JP2007206458A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置本体が傾斜した場合にも、現像器へのトナー補給量が変動することを防止して、現像器内の現像剤のトナー濃度を適正に保つことのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１と、静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する現像手段４と、現像手段４に補給するトナーを収容するトナー容器５１と、トナー容器５１内に収容されているトナーを現像手段４に補給する補給手段５２と、補給手段５２の動作を制御してトナー容器５１から現像手段４へのトナーの補給量を制御することで現像手段４内の現像剤におけるトナー濃度制御を行う制御手段８１と、を有する画像形成装置１００は、装置本体１１０又は補給手段５２の傾きを検知する傾斜検知手段８４を有し、制御手段８１は、該傾斜検知手段８４の検知結果に基づいて、補給手段５２の動作を制御する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する、静電記録方式や電子写真方式を利用した複写機、レーザービームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真方式の画像形成装置では、帯電・露光・現像・転写・定着・クリーニングの各画像形成プロセスによって画像形成を行う。即ち、像担持体としての電子写真感光体（以下「感光体」という。）の表面を均一に帯電し、帯電した感光体の表面を画像情報に応じて露光する。これにより、感光体の表面に静電像（潜像）を形成する。この静電潜像を現像剤のトナーによってトナー像として現像し、このトナー像を感光体上から紙等の記録材上に転写する。トナー像を転写した後の感光体は、その表面に残ったトナー（転写残トナー）が除去・回収されてクリーニングされる。一方、トナー像が転写された記録材は、通常、加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。

上述のような画像形成装置に用いられる現像剤として、近年のフルカラー画像形成装置の高画質化、高速化に伴い、主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを混合した二成分現像剤が広く用いられている。

二成分現像剤を用いた現像器では、トナーの消費によって現像器内のトナーとキャリアとの混合比（トナー濃度）が変化するため、このトナー濃度を常に適正に保つことが望まれる。トナー濃度が不適正な場合、画像濃度変動、ガサツキ、かぶり、キャリア付着、トナー飛散などの画像不良が発生することがある。このため、高画質、高安定化画像を形成する上で、現像器に対するトナー補給量を適正に制御することが大変重要となる。

画像形成によって消費されたトナーに相当する量のトナーは、補給手段としてのトナー補給機構によって、現像器の現像容器に適宜補給される。例えば、補給用トナーは、図１３に示すように、トナー容器５１からトナー補給機構５２内へと搬送される。そして、トナー補給機構５２が備える補給部材としての補給スクリュー５４の回転によって、トナー補給機構５２のトナー搬送路５３内を搬送された補給用トナーは、補給口５５を介して現像容器に補給される。

トナー補給制御方法として、例えば光検知方式又はインダクタンス検知方式などの、トナー濃度検知手段を用いる方法（トナー濃度検知方式）がある。光検知方式は現像剤の反射濃度の変化を光学式センサで、又インダクタンス検知方式は透磁率の変化を透磁率センサで検知する。これにより、二成分現像剤自体の物理的特性の変化を直接検知する。そして、その検知結果に基づいて、補給手段から現像器へのトナー補給量を制御する。

又、トナー補給制御方法として、所謂、パッチ検知方式（画像濃度検知方式）がある。つまり、感光体上に形成した基準潜像（パッチ潜像）を現像することによって、予め決められた画像情報に従う基準トナー像（参照トナー像、パッチ画像）を形成する。この基準トナー像の反射濃度を、感光体上或いは記録材担持体や中間転写体上で画像濃度検知手段により検知する。そして、その検知結果に基づいて、補給手段から現像器へのトナー補給量を制御する。

トナー補給機構５２の補給スクリュー５４は、上述のようなトナー濃度検知手段の検知結果、或いは画像濃度検知手段の検知結果に基づいて求められたトナー補給量に応じて、適宜、必要なトナー量が現像容器に補給されるように駆動される。

ところで、近年、画像形成装置の使用状況の多様化に伴い、通常の傾斜面に加え、飛行機、船舶、電車など、画像形成装置本体が傾斜する状況で使用する使用者が増加してきている。

このとき、例えば、図１４（ａ）に示すように画像形成装置本体が傾斜した場合、トナー補給機構５２の補給スクリュー５４によるトナー搬送速度が低下することによって、トナー補給量が減少し、現像剤のトナー濃度が低下してしまうことがある。一方、図１４（ｂ）に示すように画像形成装置本体が傾斜した場合、補給スクリュー５４によるトナー搬送速度が上昇することによって、トナー補給量が増加し、現像剤のトナー濃度が高くなってしてしまうことがある。

このように、画像形成装置が傾斜した状態で使用されると、補給スクリュー５４と水平面Ｂとの角度（傾斜角度）Θに応じて、補給スクリュー５４によるトナー搬送速度が変化し、トナー補給量が安定しないという問題がある。

特許文献１は、現像器内部の現像剤の傾きを検知する傾斜検知センサを有し、現像器内の現像剤の傾き（偏り量）に応じて、現像ローラへ現像剤を供給するための供給ローラの回転速度を制御する画像形成装置を開示している。しかしながら、特許文献１に記載される画像形成装置は、現像ローラに対し供給される現像剤量を安定化させるものであり、現像器内のトナー濃度を安定化させるものではない。
特開平７−１７５３０４号公報

従って、本発明の目的は、画像形成装置本体が傾斜した場合にも、現像器へのトナー補給量が変動することを防止して、現像器内の現像剤のトナー濃度を適正に保つことのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段に補給するトナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内に収容されているトナーを前記現像手段に補給する補給手段と、前記補給手段の動作を制御して前記トナー容器から前記現像手段へのトナーの補給量を制御することで前記現像手段内の現像剤におけるトナー濃度制御を行なう制御手段と、を有する画像形成装置において、装置本体又は前記補給手段の傾きを検知する傾斜検知手段を有し、前記制御手段は、該傾斜検知手段の検知結果に基づいて、前記補給手段の動作を制御することを特徴とする画像形成装置である。

第２の本発明によると、静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段に補給するトナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内に収容されているトナーを前記現像手段に補給する補給手段と、前記補給手段の動作を制御して前記トナー容器から前記現像手段へのトナーの補給量を制御することで前記現像手段内の現像剤におけるトナー濃度制御を行なう制御手段と、予め決められた頻度でかつ予め決められた画像情報に従って基準トナー像を形成し前記像担持体上又は前記像担持体からトナー像が転写される被転写体上で前記基準トナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、を有し、前記制御手段は、前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて前記補給手段の動作を制御する画像形成装置において、装置本体又は前記補給手段の傾きを検知する傾斜検知手段を有し、前記画像濃度検知手段は、該傾斜検知手段の検知結果に基づいて、前記基準トナー像を形成する頻度を変更することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、画像形成装置本体が傾斜した場合にも、現像器へのトナー補給量が変動することを防止して、現像器内の現像剤のトナー濃度を適正に保つことができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１は本実施例の画像形成装置１００の概略構成図である。画像形成装置１００は、電子写真方式を利用して画像信号に応じてフルカラー画像を記録材（記録用紙、プラスチックフィルム、布等）に形成することのできるフルカラーレーザービームプリンタである。画像信号は、画像形成装置本体（装置本体）１１０に対して通信可能に接続された原稿読み取り装置又はパーソナルコンピュータ等のホスト機器から装置本体１１０に送られる。又、本実施例の画像形成装置１００は、当業者には周知のタンデム方式、中間転写方式を採用している。

本実施例の画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するためのものである。即ち、画像形成装置１００は、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにて像担持体としての電子写真感光体（感光体）１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成されたトナー像を、中間転写体としての中間転写ベルト６１上へ転写（一次転写）する。その後、中間転写ベルト６１上のトナー像を記録材搬送手段により搬送される記録材Ｐ上に転写（二次転写）する。

尚、本実施例では、画像形成装置１００が備える４つの画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、現像剤のトナーの色が異なることを除いて、実質的に同一の構成を有する。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。

画像形成部Ｓには、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム１が設けられている。感光ドラム１は、図１中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には帯電手段としての帯電ローラ２、露光手段としてのレーザースキャナ（露光装置）３、現像手段としての現像器４、一次転写手段としての一次転写ローラ６、クリーニング手段としてのドラムクリーナ７などが配置されている。露光装置３は、感光ドラム１の図１中上方に配置されている。又、各画像形成部Ｓの感光ドラム１に対向するように、中間転写体としての中間転写ベルト６１が配置されている。

中間転写ベルト６１は、複数の支持部材として駆動ローラ６２、二次転写対向ローラ６３、従動ローラ６４に張架されている。中間転写ベルト６１は、駆動ローラ６２に回転駆動力が伝達されることにより、図１中矢印方向に周回移動する。又、一次転写ローラ６は、それぞれの画像形成部Ｓにおいて感光ドラム１に対向する位置に配置されている。一次転写ローラ６は、中間転写ベルト６１の内周面に接触して、これを感光ドラム１に向けて押圧する。これにより、中間転写ベルト６１と感光ドラム１とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１が形成される。又、二次転写対向ローラ６３に対向する位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト６１の外周面に接触して二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。

画像形成動作が開始されると、回転する感光ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。このとき、帯電ローラ２には、帯電バイアス電源（図示せず）より帯電バイアスが印加される。次いで、感光ドラム１は、露光装置３から発せられる画像信号に対応したレーザー光により走査露光される。これにより、感光ドラム１上に画像信号に応じた静電像（潜像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電像は、現像器４内に収容されたトナーによって顕像化され、可視像（トナー像）とされる。本実施例では、レーザー光により露光した明部電位にトナーを付着させる反転現像方式を用いる。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ６の作用により中間転写ベルト６１上に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ６には、一次転写バイアス電源（図示せず）から一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム１の表面に残ったトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーナ７によって除去・回収される。

例えば、４色フルカラー画像の形成時には、上述の動作が第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次行われ、中間転写ベルト６１上に４色のトナー像が重ね合わされる。

一方、中間転写ベルト６１上へのトナー像の形成タイミングに合わせて、記録材収納カセット（図示せず）に収容された記録材Ｐが、供給ローラ８などの記録材搬送手段により二次転写部Ｎ２へと搬送されてくる。

そして、中間転写ベルト６１上の４色のトナー像は、二次転写ローラ９の作用により記録材Ｐ上に一括して転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ９には、二次転写バイアス電源（図示せず）から二次転写バイアスが印加される。

次いで、記録材Ｐは記録材搬送手段によって定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０は、加熱手段を内蔵した定着ローラ（加熱定着部材）１１と、定着ローラ１１に圧接する加圧ローラ（加圧定着部材）１２とを有する。この定着装置１０によって、加熱、加圧されることで、記録材Ｐ上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの永久画像となる。その後、記録材Ｐは機外に排出される。

又、二次転写部Ｎ２で記録材Ｐに転写しきれずに中間転写ベルト６１に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写ベルトクリーナ６５により除去・回収される。これにより、一連の動作が終了する。

尚、所望の画像形成部Ｓのみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。

［現像器及びトナー補給装置］
次に、図２〜図４をも参照して、現像器４及びトナー補給装置５について説明する。本実施例では、各画像形成部Ｓが備えるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像器４及びトナー補給装置５の構成は実質的に同一である。

図２に示すように、現像器４は、現像剤を収容する現像容器（現像器本体）４４を有する。現像容器４４内には、現像剤として主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える二成分現像剤（現像剤）が収容されている。本実施例では、初期状態の現像剤中のトナー濃度（現像剤の全重量に対するトナー重量の割合）は７重量％である。但し、この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。

現像容器４４は、感光ドラム１に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部露出するようにして、現像剤担持体としての現像スリーブ４１が回転可能に配置されている。現像スリーブ４１は非磁性材料で構成され、磁界発生手段としての固定のマグネット４２を内包する。本実施例では、マグネット４２は、外周に沿って複数の磁極を有する。そして、現像動作時には、現像スリーブ４１は、図２中矢印方向に回転し、現像容器４４内の二成分現像剤を層状に保持して、感光ドラム１と対向する現像領域に搬送する。本実施例では、現像スリーブ４１と感光ドラム１とは、対向部においてそれぞれの表面移動方向が同方向になるように回転する。現像スリーブ４１上に担持された現像剤は、現像領域において穂立ちした磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシを感光ドラム１の表面に接触させるか又は近接させて、感光ドラム１の表面に形成されている静電像に応じて、二成分現像剤中のトナーを感光ドラム１側に供給し、その静電像を現像する。

通常、少なくとも現像動作時には、現像スリーブ４１に所定の現像バイアスが印加され、感光ドラム１と現像スリーブ４１との間に形成される電界の作用により、トナーが感光ドラム１へと転移させられる。又、現像スリーブ４１上に担持する現像剤の量を規制するために、現像領域より現像スリーブ４１の回転方向上流側において、現像剤の層厚を規制する現像剤量規制手段４３が設けられている。現像剤層厚規制手段４３は、マグネット４２と協働して磁界の作用によって現像剤の層厚を規制する。

感光ドラム１上の静電像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ４１の回転によって搬送され、現像容器４４の現像剤収容部である後述する現像室（第１室）４４ａに回収される。

図３に示すように、現像容器４４の内部は、隔壁４５により、現像剤収容部である現像室（第１室）４４ａと攪拌室（第２室）４４ｂとに略二分されている。現像スリーブ４１に近い側が現像室４４ａであり、現像スリーブ４１から遠い側が攪拌室４４ｂである。本実施例では、現像室４４ａ、攪拌室４４ｂは、現像スリーブ４１の軸方向に沿って延在する。隔壁４５は、現像容器４４の内部の長手方向両端部側壁４９ａ、４９ｂまでは達しておらず、現像室４４ａと攪拌室４４ｂとの間で現像剤の通過を許す第１の連通部４６ａと第２の連通部４６ｂとが形成されている。

そして、現像室４４ａと攪拌室４４ｂとには、両者の間で現像剤を循環させる循環手段が設けられている。この循環手段は、現像室４４ａ、攪拌室４４ｂの長手軸線方向に沿って、攪拌搬送部材としての第１のスクリュー４７、第２のスクリュー４８を有する。第１、第２のスクリュー４７、４８により、現像剤は、現像容器４４内を混合及び攪拌されながら循環搬送される。本実施例では、この現像剤循環の方向は、現像室４４ａで図２の紙面奥側から手前側に向かう方向、攪拌室４４ｂで図２の紙面手前側から奥側に向かう方向である（図３中矢印Ｄ方向）。

本実施例では、装置本体１１０に設けられた現像器駆動手段としての駆動源（駆動モータ）７０からの駆動力が、駆動伝達手段としての回転軸７１を介して現像スリーブ４１に伝達される。又、この駆動力は、駆動伝達手段としてのギア系７２ａ、７２ｂ、７２ｃを介して第１、第２のスクリュー４７、４８に伝達される。

本実施例では、第１、第２のスクリュー４７、４８は、それぞれ現像室４４ａ、攪拌室４４ｂの長手軸線方向に対して略平行に設けられた回転軸４７ａ、４８ａを有する。又、第１、第２のスクリュー４７、４８は、それぞれ回転軸４７ａ、４８ｂの周りに設けられたスパイラル形状の搬送部（翼部、スパイラル部材）４７ｂ、４８ｂを有する。本実施例では、回転軸４７ａ、４８ａの軸径（外径）は６ｍｍであり、この回転軸４７ａ、４８ａの周面上に、直径が１６ｍｍのスパイラル形状の搬送部４７ｂ、４８ｂが１５ｍｍ間隔で設けられている。

尚、本実施例では、第１、第２のスクリュー４７、４８の夫々の現像剤搬送方向下流端部には、スクリューから成る第１、第２の返し部材４７ｃ、４８ｃが設けられている。第１、第２の返し部材４７ｃ、４８ｃは、第１、第２のスクリュー４７、４８と同軸的に、且つ、現像剤の搬送方向がそれぞれに対して逆方向（図３中矢印ｒ１、ｒ２）になるように設けられている。即ち、第１、第２の返し部材４７ｃ、４８ｃは、回転軸４７ａ、４８ａの周面上にスパイラル形状の搬送部（翼部）を配設して成る。第１、第２の返し部材４７ｃ、４８ｃは、それぞれ第１、第２のスクリュー４７、４８の現像剤搬送方向下流端部において、その現像剤搬送方向（図３中矢印Ｄ方向）とは逆方向に現像剤を押し戻す。これにより、第１、第２の連通部４６ａ、４６ｂにおける現像剤の受け渡しを円滑にすることができる。

さて、現像動作によって、二成分現像剤中のトナーは消費される。そして、現像容器４４内の現像剤のトナー濃度が徐々に減少する。そこで、詳しくは後述するように、現像により消費された量に相当するトナーが、図２及び図４に示すようにトナー補給装置５によって現像容器４４に補給される。

本実施例では、トナー補給装置５は、補給用現像剤収容部としてのトナー容器（トナー補給槽、トナー貯蔵部）５１と、トナー容器５１内のトナーを現像容器４４へと補給する補給手段としてのトナー補給機構５２とを有する。

トナー容器５１は、現像器４に補給すべきトナーを収納する。トナー容器５１は、装置本体１１０、即ち、トナー補給機構５２に対して着脱可能であっても、装置本体１１０に固定されていてもよい。

トナー補給機構５２は、トナー容器５１に連通するトナー搬送路５３を有している。トナー搬送路５３は略直線円筒形状を有しており、このトナー搬送路５３は、装置本体１１０が水平に設置されている状態で、その軸線方向が水平面と略平行になるように設けられている。

トナー搬送路５３の軸線方向一端部の上方に設けられた開口部５３ａを通して、トナー容器５１からトナー搬送路５３へとトナーが供給される。本実施例では、トナーは自由落下によりトナー容器５１からトナー搬送路５３に供給されるが、これに限定されるものではなく、別途、駆動可能なトナー供給手段を設けてもよい。そして、トナー搬送路５３の軸線方向他端部には、下方に開口した補給口５５が設けられている。補給口５５は、現像容器４４に設けられた落下口Ｔ（図３）に接続されており、これによりトナー搬送路５３の内部と現像容器４４の内部とが連通する。

又、トナー補給機構５２は、トナー搬送路５３内に補給部材としての補給スクリュー５４を有する。補給スクリュー５４は、トナー容器５１からトナー搬送路５３に供給されたトナーを、補給口５５に向けて搬送する。補給スクリュー５４は、補給機構駆動手段としての駆動源（駆動モータ）５６によって回転駆動される。駆動モータ５６の回転は、装置本体１１０が備える制御手段としてのＣＰＵ８１によって制御される。

尚、補給スクリュー５４は、典型的には、装置本体１１０が水平に設置されている状態で、その回転数とトナー補給量とが実質的に比例関係を有するように構成されている。又、典型的には、装置本体１１０が水平に設置されている状態で、補給スクリュー５４の回転速度と単位時間当たりのトナー補給量とが実質的に比例関係を有するように構成されている。

［トナー補給制御］
画像形成動作が繰り返されると現像容器４４内のトナーが消費され、現像容器４４内の現像剤中のトナー濃度が低下する。そのため、適宜、トナーを補給することで、現像容器４４内の現像剤のトナー濃度を所望の範囲内に制御することが望まれる。

本実施例では、画像形成装置１００は、ビデオカウント方式による第１のトナー補給制御手段と、パッチ検知方式による第２のトナー補給制御手段とを併用する。第１のトナー補給制御手段（ビデオカウント方式）は、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数に基づいて補給スクリュー５４の回転時間を制御する。第２のトナー補給制御手段（パッチ検知方式）は、感光ドラム１上に基準トナー像を形成し、これを中間転写ベルト６１に転写した後、この基準トナー像の濃度を、濃度検知手段としての光学式センサ（画像濃度センサ）６６（図１）で検知する。そして、光学式センサ６６の検知結果である基準トナー像の濃度信号と、予め記憶された初期基準信号とを比較し、その比較結果に基づいて、第１のトナー補給制御手段により決定された補給スクリュー５４の駆動時間を補正する。

・第１のトナー補給制御手段（ビデオカウント方式）：
本実施例では、主としてビデオカウント方式によって現像剤のトナー濃度が制御される。ビデオカウント方式では、画像信号処理回路の出力信号のレベルが画素毎にカウントされる。そして、このカウント数が、原稿紙サイズの画素分積算される。これにより、原稿１枚当たりのビデオカウント数を求めることができる。例えば、Ａ４サイズ１枚の最大ビデオカウント数は、４００ｄｐｉ、２５６階調で３８８４×１０６である。

このビデオカウント数は、予想されるトナー消費量に対応しており、ビデオカウント数と補給スクリュー５４の回転時間との対応関係を示す換算テーブルから、適切な補給スクリュー５４の回転時間が決定される。そして、決定された回転時間に従って、トナー補給機構５２から現像容器４４内へのトナー補給が行われる。

上記換算テーブルは、記憶手段としてのＲＯＭ８２に予め記憶されており、制御手段としてのＣＰＵ８１によって、この換算テーブルから補給スクリュー５４の回転時間が求められる。そして、ＣＰＵ８１は、次に説明するようにして、求めた補給スクリュー５４の回転時間に基づいて、駆動モータ５６の駆動を制御する。

ここで、本実施例では、補給スクリュー５４の回転時間は、予め定められた所定単位時間の整数倍の中からのみ選択される方式を用いる（単位ブロック補給）。

図５は、単位ブロック補給によるトナー補給動作の一例のタイミングチャートを示す。つまり、本実施例では、１単位ブロック当りの補給スクリュー５４の回転時間は０．４ｓｅｃに設定されている。そして、１画像当りの補給スクリュー５４の回転時間は、０．４ｓｅｃ、又は、この整数倍に限定される。

例えば、上記のビデオカウント数から換算テーブルを通して求められた補給スクリュー５４の回転時間が０．５２ｓｅｃであった場合、次の画像形成動作において、１画像当りに供給される単位ブロック補給数は１個となる。即ち、この場合、補給スクリュー５４の回転時間は０．４ｓｅｃとなり、残りの０．１２ｓｅｃ分の補給スクリュー５４の回転時間は、余り分として記憶手段としてのＲＡＭ８３に保存される。そして、この余り分の回転時間は、次回以降のビデオカウント数から求められる補給スクリュー５４の回転時間に加算される。

以上のビデオカウント方式によるトナー補給制御の処理のフローを図６に示す。ＣＰＵ８１にビデオカウント数が入力されると（ステップ１）、ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２に記憶された換算テーブルを参照して、補給スクリュー５４の回転時間を求める（ステップ２）。次いで、ＣＰＵ８１は、前回からの補給スクリュー５４の余り分の回転時間がＲＡＭ８３に記憶されている場合には、ステップ２で求められた回転時間にその余り分の回転時間を加算する（ステップ３）。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ３で決定された補給スクリュー５４の回転時間と、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転時間とから、次の画像形成動作における単位ブロック補給数を決定する（ステップ４）。そして、ＣＰＵ８１は、決定された単位ブロック補給数の時間分だけ補給スクリュー５４を回転させるべく駆動モータ５６に制御信号を送り、トナー補給を実行する（ステップ５）。又、ステップ４において、決定された単位ブロック補給数での補給スクリュー５４の回転時間に対して、ステップ３で決定された回転時間に余り分が生じた場合には、その余り分の回転時間をＲＡＭ８３に記憶させる。

このように、補給スクリュー５４の回転時間を所定単位時間の整数倍のみに限定することの利点としては、１回１回のトナー補給量が安定することが挙げられる。

即ち、ビデオカウント数から求められる補給スクリュー５４の回転時間にそのまま従ってトナー補給を行うと、ビデオカウント数が小さい場合には、その回転時間は非常に短くなる。回転時間が短いと、補給スクリュー５４を駆動する駆動モータ５６の立ち上がり時間、及び立下り時間の影響が大きくなり、トナー補給量が安定しなくなり易い。

これに対して、本実施例のように、単位ブロック補給方式を採用して常に一定の回転時間とすることで、トナー補給量が安定する。

・第２のトナー補給制御手段（パッチ検知方式）：
ビデオカウント方式では予想されるトナー消費量と実際のトナー消費量の間にずれがあると、次第に現像剤のトナー濃度が適正範囲から外れていってしまう。そこで、本実施例では、所定の間隔でパッチ検知方式を用いたトナー補給量の補正（以下「パッチ検知モード」という。）を行う。

本実施例では、パッチ検知モードを実行する間隔を、小サイズ原稿（例えばＡ４縦）５０枚毎に設定した。

即ち、画像形成枚数が５０枚に達し、パッチ検知モードの動作タイミングになると、感光ドラム１上に一定面積を有する基準トナー像の静電像を形成し、これを所定の現像コントラスト電圧によって現像して基準トナー像とする。次いで、この基準トナー像を中間転写ベルト６１上に転写する。その後、中間転写ベルト６１上の基準トナー像の濃度を、中間転写ベルト６１に対向して設けられた濃度検知手段としての光学式センサ６６で検知する。光学式センサ６６は、投光部と受光部とを有し、中間転写ベルト６１に向けて光を照射した時の反射光を受光する。そして、光学式センサ６６は、受光部で受光した光の光量（反射光量）に係る信号をＣＰＵ８１に対して出力する。この信号（以下「濃度信号」という。）は、中間転写ベルト６１上のトナー像の濃度（トナー付着量）を示す。

ＣＰＵ８１は、光学式センサ６６が基準トナー像を検知した際の濃度信号Ｖｓｉｇと、予めＲＯＭ（メモリ）８２に記録されている初期基準信号Ｖｒｅｆとを比較する。ＣＰＵ８１は、
Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ＜０
の場合は、基準トナー像の濃度が低い、即ち、現像剤のトナー濃度が低いと判断する。そして、ＣＰＵ８１は、ＶｒｅｆとＶｓｉｇとの差分から、必要なトナー補給量とそれに対応する補給スクリュー５４の回転時間とを決定する。ＣＰＵ８１は、この回転時間を、ビデオカウント方式により決定される回転時間に上乗せする形で補正を行う。

逆に、ＣＰＵ８１は、
Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ≧０
の場合は、パッチ画像の濃度が高い、即ち、現像剤のトナー濃度が高いと判断する。そして、ＣＰＵ８１は、ＶｒｅｆとＶｓｉｇとの差分から、不要なトナー量とそれに対応する補給スクリュー５４の停止時間とを決定する。ＣＰＵ８１は、この時間を、ビデオカウント方式により決定される回転時間から差し引く形で補正を行う。

このような制御を行うことにより、現像剤のトナー濃度のずれを修正することが可能となる。

ビデオカウント方式とパッチ検知方式とを併用した場合のトナー補給制御の処理のフローを図７に示す。図７のフローにおいてステップ１〜ステップ５は、図６を参照して説明したビデオカウント方式によるトナー補給制御のフローと同じである。そして、ステップ２にて求められた補給スクリュー５４の回転時間に対して、上記パッチ検知モードにおいて求められた補給スクリュー５４の回転時間の過不足量を加算又は減算する（ステップ６）。

ここで、本実施例では、パッチ検知モードの検知結果から補給スクリュー５４の回転時間を増やす場合、即ち、単位ブロック補給数を追加する場合は、図８に示すように、画像１枚当たり１単位ブロックのみ追加する。

つまり、例えば、パッチ検知モードにおける検知結果に基づいて単位ブロック補給数を１０ブロック追加する場合、これを一度に追加するのではなく、画像１枚当たり１単位ブロックずつ追加していく。そして、画像１０枚以上かけて、補給スクリュー５４の回転時間の追加補正が完了するようにする。このように、基準トナー像の濃度信号が所定値以下の場合と所定値よりも大きい場合で、単位ブロック補給数の追加の仕方が異なる。

このような制御を行うことにより、現像器４内のトナー濃度が急激に上昇して、かぶりや飛散が発生することを抑制することができる。

［現像剤］
次に、現像剤について更に説明する。上述のように、本実施例では、主に非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える二成分現像剤を用いる。

トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有していてよい。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂により、例えば、粉砕法により製造することができる。又、トナーの体積平均粒径は５μｍ以上、９μｍ以下が好ましい。本実施例では、トナーの体積平均粒径は６．２μｍであった。

キャリアは、例えば、表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどを好適に使用することができる。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されるものではない。又、キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍのものであってよく、好ましくは３０〜４０μｍである。又、キャリアは、抵抗率が１０⁷Ωｃｍ以上のものであってよく、好ましくは１０⁸Ωｃｍ以上である。本実施例では、キャリアの抵抗率は１０⁸Ωｃｍであった。

尚、トナーの体積平均粒径は次に示す装置及び方法にて測定したものである。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用した。又、電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。測定方法は次の通りである。即ち、上記の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電界水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得ることができる。

［傾斜角度検知］
次に、本実施例にて最も特徴的な、装置本体１１０の傾きを検知し、その検知結果に応じてトナー補給制御条件を変更する方法について説明する。

前述のように、例えば、装置本体１１０が傾斜面に設置されたり、或いは飛行機等の移動体に設置されたりすることで、装置本体１１０が傾斜した状態で使用される場合には、トナー補給量が安定しないことがある。トナー補給機構５２が傾斜することで、補給スクリュー５４と水平面との角度に応じて、補給スクリュー５４によるトナー搬送速度が変化するためである。

本発明の目的の一つは、画像形成装置本体が傾斜した場合でも、常に安定したトナー補給を行うことを可能とすることである。又、本発明の他の目的の一つは、これによって、二成分現像剤のトナー濃度を適正に保ち、画像濃度変動、トナーかぶり、トナー飛散などが発生しない安定した画像形成を可能とすることである。

そこで、本実施例では、本発明に従って、装置本体１１０の傾斜角度に応じて補給スクリュー５４の回転動作を制御する。以下、詳しく説明する。

本実施例では、図４に示すように、画像形成装置１００は、傾斜を検知する傾斜検知手段として、装置本体１１０の傾斜角度を検知するための傾斜角度検知センサ８４を有する。本実施例では、傾斜角度検知センサ８４は、装置本体１１０内に実装されている。又、本実施例では、傾斜角度検知センサ８４は、特に、トナー補給機構５２のトナー搬送路５３の軸線方向Ａの水平面Ｂに対する傾斜角度Θ（図１４）を検知できるように設けられている。尚、本実施例では、装置本体１１０が水平に設置された場合に、トナー搬送路５３の軸線方向Ａが水平面Ｂと平行になるので、上記傾斜角度Θは、装置本体１１０の傾斜角度に相当する。

尚、特定の軸方向の水平に対する傾斜角度を検知したり、或いは３６０°全方向において水平に対する傾斜角度を検知して、検知した傾斜角度に係る電気信号を出力する種々の方式、形態のセンサが入手可能である。本発明においては、傾斜角度検知センサ８４として、入手可能なものを特に制限無く用いることができる。本実施例においては、例えば、ＪＥＷＥＬＬ社製 ＬＣＦ２０００の傾き検知センサが用いられる。

傾斜角度検知センサ８４は、装置本体１１０のＣＰＵ８１に接続されている。そして、傾斜角度検知センサ８４は、画像形成装置１００の電源オンの間は常に稼動している。これによって、装置本体１１０の傾斜角度Θを常時検知している。

又、傾斜角度検知センサ８４によって検知された傾斜角度Θと、補給スクリュー５４によって現像容器４４内に補給される１単位ブロック当たりのトナー補給量との対応関係が予め実験等によって求められている。

そして、その実験結果から、１単位ブロック当たりのトナー補給量を一定にするための、傾斜角度Θと補給スクリュー５４の回転時間との関係を示す情報が、図９に示すようなテーブルデータとして、ＲＯＭ８２内に格納されている。尚、このテーブルデータは、記憶手段としてＣＰＵ８１内に格納されていてもよい。

ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２に格納されているテーブルデータを参照することによって、傾斜角度検知センサ８４によって検知された傾斜角度Θに応じて、駆動モータ５６を制御し、補給スクリュー５４の回転時間を制御する。これによって、現像容器４４に対するトナーの補給量を、装置本体１１０の傾斜角度Θによらず一定とする。

図１４（ａ）、（ｂ）をも参照して更に説明する。ここで、図１４（ａ）に示すように、トナー搬送路５３の補給口５５が設けられた端部が、もう一方の端部よりも鉛直上方となるような傾斜方向の場合の傾斜角度Θを正の傾斜角度とする。又、図１４（ｂ）に示すように、トナー搬送路５３の補給口５５が設けられた端部が、もう一方の端部よりも鉛直下方となるような傾斜方向の場合の傾斜角度Θを負の傾斜角度とする。

先ず、傾斜角度Θが正の傾斜角度（図１４（ａ））の場合は、トナー補給機構５２によるトナー搬送スピードが低下する。そのため、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転時間を長くする制御を行う。

一方、傾斜角度Θが負の傾斜角度（図１４（ｂ））の場合は、トナー補給機構５２によるトナー搬送スピードが上昇する。そのため、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転時間を短くする制御を行う。

上述のように、図９に示すような、傾斜角度Θと、所定の回転速度（本実施例では２５０ｒｐｍ）で所定量のトナーを補給するための補給スクリュー５４の回転時間との関係を示すテーブルデータがＲＯＭ８２内に格納されている。従って、ＣＰＵ８１は、傾斜角度検知センサ８４から入力された傾斜角度Θを示す検知信号から、ＲＯＭ８２に格納されているテーブルデータを参照することにより、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転時間を求めることができる。

そして、ＣＰＵ８１は、図６及び図７を参照して説明したトナー補給制御のステップ４で決定された単位ブロック補給数分だけ補給スクリュー５４を回転させる際に、１単位ブロック分の補給スクリュー５４の回転時間として、ここで求めた回転時間を適用する。これにより、１単位ブロック当たりのトナー補給量を、傾斜角度Θによらず一定に保つことが可能となる。

以上説明したように、本実施例によれば、装置本体１１０の傾斜角度Θに応じて補給スクリュー５４の回転時間を制御する。これによって、常に安定したトナー補給を行うことができる。その結果、二成分現像剤のトナー濃度を常に安定化させることが可能となり、画像濃度変動、トナーかぶり、トナー飛散などを発生しない安定した画像形成が可能となる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例に特徴的な点を以下に説明する。

実施例１においては、装置本体１１０の傾斜角度Θに応じて補給スクリュー５４の回転時間を制御することによって、常に安定したトナー補給を行うことを実現した。これに対し、本実施例では、装置本体１１０の傾斜角度Θに応じて補給スクリュー５４の回転速度を制御する。

本実施例では、１単位ブロック当たりのトナー補給量を一定にするための、傾斜角度Θと補給スクリュー５４の回転速度との関係を示す情報が、図１０に示すようなテーブルデータとして、ＲＯＭ８２内に格納されている。尚、このテーブルデータは、記憶手段としてＣＰＵ８１内に格納されていてもよい。

ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２に格納されているテーブルデータを参照することによって、傾斜角度検知センサ８４によって検知された傾斜角度Θに応じて、駆動モータ５６を制御し、補給スクリュー５４の回転速度を制御する。これによって、現像容器４４に対するトナーの補給量を、装置本体１１０の傾斜角度Θによらず一定とする。

図１４（ａ）、（ｂ）をも参照して更に説明する。先ず、傾斜角度Θが正の傾斜角度（図１４（ａ））の場合は、トナー補給機構５２によるトナー搬送スピードが低下する。そのため、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転速度を速くする制御を行う。

一方、傾斜角度Θが負の傾斜角度（図１４（ｂ））の場合は、トナー補給機構５２によるトナー搬送スピードが上昇する。そのため、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転速度を遅くする制御を行う。

上述のように、図１０に示すような、傾斜角度Θと、所定の時間（本実施例では０．４ｓｅｃ）で所定量のトナーを補給するための補給スクリュー５４の回転速度との関係を示すテーブルデータがＲＯＭ８２内に格納されている。従って、ＣＰＵ８１は、傾斜角度検知センサ８４から入力された傾斜角度Θを示す検知信号から、ＲＯＭ８２に格納されているテーブルデータを参照することにより、１単位ブロック分のトナーを補給する際の補給スクリュー５４の回転速度を求めることができる。

そして、ＣＰＵ８１は、トナー補給制御のステップ４（図６、７）で決定された単位ブロック補給数分だけ補給スクリュー５４を回転させる際に、１単位ブロック分のトナーを補給する際の補給スクリュー５４の回転速度として、ここで求めた回転速度を適用する。これにより、１単位ブロック当たりのトナー補給量を、傾斜角度Θによらず一定に保つことが可能となる。

以上説明したように、本実施例によれば、装置本体１１０の傾斜角度Θに応じて補給スクリュー５４の回転速度を制御する。これによって、常に安定したトナー補給を行うことができる。その結果、二成分現像剤のトナー濃度を常に安定化させることが可能となり、画像濃度変動、トナーかぶり、トナー飛散などを発生しない安定した画像形成が可能となる。

実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例に特徴的な点を以下に説明する。

本実施例では、図１１に示すように、画像形成装置１００は、装置本体１１０の環境条件を検知する環境検知手段として、温湿度センサ８５を装置本体１１０に有する。又、実施例１及び２と同様に、画像形成装置１００は、傾斜検知手段としての傾斜角度検知センサ８４を有する。そして、温湿度センサ８５によって検知された絶対湿度（絶対水分量）の検知結果と、傾斜角度検知センサ８４によって検知された装置本体１１０の傾斜角度Θの検知結果との両方を用いて、補給スクリュー５４の回転時間を決定する。

更に説明すると、実施例１、２のように、装置本体１１０の傾斜角度Θに応じて補給スクリュー５４の回転時間又は回転速度を制御することによって、安定したトナー補給を行って、二成分現像剤のトナー濃度を常に安定化させることができる。しかし、画像形成装置１００の使用環境によって、トナーの流動性が変化した場合、画像形成装置１００が傾斜した場合においてトナーの補給精度を安定化させることが困難になる場合が考えられる。

一般に、低湿環境になるほどトナーの流動性は増加し、画像形成装置１００が傾斜したときの補給量のバラツキが発生しやすい。

従って、本実施例では、低湿環境になるほど、装置本体１１０の傾斜を検知したときにおける補給スクリュー５４の回転時間の補正量を大きくする。

本実施例では、１単位ブロック当たりのトナー補給量を一定にするための、傾斜角度Θと補給スクリュー５４の回転時間との、装置環境の絶対湿度毎の関係を示す情報が、図１２に示すようなテーブルデータとして、ＲＯＭ８２内に格納されている。尚、このテーブルデータは、記憶手段としてＣＰＵ８１内に格納されていてもよい。

ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２に格納されているテーブルデータを参照する。そして、温湿度センサ８５によって検知された絶対湿度と、傾斜角度検知センサ８４によって検知された傾斜角度Θとに応じて、駆動モータ５６を制御し、補給スクリュー５４の回転時間を制御する。これによって、現像容器４４に対するトナーの補給量を、絶対湿度と装置本体１１０の傾斜角度Θによらず一定とする。

図１４（ａ）、（ｂ）をも参照して更に説明する。先ず、傾斜角度Θが正の傾斜角度（図１４（ａ））の場合は、トナー搬送機構５２によるトナー搬送スピードが低下する。そのため、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転時間を長くする制御を行う。

一方、傾斜角度Θが負の傾斜角度（図１４（ｂ））の場合は、トナー補給機構５２によるトナー搬送スピードが上昇する。そのため、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転時間を短くする制御を行う。

上述のように、図１２に示すような、傾斜角度Θと、所定の回転速度（本実施例では２５０ｒｐｍ）で所定量のトナーを補給するための補給スクリュー５４の回転時間との、装置環境の絶対湿度毎の関係を示すテーブルデータがＲＯＭ８２内に格納されている。従って、ＣＰＵ８１は、温湿度センサ８５から入力された装置環境の絶対湿度を示す検知信号と、傾斜角度検知センサ８４から入力された傾斜角度Θを示す検知信号とから、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転時間を求めることができる。このとき、ＲＯＭ８２に格納されているテーブルデータを参照する。

そして、ＣＰＵ８１は、図６及び図７を参照して説明したトナー補給制御のステップ４で決定された単位ブロック補給数分だけ補給スクリュー５４を回転させる際に、１単位ブロック分の補給スクリュー５４の回転時間として、ここで求めた回転時間を適用する。これにより、１単位ブロック当たりのトナー補給量を、装置環境の絶対湿度、傾斜角度によらず一定に保つことが可能となる。

以上説明したように、本実施例によれば、低湿環境になるほど、装置本体１１０の傾斜を検知したときにおける補給スクリュー５４の回転時間の補正量を大きくする。これによって、画像形成装置１００が使用される環境条件によることなく、常に安定したトナー補給を行うことができる。その結果、二成分現像剤のトナー濃度を常に安定化させることが可能となり、画像濃度変動、トナーかぶり、トナー飛散などを発生しない安定した画像形成が可能となる。

尚、本実施例においては、実施例１と同様に、１単位ブロック当たりの補給スクリュー５４の回転時間の補正を行ったが、これに限定されるものではなく、実施例２と同様に、補給スクリュー５４の回転速度を補正しても同様の効果が得られる。

実施例４
次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例に特徴的な点を以下に説明する。

本実施例においては、検知された装置本体１１０の傾斜角度Θに応じて、パッチ検知モードの実行頻度、即ち、基準トナー像を形成する頻度を制御する。

更に説明すると、実施例１〜３のように、装置本体１１０の傾斜角度Θに応じて補給スクリュー５４の回転時間又は回転速度を制御することによって、安定したトナー補給を行って、二成分現像剤のトナー濃度を常に安定化させることができる。しかし、画像形成装置１００の使用状況によっては、更に補給精度を安定化させることが望まれることが考えられる。

そこで、本実施例では、実施例１と同様に装置本体１１０の傾斜角度Θに応じて補給スクリュー５４の回転時間を制御する。そして、更に、前回パッチ検知モードを行ったときからの１枚当たりの傾斜角度Θの平均値を算出し、この平均値と、前回パッチ検知モードを行ったときからの枚数積算値とから、パッチ検知モードを行うか否かを決定する。ここで言う１枚当たりの傾斜角度Θの平均値とは、複数枚の画像を一連の画像形成動作で形成した際、その一連の画像形成動作中における各枚数の時の角度を検出し、これら複数の検出角度を平均した値である。例えば、３枚連続して画像形成を行った際、１枚目時の検出角度が２°、２枚目時の検出角度が４°、３枚目時の検出角度が６°だった場合、（２＋４＋６）／３で求められた４°が１枚当たりの傾斜角度Θの平均値となる。

本実施例では、実施例１と同様に、１単位ブロック当たりのトナー補給量を一定にするための、傾斜角度Θと補給スクリュー５４の回転時間との関係を示す情報が、図９に示すようなテーブルデータとして、ＲＯＭ８２内に格納されている。尚、このテーブルデータは、記憶手段としてＣＰＵ８１内に格納されていてもよい。

そして、先ず、ＣＰＵ８１は、実施例１と同様に、ＲＯＭ８２に格納されているテーブルデータを参照することによって、傾斜角度検知センサ８４によって検知された傾斜角度Θに応じて、駆動モータ５６を制御して、補給スクリュー５４の回転時間を制御する。これによって、現像容器４４に対するトナーの補給量を傾斜角度Θによらず一定とする。

次に、本実施例では、パッチ検知モードの実行間隔を次のようにして決定する。本実施例では、ＣＰＵ８１は、前回パッチ検知を行ったときからの１枚当たりの傾斜角度Θの平均値Θａｖｅを算出する。そして、この算出結果Θａｖｅと、前回パッチ検知モードを行ったときからの枚数積算値Ｋ（枚）とに基づいて、パッチ検知モードを行うか否かを決定する。

表１に、傾斜角度の平均値Θａｖｅの絶対値｜Θａｖｅ｜と、前回パッチ検知モードを行ったときから次回パッチ検知モードを行なうまでの枚数積算値Ｋ（枚）との関係を示すテーブルを示す。即ち、このテーブルは、傾斜角度の平均値Θａｖｅが大きい程、パッチ検知モードの実行間隔を短くすることを示す。

本実施例では、表１に示すような関係を示す情報（テーブル）が、ＲＯＭ８２に格納されている。尚、このテーブルデータは、記憶手段としてＣＰＵ８１内に格納されていてもよい。ＣＰＵ８１は、このテーブルに基づいて、パッチ検知モードを行うか否かを決定する。

つまり、表１に示すように、それぞれのΘａｖｅにおいて、前回パッチ検知モードを行ったときからの枚数積算値がある定められた枚数Ｋに達したときに、パッチ検知モードを行う。

このような方法でパッチ検知モードの実行タイミングを決定することによって、検知された装置本体１１０の傾斜角度Θが大きいほど、パッチ検知モードの実行間隔を短くすることができる。これにより、トナー補給精度の誤差が生じ易い傾斜状態で画像形成装置１００がどの程度使用されたかに応じて、より精度良く、常に安定したトナー濃度を維持することができる。即ち、本実施例では、画像形成装置１００は、予め決められた頻度でかつ予め決められた画像情報に従って基準トナー像を形成し、この基準トナー像の濃度を中間転写ベルト６１上で検知する画像濃度検知手段を有する。この画像濃度検知手段は、本実施例では、光学式センサ６６、ＣＰＵ８１等で構成される。この画像濃度検知手段は、傾斜検知手段（傾斜角度検知センサ）８４の検知結果に基づいて、基準トナー像を形成する頻度を変更する。そして、本実施例では、この画像濃度検知手段は、装置本体１１０又は補給手段（トナー補給機構）５２の傾きの絶対値が大きくなるほど、基準トナー像を形成する頻度を高くする。

以上説明したように、本実施例によれば、装置本体１１０の傾斜角度に応じて補給スクリュー５４の回転時間を制御すると共に、画像形成装置１００が傾斜した状態で使用された状況を判断してパッチ検知モードの実行間隔を決定する。これによって、より精度良く、常に安定したトナー補給を行うことができる。その結果、二成分現像剤のトナー濃度を常に安定化させることが可能となり、画像濃度変動、トナーかぶり、トナー飛散などを発生しない安定した画像形成が可能となる。

以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施態様に限定されるものではないことを理解されたい。例えば、上述の各実施例においては、トナー補給制御方法は、ブロック補給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、ビデオカウント方式やパッチ検知方式により算出された、必要量のトナーを補給するための補給スクリュー５４の回転時間にそのまま従って、該補給スクリュー５４の回転時間を制御してもよい。このようなトナー補給制御方式を採用する場合にも、本発明を等しく適用することができ、上記同様の効果を得ることができる。この場合、装置本体１１０が所定の設置状態（通常、水平状態）である場合に得られるトナー補給量と同じトナー補給量が得られるように、補給スクリュー５４の回転時間又は回転速度を補正すればよい。この場合も、上記各実施例で説明したのと同様に、補給スクリュー５４の回転時間又は回転速度は、傾斜角度検知センサ８４、更には温湿度センサ８５の検知結果に基づいて補正すればよい。

又、上記各実施例においては、現像容器４４内のトナー濃度制御手段として、ビデオカウント方式とパッチ検知方式を併用しているが、これに限定されるものではない。例えば、現像剤の光反射濃度の変化を測定する光検知方式や、現像剤の透磁率の変化を測定するインダクタンス検知方式のような、トナー濃度検知手段を用いることによって現像容器４４内の現像剤のトナー濃度を制御してもよい。この場合にも、本発明を等しく適用することができ、上記同様の効果を得ることができる。尚、ビデオカウント方式、パッチ検知方式、光検知方式、インダクタンス検知方式等の各種トナー補給制御方式は、単独で用いても複数を組み合わせて用いてもよい。パッチ検知方式では、基準トナー像の濃度は、像担持体上又は像担持体からトナー像が転写される被転写体上で検知することができる。

又、上記各実施例においては、傾斜検知手段は、装置本体１１０の傾きを検知するものとして説明した。即ち、上記各実施例においては、装置本体１１０が水平に設置された状態で、トナー補給機構５２のトナー搬送路５３の軸線方向が水平方向と平行になるように、トナー補給機構５２は装置本体１１０に固定されていた。従って、装置本体１１０の傾きを検知することは、トナー補給機構５２の傾きを検知することに相当する。これに対し、傾斜検知手段が、トナー補給機構５２自体の傾きを検知するようになっていてもよい。例えば、補給用トナーが消尽した際にトナー容器５１に補給用トナーを補給するなどのために、トナー補給機構５２が装置本体１１０に対して相対的に移動可能とされていることがある。このような場合に、トナー補給機構５２が装置本体に対して傾斜し、その結果水平に対して傾斜することが考えられる。傾斜検知手段がトナー補給機構５２自体の傾きを検知することによって、装置本体１１０が水平に設置されている時にトナー補給機構５２が水平に対して傾斜した場合にも、上記各実施例と同様の効果を得ることができる。

又、上記各実施例においては、画像形成装置は中間転写方式を採用するものとして説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者には周知の直接転写方式の画像形成装置にも等しく適用しうるものである。直接転写方式の画像形成装置は、転写材を担持して搬送する転写材担持体としての例えば搬送ベルトを有する。そして、例えば、搬送ベルトの表面移動方向に沿って複数設けられた像担持体上に形成されたトナー像を、搬送ベルト上に担持された転写材上に順次に重ね合わせて転写することで、複数色のトナーから成る画像を形成することができる。

又、当業者には周知のように、一つの像担持体に対して複数の現像器が設けられ、像担持体上に順次に形成したトナー像を転写材に直接、又は、中間転写体に一旦転写した後に転写材に転写することで複数色のトナーから成る画像を形成する画像形成装置がある。本発明は、このような画像形成装置にも等しく適用することができる。又、当然、本発明は、単一の画像形成部を有する単色画像形成用の画像形成装置にも適用可能である。

更に、上記各実施例では、補給手段はトナーのみを現像器に補給するものとして説明したが、従来、トナーと共にキャリアをも補給する方法が知られている。本発明は、このように補給手段がトナーと共にキャリアをも現像器に補給する場合にも等しく適用可能である。

本発明を適用し得る画像形成装置の一実施例の概略断面構成図である。 図１の画像形成装置が備える現像装置の概略断面構成図である。 図２の現像装置の内部を示す平面図である。 本発明に従って構成されたトナー補給装置の一実施例のブロック図である。 単位ブロック補給によるトナー補給動作の一例を示すタイミングチャート図である。 ビデオカウント方式によるトナー補給を説明するためのフロー図である。 ビデオカウント方式とパッチ検知方式を併用した場合のトナー補給を説明するためのフロー図である。 基準トナー像の濃度信号による単位ブロック補給数の追加の仕方の一例を説明するためのタイミングチャート図である。 傾斜角度と１単位ブロック当たりのトナー補給スクリュー回転時間との関係を示すグラフ図である。 傾斜角度と１単位ブロック当たりのトナー補給スクリュー回転速度との関係を示すグラフ図である。 本発明に従って構成されたトナー補給装置の他の実施例のブロック図である。 傾斜角度と１ブロック当たりのトナー補給スクリュー回転時間との絶対湿度毎の関係を示すグラフ図である。 従来のトナー補給装置の一例を説明するためのブロック図である。 画像形成層装置が傾斜した状態を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ 露光装置（露光手段）
４ 現像器（現像手段）
５ トナー補給装置
６ 一次転写ローラ（一次転写手段）
７ ドラムクリーナ（クリーニング手段）
９ 二次転写ローラ（二次転写手段）
４４ 現像容器
５１ トナー容器（補給用現像剤収容部）
５２ トナー補給機構（補給手段）
５３ トナー搬送路
５４ 補給スクリュー（補給部材）
５５ 補給口
６１ 中間転写ベルト（中間転写体）
６６ 光学式センサ（画像濃度センサ）
８１ ＣＰＵ（制御手段）
８４ 傾斜角度検知センサ（傾斜検知手段）
８５ 温湿度センサ（環境検知手段）
Ｓ 画像形成部
Ｐ 記録材

Claims (9)

1. 静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段に補給するトナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内に収容されているトナーを前記現像手段に補給する補給手段と、前記補給手段の動作を制御して前記トナー容器から前記現像手段へのトナーの補給量を制御することで前記現像手段内の現像剤におけるトナー濃度制御を行なう制御手段と、を有する画像形成装置において、
   装置本体又は前記補給手段の傾きを検知する傾斜検知手段を有し、前記制御手段は、該傾斜検知手段の検知結果に基づいて、前記補給手段の動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 更に、装置本体の環境条件を検知する環境検知手段を有し、前記制御手段は、該環境検知手段の検知結果と、前記傾斜検知手段の検知結果との両方に基づいて、前記補給手段の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、単位補給量毎に前記現像手段にトナーを補給するように前記補給手段の動作を制御するようになっており、且つ、前記制御手段は、前記傾斜検知手段の検知結果に基づいて、前記単位補給量のトナーを補給するのに要する前記補給手段の駆動時間、又は、前記単位補給量のトナーを補給する際の前記補給手段の駆動速度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 更に、前記傾斜検知手段の検知結果と、前記補給手段の駆動時間又は駆動速度とを関係付ける情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 更に、前記像担持体上又は前記像担持体からトナー像が転写される被転写体上でトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段を有しており、前記制御手段は、予め決められた画像情報に従って形成された基準トナー像の濃度を前記画像濃度検知手段により検知した結果に基づいて前記補給手段の動作を制御するようになっており、且つ、前記制御手段は、前記傾斜検知手段の検知結果に基づいて、前記基準トナー像を形成する頻度を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 更に、前記傾斜検知手段の検知結果と、前記基準トナー像を形成する頻度とを関係付ける情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 装置本体又は前記補給手段の傾きが同じであって、装置本体の環境条件が異なる場合に、前記補給手段の駆動時間、又は、トナーを補給する際の前記補給手段の駆動速度が異なることを特徴とする請求項２〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
8. 静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段に補給するトナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内に収容されているトナーを前記現像手段に補給する補給手段と、前記補給手段の動作を制御して前記トナー容器から前記現像手段へのトナーの補給量を制御することで前記現像手段内の現像剤におけるトナー濃度制御を行なう制御手段と、予め決められた頻度でかつ予め決められた画像情報に従って基準トナー像を形成し前記像担持体上又は前記像担持体からトナー像が転写される被転写体上で前記基準トナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、を有し、前記制御手段は、前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて前記補給手段の動作を制御する画像形成装置において、
   装置本体又は前記補給手段の傾きを検知する傾斜検知手段を有し、前記画像濃度検知手段は、該傾斜検知手段の検知結果に基づいて、前記基準トナー像を形成する頻度を変更することを特徴とする画像形成装置。
9. 前記画像濃度検知手段は、前記装置本体又は前記補給手段の傾きの絶対値が大きくなるほど、前記頻度を高くすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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