JP2012088504A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２成分現像剤を用いる画像形成装置の、トナー補給量の安定化と、適正な現像を可能とすることを課題とする。
【解決手段】２成分現像剤を収容し、感光体ドラムの静電潜像を現像する現像槽と、現像槽内の２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知部と、補給トナーを収容するトナー収容部と、補給トナーをトナー収容部から現像槽へ搬送するトナー搬送部と、検知されたトナー濃度値に基づいて、トナー搬送部を回転駆動して、現像槽内のトナー濃度を制御する制御部と、記憶部とを備える。制御部は、トナー濃度値が急速トナー補給モードの所定値より低下した場合に、トナーの補給を行い、上記モードへ遷移した時のトナー濃度値Ｓと、上記モードを終了した時のトナー濃度値Ｅとの出力差分値（Ｅ−Ｓ）に反比例する回転速度Ｒを算出し、次に上記モードに遷移した場合に、算出した回転速度Ｒでトナー搬送部を回転駆動させる。
【選択図】図９

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。

従来の画像形成装置では、まず、帯電装置によって回転駆動される感光体ドラムの表面を均一に帯電し（帯電工程）、露光装置によって帯電した感光体ドラム表面に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、現像装置によって静電潜像を現像し、感光体ドラム表面上にトナー像を形成する（現像工程）。

その後、転写装置によって感光体ドラム上のトナー像を記録媒体上に転写し（転写工程）、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）。

次に、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、トナー収容部から現像槽内に補給されるトナーの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化する傾向がある。その結果、その流動性の変化によってトナー収容部から現像槽に供給されるトナー補給量およびトナー補給の速さが変動するという問題がある。
特に、多量のトナーが短時間に補給されると、トナーが十分に帯電しないまま感光体に供給され、カブリなどの画像不具合が発生する問題があった。
逆に、少量のトナーが長時間に渡って補給されると、カバレージの高い画像を連続印刷する際にトナー補給に時間がかかるため、画像形成装置の停止時間が長くなり、ユーザーの待ち時間が長くなるといった問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、温度等の使用環境の変化が生じたとしても、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、トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を収容し、前記２成分現像剤を前記感光体ドラムの表面に供給して前記静電潜像を現像する現像槽と、前記現像槽内の２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知部と、補給トナーを収容するトナー収容部と、前記補給トナーを前記トナー収容部から現像槽へ搬送するトナー搬送部と、前記トナー濃度検知部から出力されるトナー濃度値に基づいて、前記トナー搬送部を回転駆動して、前記現像槽内のトナー濃度を制御する制御部と、記憶部とを備え、前記制御部は、前記トナー濃度検知部によって検知されたトナー濃度値が急速トナー補給モードの所定値より低下した場合に、急速トナー補給モードに遷移し、前記トナー搬送部を所定の回転速度Ｒ０で駆動させて、前記急速トナー補給モードで予め設定された量のトナーの補給を行い、前記急速トナー補給モードへ遷移した時に前記トナー濃度検知部により検知したトナー濃度値Ｓと、前記急速トナー補給モードを終了した時に前記トナー濃度検知部により検知したトナー濃度値Ｅとの出力差分値（Ｅ−Ｓ）に反比例する回転速度Ｒを算出し、前記算出した回転速度Ｒを前記記憶部に記憶させ、次に急速トナー補給モードに遷移した場合に、前記記憶部に記憶した回転速度Ｒを読み出して、前記トナー搬送部を、読み出した回転速度Ｒで回転駆動させることを特徴とする。

この発明によれば、急速トナー補給モードへ遷移した時と、その遷移が終了した時のトナー濃度値の出力差分値に基づいて、次回のトナー搬送部の回転速度を設定しているので、トナー補給量の変動を防止し、安定したトナー補給を行い、適正な現像を行うことができる。
また、急速トナー補給モードにおいてトナー濃度が上昇する分、つまりは落下量を検出し、それに基づいてトナー補給量に対するトナー搬送部の回転速度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。

この発明は、前記急速トナー補給モード遷移時に検知された前記トナー濃度値Ｓと、急速トナー補給モード終了時に検知された前記トナー濃度値Ｅの出力差分値をＤ（＝Ｅ−Ｓ）、前記トナー搬送部を回転させる規定回転速度をＲ０、トナー濃度値の出力差分値の基準値をＤ０とするとき、前記トナー搬送部を駆動する回転速度Ｒは、次式、Ｒ＝Ｒ０×Ｄ０／Ｄにより算出されることを特徴とする。

さらに、前記トナー搬送部が、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を特徴とする。

また、この発明の画像形成装置は、図１から図８に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１１７と、前記感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置１２５と、前記帯電した感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置１２２と、トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を収容する現像槽１１１を有し、前記２成分現像剤を前記感光体ドラムの表面に供給して前記静電潜像を現像する現像装置１２０と、前記現像された静電潜像を記録媒体に転写する転写装置１２４と、前記現像槽内の２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知部１１５と、補給トナーを収容するトナー収容部１１０と、前記補給トナーを前記トナー収容部から現像槽へ搬送するトナー搬送部１０６と、前記トナー濃度検知部から出力されるトナー濃度値に基づいて、前記トナー搬送部を回転駆動して、前記現像槽内のトナー濃度を制御する制御部５０１とを備え、前記制御部は、前記トナー濃度検知部によって検知されたトナー濃度値が急速トナー補給モードの所定値より低下した場合に、急速トナー補給モードに遷移し、前記トナー搬送部を所定の回転速度Ｒ０で駆動させて、前記急速トナー補給モードで予め設定された量のトナーの補給を行い、前記急速トナー補給モードへ遷移した時に前記トナー濃度検知部により検知したトナー濃度値Ｓと、前記急速トナー補給モードを終了した時に前記トナー濃度検知部により検知したトナー濃度値Ｅとの出力差分値（Ｅ−Ｓ）に反比例する回転速度Ｒを算出し、次に急速トナー補給モードに遷移した場合に、前記算出した回転速度Ｒで前記トナー搬送部を回転駆動させることを特徴とする。

以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。
なお、これによって、この発明が限定されるものではない。
＜画像形成装置の構成＞
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、あるいは無機感光体ドラムなどを用いることができる。

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転送されてきた画像情報を受けて、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。

図２に、この発明の画像形成装置の現像装置とトナー収容部の一実施例の説明図を示す。
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、トナーと磁性キャリアとからなる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と感光体ドラム１１７とが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表面にある２成分現像剤に含まれるトナーが、感光体ドラム１１７表面の静電潜像へ供給される。

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、現像装置１２０の現像槽１１１の内部に収容された２成分現像剤のトナー濃度を検知するものであり、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、感度の点で、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。
このようなトナー濃度検知センサ１１５から出力される出力値（Ｗ）は、トナー濃度を反映したものであり、以下、トナー濃度値とも呼ぶ。

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、給紙ローラ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ンセンサ（ＣＣＤラインセンサ）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および第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ラインセンサ上に結像させる。ＣＣＤラインセンサは、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，図７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と、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、たとえば、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たものにより構成される。

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、回転軸の回りに螺旋状に連続して形成された羽根体と、その回転軸を駆動するモータとから構成される。また、トナー搬送部１０６は、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、回転軸１０８ａのまわりに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。

＜画像形成装置の制御ブロックの説明＞
図８は、画像形成装置１００の制御系の各機能ブロックの一実施例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。

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の各機能ブロック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速度（Ｒ０）と、また急速トナー補給モードを開始させる条件であるトナー濃度の閾値（Ｗ１；Ｗ１＜Ｗｏ）とが、予め格納されている。この閾値Ｗ１が、急速トナー補給モードの所定値に相当する。

トナー濃度検知センサ１１５（図２）から出力されたトナー濃度値に対応する出力値（トナー濃度値Ｗ）が閾値（Ｗｏ）以下となった場合（Ｗ≦Ｗｏ）には、制御部５０１がトナー排出部材１０３の駆動モータに第１のトナー補給信号を出力し、駆動モータの回転速度を規定回転速度（Ｒ０）に設定して、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。

また、出力されたトナー濃度値（Ｗ）が、閾値（Ｗo）よりも低い設定値である閾値（Ｗ1）以下となった場合（Ｗ≦Ｗ１）には、急速トナー補給モードに遷移し、制御部５０１がトナー排出部材１０３の駆動モータに第２のトナー補給信号を出力する。このとき更に印字出力中であればその印字出力動作を中断する。また、駆動モータの回転速度が規定回転速度（Ｒ０）に設定され、第２のトナー補給信号に対応付けられた一定時間だけ、駆動モータが連続的に回転駆動される。これにより、より多くの量（例えば、１０ｇ）のトナーが、現像槽１１１に補給される。

また、急速トナー補給モードに遷移した直後に、トナー濃度検知センサ１１５が検知するトナー濃度値に対応する出力値(Ｓ)を、記憶部５０２に記憶する。また、急速トナー補給モードの終了時に、トナー濃度検知センサ１１５が検知するトナー濃度値に対応する出力値(Ｅ)も記憶する。さらに、これらの出力値の差分値（Ｅ−Ｓ）を、出力差分値Ｄ＝（Ｅ−Ｓ）として、記憶する。
演算部５０６が、上記２つの出力値（ＳとＥ）から、出力差分値Ｄを算出する。
出力差分値（Ｄ）とは、時間あたりのトナー補給量（ｇ／時間）に対応する。

上記のように、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（Ｗ１）以下となった時に、急速トナー補給モードに移行し、その急速トナー補給モードで予め設定されている量のトナーを補給する。急速トナー補給モードの開始から終了までの期間における透磁率センサ１１５の出力（トナー濃度値）の差分値（Ｄ）を、記憶部５０２に記憶する。

画像形成装置１００においては、演算部５０６は、さらに、記憶部５０２で記憶された透磁率センサ１１５の出力差分値（Ｄ）に基づいて、駆動モーターの規定回転速度（Ｒ０）を補正する。

すなわち、演算部５０６は、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速度（Ｒ０）と、出力センサ１１５の出力差分値（Ｄ）と、規定出力差分値（Ｄ０）とから、次式に従って、駆動モーターを実際に回転させる回転速度（Ｒ）を算出し、規定回転速度（Ｒ０）を補正する。
Ｒ＝Ｒ０×Ｄ０／Ｄ
ここで、駆動モーターの回転速度＝Ｒ、規定回転速度＝Ｒ０、規定出力差分値＝Ｄ０、出力差分値＝Ｄである。
また、規定出力差分値（Ｄ０）とは、トナー濃度値の出力差分値の基準値（差分基準値とも呼ぶ）を意味し、予め記憶部５０２に記憶される。差分基準値（Ｄ０）は、標準的な流動性を示すトナーを用いた時に、急速トナー補給モードにより補給されるトナー濃度値の出力差分値を意味し、実験により予め測定しておいた値を設定すればよい。
また、上記したように、Ｄ＝Ｅ−Ｓである。ここで求められた新たな回転速度（Ｒ）は、次の急速トナー補給モードにおける規定回転速度（Ｒ０）となる。

上記数式に示すように、この回転速度の補正により、駆動モータの回転速度（Ｒ）は、トナー濃度の出力差分値（Ｄ）の大きさに反比例する速度に設定される。従って、トナーの流動性が低下し、出力差分値（Ｄ）が減少した場合、すなわち、補給されるトナー量が所定量（例えば、５ｇ）を下回ったとしても、駆動モーターの回転速度（Ｒ）がその差分値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、常に一定の量（例えば、５ｇ）となるように制御することができる。

＜トナー補給制御の説明＞
図９に、トナー収容部１１０から現像装置１２０へトナーを補給する制御のフローチャートを示す。
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意味する指示が、入力部から入力されると、制御部５０１は、記憶部５０２に格納されているトナー濃度の閾値（Ｗ０，Ｗ１）を、演算部５０６へ送る。

ステップＳ２において、制御部５０１は、トナー濃度検知センサ１１５から出力された出力値(Ｗ)を取得し、この出力値（Ｗ）を演算部５０６へ転送する。

ステップＳ３において、制御部５０１は、画像形成装置１００の各機能ブロックの制御信号に基づいて、画像形成動作が終了したか否かの判断をする。動作が終了したと判断した場合、このフローの処理を終了する。そうでなければ、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４において、制御部５０１は、取得した出力値（Ｗ）が閾値（Ｗ１）未満であるか否かの判断をする。
Ｗ≧Ｗ１と判断されると、ステップＳ１３に進み、Ｗ＜Ｗ１であると判断されれば、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５からステップＳ８までの処理は、急速トナー補給モードの処理である。
ステップＳ５において、制御部５０１は、トナー搬送部１０６を回転させる駆動モーターの規定回転速度（Ｒ０）を記憶部５０２から読み出して、演算部５０６へ転送する。

ステップＳ６において、トナー濃度検知センサ１１５から、トナー濃度値（出力値）を取得する。この取得されたトナー濃度値（出力値）は、急速トナー補給モードを開始した時（遷移時）のトナー濃度値Ｓとして、記憶部５０２に記憶する。

ステップＳ７において、読み出した規定回転速度（Ｒ０）を用いて、トナー搬送部１０６を回転させる。これにより、トナーが補給され、実質的に、急速トナー補給モードが開始される。
ステップＳ８において、一定時間ｔ１（たとえば、１分間）、トナーを補給した後、トナー補給を停止する。これにより、急速トナー補給モードに対応する所定量のトナーが補給され、急速トナー補給モードが終了する。

ステップＳ９において、トナー濃度検知センサ１１５から出力された急速トナー補給終了時のトナー濃度値（出力値Ｅ）を取得し、記憶部５０２へ記憶する。

ステップＳ１０において、制御部５０１は、記憶部５０２に記憶された２つの出力値（Ｓ，Ｅ）を演算部５０６へ転送する。演算部５０６は出力差分値Ｄ=Ｅ−Ｓを算出する。

ステップＳ１１において、制御部５０１は、記憶部５０２に予め記憶されている規定出力差分値（Ｄ０）を演算部５０６へ転送する。

ステップＳ１２において、演算部５０６は、Ｒ＝Ｒ０×Ｄ０/Ｄを、算出する。すなわち、トナー搬送部の回転速度Ｒを算出する。

ステップＳ１３において、記憶部５０２に格納されている規定回転速度Ｒ０を、算出した回転速度Ｒの値に更新する。すなわち、Ｒ０に算出したＲを代入した後、このＲ０を記憶部に記憶する。その後、ステップＳ２へ戻る。

ステップＳ１４において、制御部５０１が、出力値（Ｗ）が閾値（Ｗ０）未満であるか否かの判断をする。
Ｗ≧Ｗ０と判断されると、ステップＳ２に戻り、Ｗ＜Ｗ０であると判断されれば、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５からＳ１７までの処理は、通常トナー補給モードの処理である。
ステップ１５において、ステップＳ５と同様に、記憶部５０２に記憶されている規定回転速度（Ｒ０）を読み出して、演算部５０６へ転送する。

ステップＳ１６において、制御部５０１は、トナー搬送部１０６を回転させる駆動モーターを、回転速度Ｒ０で回転させ、通常のトナー補給を行う。
ステップＳ１７において、一定時間ｔ０（たとえば、３０秒間）、トナーを補給した後、トナー補給を停止する。これにより、通常のトナー補給が行われ、通常トナー補給モードが終了される。
その後再びステップＳ２へ戻る。
その後、ステップＳ３において、画像形成動作が終了するまで、上記ステップＳ２からステップＳ１７までの処理を繰り返す。
このような制御を行えば、多量のトナーが短時間に補給され、トナーが十分に帯電しないまま感光体に供給されるといった問題や、少量のトナーが長時間に渡って補給され、トナー補給に時間がかかり過ぎて画像形成装置の停止時間が長くなるといった問題を防止できる。その結果、温度等の使用環境の変化が生じたとしても、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となる。

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
２００ 画像形成装置
５０１ 制御部
５０２ 記憶部
５０６ 演算部
５０８ 画像処理部

Claims (3)

1. トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を収容し、前記２成分現像剤を前記感光体ドラムの表面に供給して前記静電潜像を現像する現像槽と、
   前記現像槽内の２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知部と、
   補給トナーを収容するトナー収容部と、
   前記補給トナーを前記トナー収容部から現像槽へ搬送するトナー搬送部と、
   前記トナー濃度検知部から出力されるトナー濃度値に基づいて、前記トナー搬送部を回転駆動して、前記現像槽内のトナー濃度を制御する制御部と、記憶部とを備え、
   前記制御部は、前記トナー濃度検知部によって検知されたトナー濃度値が急速トナー補給モードの所定値より低下した場合に、急速トナー補給モードに遷移し、前記トナー搬送部を所定の回転速度Ｒ０で駆動させて、前記急速トナー補給モードで予め設定された量のトナーの補給を行い、
   前記急速トナー補給モードへ遷移した時に前記トナー濃度検知部により検知したトナー濃度値Ｓと、前記急速トナー補給モードを終了した時に前記トナー濃度検知部により検知したトナー濃度値Ｅとの出力差分値（Ｅ−Ｓ）に反比例する回転速度Ｒを算出し、
   前記算出した回転速度Ｒを前記記憶部に記憶させ、
   次に急速トナー補給モードに遷移した場合に、前記記憶部に記憶した回転速度Ｒを読み出して、前記トナー搬送部を、読み出した回転速度Ｒで回転駆動させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記急速トナー補給モード遷移時に検知された前記トナー濃度値Ｓと、急速トナー補給モード終了時に検知された前記トナー濃度値Ｅの出力差分値をＤ（＝Ｅ−Ｓ）、
   前記トナー搬送部を回転させる規定回転速度をＲ０、
   トナー濃度値の出力差分値の基準値をＤ０とするとき、
   前記トナー搬送部を駆動する回転速度Ｒは、次式、
   Ｒ＝Ｒ０×Ｄ０／Ｄ
   により算出されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー搬送部が、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または２のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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