JP2013221948A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー補給手段からのトナー補給間隔によらず現像装置に安定してトナー補給量を確保できる画像形成装置の提供を目的とする。
【解決手段】トナー補給手段と、転写残トナーを回収するトナー回収手段と、回収トナーを現像装置まで搬送する回収トナー搬送手段と、トナー濃度検出手段と、検出されたトナー濃度に基づいてトナー補給時間を算出するトナー補給時間算出手段と、トナー補給手段が最後にトナー補給を行った際のトナー補給開始時点からトナー濃度を検出時点までの経過時間を算出する経過時間算出手段と、経過時間と、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間に基づいて、回収トナーの搬送量変更を判断する判断手段と、算出したトナー補給時間の間トナー補給手段から現像装置にトナーを補給するトナー補給手段制御部と、判断手段の判断により回収トナー搬送手段の回収トナー搬送量を変更する回収トナー搬送手段制御部と、を備えた画像形成装置。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、現像装置にトナーを補給するため、トナーボトルとトナー収容部からなるトナー補給手段が用いられている。前記トナーボトルはその内部にトナーを収容しており、その開口部がトナー収容部と接続されている。そして、トナー収容部はトナーボトルから供給されたトナーを現像装置に供給する。

従来、上記したトナー補給手段による現像装置へのトナー補給の制御は図１に示す制御フローにより行われていた。

画像形成開始（Ｓ１１）し、画像形成動作時にトナー濃度検出手段によって現像装置内のトナー濃度Ｖｔを検出する（Ｓ１２）。そのトナー濃度Ｖｔと制御目標値ＶＴｒｅｆとの差ΔＶｔを算出する。次に予め決めておいたトナー補給量テーブルを基にトナー補給時間ｔを決定する（Ｓ１３）。そして、算出した補給時間だけトナー補給手段を駆動する（Ｓ１４）。

このように1枚画像形成が行われるたびにトナー濃度の検知を行いその結果を基に補給時間を決定する方法が取られていた。

そして、上記ΔＶｔがゼロより小さい場合、つまり検出値Ｖｔが制御目標値ＶＴｒｅｆより高い場合、トナー補給は実施されない。従って、トナー補給は１枚おきに実施される場合もあれば、数枚に一回しか行われないこともある。

しかしながら、本発明者らの検討によれば、トナー補給間隔によって、１回のトナー補給動作により現像装置へのトナー補給量が異なることが判明した。

ここで、図２（ａ）にトナーの補給間隔と１回のトナー補給量の関係を示す。

図２（ａ）によると、補給間隔が０秒（連続補給）の場合と、１枚印刷する毎に補給する場合と（補給間隔が０．６秒）、２枚印刷する毎に補給する場合（補給間隔が１．２秒）とで１回のトナー補給が異なる。この場合、いずれの場合でも１回のトナー補給動作のトナー補給時間は同じであるが、補給間隔が短く連続補給に近くなるにつれて、1回あたりの補給量が減少していることがわかる。すなわち、従来の画像形成装置においては、１回の補給量が補給モード（補給間隔）で大きく変動し、現像装置に安定した量のトナーを補給することができないという問題があった。

また、図２（ｂ）においては、上記トナーの補給間隔と１回のトナー補給量の関係２１に加えて、トナーの補給間隔と回収トナーの補給量２２との関係、さらには、トナーの補給間隔とトナー補給量２１と回収トナー補給量２２の合計値２３との関係を模式的に示す。

図２（ｂ）にあるように回収トナーについては一定量添加するものであり、合計値２３についても、トナー補給量２１と同じ傾向を示すことがわかる。

このように補給間隔によって補給量がばらつくと、現像装置内のトナー濃度を正確に制御することが困難であり、トナー濃度が一定にならないという問題があった。

トナー収納容器からのトナー補給量を調整する方法として、例えば特許文献１には、画像情報に応じて設定される設定時間に基づいて駆動するトナー搬送駆動手段によりトナー補給を行うトナー補給装置を備えた画像形成装置において、トナー搬送駆動手段の駆動速度を補正する方法が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１においても補給間隔により補給量がばらつく点には着目されておらず、係る問題は解決できていなかった。

そこで、本発明は上記従来技術の課題に鑑み、トナー補給手段からトナーを補給する補給間隔によらず現像装置に安定してトナー補給量を確保することができる画像形成装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、内部に収容されたトナーを搬出するための開口部を有するトナーボトルと、
前記トナーボトルの開口部および現像装置のトナー補給口と接続されたトナー収容部と、を有するトナー補給手段と、
像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、
前記像担持体上の転写残トナーを回収するトナー回収手段と、
前記トナー回収手段で回収した回収トナーを前記現像装置まで搬送する回収トナー搬送手段と、
前記現像装置内部のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度に基づいて、トナー補給時間を算出するトナー補給時間算出手段と、
前記現像装置に前記トナー補給手段が最後にトナー補給を行った際のトナー補給開始時点から、前記トナー濃度検出手段が現像装置内部のトナー濃度を検出した時点までの経過時間を算出する経過時間算出手段と、
前記経過時間算出手段が算出した経過時間と、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間に基づいて、回収トナー搬送手段の回収トナーの搬送量の変更の有無を判断する判断手段と、
算出した前記トナー補給時間の間、前記トナー補給手段を駆動することにより現像装置にトナーを補給するトナー補給手段制御部と、
前記判断手段が回収トナーの搬送量を変更すると判断した場合に、前記回収トナー搬送手段の回収トナー搬送量を変更する回収トナー搬送手段制御部と、
を備えた画像形成装置を提供する。

本発明によれば、補給間隔によるトナー補給手段からのトナー補給量のばらつきを、回収トナー搬送量（補給量）を制御することにより補正し、現像装置に対する安定したトナー補給量を確保することができる。

従来の画像形成装置におけるトナー補給手段の制御のフロー図 従来の画像形成装置におけるトナー補給間隔とトナー補給量の関係の説明図 本発明の画像形成装置の構成例の説明図 本発明の画像形成装置の現像装置の構成例の説明図 本発明の画像形成装置の回収トナー搬送手段の構成例の説明図 本発明の画像形成装置のトナー補給手段の構成例の説明図 本発明の画像形成装置のトナー補給手段のトナーボトルのキャップ部の取り外し部材の構成例の説明図 本発明の画像形成装置のトナー収容部の構成例の説明図 本発明の画像形成装置のトナー収容部の構成例の説明図 本発明の画像形成装置におけるトナー補給手段の制御のフロー図 本発明の画像形成装置におけるトナー濃度検出器におけるトナー濃度と出力値の関係の説明図 本発明の画像形成装置におけるトナー補給タイミングについての構成の説明図 本発明の画像形成装置におけるトナー補給間隔とトナー補給量の関係の説明図

以下に、発明を実施するための形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

本発明の画像形成装置について以下に説明する。

本発明の画像形成装置は以下の各部材を有している。

内部に収容されたトナーを搬出するための開口部を有するトナーボトルと、前記トナーボトルの開口部および現像装置のトナー補給口と接続されたトナー収容部と、を有するトナー補給手段。

像担持体上の静電潜像を現像する現像装置。

前記像担持体上の転写残トナーを回収するトナー回収手段。

前記トナー回収手段で回収した回収トナーを前記現像装置まで搬送する回収トナー搬送手段。

前記現像装置内部のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段。

前記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度に基づいて、トナー補給時間を算出するトナー補給時間算出手段。

前記現像装置に前記トナー補給手段が最後にトナー補給を行った際のトナー補給開始時点から、前記トナー濃度検出手段が現像装置内部のトナー濃度を検出した時点までの経過時間を算出する経過時間算出手段。

前記経過時間算出手段が算出した経過時間と、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間に基づいて、回収トナー搬送手段の回収トナーの搬送量の変更の有無を判断する判断手段。

算出した前記トナー補給時間の間、前記トナー補給手段を駆動することにより現像装置にトナーを補給するトナー補給手段制御部。

前記判断手段が回収トナーの搬送量を変更すると判断した場合に、前記回収トナー搬送手段の回収トナーの搬送量を変更する回収トナー搬送手段制御部。

具体的な構成について図を用いながら以下に説明する。

まず、図３に本発明の画像形成装置の構成例を示す。

図３中、図３（ａ）は画像形成装置全体の構成例を、図３（ｂ）は図３（ａ）中の像担持体周辺の拡大図をそれぞれ示している。

画像形成装置３０において原稿を複写するときは、コンタクトガラス３１上に原稿をセットしてから、不図示のスタートボタンを押し、光学読取装置３２で原稿上の画像を読み取る。そして、画像を読み取ると同時に、後述する感光体３６０と転写装置３６３との間に、図中下側に配置した用紙トレイから用紙Ｐを送り込む。

図３（ｂ）に示すように、像担持体であるドラム状の感光体３６０の周りには、ローラ状の帯電装置３６１から、感光体３６０の回転方向に沿って（矢印Ａで示す方向）、現像装置３６２、転写装置３６３、用紙分離装置３６４、トナー回収手段３６５が配置されている。

上記の様に、感光体３６０は図中Ａ方向に回転しており、その回転に伴い、まず帯電装置３６１で表面を一様に帯電する。次いで、その表面に光書込み装置３３からレーザ光Ｌを照射して書き込みを行い、感光体３６０上に読み取った原稿画像に対応する静電潜像を形成する。続いて、現像装置３６２位置を通るときに現像ローラ３６９によりトナーを付着して静電潜像を逐次可視像化する。

そして、可視像化したトナー像を、上述した、感光体３６０と転写装置３６３間に送り込んだ用紙Ｐ上に転写装置３６３において転写する。

転写後、用紙Ｐは、用紙分離装置３６４で放電して、静電的に付着する感光体３６０から分離する。そして、図３（ａ）に示すように定着装置３４へ搬送して転写画像を定着し、排紙部３５へと排出する。なお、用紙分離装置３６４にかえて分離爪を設け、感光体３６０から機械的に分離する構成とすることもできる。

他方、画像転写後の感光体３６０は、表面に残った残留トナー（転写残トナー）を、トナー回収手段３６５に備えるクリーニングブレード３６６で掻き落として表面を清掃する。その後、不図示の除電ランプで除電して表面電位を初期化する。

上記工程を繰り返すことによって、複数の用紙Ｐに画像形成を行うことができる。

なお、上述した感光体３６０と帯電装置３６１と現像装置３６２とトナー回収手段３６５等を、１つのカートリッジケースに一体化してプロセスカートリッジとすることもできる。

以下に画像形成装置の各構成部材の構成例について詳細に説明する。

（現像装置）
現像装置３６２は現像剤としてトナーとキャリアで構成された２成分現像剤を用いる。

そして、現像装置３６２内には２成分現像剤を撹拌しながら搬送する第１撹拌部材３６８１と第２撹拌部材３６８２とを有する現像剤攪拌部を設けることができる。また、現像剤中のトナーとキャリアとの混合比を透磁率から検知する、図示しないトナー濃度センサーを設けることができる。

ここで、図４に、図３（ｂ）において現像装置３６２のＡ−Ａ´線での断面図を示す。図４に示すように、現像剤攪拌部の近傍に、（新規）トナー補給口４１と回収トナー補給口４２とをそれぞれ上向きに開けて設け、現像装置にトナーを補給できるように構成することができる。

なお、図中では新規トナー補給口４１、回収トナー補給口４２は模式的に四角形で表わしているが、係る形状に限定されるものではなく、接続される部材等に応じて任意に選択することができる。また、その配置についても並んで設ける必要はなく、現像装置３６２内に各トナーを供給できるように構成されていれば良いが、両者を近くに設けた方が新規トナーと回収トナーとを略均一に混合し易いため好ましい。

現像時には、不図示の駆動モーターを駆動し、その駆動を伝達して現像ローラ３６９、第１撹拌部材３６８１、第２攪拌部材３６８２を回転させる。

そして、第１の攪拌部材３６８１、第２の攪拌部材３６８２が回転することにより、現像装置内の現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら現像ローラ３６９へ搬送する。

現像剤攪拌部（３６８１、３６８２）から送り込まれた現像剤を現像ローラ３６９に担持した後、現像ドクタ３７０で均一化して、感光体３６０への現像剤の供給量を制御する。そして、現像ドクタ３７０により現像ローラ３６９表面に均一に担持した現像剤中のトナーを感光体３６０に付着させる。

現像ローラ３６９は感光体３６０と対向する位置に配置されており、現像ローラ３６９に所定バイアスを印加して現像剤中のトナーを感光体３６０の表面に静電的に付着し感光体表面上の潜像を可視像化する。

（トナー回収手段）
トナー回収手段３６５は、感光体３６０表面に残った転写残トナーを掻き落すクリーニングブレード３６６と、クリーニングブレード３６６により感光体３６０表面から掻き落とした回収トナーを搬送する回収トナー搬送手段３６７とを有している。

トナー回収手段が回収した回収トナーを現像装置３６２に供給する際の構成について、図５を用いて説明する。図５は、図３（ｂ）のＢ−Ｂ´線での断面図を模式的に示したものである。

図５において、トナー搬送部材３６７はその表面に螺旋状の突起が設けられたスクリューであり、同軸上に設けられたモーター５１により回転するように構成されている。

そして、クリーニングブレード３６６により回収された回収トナーは、トナー搬送部材３６７を回転させることによって、図５中左側（現像装置３６２への回収トナー供給配管５２が配置されている方）に搬送される。

次いで、現像装置３６２に設けられた回収トナー補給口４２と接続された回収トナー供給配管５２を介して現像装置３６２に回収トナーを供給することができる。

トナー搬送部材３６７の回転速度（搬送速度）は、特に限定されるものではなく、トナー回収手段３６５内に回収トナーがあふれない程度の速度であればよく、連続動作、間欠動作いずれであっても良い。

また、ここではトナー搬送部材３６７としてスクリューからなる構成を用いて説明したが、係る形態に限定されるものではなく、回収トナーを搬送できる手段であれば各種手段を採用することができる。例えばベルトコンベアにより回収トナーを搬送する構成とすることもできる。

また、トナー回収手段３６５が回収した回収トナーを一時的に溜め、前記回収トナー搬送手段に回収トナーを供給する回収トナー収容容器をトナー回収手段３６５に着脱可能に構成することもできる。係る構成によれば、回収トナーがトナー回収手段の許容量近く溜まった場合でも回収トナー収容容器を交換するのみで画像形成装置の運転を継続することができ、メンテナンス性を向上させることができるため好ましい。

（トナー補給手段）
トナー補給手段について、図６〜９を用いて説明する。

トナー補給手段は、トナーボトルと、トナー収容部とを有している。

トナーボトルの内部にはトナーが収容され、内部に収容されたトナーを搬出するための開口部が設けられている。

トナーボトルの形状等については特に限定されるものではなく、所定量のトナーをトナー収容部を介して、現像装置に供給できるように構成されていればよい。

例えば、図６に示すようにトナーボトル６１を円筒形状とし、その内壁面（内周面）に図示しない螺旋状の溝（または突起部）を配し、トナーボトルの一方の端部（頭部）に開口部を有する構成とすることができる。この場合、トナーボトル６１をボトル駆動モーター６２により回転させるのみで、トナーボトル６１内部のトナーをトナー収容部６３に搬送することができる。

また、トナーボトル６１には、交換時や搬送時にトナーがこぼれるのを防止するためのキャップが設けられていることが好ましい。

そして、係るキャップはトナーボトル６１をトナー収容部６３にセットした後に取り外すことができるように構成されていることが好ましい。具体的な構成例について図７を用いて説明する。

図７はトナーボトル６１とトナー収容部６３とを接続した状態での側面図を示しているが、トナー収容部６３についてはトナーボトルのキャップを取り外す部材の構造がわかるように、係る部材についてのみ示している。

図７に示すように、セットレバー６４は図中Ａで示す矢印の方向に動くように構成されており、セットレバー６４の動きに合わせて、トナー収容部６３の内部に設けられたチャック支持部材７１が、図中Ｂで示した矢印の方向に移動可能に構成されている。

そして、トナーボトル６１にトナー収容部６３をセットしたときに、チャック７２の先端がトナーボトルのキャップ７３に刺さる様に構成する。次いで、セットレバー６４を下げることにより、チャック支持部材７１が図中左側に動き、その先端に設けられたチャック７２がキャップ７３を挟んで引くためにキャップ７３が開く。また、トナーボトル６１を外す時は前述と逆の動作でキャップをトナーボトルに装着する構成とすることができる。

トナー収容部６３は、前記トナーボトル６１の開口部および前記した現像装置のトナー補給口４１と接続されている。そして、トナーボトル６１からトナー収容部６３に供給されたトナーを現像装置に供給する。

トナー収容部６３の具体的な構成例について図８を用いて説明する。図８はトナー収容部６３内部の構成が分かるように透視図として示したものである。

トナーボトル６１の開口部８１を通って供給され、トナー収容部６３に収容されたトナーは、回転部材８２に取り付けられたトナー補給マイラ（トナー掻き出し部材）８３により図中矢印方向に掻き出される。これにより、トナーはトナー排出部８４へと搬送される。

次に、トナー収容部からのトナーの出口であり、現像装置に接続されるトナー排出部について図９を用いて説明する。

図９は、図６におけるＡ−Ａ´線での断面図を示している。

図９（ａ）は、トナー排出部８４内の第１シャッタ９１が閉じている状態を示している。

この場合、トナー排出部８４に設けられた第１シャッタ９１は、シャッタスプリング９２により加圧されて下がり、第１シャッタに付いているＰＥＴ等の素材からなるシート部材９３により、トナー排出部の開口部９４を塞ぎ、トナー漏れが発生しないように構成されている。

図９（ｂ）は、トナー排出部８４内の第１シャッタ９１が開いた状態を示している。回転部材８２に取り付けられたトナー補給マイラ８３に掻き出されたトナーは、図中の矢印Ａで示すように、トナー収容部の開口部及びトナー排出部の開口部９４を通って現像装置に補給される。トナー補給マイラ８３が接続された回転部材８２は、前記したトナーボトルが回転している間回転し、現像装置へトナーを補給するように構成することができる。

なお、トナー補給装置を画像形成装置に設置した際に、前記第１シャッタ９１に設けた突起部６５が上下に変位するように、すなわち第１シャッタ９１が開閉するように構成されていることが好ましい。具体的には、例えば図６に示すように、画像形成装置本体に突起部６６を設けておき、トナー補給装置を画像形成装置本体に設置した際に、前記第１シャッタに設けた突起部６５を押し上げるように構成することができる。

さらに、トナーボトル交換時などに、トナー補給装置からのトナー漏れをより確実に防止するため、第２シャッタ８５を設けることもできる。

第１シャッタ９１の場合と同様に、図９（ａ）では第２シャッタ８５が閉じた状態を、図９（ｂ）では第２シャッタ８５が開いた状態をそれぞれ示している。

図８、図９に示すように、回転部材８２には、発泡ウレタンゴム等の素材でなるフリクション部材８６が設けられており、その外側に第２シャッタ８５が設けられている。トナーボトル回転時に回転部材８２が回転されると共に、フリクション部材８６によって第２シャッタ８５が回転方向に引っ張られ、図９（ｂ）に示すように第２シャッタが開く構成となっている。第２シャッタ８５の動作に伴い、トナー収容部内のトナーは、図９（ｂ）に示す矢印Ａに沿って、トナー収容容器の開口部およびトナー排出部の開口部９４を通って現像装置に補給される。

このようにトナーボトルから供給されたトナーを、トナー収容部を介して現像装置に供給するトナー補給手段においては、図２を用いて既に説明したように補給時間（ボトルの回転時間）が同じでも、補給間隔によってボトルからの補給量が変化する。

この理由としては、その構造上、補給間隔が長くなるとトナー収容部内のトナーの嵩密度が上がるため、トナー収容部から現像装置に単位補給時間当たりに供給されるトナー量（補給マイラ８３で掻きだすトナー量）が増加するためと考えられる。

そこで、本発明では、上記の様に補給間隔が変化してトナー補給手段からのトナー補給量が変動するのを、トナー回収手段により回収した回収トナーの現像装置への補給量を変化させ補正することで現像装置へのトナー補給量が一定になるように制御する。

以下に本発明のトナー補給量の制御について説明する。

図１０に本発明の画像形成装置におけるトナー補給量制御のフローチャートを示す。

画像形成（プリント）開始（Ｓ１０１）した後、所定のタイミングで現像装置内のトナー濃度Ｖｔをトナー濃度検出手段により検出する（Ｓ１０２）。

ここでいうトナー濃度とは、現像装置内のトナーとキャリアとを含む現像剤中のトナー濃度を意味している。例えば透磁率からトナー濃度を検出するセンサーを現像装置内に設置し、該センサーを用いて検出することができる。トナー濃度検出手段による検出値とトナー濃度との関係は例えば図１１に示すような関係を有しており、予め検量線や検出値からトナー濃度を換算する換算式を作成しておくことによりトナー濃度を簡単に算出することができる。

トナー濃度Ｖｔを検出するタイミングとしては特に限定されるものではないが、１枚画像形成する（印刷する）毎にトナー濃度検出および以下の工程を行うことが好ましい。

次いで、トナー補給手段（トナーボトル、トナー収容部）を駆動するトナー補給時間ｔ算出する（Ｓ１０３）。

トナー補給時間ｔは、トナー補給時間算出手段により算出することができる。

トナー補給時間算出手段は、前記トナー補給時間を、前記トナー濃度検出手段が算出した現像装置内のトナー濃度と予め規定したトナー濃度基準値との差に基づいて算出する。

具体的な算出方法としては、例えば以下の手順により行うことができる。まず、前工程においてトナー濃度検出手段が検出した現像装置内のトナー濃度Ｖｔと、予め規定した制御目標値ＶＴｒｅｆとの差ΔＶｔを算出する。そして、予め規定しておいたトナー補給量テーブルを用いてΔＶｔに対応するトナー補給時間ｔを決定する。

前記制御目標値ＶＴｒｅｆは、例えば以下の様な方法により予め規定できる。

所定回数の画像形成動作終了毎に、像担持体上に基準画像を形成し、その画像濃度を画像濃度検出手段によって検出し、その出力値に基づいて制御基準値の補正量ΔＶＴを算出する。そして、この補正量ΔＶＴと基準画像作成時におけるトナー濃度検出手段の出力値ＶＴｐとにより、ＶＴｒｅｆ＝ＶＴｐ＋ΔＶＴのように制御目標値ＶＴｒｅｆを決定し、次の基準画像形成時までのトナー補給制御に制御目標値として用いることができる。

そして、次に前回補給動作からの経過時間を算出する（Ｓ１０４）。これは、現像装置にトナー補給手段が最後に（前回）トナー補給を行った際のトナー補給開始時点から、Ｓ１０２において前記トナー濃度検出手段が現像装置内部のトナー濃度を検出した時点までの経過時間を算出するものであり、経過時間算出手段により算出できる。

次いで、経過時間算出手段により算出した経過時間と、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間に基づいて、トナー補給量の補正が必要であるかを判断する（Ｓ１０５）。

図１２を用いて説明する。図中横軸は時間を示しており、ｔ１で表わされる点が最後にトナー補給を行った際のトナー補給開始時点を示している。そして、ｔ２で表わされる点は、トナー濃度検出手段が現像装置内部のトナー濃度を検出した時点を示している。

図１２中、黒い太線は最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間を示しており、係るトナー補給時間が異なる（Ａ）、（Ｂ）の２つのケースを示している。

図１２中ｔ１で示される点とｔ２で示される点の間、すなわち矢印ｃがこの場合の経過時間を示している。そして、ケース（Ａ）の場合は太線の幅ａが、ケース（Ｂ）の場合は太線の幅ｂがそれぞれ最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間を示している。

例えばケース（Ａ）の場合、経過時間ｃと、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間ａとを比較すると、ｃに比べてａは短くなっている。つまり、図中ｔ３のタイミングで次のトナー補給を行うとすると、最後にトナー補給を終えた時点からｔ３までの補給間隔が長くなっている。

この場合はトナー補給間隔が十分にあいているので、ｔ３のタイミングでトナー補給を行う際、上記のようにトナー補給手段は十分な量のトナーを供給できることからトナー補給量の補正を行わないと判断することができる。

ケース（Ｂ）の場合、経過時間ｃと最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間ｂとを比較すると、ｃに比べてｂの方が長くなっている。つまり、図中ｔ３のタイミングで次のトナー補給を行うとすると、最後にトナー補給を行った時点からｔ３までの補給間隔が短く連続補給に近くなっている。

この場合は、ｔ３のタイミングでトナー補給を行う際、上記のようにトナー補給手段は十分な量のトナーを供給できない可能性があることから、トナー補給量の補正を行うとすることができる。なお、ここでは説明の便宜上、ｔ２とｔ３のタイミングに時間差があるが、ｔ２とｔ３は同一または略同一のタイミングとすることもできる。

そして、上記Ｓ１０５でトナー補給量の補正が必要であると判断した場合には、回収トナー搬送手段の回収トナー搬送量を変更する（Ｓ１０６）。

これにより、トナー補給手段から十分トナーが供給できない分を回収トナーにより補い、現像装置内のトナー濃度を一定に保つことが可能になる。

上記変更は回収トナー搬送手段の回収トナー搬送量を変更する回収トナー搬送手段制御部により行うことができる。

回収トナー搬送手段の回収トナー搬送量を変更する具体的な手段は、回収トナー搬送手段の構成等により選択することができ特に限定されるものではない。

具体的には例えば、回収トナー搬送手段が図５で説明したようなスクリューの場合、回収トナー搬送手段制御部は、前記スクリューを駆動するモーターの回転数（回転速度）を制御することにより、回収トナーの搬送量を制御する構成とすることができる。

この場合、トナー回収手段を画像形成装置に設置してから、前記画像形成装置が画像形成した累積画素数に基づいて、前記トナー搬送手段制御部はモーターの回転数を制御することが好ましい。

トナー回収手段を画像形成装置に設置してから画像形成装置が画像形成した画素数の累積値（積算値）が少ない場合、トナー回収手段に回収された回収トナーの量は少ない。そのため、モーターの回転数を上げ、回収したリサイクルトナーの搬送速度を上げることで、現像装置へのリサイクルトナー補給量を確保することができる。また、形成された画素の積算値が多い場合、トナー回収手段内部は回収した回収トナーが一定量以上あることとなる。従って、モーターの回転数を通常に比べ少し速くするだけで目的とする回収トナーの補給量を確保できる。

このように、トナー回収手段を画像形成装置に設置してから、前記画像形成装置が画像形成した累積画素数に基づいて、前記トナー搬送手段制御部はモーターの回転数を制御することにより回収トナーの供給量制御の精度を高めることができる。

別の構成例としては、例えば回収トナー搬送手段がベルトコンベアの場合、回収トナー搬送手段制御部はベルトコンベアの搬送速度を制御することにより、回収トナーの搬送量を制御する構成とすることもできる。

また、制御内容についても、現像装置に対して安定したトナー補給量を確保できるように制御するものであればよい。

具体的には例えば、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間が、前記経過時間よりも長い場合に、前記回収トナー搬送手段制御部は、回収トナーの搬送量を通常時よりも増加させることにより制御することができる。

これは、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間が経過時間よりも長い場合は、図１２のケース（Ｂ）と同様に連続供給に近い状態となっている。このためトナー補給手段からのトナー補給量が少なくなる可能性があることから、回収トナーの搬送量を通常時よりも増加させてトナー補給量を補うことができる。

なお、ここでいう通常時の回収トナーの搬送量とは、基準となる回収トナーの搬送量として予め規定された基準値を意味している。

また、前記回収トナー搬送手段制御部は、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間が、前記経過時間よりも長い場合に、前記回収トナー搬送手段を連続駆動させ、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間が、前記経過時間よりも短い場合に、前記回収トナー搬送手段を間欠駆動させることにより制御することもできる。

このように制御すると、リサイクルトナーを搬送するスクリューを駆動するモーターの速度を変更する必要がなく、制御を容易に行うことができる。

なお、Ｓ１０５でトナー補給量の補正が必要ないと判断した場合には本工程は行わずに次の工程へと進む。

次にＳ１０３で算出したトナー補給時間ｔの間トナー補給手段を稼動させて、現像装置にトナーを補給する（Ｓ１０７）。上記で説明した構成のトナー補給手段を備えている場合には、前記トナーボトル６１をトナー補給時間ｔの間、ボトル駆動モーター６２を回転させることによりトナー収容部６３を介して現像装置にトナーを供給することができる。

以上に説明した本発明の画像形成装置におけるトナー補給手段の制御工程は、例えば、１枚の画像形成が行われるたびに繰り返し行うことができる。

図１３は、本発明の画像形成装置における、トナーの補給間隔による新規トナーの補給量１３１、および回収トナーの補給量１３２、新規トナー補給量１３１と回収トナー補給量の合計１３３の変化を示している。

新規トナーの補給量１３１に関しては、図２（ａ）を用いて説明したように、トナーの補給間隔が短くなるにつれて（連続供給に近づくにつれて）、同じトナー補給時間であっても１回の補給動作で補給できるトナー補給量は少なくなっていく。

本発明の画像形成装置においては、回収トナー補給量１３２で表わされるように、トナーの補給間隔に応じて回収トナーの補給量を制御している。このため、図２（ｂ）で示した従来の画像形成装置とは異なり、新規トナー補給量１３１と回収トナー補給量１３２の合計量１３３、すなわち現像装置へのトナー補給量はトナーの補給間隔によらず一定に保つことができる。

以上説明してきたように、本発明の画像形成装置においては、トナー補給手段からの補給動作を実施するたびに、前回補給動作からの経過時間をもとにトナー補給量のばらつきを回収トナーの補給により補正する。このため、現像装置に対する安定したトナー補給量を確保することができる。

３６０ 像担持体
３６５ トナー回収手段
３６７ 回収トナー搬送手段
４１ トナー補給口
６１ トナーボトル
６３ トナー収容体

特開２００６−１９５０８０号公報

Claims (6)

1. 内部に収容されたトナーを搬出するための開口部を有するトナーボトルと、
   前記トナーボトルの開口部および現像装置のトナー補給口と接続されたトナー収容部と、を有するトナー補給手段と、
   像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、
   前記像担持体上の転写残トナーを回収するトナー回収手段と、
   前記トナー回収手段で回収した回収トナーを前記現像装置まで搬送する回収トナー搬送手段と、
   前記現像装置内部のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
   前記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度に基づいて、トナー補給時間を算出するトナー補給時間算出手段と、
   前記現像装置に前記トナー補給手段が最後にトナー補給を行った際のトナー補給開始時点から、前記トナー濃度検出手段が現像装置内部のトナー濃度を検出した時点までの経過時間を算出する経過時間算出手段と、
   前記経過時間算出手段が算出した経過時間と、最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間に基づいて、回収トナー搬送手段の回収トナーの搬送量の変更の有無を判断する判断手段と、
   算出した前記トナー補給時間の間、前記トナー補給手段を駆動することにより現像装置にトナーを補給するトナー補給手段制御部と、
   前記判断手段が回収トナーの搬送量を変更すると判断した場合に、前記回収トナー搬送手段の回収トナー搬送量を変更する回収トナー搬送手段制御部と、
   を備えた画像形成装置。
2. 最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間が、前記経過時間よりも長い場合に、前記回収トナー搬送手段制御部は、回収トナーの搬送量を通常時よりも増加させる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回収トナー搬送手段はスクリューであり、
   前記回収トナー搬送手段制御部は、前記スクリューを駆動するモーターの回転数を制御することにより、回収トナーの搬送量を制御する請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記トナー回収手段を画像形成装置に設置してから、前記画像形成装置が画像形成した累積画素数に基づいて、前記回収トナー搬送手段制御部は前記モーターの回転数を制御する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記回収トナー搬送手段制御部は、
   最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間が、前記経過時間よりも長い場合に、前記回収トナー搬送手段を連続駆動させ、
   最後にトナー補給を行った際のトナー補給時間が、前記経過時間よりも短い場合に、前記回収トナー搬送手段を間欠駆動させる請求項１乃至４いずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記トナー補給時間算出手段は、前記トナー補給時間を、前記トナー濃度検出手段が算出した現像装置内のトナー濃度と予め規定したトナー濃度基準値との差に基づいて算出する請求項１乃至５いずれか一項に記載の画像形成装置。

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