JP2011257693A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境に拘わらず、安定したトナー補給を行い、適正な画像を形成する画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体１１７と、感光体１１７に静電潜像を形成する露光器と、二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像器１２０と、現像器１２０内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部１１５と、補給用トナーを収容するトナー収容部１１０と、トナー収容部１１０から補給トナーを回転駆動により現像器１２０へ搬送するトナー搬送部と、トナー濃度検出部１１５の出力を受けてトナー搬送部を回転駆動してトナー濃度制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、露光器が感光体１１７に形成する画像ドットの露光高度と露光時間とに対応する値を累積ドットカウント値として累積し、トナー濃度検出部１１５の検出濃度が所定値より低下したときに、前記累積ドットカウント値に反比例する回転数を算出し、算出した回転数だけトナー搬送部を回転駆動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、静電電子写真方式を利用した画像形成装置では、トナー補給装置により現像装置にトナーを補給して画像出力の連続運転を行うようになっている。このような画像形成装置は、一般に帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニング、および除電の各工程によって画像形成を行う。

画像形成工程では、例えば、回転駆動される感光体ドラムの表面を帯電装置によって均一に帯電し（帯電工程）、帯電した感光体ドラム表面に露光装置によってレーザー光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。続いて、静電潜像が現像され感光体ドラム表面上に現像装置によってトナー像を形成する（現像工程）。

そして、感光体ドラム上のトナー像を転写装置によって記録媒体上に転写し（転写工程）、その後、定着装置によって加熱することによって、トナー像を記録媒体上に固定する（定着工程）。

そして、感光体ドラム表面上に残った転写残留トナーを、クリーニング装置により除去して所定の回収部に回収し（クリーニング工程）、クリーニングされた後の感光体ドラム表面から、除電装置により残留電荷を除去し、次の画像形成に備える（除電工程）。

感光体ドラム上の静電潜像を現像する現像剤としては、一般にトナーのみからなる一成分現像剤やトナーとキャリアとからなる二成分現像剤が用いられる。一成分現像剤は、キャリアを使用しないことから、トナーとキャリアを均一に混合するための撹拌機構などを必要としないことから、現像装置がシンプルになるが、トナーの帯電量が安定しにくい等の欠点がある。一方、二成分現像剤は、トナーとキャリアを均一に混合するための撹拌機構などを必要とすることから、現像装置が複雑になるが、帯電量の安定性や高速機への適合性に優れることから、高速画像形成装置やカラー画像形成装置によく使用されている。

二成分現像剤を使用する場合は、トナーが消費されると、トナー濃度が所定値以下となることがないように、トナーがトナー補給装置から回転駆動式の搬送手段（トナー補給スクリュー）によって現像槽内に補給されるようになっている。

近年、省エネルギー化、高画質化、並びに、カラー化に対する要望に応えるため、低い温度で溶融し、体積平均粒径が５〜９μｍの小粒径トナーがよく使用されている。さらに、メンテナンス性を高めるためにシリコーンオイル等の離型剤を使用しないカラー画像形成装置においては、カラートナー中にワックス等の離型剤を添加したトナーが使用されている。しかしながら、このようなトナーにおいては、トナーの流動性が時間とともに低下するため、トナーがトナー収容部から現像槽内に補給される量が減少するといった問題があった。

その対策として、例えば、現像剤のトナー濃度に応じてトナーを補給する際に、トナー補給量が大きくなるとトナー補給スクリューの回転数を、予め記憶されている補正テーブルを用いて補正し、補正した回転数に応じてトナー補給スクリューを回転させてトナーを補給する現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３１６１４２号公報

しかしながら、画像形成装置で連続印刷を行う場合においては、環境温度や湿度の変化によって、トナーの流動性が変動する傾向がある。その結果、トナー収容部から現像槽に供給されるトナー補給量がその流動性によって変動し、補給量に過不足が生じるという問題がある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、使用環境の変化に対しても安定したトナー補給を行い、適正な現像を行うことが可能な画像形成装置を提供するものである。

この発明は、感光体と、画像のドットデータによって感光体に静電潜像を形成する露光器と、二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像器と、現像された画像を記録媒体に転写する転写部と、現像器内の二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、補給用トナーを収容するトナー収容部と、トナー収容部から補給トナーを回転駆動により現像器へ搬送するトナー搬送部と、露光器と現像器と転写部を作動させて画像形成制御を行うと共に、トナー濃度検出部の出力を受けてトナー搬送部を回転駆動してトナー濃度制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、露光器が感光体に形成する画像ドットの露光強度と露光時間とに対応する値を累積ドットカウント値として累積し、トナー濃度検出部の検出濃度が所定値より低下したときに、前記累積ドットカウント値に反比例する回転数を算出し、算出した回転数だけトナー搬送部を回転駆動する画像形成装置を提供するものである。

この発明によれば、トナー濃度が所定値より低下するまでの累積ドットカウント値、つまりトナー消費量を検出し、それに基づいてトナー補給量（トナー搬送部の回転数）を補正しているので、どのような使用環境においてもトナー補給量を一定に維持することができる。

この発明に係る画像形成装置の構成説明図である。 図１に示す画像形成装置のトナー収容部と現像装置の断面図である。 この発明のトナー収容部の要部の斜視図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図５のＤ−Ｄ矢視断面図である。 図１に示す画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 図１に示す画像形成装置の動作の要部を示すフローチャートである。

この発明の画像形成装置は、感光体と、画像のドットデータによって感光体に静電潜像を形成する露光器と、二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像器と、現像された画像を記録媒体に転写する転写部と、現像器内の二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、補給用トナーを収容するトナー収容部と、トナー収容部から補給トナーを回転駆動により現像器へ搬送するトナー搬送部と、露光器と現像器と転写部を作動させて画像形成制御を行うと共に、トナー濃度検出部の出力を受けてトナー搬送部を回転駆動してトナー濃度制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、露光器が感光体に形成する画像ドットの露光強度と露光時間とに対応する値を累積ドットカウント値として累積し、トナー濃度検出部の検出濃度が所定値より低下したときに、前記累積ドットカウント値に反比例する回転数を算出し、算出した回転数だけトナー搬送部を回転駆動することを特徴とする。

前記累積ドットカウント値をＲ、規定回転数をＰｏ、累積ドットカウント基準値をＲｏとするとき、制御部はトナー搬送部を駆動する回転数Ｐを次式
Ｐ＝Ｐｏ×Ｒｏ／Ｒ
で算出してもよい。

制御部は、算出したＰを次の規定回転数Ｐｏとして用いてもよい。
露光器がレーザ光を用いて静電潜像を形成することが好ましい。

トナー搬送部が、回転軸の回りに螺旋状に連続して形成された羽根体と、回転軸を駆動するモータとを備えることが好ましい。

以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。
図１に示すように、画像形成装置１００は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１１７と、感光体ドラム１１７の表面を一様に帯電させる帯電装置１２５と、感光体ドラム１１７の表面に静電潜像を形成するレーザー露光装置１２２と、感光体ドラム１１７の表面にトナーを供給して静電潜像をトナー像として現像する現像装置１２０と、現像装置１２０にトナーを供給するトナー収容部１１０を備える。

トナー収容部１１０は、図２に示すように、トナー排出部材１０３と、トナー撹拌部材１０８とを備え、画像形成装置１００に着脱可能に装填されている。

また、画像形成装置１００は、さらに、図１に示すように、クリーニング装置１２６、転写装置１２４、定着装置１２３、給紙カセット１２１、排紙トレイ１２９、及びスキャナユニット１３１を備える。

感光体ドラム１１７は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像およびトナー像が形成されるローラ状部材で構成されている。感光体ドラム１１７には、例えば、導電性基体と、導電性基体表面に形成される感光体ドラムとを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光体ドラム１１７としては、有機感光体ドラム、無機感光体ドラムなどが挙げられる。

有機感光体ドラムとしては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層感光体ドラム、もしくは１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む単層感光体ドラムなどが挙げられる。

無機感光体ドラムとしては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光体ドラムとの間には、下地膜を介在させてもよく、感光体ドラムの表面には主に感光体ドラムを保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。

帯電装置１２５は、感光体ドラム１１７にコロナ放電を行うものであり鋸歯型帯電器が採用されている。この帯電装置１２５として、鋸歯型帯電器以外に、チャージャー型帯電器、帯電ブラシ型帯電器、ローラ状帯電器、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などが使用できる。

また、帯電装置１２５には図示しない電源が接続され、帯電装置１２５に電圧を印加する。すなわち、帯電装置１２５は、電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム１１７表面を所定の極性および電位に帯電させるようにされている。

レーザー露光装置１２２は、スキャナユニット１３１において読み取られる原稿の画像情報または外部機器からの画像情報を受けて、画像情報に応じた露光強度と露光時間の画像ドット光を帯電状態にある感光体ドラム１１７表面に照射する。これによって、感光体ドラム１１７表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。このレーザー露光装置１２２として、光源を含むレーザースキャニング装置が用いられる。

レーザースキャニング装置は、たとえば、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組合せた装置である。光源としては、たとえば、半導体レーザー、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用できる。

現像装置１２０は、図２に示すように、現像槽１１１、規制部材１１４及びトナー濃度検知センサ１１５を備えている。現像槽１１１は、内部空間を有するほぼ筒状の容器部材であり、撹拌ローラ１１３、現像ローラ１１２を回転自在に支持し、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容する。

撹拌ローラ１１３は、図示しない駆動手段によって回転駆動し、現像槽１１１内に収容される２成分現像剤を撹拌するものである。

現像ローラ１１２は、ローラ状部材で構成され、２成分現像剤を感光体ドラム１１７へと搬送するものであり、図示しない駆動手段によって軸を中心に回転駆動する。また、現像ローラ１１２は、現像槽１１１の開口部１１６を介して感光体ドラム１１７に対向し、感光体ドラム１１７に対して間隙を有するように設けられる。

２成分現像剤は、現像ローラ１１２の最も近接した部分で感光体ドラム１１７と接触する。この接触領域が現像ニップ部であり、この現像ニップ部では、現像ローラ１１２に接続される図示しない電源から現像ローラ１１２に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ１１２表面の現像剤から感光体ドラム１１７表面の静電潜像へトナーが供給される。

規制部材１１４は、現像ローラ１１２の軸に沿って平行に延びる板状部材で構成され、現像ローラ１１２の上方において、その短手方向の一端が現像槽１１１によって支持され、かつ他端が現像ローラ１１２表面に対して間隙を有するように設けられる。この規制部材１１４の材料としては、ステンレス鋼が使用できるが、アルミニウムや合成樹脂なども使用できる。

トナー濃度検知センサ１１５は、撹拌ローラ１１３の下方の現像槽１１１の底面に、センサ面（上面）１１５aが現像槽１１１の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１１５には、例えば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどを用いることができる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサとしては、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）社製）などが挙げられる。

また、図１に示す転写装置１２４は、ローラ状部材で構成され、図示しない支持部材によって回転自在に支持され駆動手段によって回転し、かつ感光体ドラム１１７に圧接するように設けられている。

転写装置１２４には、例えば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどを使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。

感光体ドラム１１７と転写装置１２４との圧接部（転写ニップ部）に、感光体ドラム１１７の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、給紙カセット１２１から２組の給紙ローラ１２７を介して記録媒体が１枚ずつ供給される。

記録媒体が感光体ドラム１１７と転写装置１２４との転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム１１７表面のトナー像が記録媒体に転写される。
転写装置１２４には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を転写装置１２４に印加する。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。

クリーニング装置１２６は、図示しないクリーニングブレードと、トナー貯留槽とを備えている。クリーニングブレードは、感光体ドラム１１７の軸に平行に延設された板状部材で構成され、この板状部材の短手方向の一端が感光体ドラム１１７表面に当接するように設けられている。このクリーニングブレードは、回転する感光体ドラム１１７表面に当接することで、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム１１７表面に残留するトナー、紙粉などを感光体ドラム１１７表面から取り除くようになっている。

トナー貯留槽は、内部空間を有する容器状部材で構成され、クリーニングブレードによって除去されたトナーを一時的に貯留する。このように構成されたクリーニング装置１２６によって、トナー像を転写した後の感光体ドラム１１７表面が清浄化される。

定着装置１２３は、定着ローラ１３２と加圧ローラ１３３とを備えている。定着ローラ１３２は、ローラ状部材で構成され、図示しない支持部材によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動手段によって軸を中心に回転するようになっている。定着ローラ１３２は、その内部に図示しない加熱部材を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させるようになっている。

定着ローラ１３２は、例えば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材により構成されている。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。加熱部材は図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱部材としてハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。

加圧ローラ１３３は、ローラ状部材で構成され、回転自在に支持されかつ図示しない加圧部材によって定着ローラ１３２に対して圧接するようになっている。この加圧ローラ１３３は、定着ローラ１３２の回転に従動回転するようにされている。定着ローラ１３２と加圧ローラ１３３との圧接部が定着ニップ部である。

加圧ローラ１３３は、定着ローラ１３２によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ１３３として、定着ローラ１３２と同じ構成のローラ状部材を使用できる。また、加圧ローラ１３３の内部にも加熱部材を設けてもよい。この加熱部材として定着ローラ１３２内部の加熱部材と同様のものを使用できる。

定着装置１２３においては、トナー像が転写された記録媒体が定着ニップ部を通過する際、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録媒体に押圧され、トナー像が記録媒体に定着する。画像が印刷された記録媒体は、２組の排紙ローラ１２８を介して、排紙トレイ１２９に排出される。

給紙カセット１２１は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。図示しないピックアップローラと、搬送ローラ１２７とによって、感光体ドラム１１７表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、記録媒体が１枚ずつ送給される。

スキャナユニット１３１には図示しない原稿セットトレイ、自動反転原稿搬送装置（ＲＡＤＦ、Reversing Automatic Document Feeder）などが設けられるとともに、原稿読み取り装置が設けられる。

自動反転原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を原稿読み取り装置の原稿載置台に搬送する。原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置と、反射部材と、ＣＣＤを用いたＣＣＤラインセンサなどを含み、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、例えば１０ライン毎に読み取る。

原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。
原稿走査装置は、図示しない光源と第１の反射ミラーとを含み、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。光の照射によって反射光像が得られる。

光源は、原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。
第１の反射ミラーは、反射光像を反射部材に向けて反射する。
反射部材は、図示しない第２の反射ミラーと第３の反射ミラーと光学レンズとを含み、原稿走査装置で得られる反射光像を光電変換素子ライセンサ上で結像させる。また、反射部材は、原稿走査装置の往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。

第２，第３の反射ミラーは、反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは、反射光像をＣＣＤライセンサ上に結像させる。ＣＣＤライセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換する図示しない光電変換回路を含み、画像情報である電気信号を出力する。

図２，図６に示すように、トナー収容部１１０は、さらに、トナー撹拌部材１０８に設けられたトナー汲み上げブレード１０９、及びトナー排出口１０２を備えている。

トナー容器１０１は、内部空間を有する上方が開口した略半円筒状の容器部材であり、その内部にトナーを収容するとともに、その上部には、開口を覆う上部カバー１０１ａを備える。

図４，図５に示すように、トナー排出口１０２は、トナー排出部材１０３の下部にトナー排出部材１０３の軸線方向の中央部寄りに矩形状に形成され、トナー収容部１１０を画像形成装置１００に装着した際に、現像装置１２０（図２）を臨む位置に配置されるようになっている。

トナー撹拌部材１０８は、回転軸１０８ａを中心に回転することにより、トナー容器１０１内に収容されるトナーを撹拌するものである。

トナー汲み上げブレード１０９は、可撓性を有する０．５〜２ｍｍ程度の厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなり、トナー容器１０１内のトナーを汲み上げてトナー排出部材１０３へ搬送するために、トナー撹拌部材１０８の両端に取付けられる。

トナー排出部材１０３は、図４に示すように、トナー撹拌部材１０８によって搬送されたトナーをトナー排出口１０２から現像槽１１１（図２）に供給するもので、トナー排出部材回転軸１０３ａ、排出ギア１０３ｂとトナー搬送部１０６とを備えている。

トナー搬送部１０６は、ステンレス鋼を用いて形成された回転軸１０３ａの外周に連発泡エステル系ポリウレタンフォーム（いわゆるスポンジ様）の多孔質弾性体を巻き付けて構成される。

また、トナー排出部材１０３は、トナー搬送部１０６の表面に弾性を有する発泡弾性体を表面層として被覆するようにしてもよい。このように構成することで、トナー収容部１１０の画像形成装置１００内への装着時（使用時）には、効率よくトナーを搬送することが可能となる。

発泡弾性体の材料としては、ポリウレタン、シリコーンゴム，ＥＰＤＭなどが使用できるが、特に耐久性やトナー搬送性の点からポリウレタン発泡体が好適である。

トナー搬送部１０６は、前述の材料を用い螺旋状で連続した羽根体で形成された、いわゆるスクリューオーガまたはスパイラルコイルで構成され、排出ギア１０３ｂを介して図示しない駆動モーターの駆動力によって回転するようになっている。トナー搬送部１０６の螺旋状に巻回される向きは、図４，図５に示すように、トナー排出部材１０３の軸方向両端からトナー排出口１０２側に向けてトナーが搬送されるように設定されている。

トナー排出部材１０３とトナー撹拌部材１０８との間には、トナー排出部材１０３の軸方向に沿ってトナー容器１０１内部をトナー排出部材１０３側とトナー撹拌部材１０８側とに区分けするトナー排出部材隔壁１０４が設けられる。このトナー排出部材隔壁１０４によって、トナー撹拌部材１０８によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材１０３の周辺に適量だけ保持されるようになっている。

トナー撹拌部材１０８は、撹拌ギア１０８ｂを介して図示しない駆動モーターの駆動力により回転するように構成されている。トナー収容部１１０により現像装置１２０にトナーを補給する場合は、図２に示すように、トナー撹拌部材１０８を矢印Ｅ方向に回転してトナー容器１０１内のトナーを撹拌し、トナー汲み上げブレード１０９によってトナーをトナー排出部材１０３の方へ汲み上げる。

この時、トナー撹拌部材１０８は、トナー汲み上げブレード１０９をその可撓性によってトナー容器１０１の内壁に摺接させながら回転させ、回転方向下流側のトナーをトナー排出部材１０３側に供給する。

トナー排出部材１０３側に供給されたトナーは、トナー排出部材１０３の回転によってトナー排出口１０２へと導くように搬送され、トナー排出口１０２を通って現像装置１２０に供給される。

上部カバー１０１ａは、図３に示すように、トナー排出口１０２の上方に位置する部分が凹状に凹んだカバー部１０５が形成されている。このカバー部１０５は、トナー排出部材隔壁１０４とトナー容器１０１の内壁部とともにトナー排出部材１０３の周りをトンネル状に包囲して密閉するようになっている。このカバー部１０５の幅は、図５に示すように、トナー排出部材１０３の軸でトナー排出口１０２の幅の約３〜４倍で形成されている。このように、カバー部１０５は、本実施形態においては、上部カバー１０１ａと一体的に形成されているが、カバー部１０５を上部カバー１０１ａと別体で構成したものであってもよい。

図８は、画像形成装置１００の制御系を示すブロック図である。

画像形成装置１００は、図８に示すように、画像形成装置１００の動作を制御する制御部５０１、記憶部５０２、表示部５０３、入力部５０４、演算部５０６、スキャナユニット１３１において原稿画像の読み取り動作を処理する読取部５０７、読み取った原稿画像を適正な電気信号に変換して画像データを生成する画像処理部５０８、生成された画像データをトナーを用いて顕像化して記録媒体に画像を形成する動作を処理する画像形成部５０９、画像形成部５０９で顕像化された画像を記録媒体に加熱定着して固定する定着装置１２３の動作を処理する定着部５１０とを備えている。

記憶部５０２には、入力部５０４から入力される印刷指令、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しない各種センサなどからの検知結果、図示しない外部機器を介して入力される画像情報、画像形成装置１００内部の動作を制御するための各種設定値およびデータテーブル、及び制御プログラムなどが格納されるようになっている。

記憶部５０２には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器としては、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラなどが挙げられる。

演算部５０６は、記憶部５０２から各種データ（印刷指令、検知結果、画像情報など）および各種制御を実施するための制御プログラムを取り出し、各種検知、演算および判定などを行う。制御部５０１は、演算部５０６における各種判定結果、演算結果などに応じて画像形成装置１００に制御信号を送付し、画像形成動作の制御を行う。制御部５０１および演算部５０６は、たとえば、ＣＰＵを備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路である。

また、記憶部５０２には、トナー濃度の閾値（Ｗｏ）と、トナー濃度が閾値（Ｗｏ）以下となった場合にトナー排出部材１０３（図４）を回転駆動する駆動モーターの規定回転数（Ｐｏ）が格納されている。トナー濃度検知センサ１１５（図２）のトナー濃度に対応する検出値（Ｗ）が閾値（Ｗｏ）以下となった場合には、制御部５０１がトナー排出部材１０３の駆動モータにトナー補給信号を出力し、駆動モータを規定回転数（Ｐｏ）だけ、連続的あるいは断続的に回転駆動させて、所定量（例えば、５ｇ）のトナーを現像槽１１１に補給するようになっている。

また、記憶部５０２ではレーザー露光装置１２２によって照射するドット毎の露光量、露光時間に対応する値を累積し累積ドットカウント値（Ｒ）として記憶する。
つまり、累積ドットカウント値（Ｒ）とは、１ドットあたりの露光強度（q）と露光時間(t)に対応する値を画像形成に要した全ドットについて累積した値であり、トナー消費量に対応する。

この実施形態においては、トナー濃度検知センサ１１５が検知するトナー濃度に対応する出力値（Ｗ）が閾値（Ｗ０）以下となった時にトナーを補給し、トナー補給後にトナーが消費されて、再び透磁率センサ１１５の出力値（Ｗ）が閾値（Ｗｏ）以下となる期間における全ドットの累積値が、記憶部５０２に累積ドットカウント値（Ｒ）として記憶される。

画像形成装置１００においては、演算部５０６は、さらに、記憶部５０２で記憶された累積ドットカウント値（Ｒ）に基づいて、駆動モーターの規定回転数（Ｐｏ）を補正する機能を備えている。

すなわち、記憶部５０２に予め格納されている駆動モーターの規定回転数（Ｐｏ）、累積ドットカウント基準値（Ｒ）および累積ドットカウント基準値（Ｒｏ）から、次式に従って駆動モーターの回転数（Ｐ）が補正される。
駆動モーターの回転数（Ｐ）＝規定回転数（Ｐｏ）×累積ドットカウント基準値（Ｒｏ）／累積ドットカウント値（Ｒ）

これにより、トナーの流動性が低下し、累積ドットカウント値（Ｒ）が減少しても、すなわち、補給されるトナー量が所定量（例えば、５ｇ）を下回っても、駆動モーターの回転数（Ｐ）がその減少率に応じて補正されるので、補給されるトナー量が絶えず所定量（例えば、５ｇ）になるように補正される。

トナー収容部１１０から現像装置１２０へのトナー補給の制御手順について図９に示すフローチャートに沿って説明する。
ステップＳ１において、画像形成装置１００の印字動作の開始を合図に、累積ドットカウント（Ｒ）のカウントが開始される。

ステップＳ２において、記憶部５０２に格納されているトナー濃度の閾値（Ｗｏ）が演算部５０６へ送付されると共に、トナー濃度検知センサ１１５の出力値(Ｗ)が演算部５０６へ送付され、出力値（Ｗ）が閾値（Ｗｏ）未満であるか否かの判断がされる。

Ｗ≧Ｗｏと判断されると、ルーチンはステップＳ１に戻り、Ｗ＜Ｗｏであると判断されれば、ステップＳ３へ進む。
ステップＳ３において、記憶部５０２に予め記憶されている規定回転数（Ｐｏ）と累積ドットカウント基準値（Ｒｏ）およびステップＳ１でカウントされた累積ドットカウント値（Ｒ）が演算部５０６へ送付され、演算部５０６は、Ｐ＝Ｐｏ×Ｒｏ／Ｒを算出する。

ステップＳ４において、トナー排出部材１０３の駆動モーターを、算出した回転数Ｐだけ回転させる。
ステップＳ５において、記憶部５０２に格納されている規定回転数Ｐｏを、算出したＰの値で更新する。
ステップＳ６において、記憶部５０２の累積ドットカウント値（Ｒ）を0にリセットする。
ステップＳ７において、画像形成動作が終了したか否かの判断を行い、終了していないと判断されればルーチンはステップＳ１に戻り、終了したと判断されれば、トナー濃度制御動作を終了する。このようにして、トナー濃度が一定に維持される。

１００ 画像形成装置
１０１ トナー容器
１０１ａ 上部カバー
１０２ トナー排出口
１０３ トナー排出部材
１０３ａ 回転軸
１０３ｂ 排出ギア
１０４ トナー排出部材隔壁
１０５ カバー部
１０６ トナー搬送部
１０８ トナー撹拌部材
１０８ａ 回転軸
１０８ｂ 撹拌ギア
１０９ トナー汲み上げブレード
１１０ トナー収容部
１１１ 現像槽
１１２ 現像ローラ
１１３ 撹拌ローラ
１１４ 規制部材
１１５ トナー濃度検知センサ
１１７ 感光体ドラム
１２０ 現像装置
１２１ 給紙カセット
１２２ レーザー露光装置
１２３ 定着装置
１２４ 転写装置
１２５ 帯電装置
１２６ クリーニング装置
１２７ 給紙ローラ
１２９ 排紙トレイ
１３１ スキャナユニット
１３２ 定着ローラ
１３３ 加圧ローラ
５０１ 制御部
５０２ 記憶部
５０６ 演算部
５０８ 画像処理部

Claims (5)

1. 感光体と、画像のドットデータによって感光体に静電潜像を形成する露光器と、二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像器と、現像された画像を記録媒体に転写する転写部と、現像器内の二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、補給用トナーを収容するトナー収容部と、トナー収容部から補給トナーを回転駆動により現像器へ搬送するトナー搬送部と、露光器と現像器と転写部を作動させて画像形成制御を行うと共に、トナー濃度検出部の出力を受けてトナー搬送部を回転駆動してトナー濃度制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、露光器が感光体に形成する画像ドットの露光強度と露光時間とに対応する値を累積ドットカウント値として累積し、トナー濃度検出部の検出濃度が所定値より低下したときに、前記累積ドットカウント値に反比例する回転数を算出し、算出した回転数だけトナー搬送部を回転駆動する画像形成装置。
2. 前記累積ドットカウント値をＲ、規定回転数をＰｏ、累積ドットカウント基準値をＲｏとするとき、制御部はトナー搬送部を駆動する回転数Ｐを次式
   Ｐ＝Ｐｏ×Ｒｏ／Ｒ
   で算出する請求項１記載の画像形成装置。
3. 制御部は、算出したＰを次の規定回転数Ｐｏとして用いる請求項２記載の画像形成装置。
4. 露光器がレーザ光を用いて静電潜像を形成するレーザ露光装置である請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. トナー搬送部が、回転軸の回りに螺旋状に連続して形成された羽根体と、回転軸を駆動するモータとを備える請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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