部４とから概略構成されている。

印刷部４は、Ｙ（イェロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）用の画像形成部５Ｙと５Ｍと５Ｃと５Ｋ（総称する場合の参照番号は５とする）と、これらの色に対応するトナーホッパー６Ｙと６Ｍと６Ｃと６Ｋ（総称する場合の参照番号は６とする）と、被記録媒体である用紙Ｐを格納する給紙装置７と、給紙ガイド８と、給紙タイミングローラ９と、給紙タイミングローラ９を駆動する給紙タイミングモータ９ａと、搬送ベルト１０と、この搬送ベルトを駆動する搬送ベルトローラ１１と、転写ローラ１２と、定着部１３と、排紙ガイド１４と、排出部１５と、制御部１６などから構成されている。また、各色の画像形成部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ、現像装置２２、感光体２３、帯電装置２４、露光装置２５、クリーニング装置２６などから構成されている。

次に、上記の構成の画像形成装置１の概略動作を説明する。まず、ユーザが画像読取装置３に原稿をセットしたあと、操作部２を操作して印刷を開始させると、原稿の読み取り走査が行われる。その後、所定の画像処理が行われ、イェロ、マゼンタ、シアンにそれぞれ色分解されたあと、各モードに応じた画像処理が施されてブラックの色要素が付加されて、制御部１６の指示により図示しない画像メモリに一時格納される。その後、印刷のため画像形成部５に送出される。

一方、各画像形成部５の帯電装置２４によって帯電した感光体２３は、上記の色分解された色ごとの画像信号に従って露光装置２５により露光され、その表面に静電潜像が形成される。このようにして各色の静電潜像が記録された感光体２３は、現像装置２２により対応する色のトナーで現像され、その表面に可視画像が形成される。このような画像形成のプロセスが色ごとに行われる。

給紙装置７から給紙された用紙Ｐは、給紙ガイド８により送出案内されるが、給紙タイミングローラ９にその先端部が挟持された状態で一旦停止する。前記した感光体２３上での画像形成にタイミングを合わせて、給紙タイミングモータ９ａが制御部１６からの信号により駆動されると、給紙タイミングローラ９は用紙Ｐを、搬送ベルトローラ１１によって反時計方向に回転している搬送ベルト１０の上面に搬送する。そうすると、用紙Ｐは搬送ベルト１０の上面に吸着されて、各色の画像形成部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの直下を通過するときに、転写電圧が印加された転写ローラ１２によって各色の画像が用紙Ｐに順次転写される。このようにして、用紙Ｐ上で重ねあわされてフルカラー画像を形成する４色のトナーは、用紙Ｐが定着部１３を通過する際、加熱・加圧されることにより定着される。その後、用紙Ｐは排紙ガイド１４によって排出部１５に排出案内される。

図２は、図１で示した画像形成部５とその周辺の要部拡大図である。図２において、図１で示した構成品と同一のものは同じ参照符号を附してその説明は省略する。画像形成部５の現像装置２２は、２成分現像方式の場合、その内部にトナーとキャリアとが所定の比率で混合され、例えば、図中Ａ方向に回転する撹拌ローラ３１により攪拌される現像剤３２を有し、その現像剤３２をＢ方向に回転する現像ローラ３３により、近接する感光体２３の表面に運び、感光体２３上の静電潜像を現像する。現像装置２２の内部には、攪拌される現像剤３２に常に接するように、トナー濃度検出器３５が取り付けられている。現像装置２２の上部には、所定の量のトナー３６が充填されたトナー供給容器３７が装着され、必要に応じてトナー供給機構部３８のトナー補給ローラ４０を、トナー補給モータ４１がＣ方向に回転させることにより、トナー３６を現像剤３２に供給する。

以上のような構成において、画像形成を行う過程で、現像剤３２に含まれるトナー量が少なくなると、つまり、トナー濃度が所定値より低くなったことを、現像装置２２の内部にあるトナー濃度検出器３５が検出すると、トナー補給モータ４１が起動し、トナー補給ローラ４０がＣ方向に回転してトナー３６を現像剤３２に供給する。トナー濃度の検出は、撹拌ローラ３１の軸に固着されて共に回転するブレード３１ａが、トナー濃度検出器３５の検出面をクリーニングする周期で行われる。また、図示して説明しないが、１成分現像方式の現像装置においては、前記現像剤３２を１成分現像方式用のトナーに、また、トナー濃度検出器３５をトナー量検出器に置き換えると分かり易い。１成分現像方式の場合は、現像装置２２内のトナーが消費されてそのレベルが下がると、トナー供給容器３７から１成分現像方式用のトナーが同様にして供給される。

図３は、Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの各色の現像装置２２とＣＰＵとの接続を示す模式図である。各色の現像装置２２にあるトナー濃度検出器３５の検出出力が制御部１６（図１)のＣＰＵ１６ａに入力され、それぞれの検出出力に基づいてＣＰＵ１６ａは、補給に必要なトナー量からトナー補給モータ４１を回転させる期間を算出して、その期間に応じて各トナー補給モータ４１を駆動する。メモリ１６ｂは、その計算のために使用される記憶領域であり、計算のためのパラメータも予め記憶されている。

図４は、図３に示したトナー濃度検出器３５による検出出力に基づいて、ＣＰＵ１６ａが算出した各色のトナー補給モータ４１の駆動期間を示す例である。周期Ｔの開始タイミングＰｓで、トナー濃度検出器３５による検出が行われて、トナーを補給して所定の濃度に戻すために各色のトナー補給モータ４１を回転させる期間が、Ｋではｔｋ、Ｍではｔｍ、Ｃではｔｃ、Ｙではｔｙとして算出される。尚、各色の現像装置２２のトナー濃度検出タイミングは一致しない場合もあるが、図３のＣＰＵ１６ａによって、同一タイミングＰｓで上記期間の算出が行われる。

図４に示されたタイミングで、Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの各トナー補給モータ４１が駆動されると、従来技術の問題として説明したように複数のトナー補給モータ４１が同時に回転して騒音、振動、同時に消費される電力容量が増加するなどの問題が発生する。従って、本実施形態では、図４に示した例のように、各トナー補給モータ４１の駆動期間の総和が、周期Ｔを超えない場合は、図５に示すように、同時に複数のトナー補給モータ４１が動作しないように、各トナー補給モータ４１を順次駆動する。

図５は、図４に示したトナー補給期間に対する各トナー補給モータ４１の駆動タイミングチャートであり、（ａ）は同時に複数のトナー補給モータ４１が駆動されないように制御するタイミングチャートで、（ｂ）は駆動期間の長いものから順次駆動する制御するタイミングチャートである。図５（ａ）の制御によると、まず、Ｋのトナー補給モータ４１が周期Ｔの間に期間ｔｋ回転して停止すると、次にＭのトナー補給モータ４１が期間ｔｍ回転して停止し、Ｃのトナー補給モータ４１が期間ｔｃ回転して停止し、最後にＹのトナー補給モータ４１が期間ｔｙ回転して停止するが、この順番には制限はない。つまり、ｔｋ＋ｔｍ＋ｔｃ＋ｔｙ≦周期Ｔの場合、各トナー補給モータ４１は同時に動作しないように順次駆動される。このように制御すれば、従来技術の問題である、トナー補給機構による騒音、振動、同時に消費される電力容量を抑制することが可能である。

図５（ｂ）の制御によると、起動期間の長い色のトナー補給モータ４１から駆動するため、まず、Ｃのトナー補給モータ４１が周期Ｔの間に期間ｔｃ回転して停止すると、次にＭのトナー補給モータ４１が期間ｔｍ回転して停止し、Ｋのトナー補給モータ４１が期間ｔｋ回転して停止し、最後にＹのトナー補給モータ４１が期間ｔｙ回転して停止する。つまり、ｔｋ＋ｔｍ＋ｔｃ＋ｔｙ≦周期Ｔの場合、図５（ａ）、（ｂ）に示したいずれの方法も、各トナー補給モータは同時に動作しないように順次駆動される。このように制御すれば、従来技術の問題である、トナー補給機構による騒音、振動、同時に消費される電力容量を抑制することが可能である。ただし、図５（ｂ）に示した方法の場合、後述するｔｋ＋ｔｍ＋ｔｃ＋ｔｙ＞周期Ｔの場合と同じ制御を適用できるため、より好ましい制御方法である。

次に、図６と図７を使用して、ｔｋ＋ｔｍ＋ｔｃ＋ｔｙ＞周期Ｔの場合の制御について説明する。図６は、各トナー補給期間の総和が周期Ｔを超える場合の例である。図７は、図６に示したトナー補給期間に対する各トナー補給モータ４１の駆動タイミングチャートである。図６に示した例で明らかなように、ある周期ＴにＫのトナー補給モータ４１を期間ｔｋ、Ｍのトナー補給モータ４１を期間ｔｍ、Ｃのトナー補給モータ４１を期間ｔｃ、Ｙのトナー補給モータ４１を期間ｔｙ駆動させてトナー補給を行う算出が、ＣＰＵ１６ａ（図３）によって行われたとする。この場合、前記したｔｋ＋ｔｍ＋ｔｃ＋ｔｙ≦周期Ｔの場合の図５（ａ）に示した例のように、同時に複数のトナー補給モータ４１が動作しないように各トナー補給モータ４１を順次駆動すると、いずれかの色のトナーで、トナー補給が慢性的に遅延する状態が発生し、画質の劣化と共に現像剤を劣化させる可能性がある。

そのため、ｔｋ＋ｔｍ＋ｔｃ＋ｔｙ＞周期Ｔの場合は、図７に示すように、図５（ｂ）の例と同様に、期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙで最も期間が長いもの（Ｍのｔｍ）を最初に駆動し、それが停止すると同時に、次に期間が長いもの（Ｋのｔｋ）を駆動し、それが停止すると同時に、次に期間が長いもの（Ｃのｔｃ）を駆動し、この方法をトナー補給が必要な全ての色で繰り返す。具体的には、期間ｔｍがもっとも長いので、Ｍのトナー補給モータ４１を期間ｔｍ駆動し、その終了と同時にＫのトナー補給モータ４１を期間ｔｋ駆動し、その終了と同時にＣのトナー補給モータ４１を駆動する。ところが、図７から明らかなように、Ｃのトナー補給モータ４１の期間ｔｃは最初の周期Ｔ（１）内で終了できず、ｔｃ１の駆動を終え、次の周期Ｔ（２）に期間ｔｃ＿ｒを持ち越してしまう。Ｙのトナー補給モータ４１の期間ｔｙは最初の周期Ｔ（１）内で開始もできず、期間ｔｙをそのままｔｙ＿ｒとして次の周期Ｔ（２）に持ち越してしまう。

このような制御を行えば、ＣとＹの色のトナーは計算どおり補給されていないため、例えば次の周期Ｔ（２）では、図８に示すように、ＣとＹの色のトナーに関しては前の周期Ｔ（１）で補給されなかったトナー分も含んで、トナー濃度が検出されて不足量がＰｓ２のタイミングで算出される。従って、周期Ｔ（２）の間は図８に示したそれぞれの期間、トナー補給が行われるように制御される。その様子を図９に示す。図９は、図８に示したトナー補給期間に対する各トナー補給モータ４１の駆動タイミングチャートである。

この例では、２番目の周期Ｔ（２）においても、ｔｋ＋ｔｍ＋ｔｃ＋ｔｙ＞周期が成り立つため、上記したように、期間が長い色のトナー補給から補給が順次開始して終了する。通常、１つの印刷頁や印刷ジョブは複数の周期Ｔから成り立っているため、前記の制御を行って長いトナー補給期間が必要なものほど、優先して補給を開始して終了するようにすれば、所定のトナー濃度幅の範囲に保たれるように各色のトナー濃度が制御される。

以上の制御方法の詳細を、図２、図３、及び図１０を使用して説明する。図１０は、本発明に係わる画像制御装置のトナー補給の制御を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１で、各色現像装置２２のトナー濃度検出器３５によってＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙ色それぞれのトナー濃度検出が行われる。それらの検出値に基づき、Ｓ２で、ＣＰＵ１６ａが補給に必要なトナー量をそれぞれの色ごとに算出し、その量に基づいてそれぞれの色のトナー補給モータ４１の駆動期間を算出し、期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙとする。尚、検出された濃度から、必要なトナー量、更に補給期間を算出するための変換式は、予めメモリ１６ｂに記憶されている。また、図１０で説明されている動作は、期間ｔｋ＋ｔｍ＋ｔｃ＋ｔｙの合計が周期Ｔより長いか短いかによって区別せずに、同じように制御される。つまり、その合計が周期Ｔ以下の場合は、図５（ｂ）を使用して説明した制御と同じになる。

次に、Ｓ３で、このように算出された期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙのいずれかが、所定の期間より大きい場合は、Ｓ３０に分岐して、その印刷頁間或いは印刷ジョブ間で印刷を中断した後、Ｓ３１で、画像を形成せずにトナーの強制補給動作を行う。例えば、ある色を多量に消費する画像形成が行われると、印刷を行いながらのトナー補給動作では、本実施形態に係わるトナー補給制御を行っても、所定のトナー濃度を保つことが困難になる可能性がある。この場合、前述したように、画質の劣化や現像剤の劣化を引き起こすこと可能性があるため、印刷を中断して、トナーの消費が行われないように、本実施形態の制御方法によって、周期Ｔごとに必要なトナー補給期間を算出しながらトナー補給の制御を行う。従って、トナー強制補給動作中であっても、同時に複数のトナー補給モータ４１が駆動されることはなく、騒音、振動、及び電力容量を抑制することが可能である。Ｓ３１でのトナー強制補給動作が終了すると、Ｓ１に戻って中断していた印刷ジョブが再開される。Ｓ３で、期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙとも所定の期間より小さい場合は、Ｓ５で、周期Ｔの時間計測が開始される。

そして、Ｓ７で、算出された期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙのうち、１番大きい色トナー補給モータ４１の駆動と時間計測が開始される。Ｓ９で、計測されている１つの周期Ｔが終了した場合はＳ２７に分岐して、トナー補給モータ４１の停止後、次の周期Ｔの動作に移る。すなわち、Ｓ１からの動作が再び繰り返される。Ｓ９で、周期Ｔが終了していない場合は、Ｓ１０に移行して、その色のトナー補給モータ４１が駆動される期間が終了したか否かがチェックされ、終了するまでトナー補給モータ４１を継続して駆動するためＳ９からのステップに戻る。Ｓ１０で、その色のトナー補給モータ４１の駆動期間が終了したと判断されると、Ｓ１１で、トナー補給モータ４１が停止される。

次に、Ｓ１２で、算出された期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙのうち、２番目に大きい色トナー補給モータ４１の駆動と時間計測が開始される。Ｓ１４で、計測されている１つの周期Ｔが終了した場合はＳ２７に分岐して、トナー補給モータ４１の停止後、次の周期Ｔの動作に移る。すなわち、Ｓ１からの動作が再び繰り返される。Ｓ１４で、周期Ｔが終了していない場合は、Ｓ１５に移行して、その色のトナー補給モータ４１が駆動される期間が終了したか否かがチェックされ、終了するまでトナー補給モータ４１を継続して駆動するためＳ１４からのステップに戻る。Ｓ１５で、その色のトナー補給モータ４１の駆動期間が終了したと判断されると、Ｓ１６で、トナー補給モータ４１が停止される。

同様に、Ｓ１８で、算出された期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙのうち、３番目に大きい色トナー補給モータ４１の駆動と時間計測が開始される。Ｓ１９で、計測されている１つの周期Ｔが終了した場合はＳ２７に分岐して、トナー補給モータ４１の停止後、次の周期Ｔの動作に移る。すなわち、Ｓ１からの動作が再び繰り返される。Ｓ１９で、周期Ｔが終了していない場合は、Ｓ２０に移行して、その色のトナー補給モータ４１が駆動される期間が終了したか否かがチェックされ、終了するまでトナー補給モータ４１を継続して駆動するためＳ１９からのステップに戻る。Ｓ２０で、その色のトナー補給モータ４１の駆動期間が終了したと判断されると、Ｓ２２で、トナー補給モータ４１が停止される。

最後に、Ｓ２３で、算出された期間ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙのうち、４番目に大きい色トナー補給モータ４１の駆動と時間計測が開始される。Ｓ２５で、計測されている１つの周期Ｔが終了した場合はＳ２７に分岐して、トナー補給モータ４１の停止後、次の周期Ｔの動作に移る。すなわち、Ｓ１からの動作が再び繰り返される。Ｓ２５で、周期Ｔが終了していない場合は、Ｓ２６に移行して、その色のトナー補給モータ４１が駆動される期間が終了したか否かがチェックされ、終了するまでトナー補給モータ４１を継続して駆動するためＳ２５からのステップに戻る。Ｓ２６で、その色のトナー補給モータ４１の駆動期間が終了したと判断されると、Ｓ２７で、トナー補給モータ４１が停止される。その後、次の周期に移るため、Ｓ１からのステップが繰り返される。

このように、トナー濃度検出の周期に基づく周期ごとに各色のトナー補給を行う画像形成装置において、同時に複数の色のトナー補給が行われないように、算出されたトナー補給期間の長い色から優先的にトナー補給を行うことによって、周期ごとに最も不足している色のトナーの補給が優先的に行われるため、トナー補給に係わる騒音、振動、電力容量を抑制しつつ、確実にトナーの補給が行えることは明らかである。また、本発明に係わる制御を行えば、トナーを大量に消費する印刷ジョブの場合、印刷を中断して、トナー強制補給をおこなっても、騒音、振動、電力容量を抑制することが可能である。

以上の説明では、２成分現像方式の現像装置２２（図２）を例にして説明したが、１成分現像方式の場合は、前述したように、２成分現像剤とトナーを１成分現像方式用のトナーに、トナー濃度をトナー量に、また、トナー濃度検出をトナー量検出に置き換えると分かり易い。１成分現像方式の場合は、図２の現像装置２２内のトナーが消費されてそのレベルが下がると、トナー供給容器３７から１成分現像方式用のトナーが同様に供給される。そのため、本発明は、１成分現像方式で画像形成を行う画像形成装置にも同様にして実施可能であることは明らかである。

また、トナー補給手段として、トナー補給モータ４１でトナー補給ローラ４０（図２）を回転させてトナーを補給する構成を説明したが、トナー補給手段はこれらの構成に限定されないことは言うまでもない。例えば、トナー補給モータ４１の代わりに、駆動系との連結と遮断を行う電磁クラッチや電磁ソレノイドを使用することも可能である。

以上、発明の実施形態を、画像形成装置１を４色の現像装置２２を有するカラー画像形成装置として、図１に示す構成に基づいて説明したが、本発明は、複数のトナー補給機構を有する画像形成装置であれば実施可能である。また、画像形成装置１の例として複写機能を取り上げて説明したが、複写機能のほかにプリント機能、ファックス機能、ネットワーク機能、更にはＥメール機能などを有した、複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いは、所謂複合機であっても、実施可能であることは明らかである。

本実施形態に係るカラー画像形成装置の概略を示す正面模式図である。 図１で示した画像形成部５とその周辺の要部拡大図である。 Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの各色の現像装置とＣＰＵとの接続を示す模式図である。 図３に示したトナー濃度検出器３５による検出出力に基づく各色のトナー補給モータ４１の駆動期間を示す例である。 図４に示したトナー補給期間に対する各トナー補給モータ４１の駆動タイミングチャートであり、（ａ）は同時に複数のトナー補給モータ４１が駆動されないように制御するタイミングチャートで、（ｂ）は補給期間の長いものから順次駆動する制御するタイミングチャートである。 各トナー補給期間の総和が周期Ｔを超える場合の例である。 図６に示したトナー補給期間に対する各トナー補給モータ４１の駆動タイミングチャートである。 第２周期において算出された各トナー補給モータ４１の駆動期間を示すタイミングチャートである。 図８に示したトナー補給期間に対する各トナー補給モータ４１の駆動タイミングチャートである。 本発明に係わる画像制御装置のトナー補給の制御を説明するためのフローチャートである。 従来のカラー画像形成装置において、各色の現像装置のトナー補給時のタイミングチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 操作部
３ 画像読取装置
４ 印刷部
５、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 画像形成部
６、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ トナーホッパー
７ 給紙装置
８ 給紙ガイド
９ａ 給紙タイミングモータ
９ 給紙タイミングローラ
１０ 搬送ベルト
１１ 搬送ベルトローラ
１２ 転写ローラ
１３ 定着部
１４ 排紙ガイド
１５ 排出部
１６ 制御部
１６ａ ＣＰＵ
１６ｂ メモリ
２２ 現像装置
２３ 感光体
２４ 帯電装置
２５ 露光装置
２６ クリーニング装置
３１ 撹拌ローラ
３１ａ ブレード
３２ 現像剤
３３ 現像ローラ
３５ ナー濃度検出器
３６ トナー
３７ トナー供給容器
３８ トナー供給機構部
４０ トナー補給ローラ
４１ トナー補給モータ
Ｐ 用紙
Ｐｓ、Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３ タイミング
Ｔ、Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３） 周期
ｔ１〜ｔ３、ｔｃ、ｔｃ１、ｔｃ＿ｒ、ｔｋ、ｔｍ、ｔｙ、ｔｙ＿ｒ 期間

Claims (4)

1. 静電潜像を現像するためにトナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用し、トナー補給容器から現像剤にトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備え、該トナー濃度検出手段から所定の周期で検出される検出トナー濃度に基づいてトナーの補給が行われる複数の現像装置を備えた画像形成装置において、
   前記トナー濃度検出手段からの検出トナー濃度に基づいて、各現像装置の現像剤のトナー濃度を所定の濃度値に保つために前記トナー補給手段の動作に必要なトナー補給期間を前記周期ごとに算出するとともに、複数のトナー補給手段が同時に動作しないように前記算出された各トナー補給期間が長い現像装置のトナー補給手段から順次動作完了させて、１つの周期の終了時に、動作中のトナー補給手段があればその動作を停止させると同時に、動作予定のトナー補給手段があればその動作予定をキャンセルするように制御と前記トナー補給期間の算出動作を周期ごとに行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像を現像するためにトナーからなる１成分の現像剤を使用し、トナー補給容器から現像剤にトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像剤のトナー量を検出するトナー量検出手段とを備え、該トナー量検出手段から所定の周期で検出される検出トナー量に基づいてトナーの補給が行われる複数の現像装置を備えた画像形成装置において、
   前記トナー量検出手段からの検出トナー量に基づいて、各現像装置のトナー量を所定の量に保つために前記トナー補給手段の動作に必要なトナー補給期間を前記周期ごとに算出するとともに、複数のトナー補給手段が同時に動作しないように前記算出された各トナー補給期間が長い現像装置のトナー補給手段から順次動作完了させて、１つの周期の終了時に、動作中のトナー補給手段があればその動作を停止させると同時に、動作予定のトナー補給手段があればその動作予定をキャンセルするように制御と前記トナー補給期間の算出動作を周期ごとに行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記各トナー補給期間のいずれかが所定の長さを超える場合は、前記画像形成装置の印刷動作を停止して、印刷を行わずにトナー補給を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 複数のトナー補給手段が補給するトナーは、それぞれＭ（マゼンタ）、Ｙ（イェロ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の色のトナーであり、これらのトナーで現像を行ってカラー画像を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。

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