JPH05265325A

JPH05265325A - 現像剤供給方法及びその方法を用いた現像装置並びにその方法を用いた画像形成装置

Info

Publication number: JPH05265325A
Application number: JP4147976A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Mizoguchi; 佳人溝口; Hatsuo Tajima; 初雄田嶋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-10-15
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JP3224272B2

Abstract

(57)【要約】【目的】画像比率の異なる原稿を複写した場合におい
ても濃度低下を生じさせることのない現像剤供給方法及
びその装置を提供することを目的としている。【構成】トナーセンサー１１がトナー無しを検知した
場合、原稿の画像比率に依らず、ホッパー２０を２秒間
駆動してトナーを補給し、１秒間補給を休止するように
間欠的な補給を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、情報
記録装置等の画像形成技術の分野で利用され、特に静電
潜像担持体上に形成された潜像を現像剤によって顕画像
化するための現像剤供給方法及びその方法を用いた現像
装置並びにその方法を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、カラーコピーのニーズの増大に伴
い、あるいは、省スペースを目的としてし、安価で小型
の複写機が増加しつつある。かかる複写機においては、
静電潜像担持体の周りの限られたスペースの中に現像装
置を設ける関係上、現像装置が小型化され、その現像剤
（以下、トナーとする）の収納容量も小さくなってい
る。そこで、トナーの供給容器（以下、ホッパーとす
る）を別に設ける場合が多い。

【０００３】この場合、ホッパーから現像装置へのトナ
ーの供給は、現像装置の上部にスペースの余裕がないた
め、現像装置の一部が静電潜像担持体よりも長くなるよ
うに軸方向に延長し、その延長部にホッパーを設け、該
ホッパーから現像装置へトナーの供給を行うようにして
いる。

【０００４】図２７は上述した従来の現像装置の一例を
その長手方向で示す概略図であり、該現像装置は、トナ
ーを収容せしめる現像剤容器１０を備えている。そし
て、該現像剤容器１０の長手方向一端部の上端には、補
給すべきトナーを収容してなるホッパー２０が設けられ
ている。

【０００５】該ホッパー２０は、下部が現像剤容器１０
内に設けられたトナー搬送部３０上にて開口し、その開
口部近傍には現像剤供給部材（以下、トナー供給部材と
する）２１が回転自在に設けられている。また、トナー
供給部材２１は現像剤量検知手段たるトナーセンサー１
１の信号に応じて回転し、ホッパー２０からトナーが供
給されるようになっている。通常、ホッパー２０は、ユ
ーザーがホッパー２０内にトナーを補給するときの便宜
を考慮し複写機の操作部側、すなわち現像剤容器１０の
手前側に設けられ、また、トナーセンサー１１は、現像
剤容器１０の駆動歯車等が現像剤容器１０の奥側に配置
されてスペースが少ないため、現像剤容器１０の手前側
に取り付けられている。

【０００６】一方、上記トナー搬送部３０にはトナー搬
送手段たる搬送スクリュー３１が設けられており、現像
剤容器１０の長手方向の全域にトナー補給を行ってい
る。

【０００７】従って、以上のような従来例装置おいて
は、供給されたトナーが搬送スクリュー３１によって搬
送されながら現像剤容器１０長手方向全般に供給される
が、この様子を図２７及び図２８に基づいて説明する。

【０００８】図９は図８に示した現像剤容器１０のＡ−
Ａ’断面図である。図２８に示すように、搬送スクリュ
ー３１は矢印方向に回転自在に配設されており、現像剤
担持体（以下、現像スリーブとする）の回転に同期した
回転（以下、常時回転という）、あるいは、トナー補給
時のみの回転（以下、補給時回転という）を行うように
なっている。

【０００９】常時回転を行う場合には、現像装置に備え
られた現像スリーブ等の駆動用の駆動歯車から直接搬送
スクリュー３１に歯車を介して駆動を伝えればよいので
構成が簡単であるが、補給時回転を行う場合は、現像ス
リーブ等の駆動とは別のモータを設けるか、該駆動をク
ラッチを介して搬送スクリュー３１に伝えるかしなけれ
ばならないため、構成が複雑でコストが高くなるという
問題を有している。

【００１０】このような搬送スクリュー３１の回転によ
って、ホッパー２０から供給されたトナーは長手方向
（図２７中、矢印Ｃ方向）に搬送され、図２８に示す現
像剤供給量制御壁（以下、スクリュー壁とする）３２を
逐次乗り越えて撹拌部３３に落下する。該撹拌部３３に
は、撹拌部材１２が回転自在に配設されており、落下し
た新しいトナーは、該撹拌部材１２によって旧トナーと
撹拌・混合され、現像剤容器１０の開口部に配設された
現像スリーブ１３に供給される。該現像スリーブ１３上
に担持されたトナーは、該現像スリーブ１３の回転等に
より搬送されながら現像剤層規制部材１４によって薄層
にコートされ、所定の現像方法により潜像担持体４０上
の静電潜像の現像に供される。

【００１１】上述したスクリュー壁３２はホッパー２０
から供給されたトナーが現像剤容器１０長手方向におい
て略均一に供給されるように制御するものであるが、以
下このスクリュー壁３２を図２９を用いて説明する。

【００１２】図２９は図２８の矢印Ｂの方向からスクリ
ュー壁３２を投影したものであり、該スクリュー壁３２
は手前側から奥側にかけて高さが低くなる形状を有して
いる。そのため、ホッパー２０から供給されたトナーは
手前から若干量ずつ順次落下して、落下残りが奥側へ搬
送スクリュー３１によって搬送される。このようにスク
リュー壁３２の高さを奥に行くに従って低くすることに
より、現像剤容器１０の長手方向全域に亘るトナーの撹
拌部３３への供給を行っている。

【００１３】次に、以上のようなスクリュー壁３２が配
設されたトナー搬送部３０へホッパー２０からトナーが
供給される機構について図３０及び図３１を用いて詳し
く説明する。

【００１４】上述したように、ホッパー２０からのトナ
ー供給は、現像剤容器１０内に配設されたトナーセンサ
ー１１の検知信号に応じて、上記ホッパー２０内のトナ
ー供給部材２１が回転することにより行われる。図３０
と図３１は上記トナーセンサー１１の信号と上記ホッパ
ー２０の駆動信号のタイミングを示したものである。

【００１５】図３０は複写原稿として画像比率の低い
（例えば文字のみからなる原稿）を複写し続けた場合で
あり、図３１は画像比率の高い（例えば写真等画像中の
白地部の少ない原稿）を複写し続けた場合を示す。

【００１６】図３０、図３１から判かるように、トナー
センサー１１が『トナー無し（現像剤容器内のトナー量
が所定量レベルより低下したこと）』を検知するとホッ
パー２０を駆動して（即ちトナー供給部材２１を回転さ
せて）トナーを補給し、トナーセンサー１１が『トナー
有り』を検知するとホッパー２０の駆動を停止してトナ
ーの補給を終了するようになっている。したがって、原
稿の画像比率が異なればトナーの消費量も異なるため、
図３０と図３１に示すようにホッパー２０からのトナー
の補給量も異なっている。つまり、図３１のように原稿
の画像比率の高い場合には、図３０の場合に比べてホッ
パー２０の駆動が継続する時間（以下、ホッパーＯＮタ
イムとする）が長くなっている。従来は、このような制
御によって、原稿の画像比率に依らずに良好な画像を得
ようとしていた。

【００１７】また、以上のような画像比率に応じたトナ
ー補給の制御方法は、いわゆるディジタル複写機に配設
された現像装置にも用いられている。以下、ディジタル
複写機におけるトナー補給の制御方法の一例を説明す
る。

【００１８】先ず、上記ディジタル複写機とは図３２に
示すような構成の画像形成装置をいい、該装置には画像
を電気信号として入力する画像入力部１が配設されてい
る。該画像入力部１は、一般にＣＣＤ素子によって構成
され、原稿からの反射光を光電変換によって電気信号に
変換するものである。

【００１９】この変換された信号は、画像処理回路２に
入力され、８ｂｉｔのディジタル信号にＡ／Ｄ変換され
た後、シェーディング補正及びＬｏｇ変換が行われる。
したがって、変換後の画像データは原稿の濃淡情報を８
ｂｉｔ、すなわち０〜２５５の階調で表すことができ
る。

【００２０】さらに、このように処理を加えられた画像
データは、ＰＷＭ変調回路３によって、そのデータ値の
大きさに比例したパルス幅の信号になるように時間的に
変調される。

【００２１】半導体レーザ４は、このＰＷＭ変調された
信号に基づいて駆動され、その出力光をスキャンするこ
とにより、画像データ値の大きさに応じた光出力が空間
的に形成される。

【００２２】この光出力により潜像担持体たる感光ドラ
ム５を露光することによって、読み込んだ画像データに
対応する電荷分布からなる潜像が感光ドラム上に形成さ
れ、この電荷分布により形成される潜像を現像装置６に
よって顕像化することによって、トナーが消費されるこ
とになる。

【００２３】なお、現像装置６の概略構成は、図３３に
示すように、図２７及び図２８の現像装置とほぼ同様で
あり、搬送スクリュー３１とスクリュー壁３２の配設位
置が異なるだけである。したがって、スクリュー壁３２
は、図３４に示すように、手前側から奥側にかけて徐々
に仕切りの高さが低くなるような傾斜をもっており、図
３５に示すようにトナーを若干量づつ落下させるように
なっている。

【００２４】このトナーの消費量の推定を同じ画像デー
タから行うのが推定回路７である。推定は、図３６で示
したような画像データの大きさ、すなわち原稿の濃淡に
応じたトナー消費特性に忠実に基づいて行われる。図３
６は、各画像データに応じたトナー消費特性を示す図
で、縦軸は、出力画像濃度であるが、出力画像濃度はト
ナーの消費量に比例するので、縦軸を適当に変換するこ
とでトナーの消費量が得られる。

【００２５】図３７に推定回路７のブロック図を示す。
該推定回路７にはメモリ７１が配設されており、該メモ
リ７１には図３６の縦軸を０〜２５５に規格化した『Ｌ
ｏｏｋＵｐＴａｂｌｅ（以下、ＬＵＴとする）』が
格納されている。画像データすなわち原稿の濃淡情報は
メモリ７１のＬＵＴによってトナーの消費量を示すパラ
メータに変換され、積算器７２に入力される。該積算器
７２は上記パラメータを原稿中の全画素について積算
し、全画素について積算が終了すると乗算器７３に累積
の積算値（以下、ビデオカウント数とする）を入力する
ようになっている。該乗算器７３は、最終的なトナーの
消費量を算出する回路であり、ビデオカウント数にある
係数を乗算するものである。ここで、この係数について
説明する。

【００２６】例えば、Ａ４ベタ画像の形成を行うとき、
画像入力部１が原稿を４００ｄｐｉ［ｄｏｔ／ｉｃｎ
ｈ］で読み込むとすると、Ａ４原稿は約４５００×３０
００画素で読み込まれることになる。また、ベタの画像
データが２５５（ベタ黒）であるとするときビデオカウ
ント数は画素数×２５５≒３．４４×１０⁹となる。こ
れが、トナーの消費量を示すパラメータである。一方、
実験的にＡ４ベタ画像のトナー消費量は例えば、０．５
［ｇ／Ａ４］と求められるので、上記係数は０．５［ｇ
／Ａ４］÷３．４４×１０⁹［カウント／Ａ４］≒１．
４５×１０^-10［ｇ／カウント］として求められる。乗
算器７３は、この係数とビデオカウント数との乗算を行
ってトナーの消費量を算出するものである。

【００２７】このように、原稿に応じたトナーの消費量
を推定し、この推定回路からの出力によって現像剤補給
回路８を制御し、現像剤補給装置９によるトナーの補給
時間を制御している。

【００２８】なお、以上のような図２７及び図２８並び
に図３２に示す現像装置に用いられる現像剤量検知手段
としては、例えば、アンテナ残検のような検知手段もあ
るが、低コスト化のためにピエゾセンサ等の圧電素子で
検知する方法が用いられることがある。

【００２９】これは、図３８のように、現像剤容器１０
内の適当な位置にセンサ１１を設けてセンサ表面のトナ
ーの有無を検知するもので、例えば、トナーがＬ₁のよ
うにセンサ前にあるときは『トナー有り』として５Ｖの
出力信号を出力し、Ｌ₂のようにトナーが無いときは
『トナー無し』として、０Ｖの信号を図３９のように出
力するものである。

【００３０】また、センサ表面にトナーが付着してしま
うと、誤検知するため、図３８のセンサ面１１’の清掃
部材１５を回転させながら、定期的にセンサ面に付着し
たトナーを掻き落している。

【００３１】そのため、現像剤容器内に適正量のトナー
が収容されていても、清掃部材１５がセンサ面１１’近
傍のトナーを掻き落した直後は、センサ前からトナーが
無くなるので、清掃部材１５の回転周期に応じて図４０
のように、不安定なトナー無信号が出力される（以下、
この信号の出力時間をｔとする）。

【００３２】従来、このトナー無信号の継続する不安定
な時間の長さを検知しないようにするため、トナー無信
号出力がある一定の長さ（以下、Ｔ_Hとする）よりも長
くなった場合にのみトナーを補給することで、現像剤容
器内のトナーの量を制御する方法が用いられている。実
験的にｔ＝０．３ｓｅｃであったとすると、Ｔ_H＝０．
５ｓｅｃのように設定すれば、トナー無信号出力が０．
５ｓｅｃ以上となったときに、初めて『トナー無』と判
断してトナー補給を行うようにしている。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような構成の図２７及び図２８に示す装置において連続
的に複写動作を行い、現像剤容器１０の長手方向におけ
るトナーの分布を調べたところ、原稿の画像比率によっ
て該長手方向における分布に差が生じることが判かっ
た。この傾向は、搬送スクリュー３１を常時回転させた
場合に顕著であるが、補給時回転させた場合においても
同様である。

【００３４】図４１にその一例を示す。この例では搬送
スクリュー３１は常時回転を行っている。図４１におい
て破線で示されるグラフは上記図３０の画像比率の低い
原稿の場合であり、また、一点鎖線で示されるグラフは
上記図３１の画像比率の高い原稿の場合に対応するもの
である。この図４１に示すグラフは、トナーが搬送スク
リュー３１の回転によって長手方向に搬送されながら、
スクリュー壁３２を乗り越えて現像剤容器１０の撹拌部
３３内へ落下する量を、長手方向の落下分布としてグラ
フ化したものであり、横軸に現像剤容器１０の長手方向
の位置、縦軸にトナーの全落下量に対する各位置におけ
る落下量の重量百分率を示している。なお、測定条件は
以下の通りである。

【００３５】搬送スクリュー３１：スクリュー外径１０mm、
真棒外径６mm、スクリューピッチ２０mmのものを５r.p.
s.で回転スクリュー壁３２：全長３００mmで図２９に
示される形状を有し、手前側端部の高さはスクリュー中
心軸より１．０mm高く、奥側端部の高さはスクリュー中
心軸より３．０mm低いスクリュー外径と壁との距離：１．５mm トナー供給量：ホッパー２０から搬送部
３０へ約３０ｇ／分

【００３６】図４１から判かるように、ホッパーＯＮタ
イムが長いほど、即ち、原稿の画像比率が高いほど手前
側に落下するトナーが多く、また、ホッパーＯＮタイム
が短いほど、即ち、原稿の画像比率が低いほど奥側で落
下する傾向を示す。これはホッパーＯＮタイム長短によ
って一回当りのトナー補給量が異なることにより生じる
現象であると考えられる。以下、この現象を図４２を用
いて説明する。

【００３７】図４２は、搬送スクリュー３１上にトナー
が補給され、長手方向に搬送されながら落下する様子を
描いたものである。図４２に示すように、ホッパー２０
の補給口から矢印Ｃ方向の補給されたトナーは、ホッパ
ーＯＮタイムが短いときには点線のように低く積り、一
方、ホッパーＯＮタイムが長いときには実線のように高
く積る。そして、矢印Ｃ方向に搬送されると、点線で示
すトナーは長手方向に広がって徐々になだらかになる
が、実線で示すトナーは長手方向、特に、搬送方向後方
に広がり難く高さはあまり減少しない。この現象は連続
的に補給が行われた場合にさらに顕著となり、スクリュ
ー壁３２に対するトナーの高さの差はより一層大きなも
のとなる。

【００３８】したがって、ホッパーＯＮタイムが短い場
合には、スクリュー壁３２の低い奥側で落下し易く、ま
た、ホッパーＯＮタイムが長い場合には、スクリュー壁
３２の高い手前側でも落下し易くなるのである。その結
果、図４１に示すような落下分布の差を生ずることにな
る。そして、この落下分布の変動は、複写画像に対して
次のような影響を及ぼすことが確認されている。

【００３９】図４３（ａ）は、通常ユーザーが最も多く
複写を行う画像が文字原稿であると考えられることか
ら、画像比率の低い文字原稿を画出し耐久しながら画像
濃度を手前側及び奥側で測定したものである。このとき
のホッパーＯＮタイムは図３０のように短く、トナーの
落下分布も図４１の破線のように奥側に偏っている。図
４３（ａ）から判かるように、この場合には手前側と奥
側とではそれほど顕著な濃度の差は生じていない。これ
は、トナーの分布に偏りがあるものの長手方向全域に亘
ってトナーが補給されるためである。

【００４０】しかしながら、３万枚目から原稿を変え
て、画像比率の高い原稿を連続して複写したところ、図
４３（ｂ）に示すように手前側の濃度が下がるという現
象が生じた。この現象は、劣化の進んだトナーと新しい
トナーとの割合が現像剤容器長手方向において不均一に
なるためであることが判かった。

【００４１】つまり、画像比率の低い原稿を複写してい
る間は図４１の破線のような落下分布になるため、新し
いトナーは奥側に多く供給され、手前側では少なくな
る。したがって、手前側でのトナーの劣化が進むことに
なる。実際に、耐久３万枚時点での手前側と奥側におけ
るトナーの平均粒径を調べたところ、手前側の方が粒径
が大であった。ただし、この程度の劣化は図４３（ａ）
からも判かるように画像濃度に直接影響を与えるもので
はない。

【００４２】ところが、原稿を変えて画像比率の高い原
稿を複写すると、トナーの落下分布が図４１の一点鎖線
のように変化するため、新しいトナーが手前側に多量に
供給される。したがって、劣化の進んだトナーと多量の
新しいトナーが混合されることとなり、両者の特性差が
大きいために図４３（ｂ）のような画像濃度が低下する
のである。

【００４３】以上のように、従来例によれば、原稿の画
像比率によって１回当りのトナー補給量が異なるため
に、長手方向の落下分布が変化し、その結果、画像比率
の異なる原稿を複写したときに濃度低下を生じるという
問題点があった。

【００４４】この現象は、上記図３２に示すディジタル
複写機でビデオカウント数に基づいてトナー補給を制御
する方法でも同様であった。これは、ビデオカウント数
が原稿の画像比率や濃度に応じて異なるため、トナーの
消費量が異なるからである。例えば、図４４のシーケン
スＳ−１のようにトナーのビデオカウント数の多い場合
には、ビデオカウント数の少ないＳ−２の場合に比べて
ホッパーＯＮタイムが長く、多くのトナーが補給され
る。したがって、図４４のモデルＭ−１に示すように、
ホッパー２０の補給口から補給されたトナーは手前側に
高く積もり、手前側での落下量が増加する。一方、図４
４のシーケンスＳ−２のようにビデオカウント数が少な
い場合は、ホッパＯＮタイムが短く、補給されるトナー
の量が少ない。したがって、図４４のモデルＭ−２に示
すように、スクリュー壁の低い奥側でしか落下しない。

【００４５】また、図４５はトナーの全落下量に対する
現像装置６の長手方向各位置における落下量の重量百分
率を示すものであるが、図４５からもビデオカウント数
が多い程手前側に落下するトナーが多く、ビデオカウン
ト数が少ない程奥側で落下する傾向を示すことが明らか
である。

【００４６】このように、ビデオカウント数の多少によ
ってもトナー落下分布の偏りが生ずるという問題点があ
った。そのため、例えば、画像比率の低い原稿やあるい
は淡い原稿を複写し続けると、ビデオカウント数が少な
いので補給されたトナーは現像装置長手方向の奥側にの
み供給されることになり、奥側でトナーの溢れ、詰まり
等の問題が発生したり、手前側と奥側で濃度差を生ずる
という問題があった。

【００４７】また、以上のような図２７及び図２８並び
に図３２に示す現像装置においては、たとえ画像比率等
が同一であったとしても、環境の変動やトナーの製造上
の「ばらつき」等が生じた場合には、トナーの凝集度が
変化し、トナーの落下分布に偏りが生ずることがあっ
た。

【００４８】環境の変動による凝集度の変化としては、
例えば湿度の変化によるものが挙げられる。つまり、湿
度が低くなればトナーの凝集度も低くなり、湿度が高く
なれば凝集度も高くなるのである。ここで、一例として
高湿下でのトナーの搬送供給の様子を図４６に示す。ト
ナーは、上述したようにスクリュー壁３２を超えること
により現像剤容器１０へと供給されるが、高湿度の影響
でトナーの凝集度が高まると、トナー同士の吸着力が増
加し、図４６に示すようにスクリュー壁３２を超える高
さのトナーであっても現像剤容器１０側へ落下しづらく
なる。その結果、トナーは長手方向手前側では落下しづ
らくなるので、奥側へ搬送され、奥側に多くのトナーが
落下することになる。一方、低湿では逆に手前側に多く
トナーが落下することになる。このように、湿度の変化
によって、トナーの落下分布に偏りが生ずるという問題
があった。

【００４９】その他のトナーの凝集度を変化させる要因
としては、トナーに流動性を付与するための外添剤の量
や外添の強さ等の製造上の「ばらつき」があり、これら
も落下分布を偏らせる原因となっていた。

【００５０】さらに、ホッパーの単位時間当たりの供給
量の「ばらつき」もトナーの落下分布に偏りを生じさせ
る原因となっていた。これは、図４７からも明らかなよ
うに、１回に補給されるトナー量が変化すると、トナー
の嵩の高さが変わってしまうためである。

【００５１】また、本体設置場所に奥側あるいは手前側
の傾きがあれば、実質的なスクリュー壁の高さが変わっ
てしまうので、当然落下分布に偏りが生ずるという問題
があった。

【００５２】このように、従来例では、環境変動やトナ
ーの製造上の「ばらつき」によるトナーの凝集度の変
化、またはホッパーの供給量の「ばらつき」、あるい
は、本体設置場所の奥手前の傾きによって、トナーの長
手方向の落下分布に偏りが生ずるという問題点があっ
た。

【００５３】また、図３８に示した現像装置において
は、センサの応答性やセンサの取り付け位置、あるい
は、清掃部材の掻き取り具合の各々の現像装置における
「ばらつき」によって、上記のような問題点が発生して
いた。

【００５４】例えば、上記現像装置においては、適正量
のトナーが収容されている場合でも、清掃部材１５の回
転周期に応じてトナー無信号が時間ｔ［ｓｅｃ］の間出
力される。しかし、センサには、図４８に示すように、
応答性が遅くて該時間ｔが通常よりも長いセンサもあれ
ば、同様なトナー量に対して該時間ｔ［ｓｅｃ］が通常
より短くなるものもある。

【００５５】この応答性の差は、清掃部材１５によって
掻き取られたセンサ前の部分へ、再びトナーが流れ込む
ときに生じるセンサの応答性の差である。そのため、応
答性の遅いセンサを備えた現像装置では、出力時間ｔ＞
設定時間Ｔ_Hとなり、『トナー無し』と判断してトナー
の補給が行われる。したがって、現像剤容器内のトナー
が適正量であったにも拘らず、この補給によりトナー量
の増加を招く結果となっていた。反対に応答性の速いセ
ンサを備えた現像装置では、トナー量が減少していた。

【００５６】上記現像装置のように小型の現像装置にお
いては、もともとトナーの最大収容量が少なく、このよ
うにトナー量が増加した場合には、トナーの溢れ、詰ま
り等が発生する可能性がある。しかも、小型の現像装置
は長手方向のトナーの均し不良が生じ易く、また、圧電
素子の置かれている近傍以外ではトナー量を検知してい
ないため、その可能性が高くなっている。

【００５７】一方、トナー量が少なくなった場合は、も
ともとトナーの収容量が少ないので、新しく補給された
トナーと現像剤容器内のトナーとの物性差（トリボ差
等）が目立ち易く、トナー補給後に濃度むらが発生する
ことがあった。

【００５８】このように、各々の現像装置毎にセンサの
応答性が異なると、現像剤容器内のトナー量に差が生
じ、トナーの落下分布に偏りを生ずるだけでなく、トナ
ー溢れ・詰まり等の問題が発生することがあった。しか
も、このような問題は、センサの応答性だけでなく、セ
ンサ取り付け精度や、あるいは、清掃部材の掻き取り具
合によるもので、それらの「ばらつき」を抑えることが
課題となっていたが、十分に達成されていなかった。

【００５９】本発明は、上記問題点を解決し、画像比率
の異なる原稿を複写した場合においても濃度低下を生じ
させることのない現像剤供給方法及びその方法を用いた
現像装置を提供することを目的としている。

【００６０】また、ディジタル方式の画像形成装置にお
いても、上記濃度低下等の問題を発生することがない現
像剤供給方法及びその方法を用いた画像形成装置を提供
することを目的としている。

【００６１】また、環境の変動や、ホッパーの「ばらつ
き」、あるいは、センサ等の「ばらつき」が生じた場合
でもトナーの落下分布に偏りが無く、トナー溢れや濃度
低下を生ずることの無い現像剤供給方法及びその方法を
用いた現像装置を提供することを目的としている。

【００６２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、先ず現像剤供給方法に関しては、現像剤量検知手
段によって現像剤容器内の現像剤の有無を検知し、該現
像剤量検知手段の出力信号に応じて現像剤を現像剤補給
制御手段によって現像剤供給容器から上記現像剤容器の
長手方向に沿って形成された現像剤搬送部へと補給し、
現像剤搬送手段によって該現像剤搬送部内の現像剤を上
記長手方向へ搬送しながら上記現像剤容器内へ落下せし
め、該現像剤容器の長手方向にほぼ均一な量の現像剤を
供給する現像剤供給方法において、現像剤の補給は、上
記現像剤補給制御手段によって、上記現像剤量検知手段
の出力信号に応じて上記現像剤供給容器から上記現像剤
搬送部への所定量の現像剤の補給を開始した後、該出力
信号に依らずに所定時間補給を休止しながら、間欠的に
行うことにより達成される。

【００６３】また、現像剤容器内に配設された現像剤量
検知手段の表面を清掃部材で清掃しつつ、現像剤補給制
御手段によって該表面における現像剤の有無の出力信号
を取り込み、現像剤が無いことを示す信号の出力時間
が、予め設定された時間Ｔ_Hとなったことを上記現像剤
補給制御手段で検知したときに、現像剤供給容器から上
記現像剤容器の長手方向に沿って形成された現像剤搬送
部へと現像剤を補給し、現像剤搬送手段によって該現像
剤搬送部内の現像剤を上記長手方向へ搬送しながら上記
現像剤容器内へ現像剤を落下せしめ、該現像剤容器の長
手方向にほぼ均一な量の現像剤を供給する現像剤供給方
法において、現像剤の補給は、上記現像剤容器内に現像
剤が十分ある場合に上記清掃部材が上記現像剤量検知手
段の表面を払拭した際、該現像剤量検知手段から周期的
に出力される現像剤無しの信号の出力時間ｔよりも長く
なる範囲で、上記現像剤補給制御手段によって上記時間
Ｔ_Hを適宜調節しながら行うことにより達成される。

【００６４】さらに、原稿の画像を画像読み取り装置に
よって画像信号として読み取り、変換手段によって該画
像信号を画像濃度に対応したディジタル画像データに変
換し、該ディジタル画像データを累積加算することによ
り画像形成時の消費現像剤量を推定手段で推定した後、
現像剤補給制御手段によって現像剤供給容器から現像剤
容器の搬送部へと現像剤を補給せしめ、搬送手段によっ
て現像剤容器の長手方向に現像剤を搬送しながら上記長
手方向に沿って上記搬送部から上記現像剤容器内へ現像
剤を落下供給せしめる現像剤供給方法において、上記推
定手段による上記ディジタル画像データの累積加算中
に、累積加算値が予め設定された所定の基準値に達した
ときは、上記現像剤補給制御手段によって、該基準値に
基づいた量の現像剤を補給せしめることにより達成され
る。

【００６５】次に、上記方法を用いた現像装置に関して
は、現像剤を収容せしめる現像剤容器と、該現像剤容器
内の現像剤の有無を表す検知する現像剤量検知手段と、
該現像剤量検知手段の出力に基づき現像剤を現像剤供給
容器から該現像剤容器の長手方向に沿って形成された現
像剤搬送部へと補給せしめる現像剤補給制御手段と、該
現像剤搬送部内の現像剤を上記長手方向へ搬送しながら
上記現像剤容器内へ現像剤を落下せしめる現像剤搬送手
段とを備えた現像装置において、上記現像剤補給制御手
段は、上記現像剤量検知手段の出力信号に応じて、上記
現像剤供給容器から上記現像剤搬送部へと所定量の現像
剤の補給を開始し、その後は該出力信号に依らずに所定
時間補給を休止しながら、間欠的に上記補給を行うよう
に設定されていることにより達成される。

【００６６】また、現像剤を収容せしめる現像剤容器
と、該現像剤容器内の現像剤の有無を表す検知する現像
剤量検知手段と、該現像剤量検知手段の出力に基づき現
像剤を現像剤供給容器から該現像剤容器の長手方向に沿
って形成された現像剤搬送部へと補給せしめる現像剤補
給制御手段と、該現像剤搬送部内の現像剤を上記長手方
向へ搬送しながら上記現像剤容器内へ現像剤を落下せし
める現像剤搬送手段とを備えた現像装置において、上記
現像剤補給制御手段は、上記現像剤量検知手段の出力信
号に応じて、上記現像剤供給容器から上記現像剤搬送部
へと所定時間の現像剤の補給を開始し、その後は該出力
信号に依らずに所定時間補給を休止しながら、間欠的に
上記補給を行うように設定されており、上記補給を行う
所定時間と補給を休止する所定時間の一方あるいは双方
を適宜調整自在とするように設定されていることにより
達成される。

【００６７】さらに、原稿の画像を画像信号として読み
取る画像読み取り装置と、該画像信号を画像濃度に対応
したディジタル画像データに変換する変換手段と、該デ
ィジタル画像データを累積加算することにより画像形成
時の消費現像剤量を推定する推定手段と、現像剤供給容
器から現像剤容器の搬送部へと現像剤を補給せしめる現
像剤補給制御手段と、該搬送部の現像剤を現像剤容器の
長手方向に搬送しながら該現像剤容器内へ現像剤を落下
供給せしめる搬送手段とを備えた画像形成装置におい
て、上記現像剤補給制御手段は、上記推定手段による上
記ディジタル画像データの累積加算中に、累積加算値が
予め設定された所定の基準値に達したときは、上記現像
剤補給制御手段によって該基準値に基づいた量の現像剤
を補給せしめるように設定されていることにより達成さ
れる。

【００６８】

【作用】先ず、第一の発明によれは、現像剤量検知手段
によって現像剤容器内に現像剤の無いことが検知される
と、現像剤無しを表す信号が出力され、現像剤補給制御
手段に入力される。すると、該現像剤補給制御手段は、
その信号に基づいた量の現像剤を現像剤供給容器から該
現像剤容器の長手方向に沿って形成された現像剤搬送部
へと補給する。この補給は、上記信号を入力した時点か
ら開始されるが、開始後は、上記信号に依らずに所定時
間補給を休止しながら、間欠的に行われる。したがっ
て、例えば、画像比率の高い原稿を連続して複写した場
合には、現像剤の消費量は多いが、現像剤の補給が所定
の休止時間を挟みながら間欠的に行われるので、一度に
多量の現像剤が補給されることがない。また、画像比率
の低い原稿の場合には必要十分な量の現像剤が補給され
る。

【００６９】そして、このように適当量が補給された現
像剤は、現像剤搬送手段によって現像剤搬送部内を現像
剤容器の長手方向へ搬送されつつ、該現像剤容器内へ落
下する。したがって、該現像剤容器の長手方向には、画
像比率の高低に拘らずほぼ均一な量の現像剤の供給が行
われ、現像剤容器内に残留している現像剤と新しい現像
剤とが上記長手方向にてほぼ均一に混合されることとな
り、画像の濃度低下を発生させずに良好な現像が行われ
る。

【００７０】次に、第二の発明によれば、第一の発明と
同様に、現像剤補給制御手段は、上記現像剤量検知手段
の出力信号に応じて、所定量の現像剤を上記現像剤供給
容器から上記現像剤搬送部へと補給を開始し、その後は
該出力信号に依らずに所定時間補給を休止しながら、間
欠的に上記補給を行い、現像剤搬送手段によって、現像
剤容器の長手方向にほぼ均一な現像剤の供給が行われる
が、第二の発明にあっては、上記補給を行う所定時間と
補給を休止する所定時間の一方あるいは双方を適宜調整
しながら補給を行うので、例えば、湿度等の環境が変動
して現像剤の凝集度が変化した場合でも、適当量の現像
剤の補給が行われる。

【００７１】また、第三の発明によれば、第一の発明と
同様に現像剤容器内の現像剤の有無を現像剤量検知手段
によって検知するが、該現像剤量検知手段の表面は清掃
部材によって清掃されている。したがって、上記現像剤
容器内に現像剤が十分ある場合でも、上記清掃部材が上
記現像剤量検知手段の表面を払拭した際、該現像剤量検
知手段からは周期的に現像剤無しの信号が時間ｔに亘っ
て出力される。

【００７２】しかし、現像剤補給制御手段は、この現像
剤無しの信号の出力時間が上記ｔの場合には補給を行わ
ず、上記信号が上記時間ｔより長い設定時間Ｔ_Hとなっ
たときに初めて現像剤供給容器から上記現像剤容器の長
手方向に沿って形成された現像剤搬送部へと現像剤を補
給する。したがって、上記周期的な信号を誤検知するこ
と無く適切な補給が行われる。

【００７３】しかも上記現像剤補給制御手段は、上記時
間Ｔ_Hを適宜調節しながら補給を行うので、例えば、現
像剤量検知手段の応答性が通常のものと異なり、現像剤
無しの信号の出力時間が変動した場合でも、適当量の補
給が行われる。

【００７４】さらに、この調節される時間Ｔ_Hは、常に
上記周期的な信号の出力時間ｔよりも長くなるように設
定されるので、この場合も誤検知は行われない。

【００７５】このように、適当量の補給が行われた後
は、第一の発明と同様に現像剤搬送部内の現像剤を上記
長手方向へ搬送しながら上記現像剤容器内へ現像剤を落
下せしめるので、該現像剤容器の長手方向にほぼ均一な
量の現像剤が供給される。

【００７６】さらに、第四の発明によれば、原稿の画像
は、画像読み取り装置によって画像信号として読み取ら
れ、変換手段によって該画像信号を画像濃度に対応した
ディジタル画像データに変換される。そして、該ディジ
タル画像データを累積加算することにより画像形成時の
消費現像剤量を推定手段で推定する。

【００７７】しかし、上記推定手段による上記ディジタ
ル画像データの累積加算中に、累積加算値が予め設定さ
れた所定の基準値に達したときは、上記現像剤補給制御
手段は、該基準値毎に該基準値に基づいた量の現像剤を
現像剤供給容器から現像剤容器の搬送部へと補給せしめ
る。

【００７８】したがって、例えば、画像濃度の異なる原
稿を複写する場合でも、濃度の高低に拘らず適当量の補
給が行われる。

【００７９】このような補給が行われた後は、第一の発
明と同様に現像剤搬送手段によって、現像剤容器の長手
方向に現像剤を搬送しながら、上記長手方向に沿って上
記搬送部から上記現像剤容器内へ現像剤を落下供給せし
めるので、上記のように画像濃度が異なるような場合で
も、現像剤容器の長手方向にほぼ均一な現像剤の供給が
行われる。

【００８０】

【実施例】本発明の第一実施例ないし第十一実施例を図
面に基づいて説明する。

【００８１】〈第一実施例〉先ず、本発明の第一実施例
を図１ないし図８に基づいて説明する。なお、図２７及
び図２８の従来例装置との共通箇所には同一符号を付し
て説明を省略する。

【００８２】図１及び図２は本実施例における現像剤量
検知手段たるトナーセンサー１１の信号と、現像剤供給
容器たるホッパー２０の駆動信号のタイミングチャート
であり、それぞれ原稿の画像比率が低い場合と高い場合
を示している。図１及び図２から判かるように、本実施
例においては、従来例と異なり、ホッパー２０の駆動
（ホッパー２０から現像装置の現像剤容器へトナーを補
給する動作）が継続する時間（以下、ホッパーＯＮタイ
ムとする）が原稿の画像比率に依らずに２秒に固定され
ている。

【００８３】したがって、現像剤たるトナーの１回当り
の補給量は常に一定であり、原稿の画像比率が低い場合
においても図４２に破線で示した従来例のものよりもト
ナーが高く積るように設定されている。図１のように制
御した場合のトナーの長手方向の落下分布を図３に実線
で示し、比較のために従来例による分布を破線で示す。
図３から明らかなように、トナーは従来例に比べて手前
側に落ち易くなっている。

【００８４】また、画像比率が高い場合においても、図
２に示すようにホッパーＯＮタイムが２秒に固定されて
いるため、図４２に実線で示した従来例のものよりトナ
ーが低く積るように設定されている。そして、ホッパー
ＯＮタイムの後に、トナーセンサー１１の信号に拘らず
必ず１秒間の休止時間を設けているため、トナーの連続
供給を抑えてトナーが長手方向及び後方へ広がり易くな
っている。なお、１秒の休止時間終了時点でトナーセン
サーがまだトナー無し信号を出力している場合は、上記
所定量補給、停止の動作を繰り返す。そして、上記１秒
の休止時間の終了時点でトナーセンサーがトナー有り信
号を出力しているときは、上記動作を終了させ、トナー
補給は行わない。図４に、図２の制御によるトナーの長
手方向の落下分布を実線で示し、比較のために従来例に
よる分布を破線で示す。図４から明らかなように、トナ
ーは従来例に比べて奥側に落ち易くなっている。

【００８５】次に、図１及び図２の両方の制御を行った
場合のトナーの長手方向の落下分布を図５に示す。図４
１の従来例と比較すると判かるように、本実施例によれ
ば、原稿の画像比率の高低に拘らずトナーの落下分布の
変動を抑えることができる。本実施例において、従来例
で説明したように画像比率の低い原稿を３万枚画出し耐
久を行った後、画像比率の高い原稿を複写したところ、
濃度低下を生じないことを確認した。

【００８６】しかしながら以上のような現像装置を量産
した場合には、上記実施例のようにホッパーの補給量を
固定できず、上記効果が十分に得られないことがあっ
た。これは、量産によってホッパー単体での「ばらつ
き」、即ち、ホッパーモータの回転数、あるいはトナー
供給部材の機械的制度の「ばらつき」等により実際のホ
ッパーの補給量に「ばらつき」を生ずるためである。

【００８７】トナーの落下分布は、上述したようにトナ
ーの嵩の高さ、即ち１回の補給量によるので、ホッパー
の補給量の「ばらつき」が生じた場合であって、当該補
給量が、補給量の中央値（所定数のホッパーについて各
々の補給量を計測し、それらの平均を求めた場合の平均
値であり、以下、Ｍ_Havgで表す）が小さく、例えば下限
値（上述したトナー補給の制御方法を用いても濃度低下
を生ずる場合の補給値であり、以下、Ｍ_Hminで表す）の
場合には、図４２の破線で示した補給量が少ない場合の
トナー搬送供給状態に近くなる。即ち、手前側で落下し
づらく落下分布が奥側に偏る傾向を示す。このように、
補給量の「ばらつき」によって補給量の中央値Ｍ_Havgが
小さくなる場合には、トナー落下分布の偏りが大きく、
結果として従来例で示した問題が発生する可能性があ
る。

【００８８】この問題は、図４２にて説明したのと同様
に、補給量が少ない場合のトナーの嵩の高さが低いこと
に起因しており、補給量を多くすることで解決される
が、ホッパーの補給量をむやみに多くしスクリューの搬
送能力の限界（以下、スクリューの最大搬送量Ｍ_Smaxと
いう）を超えると、当然ホッパーの補給口からスクリュ
ー搬送部にてトナー詰まりが発生する。

【００８９】そこで、ホッパー単体の補給量の「ばらつ
き」による落下分布の変動が小さく、かつ、トナー詰ま
りが発生しないようなホッパーの補給量Ｍ_Havgを検討し
たところ、Ｍ_Smax＞Ｍ_Havg≧（１／２）・Ｍ_Smaxの範囲
に設定するとが好ましいことが判かった。

【００９０】ここで、スクリューの最大トナー搬送量Ｍ
_Smaxは以下のように測定される。先ず、Ｕガイドのよう
に長手方向に亘って補給窓のないスクリュー壁を用い
て、ホッパーから手前側へｘｇ／分の補給を行い続けた
場合に奥側から排出されるトナー量ｙｇ／分を測定す
る。本実施例にて用いたスクリューを使用して測定した
場合には、図６のような結果を得る。この図６にてｙの
収束値を最大トナー搬送量Ｍ_Smaxとする。

【００９１】このように、最大トナー搬送量Ｍ_Smaxはス
クリューによるトナーの最大排出量なので、上式におい
て補給量の中央値Ｍ_Havgを該最大スクリュー搬送量Ｍ
_Smaxより小さく設定すれば、トナー詰まりを防止できる
ことになる。

【００９２】一方、Ｍ_Havg≧（１／２）・Ｍ_Smaxとする
理由は以下の通りである。図６に示したように、本実施
例ではＭ_Smax≒５５［ｇ／分］であるので、（１／２）
・Ｍ_Smax≒２７．５［ｇ／分］となる。図７に補給量の
中央値Ｍ_Havgが３０［ｇ／分］のとき（即ち、Ｍ_Havg≧
（１／２）・Ｍ_Smax）に補給量を２０％変化させたとき
の落下分布の変動を示す。ホッパーは図１のように駆動
した。また、図８に補給量の中央値Ｍ_Havgが２０［ｇ／
分］のとき（即ち、Ｍ_Havg＜（１／２）・Ｍ_Smax）の同
様な例を示す。ただし、スクリュー壁は本実施例中のも
のとは異なる。

【００９３】図７及び図８から判かるように、補給量が
補給量の中央値Ｍ_Havgよりも少ない場合には、共に落下
分布は奥側に偏るが、図７に示す補給量の中央値Ｍ_Havg
の大きい方が、補給量の変動に対するトナーの落下分布
の偏りをより確実に抑えることができる。つまり、ホッ
パーの補給量の「ばらつき」によるトナーの落下分布の
変動の程度を少なくするためには、ホッパーの補給量の
中央値Ｍ_Havgをある程度大きくしておくことが好まし
い。目安としてはスクリューの最大トナー搬送量の半分
より多くしておくことが好ましい。これは、ホッパーか
ら補給されるトナー量が、スクリューで送ることのでき
るトナー量よりもかなり少ない場合（例えば半分以下の
場合）には、トナーは図４２で示したようなトナーの固
まりとして搬送されにくく、長手方向に十分に広がるこ
とが原因であると考えられる。

【００９４】このような理由からホッパーの補給量の中
央値Ｍ_HavgをＭ_Smax＞Ｍ_Havg≧（１／２）・Ｍ_Smaxと設
定することが好ましく、これによって、ホッパーの補給
量の「ばらつき」による落下分布の変動を小さくすると
共に、トナーの詰まりのない現像装置を提供することが
できる。

【００９５】但し、以上のような補給量の「ばらつき」
は、ホッパー、ホッパーモータ、トナー供給部材の機械
的精度に依存する事項であり、例えばホッパーの補給量
が十分に安定しているならば上記のような補給量の範囲
設定は不可欠ではない。

【００９６】しかしながら、以上のようにしてホッパー
の補給量を設定すれば（本実施例ではＭ_Havg＝３０［ｇ
／分］）、ホッパーを量産した場合であっても図７に示
すように図５の場合とほぼ同様にトナーの落下分布の偏
りを防止することができる。

【００９７】なお、図５において、図１による制御と図
２による制御の落下分布が必ずしも一致していないが、
これは、図２に示すホッパーの休止時間が１秒と短いた
めに、図１の場合に比べてトナーの広がりが抑えられた
ためだと考えられる。両者の差を減少させるには上記休
止時間を長く設定すれば良いが、休止時間を長くすると
実質的に単位時間当りのトナー補給量は減少するので原
稿の画像比率の高い画像を複写し続けた場合にトナーの
補給量が追い付かないという問題を生じる。そこで、本
実施例では、トナー消費量の多いべた黒画像を基準と
し、べた黒画像を連続して複写した場合においても十分
な画像濃度が得られるように上記休止時間を１秒と定め
たものである。

【００９８】以上のように、本発明によれば、トナーの
落下分布が略一定となるから、画像濃度の低下及び現像
装置内のトナーの局所的な偏りが無く、小型現像装置に
特有のトナーの詰まり及び溢れを防ぐことができる。

【００９９】さらに、トナーの落下分布が均一であるこ
とから、トナーセンサーが現像装置長手方向の一箇所に
設けられている場合でも、その応答性を向上させること
ができ、現像装置内のトナー量をより一層適確に制御す
ることができる。

【０１００】なお、本実施例のホッパーＯＮタイムは電
気的に容易に変更可能であり、部品単品もしくは現像装
置組み立て時の機械的公差や、本体設置時の場所等によ
り本体傾き等の、トナー落下分布を変動させる要因に対
して柔軟に対応させることができる。

【０１０１】以上本発明を白黒複写機の一成分現像装置
に適用した場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、例えば、カラー複写機、プリンター等に
も適用でき、二成分現像装置にも適用できる。なお、二
成分現像装置においては、現像剤量検知とは、キャリア
粒子に対するトナーの比、即ちトナー濃度のことを意味
するものとする。

【０１０２】〈第二実施例〉次に、本発明の第二実施例
を図９に基づいて説明する。なお、第一実施例との共通
箇所の説明は省略する。

【０１０３】本実施例は、ホッパーＯＮタイムの制御を
行わずに、図６に示すようにホッパー２０のトナー供給
部材２１ａを円筒状の部材で形成し、部材の表面に凹部
を設けたところが第一実施例と異なる。

【０１０４】本実施例によれば、トナー供給部材２１ａ
の凹部に一定量のトナーが詰められた後、回転によって
現像装置内に供給されるので、一回当りの補給量を原稿
の画像比率に依らず一定にすることができ、第一実施例
と同様にトナーの落下分布を均一にすることができる。

【０１０５】なお、本実施例においては、凹部内の一定
量のトナーが確実に補給されるように、トナー供給部材
２１ａが停止した場合の凹部の位置は必ず落下口の真上
にくるように制御されている。

【０１０６】本実施例は、トナー落下分布の変動に対す
る柔軟性という点では第一実施例よりも劣るが、補給量
の経時的変化に対しては優れている。すなわち、第一実
施例のように連続的に補給する場合は、ホッパー単体の
トナー補給量がホッパー内のトナーの圧力に依存するた
め、残トナー量が少なくなるにつれて補給量も若干減少
する。したがって、落下分布を変動させないためにはホ
ッパー内にある程度トナーを残す必要がある。

【０１０７】しかしながら、本実施例においては、凹部
に一度に詰められるトナー量は比較的少なく、トナーの
圧力の影響を受けないのでホッパー内のトナーをほとん
ど使い切ることができ、かつ、落下分布を変動させるこ
とがない。

【０１０８】〈第三実施例〉次に、本発明の第三実施例
を図１０に基づいて説明する。なお、第一実施例との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１０９】本実施例は、スクリューを補給時回転させ
る装置を用いており、図１０に示すようにホッパー２０
の現像剤供給部材を省いて、搬送スクリュー３０の一部
の周囲に現像剤搬送量規制部材２２を設けたところが第
一実施例と異なる。該現像剤搬送量規制部材２２の内面
は搬送スクリュー３０との間に隙間を作らないように形
成されているから、ホッパー２０から供給されたトナー
は搬送スクリュー３０が駆動されないと現像剤搬送量規
制部材２２よりも奥側へ行かないようになっている。

【０１１０】本実施例によれば、第二実施例において生
ずる虞れのある凹部でのトナーの凝集あるいは現像剤供
給部材２１ａの回転の際の熱によるトナーの融着を防ぐ
ことができる。

【０１１１】本実施例におけるトナーの搬送量の制御
は、搬送スクリュー３０の回転を制御することによって
行われ、搬送スクリュー一回転当りのトナー搬送量はス
クリュー外径、内径、スクリューピッチによって決定さ
れる。本実施例では、外半径（ｒｏ）：５mm 内半径（ｒｉ）：３mm スクリューピッチ（Ｌ）：２０mm となっている。したがって、スクリュー１回転当たりの
トナー搬送量Ｓは次式のようになる。

【０１１２】

【数１】Ｓ＝ｋ・π（ｒｏ²−ｒｉ² ）・Ｌ・ｄ上式において、ｋは実験で求める係数であり、ｄはトナ
ーの嵩密度である。本実施例では、ｋ＝０．４，ｄ≒
０．５ｇ／cm³ であり、スクリュー１回転当たりのトナ
ー搬送量Ｓはおよそ０．２ｇと一定になる。

【０１１３】したがって、第一実施例における図１及び
図２のタイミングによる制御を行えば、第一実施例と同
様の効果を得ることができる。

【０１１４】また、本実施例においても、ホッパー内の
残トナー量にトナー搬送量が影響を受けることがないの
で、ホッパー内のトナーを有効に使い切ることができ
る。

【０１１５】ただし、本実施例においては、搬送スクリ
ュー３０の駆動を制御するために、別個のモータあるい
はクラッチ等が必要となる。

【０１１６】〈第四実施例〉次に、本発明の第四実施例
を図１１ないし図１３に基づいて説明する。なお、第一
実施例との共通箇所には同一符号を付して説明を省略す
る。

【０１１７】図１１は環境に応じたホッパーのＯＮタイ
ムを示す図である。例えば、高湿環境下においては、ト
ナーの凝集度が増すため、手前側でトナーが落下しづら
くなるが、これを防止するため、ホッパーＯＮタイムを
常湿よりも長くすることでトナーの嵩の高さを高くし、
手前でもトナーが落下するようにしたものである。

【０１１８】通常トナーの凝集度はトナーの吸湿の程度
に相関をもっている。図１２に湿度を変化させたときの
トナーの重量の変化を低湿を１として示してある。ここ
から、トナーの吸湿は湿度が低湿から常湿へと変化した
場合に増加し、常湿から高湿へと変化した場合は増加は
するが、徐々に飽和することが判かる。

【０１１９】本発明は、このようなトナーの吸湿の変化
に基づき、図１１のホッパーＯＮタイムを決定した。こ
のとき、低湿，常湿，高湿でのトナーの落下分布は図１
３に示すように環境によらずにほぼ均一とすることがで
きる。このように、本発明によれば、環境に応じてホッ
パーＯＮタイムを変えることでトナーの落下分布の微調
整を行うことができ、その結果、環境によらずにトナー
の落下分布を均一にすることができる。

【０１２０】同様に、トナーの製造上の「ばらつき」や
ホッパーの「ばらつき」を調整し落下分布を均一にする
ことができる。

【０１２１】なお、環境に応じたホッパーＯＮタイムの
切り替えに関しては、例えば、本体に環境センサを設け
て、その検知結果に応じて自動的に切り替えてもよい
が、コストアップとなるため、本実施例では、複写機等
の設置時または必要に応じてサービスマンがホッパーＯ
Ｎタイムの長さを切り替えてるようにしている。

【０１２２】なお、落下分布の微調整はホッパーＯＮタ
イムを変更せずに、例えば、スクリュー壁の傾斜やスク
リューの形状、あるいは、ホッパーのトナー供給部材の
回転数を変えることでも可能であるが、これらは部品の
交換が必要であり、コストがかかると同時に作業性も悪
い。したがって、本発明のように、ホッパーＯＮタイム
を変更する方が、低コストで容易に落下分布を微調整す
ることができる。

【０１２３】〈第五実施例〉次に、本発明の第五実施例
を表１に基づいて説明する。なお、第四実施例との共通
箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１２４】本実施例は、低湿においてホッパーの最小
ＯＦＦタイムを短くしているところが第四実施例と異な
る。

【０１２５】低湿では凝集度が低いので、トナーが手前
側に落下し易く、これを防止するために、第四実施例で
はホッパーＯＮタイムを短くすることによって、トナー
の嵩の高さを低くしている。ところが、このときホッパ
ーの最小ＯＦＦタイムを第一実施例及び第四実施例と同
じに設定しておくと、１回のホッパーＯＮタイムが短く
なっているので、当然実質的に補給されるトナー量は単
位時間当たりでは少なくなってくる。

【０１２６】即ち、ホッパーＯＮタイムをａ，最小ＯＦ
Ｆタイムをｂ，ホッパーを連続で回したときの補給量を
単位時間当たりＭ₀とすると、間欠補給を行ったときの
単位時間当たりの補給量Ｍ₁は、Ｍ₁＝｛ａ／（ａ＋
ｂ）｝×Ｍ₀となる。これから、ホッパーＯＮタイムａ
のみを短くすると、単位時間当たりの補給量Ｍ₁が小さ
くなることは明らかである。したがって、トナー消費量
の大きな原稿を複写し続けると補給が追いつかないとい
う問題が生じる場合もある。

【０１２７】そこで、本実施例では、ホッパーＯＮタイ
ムａに応じて最小ＯＦＦタイムｂも調整できるように
し、そのとき、ａ／（ａ＋ｂ）が環境によらずに一定と
なるように設定することで上記の問題点は解決される。

【０１２８】

【表１】

【０１２９】本発明では、上記表１に示すように、低湿
から高湿への変化に応じてホッパーＯＮタイムと最小ホ
ッパーＯＦＦタイムを決めた。参考として第四実施例の
場合を表２に示しておく。

【０１３０】

【表２】

【０１３１】以上のように、環境に応じてトナーの落下
分布を均一にするために、ホッパーＯＮタイムａと最小
とホッパーＯＦＦタイムｂを調整する場合に、｛ａ／
（ａ＋ｂ）｝＝ｃｏｎｓｔとなるようにａ，ｂを設定す
ることで第四実施例の図１３で示したような環境によら
ず均一な落下分布を達成すると共に、ホッパーから間欠
補給を用いて単位時間に補給されるトナー量を環境によ
らずに一定とすることができる。

【０１３２】但し、ホッパーからの補給量Ｍ₀が十分大
きければ本実施例で示したような調整は必要ではない。
しかしながら、そのためには、スクリューのトナー搬送
力を考慮に入れなければスクリュー搬送部でトナー詰ま
りが生じる場合もあり、むやみに補給量Ｍ₀を大きくす
ることもできない。本実施例では、このような危険を回
避することができる。

【０１３３】〈第六実施例〉次に、本発明の第六実施例
を図１４ないし図１７に基づいて説明する。なお、第四
実施例との共通箇所には同一符号を付して説明を省略す
る。本実施例は、第五実施例で説明したホッパーＯＮタ
イムａ及び最小ＯＦＦタイムｂに上限値を設けるもので
ある。

【０１３４】常湿と高湿でのトナー補給１回の動作が完
了するのに要する時間は第五実施例〉で説明したａ＋ｂ
で表され、第五実施例においては、常湿で３．０［ｓｅ
ｃ］、高湿で３．６［ｓｅｃ］となる。このように、ト
ナー補給動作は常湿と高湿とで異なるにも拘らず、図１
４に示すように、現像装置における他の動作タイミング
は変わらない（図１４では、一番使用頻度の高いＡ４サ
イズ紙１枚分ので画像形成を行う場合のシーケンスチャ
ートである）。したがって、以下のような問題点が発生
する。

【０１３５】先ず、１枚の画像形成に要する時間は５．
０［ｓｅｃ］であり、スタート（例えば、コピーボタン
押下時）から、０．２［ｓｅｃ］のタイムラグをもって
現像装置の駆動系が回転（図１４においてＤｅｖ＿Ｒｏ
ｔで表される）を開始し、画像形成終了の０．５［ｓｅ
ｃ］前に回転は停止する。これらは、コピーの前後処理
や紙搬送に要する時間である。

【０１３６】そのため、トナーセンサの出力の受付（図
１４においてＳＧＮ＿ＧＥＴで表される）は、現像装置
の駆動系の回転の開始の０．２［ｓｅｃ］後から該駆動
系の回転停止まで、即ち上記画像形成終了の０．５［ｓ
ｅｃ］の間に行っている。

【０１３７】なお、センサ出力の受付を上記駆動系の開
始から０．２［ｓｅｃ］遅らせるのは、現像装置の駆動
ギアからの動力が伝わる瞬間に現像剤容器全体に伝わる
衝撃の影響でトナーセンサ直前のトナーが動き、トナー
センサが過った信号を出力する（トナー有なのにトナー
無を出力する）ことがあるためである。

【０１３８】図１４の場合、トナーセンサを受け付ける
時間は約４．０［ｓｅｃ］であり、この間に現像剤容器
からトナー無信号が図１のように出力されると、１回の
補給が行われる。例として、常湿と高湿の場合を示して
あるが、ここに示したように現像剤容器作動中に１回の
補給（図１４においてＨ＿Ｒｏｔで表される）が必ず完
了するとは限らない。例えば、常湿の場合、すなわちａ
＝２．０［ｓｅｃ］の場合はＳＧＮ＿ＧＥＴの最初の
２．０［ｓｅｃ］の間にトナー無が出力された場合は１
回の補給は完了するが、後半の２．０［ｓｅｃ］の間に
トナー無が出力されると１回の補給はこのコピーの間で
は完了せずに次回のコピーに持ち越されるため（図１５
参照）、確率として、５０％である。同様に高湿の場合
は４０％となる。ａが長くなると、この確率は下がり、
ａ＝４．０［ｓｅｃ］ならば確率はほぼ０％となる。逆
にａを短くしても、この確率は１００％にはならない。

【０１３９】その結果、図１５のように、１回の補給が
２回のコピーに分割されると、Ｘ［ｓｅｃ］の間はトナ
ーが図１６のように通常の半分の量だけスクリューの上
に積もったままで停止していることになる。すると、ト
ナーはＸ［ｓｅｃ］の間に振動で横方向に広がり、再び
補給が始まると図１７のようなトナーの形状の固まりと
してスクリューで搬送されることが多くなる。したがっ
て、トナーの落下分布は、手前に落下しにくく、奥側に
偏るようになる等予測が難しい。

【０１４０】このように、環境に応じて、あるいは、ト
ナーの製造上の「ばらつき」に応じて、または、ホッパ
ーの補給量の「ばらつき」に応じてａ，ｂを調整する場
合でもａを長くすると、上記のような弊害が生じる可能
性がある。

【０１４１】そこで、本実施例では、ａ，ｂの調整値に
上限を持たせるものであり、ここでは、センサ出力受付
時間の４［ｓｅｃ］より短く、ａ_max＜４［ｓｅｃ］と
した。これにより、これ以上ａを長くすることができ
ず、予期しないようなトナーの落下分布の不均一を予め
防止することができる。

【０１４２】以上のように、本実施例によれば、ホッパ
ーＯＮタイムを調整する場合の上限値ａ_maxを、使用頻
度の多いサイズの用紙１枚分の画像形成時に現像装置が
回転している時間、または、その間で現像装置のトナー
センサの信号を本体が受付ている時間とすることで（こ
れらをＴ₁とする）、トナーの落下分布の不均一を予め
防止することができる。

【０１４３】より好ましくは、（ａ＋ｂ）＜Ｔ₁とする
ことが望ましいが、落下分布の不均一はトナーの広がり
方に依存するため、各々の場合にて上限値は検討の余地
がある。

【０１４４】〈第七実施例〉次に、本発明の第七実施例
を図１８に基づいて説明する。なお、第一実施例及び図
３８に示した従来例との共通箇所には同一符号を付して
説明を省略する。

【０１４５】本実施例は、図３８に示すようなセンサ用
の清掃部材１５を備えた現像装置において、センサの応
答性が各々異なる場合でも適正なトナーの量を維持でき
る方法を提供するものである。なお、センサの応答性の
相違は、『遅い』，『通常』，『速い』の三種類として
説明する。

【０１４６】センサ出力は、定常時と補給時とでは図１
８に示すように異なったものとなる。ここにおいて、定
常時とは、現像剤容器内に適正な量のトナーが収容され
ており長手方向のトナーの均しも良好な場合をいい、こ
のときには、従来例で説明したような清掃部材１５の動
きによって所定時間ｔだけトナー無信号が出力される。
つまり、該所定時間ｔとは、センサ面上の清掃部材１５
の回転周期に対応して、トナーがあるにも拘らずトナー
無信号を出力する不安定な時間ｔのことである。

【０１４７】次に、補給時とは、トナー無信号の出力時
間が上記上記時間ｔを超えて設定時間Ｔ_Hとなった場
合、即ちトナーの補給が行われる状態であり、該トナー
無信号の出力に応じて必要量のトナー補給が行われる場
合である。

【０１４８】従来例では上記設定時間Ｔ_Hを例えばＴ_H＝
０．５［ｓｅｃ］のように固定したが、本実施例では上
記設定時間Ｔ_Hをセンサの応答性に応じて可変調整がで
きるようにした。即ち、センサの応答性が遅いために、
定常状態において不安定な時間ｔが『通常』のセンサの
ときよりも長いｔ₁となる場合には、設定時間をｔ₁より
長く、かつ、『通常』センサのときのＴ_Hよりも長いＴ
_H1とする。また、センサの応答性が速いために、定常状
態において不安定な時間ｔが『通常』のセンサのときよ
りも短いｔ₂となる場合には、設定時間を『通常』のセ
ンサのときのＴ_Hより短いＴ_H2とするように調節する。

【０１４９】これにより、応答性の『遅い』センサで
は、定常時において不安定な時間が『通常』のセンサの
場合の時間ｔより長いｔ₁となっても、設定時間Ｔ_H1を
該時間ｔ₁よりも長くしているので、トナーの補給は行
われない。即ち、適正量のトナーが入っている定常時
に、誤検知によって余分なトナーを補給することがな
い。また、補給が必要な場合は、応答性の『遅い』セン
サではトナー無信号の出力時間が『通常』のセンサの場
合のＴ_Hよりも長いＴ_H1となるので、『通常』の場合と
同量の補給を行うことができる。

【０１５０】一方、応答性の『速い』センサでは、定常
時における不安定な時間が『通常』のセンサの場合の時
間ｔより短いｔ₂となり、トナーは補給されない。ま
た、補給が必要なときのトナー無信号の出力時間も、
『通常』の場合の出力時間より短くなるが、設定時間Ｔ
_H2を『通常』の場合の設定時間Ｔ_Hより短く設定してい
るので、『通常』の場合と同量の補給を行うことができ
る。

【０１５１】以上説明したように、本発明は、トナー無
信号の継続する時間が所定時間Ｔ_Hとなったとき現像剤
容器内へのトナー補給を開始する制御方法において、上
記所定時間Ｔ_Hをセンサの応答速度に応じて可変とする
ようにしたので、センサの応答速度に「ばらつき」があ
る場合でもトナー量を極めて正確に制御することができ
る。

【０１５２】なお、本実施例では、センサの応答性に応
じて上記のように調整することとしたが、これに限ら
ず、センサの取り付け精度や清掃部材の掻き取り具合に
応じて、あるいは、それら複数の組み合わせに応じて調
整するようにしても良い。

【０１５３】また、本実施例では、『トナー無』となる
不安定な時間について説明したが、反対にトナー量を少
なく維持するときには清掃部材が通過する際に生じる
『トナー有』となる不安定な時間についても同様な制御
をすることで本発明を適用できる。

【０１５４】さらに、本実施例では、清掃部材が周期的
にセンサ面を通過するようにしたが周期的でなく任意の
タイミングでも良い。

【０１５５】〈第八実施例〉次に、本発明の第八実施例
を図１９及び図２０に基づいて説明する。なお、第七実
施例との共通箇所については、同一符号を付して説明を
省略する。

【０１５６】第七実施例では、センサの応答性、取り付
け精度、あるいはセンサ面清掃部材の掻き取り具合等の
ばらつきの組み合わせに応じてセンサの出力時間ｔが変
わることを推定して、各現像装置毎にＴ_Hを調整してい
たが、本実施例ではｔを自動的に測定した後にＴ_Hを決
定し設定するようにした。

【０１５７】図１９は設定時間Ｔ_Hの決定を行う本実施
例のフローチャートである。先ず、図１９の１００にて
現像剤容器内の適正量のトナーを供給する。これは、予
め、適正量を測定してボトル等に封入したトナーを供給
しても良いし、あるいは、補給量の安定した補給装置か
ら一定時間の間、補給を行ってもよい。次に、図１９の
１０１でｔの測定モードを作動させる。このモードで
は、例えば、図２０のようにトナーを長手方向に均すた
めの一定時間の現像装置の空回転の後に、ｔを測定する
ためのセンサ信号の取り込みを行う。センサ信号の取り
込みは、ＣＰＵ（図示せず）によって行われ、センサ出
力が０Ｖとなっている時間ｔを測定する。

【０１５８】そして、図１９の１０２では、測定された
ｔに基づいてＴ_Hを決定する。これは、例えば、Ｔ_H＝ｔ
＋０．２のように予め設定された値を加算するようにし
て決定しても良いし、Ｔ_H＝ａ×ｔ（ａ＞１）のように
乗算によって決定しても良い。最後に、図１９の１０３
でＴ_Hをメモリ（図示せず）に書き込み、このＴ_Hに基づ
いて以降のトナー補給を行うようにする。

【０１５９】このように、本実施例によれば、適正量の
トナーを収容してから、ｔを自動的に実測し、これに基
づきＴ_Hを決定したので、Ｔ_Hの調整が簡単になると共
に、センサの応答性、取り付け精度、あるいは、センサ
面清掃部材の掻き取り具合等、複数の「ばらつき」の組
み合わせを意識せずにＴ_Hを決定し、設定することがで
きる。

【０１６０】また、ｔ＝０であるときは、センサ単体の
不良であるとか、掻き取り不良である可能性が大きいの
で、トナー量の制御が行えない。そのため、ｔ＝０の場
合は、ＣＰＵで判断して図１９の１０１の測定モードを
終了させ、自動的に警告を発するようにしても良い。

【０１６１】〈第九実施例〉次に、本発明の第九実施例
を図２１に基づいて説明する。なお、第七実施例及び第
八実施例との共通箇所には同一符号を付して説明を省略
する。

【０１６２】本実施例は、第八実施例で説明したｔ測定
モードにてｔを測定するときに、ｔの「ばらつき」が生
じた場合を考慮し、ｔの長さに応じた度数分布からｔを
決めるようにしたものである。図２１は、この度数分布
を表している。

【０１６３】先ず、ｔの測定からＴ_Hの決定を行う手順
は、図１９に示したものと同様であるが、１０１のｔの
測定方法が異なる。

【０１６４】センサ信号の取り込みは、図２０に示すよ
うに、トナーの長手方向における均しが終了した後に行
われるが、このとき、ｔを数回測定すると「ばらつき」
のあることが判かった。そこで、ｔをＣＰＵが測定しな
がらｔの長さ毎の度数分布を図２１のように作成し、図
２０のようにセンサ信号の取り込みが終了した時点で、
ＣＰＵが度数分布の最も多いｔ_avgを判断し、ｔ＝ｔ_avg
としてから、図１９の１０２の処理を行うようにした。

【０１６５】判断の方法は、平均を求めたり、最大度数
のものを求めれば良い。このように、本実施例によれ
ば、ｔを自動測定するにあたって、ｔの「ばらつき」を
考慮し、度数分布に基づいてｔを決定するようにしたの
で、センサ前のトナーの微妙な動きによって生ずるｔの
「ばらつき」を吸収できる。

【０１６６】〈第十実施例〉次に、本発明の第十実施例
を図２２ないし図２４に基づいて説明する。なお、第一
実施例ととの共通箇所には同一符号を付して説明を省略
する。

【０１６７】また、図３２ないし図３７に示す従来のデ
ィジタル複写機との共通箇所には同一符号を付して説明
を省略する。本発明は、積算器７２をＣＰＵ１６で制御
できるようしたところが上記従来例と異なる。

【０１６８】ＣＰＵ１６は、積算器７２が画素毎のトナ
ー消費量を累積する毎に積算結果を参照し、積算結果が
ある値になったときに、その値を乗算器７３に送るよう
に制御している。

【０１６９】従来は、１枚の画像形成を行う全画素の画
像データに対して上記積算を行い、その後にトナー補給
量を推定して補給装置を作動させていた。そのため、当
然画像形成を行う原稿毎に異なる量のトナーが補給され
ることになり、従来例で説明した問題が発生していた。

【０１７０】そこで、本発明では、各画素毎に上述した
積算を行いながら、その積算結果がある一定量となった
ところでＣＰＵの制御により、積算結果が乗算器に送ら
れるようにしたもので、結果として一定量のトナーが補
給されるようになり、上記問題を解決することができ
る。

【０１７１】ここで、上記「一定量」について説明す
る。従来例の乗算器７３で乗ずる係数１．４５×１０
^-10［ｇ／カウント］の逆数をとると、０．６９×１０
¹⁰［カウント／ｇ］となるので、例えば、６．９×１０
⁹［カウント］の積算結果となったところで、ＣＰＵ１
６の制御により、この値を積算器７２から乗算器７３に
送るようにする。このタイミングは、原稿１枚を読み取
っている任意のタイミングであって、複数枚の原稿を読
み込んだ途中の積算結果であっても良いし、１枚のベタ
画像の読み込み途中であっても良い。このとき、乗算器
７３は、１．０ｇのトナーの消費が行われた（過去から
の累積として）、あるいは行われる（以降の画像におい
て）としてトナー補給装置を駆動する信号を出力する。
なお、１．０ｇのトナーの消費は、本実施例においてＡ
３全面にベタ画像を形成したときの消費量に相当する。

【０１７２】この後、積算器の積算結果は、ＣＰＵ１６
によりクリアーされて再び各画素毎の積算を行い、以上
を繰り返す。

【０１７３】一方、補給装置は一定量のトナー（ここで
は１．０ｇ）を補給し終わると、再び推定回路からのト
ナー補給の指示を待つことになる。本実施例では、以上
のように、Ａ３ベタ画像を複写し続けるようなモードで
使用しない限り、トナーが連続に補給されることはな
い。

【０１７４】このように、一定量のカウントに応じて一
定量のトナーを補給するようにしたので、従来例で指摘
したようなトナーの積もり方の違いがなく、図２３に示
すように、長手方向に亘って均一にトナーを落下させる
ことができる。あるいは、現像剤容器長手方向の各位置
におけるトナーの落下量を重量百分率で示すと、例え
ば、画像比率に関係なく図２４のように均一にトナーが
落下しているのが判かる。〈第十一実施例〉次に、本発明の第十一実施例を図
２５及び図２６に基づいて説明する。なお、第十実施例
との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１７５】本実施例では、ＣＰＵ１６がメモリ７１の
ＬＵＴも制御するようにしている。メモリ７１のＬＵＴ
は、従来例の図３６で示したような出力特性を規格化し
たものであるが、本実施例装置は、濃度補正のための調
整ボリュームが設けられており、出力特性を図２６のよ
うに可変とすることができる。

【０１７６】このとき、濃度補正用調整ボリュームを
「濃い」方向へ動かしたならば、ＣＰＵ１６がメモリ７
１のＬＵＴのデータを書き換えて、画像の破線を規格化
したものがＬＵＴとして用いられるようになっている。
そのため、濃度を補正して「濃い」複写を行うと、トナ
ーの消費量が多くなる。

【０１７７】しかしながら、積算器７２及びそれを制御
するＣＰＵ１６は第十実施例と同様に作動するので、積
算器７２が一定の積算結果を得たときに、一定量の補給
を行うようになっている。

【０１７８】そのため、濃度補正を行って複写画像１枚
当たりのトナー消費量が異なっても一定量の補給を行う
ので（但し、補給間隔は短くなる）長手方向のトナーの
均一な供給は保たれる。

【０１７９】他にも、図３２の感光ドラム５上に実際に
現像された濃度をセンサで検知して図４０で示す出力特
性を実測し、メモリ７１のＬＵＴを書き換えるようにし
てもよい。

【０１８０】また、上記実施例では、説明しなかった
が、原稿の画像特性、例えば、原稿中の細線やベタ部、
あるいは、網点部等を認識してそれぞれに応じたＬＵＴ
を変換した後の画像データを基に積算を行って、トナー
の消費量を推定しても良い。

【０１８１】また、上記第十実施例及び第十一実施例に
おいても、環境の変動やセンサの応答性等を考慮した制
御を行えば、これらの実施例の効果に加えて上記第四実
施例ないし第九実施例の効果をも奏することができる。

【０１８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第一の発
明によれば、現像剤供給容器から現像剤搬送部への現像
剤の補給を、現像剤量検知手段の出力信号に応じて所定
量の補給を行った後、該出力信号に依らずに所定時間補
給を休止するように、間欠的に行うこととしたので、原
稿の画像比率に依らずに現像剤容器長手方向の現像剤の
分布を均一にすることができ、画像比率の異なる原稿を
混在させて複写しても濃度低下を防ぐことができる。

【０１８３】また、第二の発明によれば、上記補給を行
う所定時間と補給を休止する所定時間を適宜調節自在と
したので、例えば、現像剤の環境依存性、及び、製造上
の「ばらつき」による現像剤の凝集度の変化、並びに、
現像剤供給容器の「ばらつき」、あるいは、本体設置場
所の傾き等の要因による落下分布の偏りを修正して、現
像剤の落下分布を均一にすることができる。また、この
修正は、部品の交換等を伴わずに行われるので、コスト
の上昇及び作業性を悪化させることがない。

【０１８４】さらに、第三の発明によれば、現像剤量検
知手段から出力される現像剤無しの信号が、設定時間Ｔ
_Hとなったときに現像剤の補給を行い、該設定時間Ｔ
_Hを、清掃部材が現像剤量検知手段表面を払拭する際に
該現像剤量検知手段から信号が出力される時間ｔよりも
長い範囲で、適宜調節可能としたので、各々の現像剤装
置の現像剤量検知手段の応答性の「ばらつき」、及び、
現像剤量検知手段の取り付け精度、あるいは、清掃部材
の現像剤量検知手段表面に対する当接具合等の「ばらつ
き」によらずに、現像剤容器内の現像剤量を極めて正確
に維持することができる。

【０１８５】また、第四の発明によれば、ディジタル画
像データを累積加算することにより消費現像剤量を推定
する画像形成装置において、画像データの累積加算中
に、累積加算値が予め設定した基準値に達すれば現像剤
の補給を行うこととしたので、原稿の画像濃度によらず
に、現像剤の落下分布を均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例において画像比率の低い原
稿を複写した場合の、現像剤量検知手段の検知信号と現
像剤供給容器駆動信号の関係を示すタイミングチャート
である。

【図２】本発明の第一実施例において画像比率の高い原
稿を複写した場合の、現像剤量検知手段の検知信号と現
像剤供給容器駆動信号の関係を示すタイミングチャート
である。

【図３】本発明の第一実施例において画像比率の低い原
稿を複写した場合の現像剤容器長手方向の現像剤落下分
布を示す図である。

【図４】本発明の第一実施例において画像比率の高い原
稿を複写した場合の現像剤容器長手方向の現像剤落下分
布を示す図である。

【図５】本発明の第一実施例において画像比率の低い原
稿と高い原稿を複写した場合の現像剤容器長手方向の現
像剤落下分布を示す図である。

【図６】本発明の第一実施例装置の現像剤搬送手段によ
る現像剤の搬送量を示す図である。

【図７】本発明の第一実施例装置の現像剤供給容器にお
ける現像剤の補給量の平均値が３０ｇ／分のときの現像
剤落下分布を示す図である。

【図８】本発明の第一実施例装置の現像剤供給容器にお
ける現像剤の補給量の平均値が２０ｇ／分のときの現像
剤落下分布を示す図である。

【図９】本発明の第二実施例装置の概略構成を示す断面
図である。

【図１０】本発明の第三実施例装置の概略構成を示す断
面図である。

【図１１】本発明の第四実施例における湿度と現像剤供
給容器から現像剤搬送部への現像剤の補給を行う時間と
の関係を示す図である。

【図１２】本発明の第四実施例における湿度と現像剤の
吸湿との関係を示す図である。

【図１３】本発明の第四実施例において湿度を変えて現
像を行った場合の現像剤容器長手方向の現像剤落下分布
を示す図である。

【図１４】本発明の第六実施例においてＡ４サイズ紙で
画像形成を行う場合のシーケンスチャートである。

【図１５】本発明の第六実施例において現像剤量検知手
段の出力受け付け期間の終了間際に現像剤無し信号が出
力された場合のシーケンスチャートである。

【図１６】図１５のシーケンスにおける最初の現像剤無
し信号の出力に対する現像剤の積り方を示す図である。

【図１７】図１５のシーケンスにおける現像剤補給完了
時の現像剤の積り方を示す図である。

【図１８】本発明の第七実施例において応答性の異なる
現像剤量検知手段の定常時と補給時における出力信号の
波形を示す図である。

【図１９】本発明の第八実施例における設定時間Ｔ_Hの
決定手法を説明するフローチャートである。

【図２０】本発明の第八実施例における現像量剤検知手
段の出力信号と、その時間を測定するモードにおける制
御の流れを説明する図である。

【図２１】本発明の第九実施例装置において作成される
現像量剤検知手段の出力信号の度数分布を示す図であ
る。

【図２２】本発明の第十実施例装置の推定回路の概略構
成を示すブロック図である。

【図２３】本発明の第十実施例装置の現像剤補給シーケ
ンスと、現像剤搬送部における現像剤搬送供給の様子を
示す図である。

【図２４】本発明の第十実施例装置の現像剤容器長手方
向における現像剤落下分布を示す図である。

【図２５】本発明の第十一実施例装置の推定回路の概略
構成を示すブロック図である。

【図２６】本発明の第十一実施例装置におけるディジタ
ル画像データに対する出力画像の濃度特性を示す図であ
る。

【図２７】従来例装置の概略構成を示す正面図である。

【図２８】図２７装置の縦断面図である。

【図２９】図２７装置の現像剤供給量制御壁の正面図で
ある。

【図３０】図２７装置において画像比率の低い原稿を複
写した場合の現像剤量検知手段の検知信号と現像剤容器
の駆動信号の関係を示すタイミングチャートである。

【図３１】図２７装置において画像比率の高い原稿を複
写した場合の現像剤量検知手段の検知信号と現像剤容器
の駆動信号の関係を示すタイミングチャートである。

【図３２】従来のディジタル方式の画像形成装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図３３】図３２装置に用いられる現像装置の概略構成
を示す斜視図である。

【図３４】図３３装置の現像剤搬送部を示す図である。

【図３５】図３３装置の現像剤搬送部における現像剤の
搬送供給の様子を示す図である。

【図３６】図３２装置のディジタル画像データに対する
出力画像の濃度特性を示す図である。

【図３７】図３２装置の推定回路の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図３８】従来の現像剤量検知手段と該現像剤量検知手
段の清掃部材の概略構成を示す断面である。

【図３９】図３８装置の現像剤量検知手段の出力信号を
示す図である。

【図４０】図３８装置において現像剤が十分収容されて
いるときの現像剤量検知手段による周期的な出力信号を
示す図である。

【図４１】図２７装置において画像比率の低い原稿と高
い原稿を複写した場合の現像剤容器長手方向の現像剤の
落下分布を示す図である。

【図４２】図２７装置において現像剤が現像剤搬送部を
搬送される様子を示した模式図である。

【図４３】（ａ）は図２７装置において画像比率の低い
原稿を用いて２万枚まで画出し耐久試験を行った際の画
像濃度の変化を示す図、（ｂ）は（ａ）に続き２万枚か
ら３万枚まで図２７装置において画像比率の低い原稿を
用いて画出し耐久試験を行った後、画像比率の高い原稿
を用いて画出し耐久試験を続行した際の画像濃度の変化
を示す図である。

【図４４】図３２装置の現像剤補給シーケンスと、現像
剤搬送部における現像剤搬送供給の様子を示す図であ
る。

【図４５】図３２装置の現像剤容器長手方向における現
像剤落下分布を示す図である。

【図４６】従来装置において、現像剤の凝集度が高くな
った場合の現像剤搬送部における現像剤の動きについて
説明するための図である。

【図４７】従来装置において、現像剤量が適正な場合と
少ない場合との現像剤搬送部における現像剤の動きにつ
いて説明する図である。

【図４８】従来装置において、現像剤量検知手段の応答
性が異なる場合のそれぞれの出力信号を示す図である。

【符号の説明】

１画像入力部（画像読み取り装置）２画像処理回路（変換手段）７推定回路（推定手段）１０現像剤容器１１トナーセンサ（現像剤量検知手段）１５清掃部材２０ホッパー（現像剤供給容器）３０トナー搬送部（現像剤搬送部）３１搬送スクリュー（現像剤搬送手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤量検知手段によって現像剤容器内
の現像剤の有無を検知し、該現像剤量検知手段の出力信
号に応じて現像剤を現像剤補給制御手段によって現像剤
供給容器から上記現像剤容器の長手方向に沿って形成さ
れた現像剤搬送部へと補給し、現像剤搬送手段によって
該現像剤搬送部内の現像剤を上記長手方向へ搬送しなが
ら上記現像剤容器内へ落下せしめ、該現像剤容器の長手
方向にほぼ均一な量の現像剤を供給する現像剤供給方法
において、現像剤の補給は、上記現像剤補給制御手段に
よって、上記現像剤量検知手段の出力信号に応じて上記
現像剤供給容器から上記現像剤搬送部への所定量の現像
剤の補給を開始した後、該出力信号に依らずに所定時間
補給を休止しながら、間欠的に行うことを特徴とする現
像剤供給方法。
【請求項２】現像剤の所定量の補給動作中及び所定時
間の補給休止中は現像剤量検知手段の出力信号に拘らず
補給動作または補給休止の状態を維持することとする請
求項１に記載の現像剤供給方法。
【請求項３】現像剤を現像剤搬送部から現像剤容器内
へ落下供給せしめる際は、現像剤容器長手方向に設けた
補給スリットまたは傾斜壁を経て行うこととする請求項
１または請求項２に記載の現像剤供給方法。
【請求項４】現像剤搬送手段はスクリューであること
とする請求項１ないし請求項３にのうちの一に記載の現
像剤供給方法。
【請求項５】現像剤の所定量の補給は、現像剤供給容
器からの連続的な補給を所定時間に制限することによっ
て行うこととする請求項１ないし請求項４のうちの一に
記載の現像剤供給方法。
【請求項６】現像剤の所定量の補給は、現像剤の収容
量を予め所定量に設定した供給部材によって行うことと
する請求項１ないし請求項４のうちの一に記載の現像剤
供給方法。
【請求項７】現像剤の所定量の補給はスクリューを所
定回数回転させることによって行うこととする請求項４
に記載の現像剤供給方法。
【請求項８】現像剤を収容せしめる現像剤容器と、該
現像剤容器内の現像剤の有無を表す検知する現像剤量検
知手段と、該現像剤量検知手段の出力に基づき現像剤を
現像剤供給容器から該現像剤容器の長手方向に沿って形
成された現像剤搬送部へと補給せしめる現像剤補給制御
手段と、該現像剤搬送部内の現像剤を上記長手方向へ搬
送しながら上記現像剤容器内へ現像剤を落下せしめる現
像剤搬送手段とを備えた現像装置において、上記現像剤
補給制御手段は、上記現像剤量検知手段の出力信号に応
じて、上記現像剤供給容器から上記現像剤搬送部へと所
定量の現像剤の補給を開始し、その後は該出力信号に依
らずに所定時間補給を休止しながら、間欠的に上記補給
を行うように設定されていることを特徴とする現像装
置。
【請求項９】現像剤補給制御手段は現像剤の所定量の
補給動作中及び所定時間の補給休止中は現像剤量検知手
段の出力信号を受け付けないように設定されていること
とする請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】現像剤搬送部には、現像剤容器長手方
向に沿って補給スリットまたは傾斜壁が設けられている
こととする請求項８または請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】現像剤搬送手段は、スクリューである
こととする請求項８ないし請求項１０のうちの一に記載
の現像装置。
【請求項１２】現像剤補給制御手段は、現像剤供給容
器から現像剤搬送部へ現像剤を補給する時間を所定時間
とすることによって、現像剤の補給量を所定量とするよ
うに設定されていることとする請求項８ないし請求項１
１のうちの一に記載の現像装置。
【請求項１３】現像剤供給容器と現像剤搬送部の連通
部に現像剤の収容量が所定量の供給部材を配設し、現像
剤補給制御手段は該供給部材を所定回数駆動させること
によって現像剤の補給量を所定量とするように設定され
ていることとする請求項８ないし請求項１１のうちの一
に記載の現像装置。
【請求項１４】現像剤補給制御手段は、スクリューを
所定回数回転させることによって現像剤の補給量を所定
量とするように設定されていることとする請求項８ない
し請求項１１のうちの一に記載の現像装置。
【請求項１５】現像剤を収容せしめる現像剤容器と、
該現像剤容器内の現像剤の有無を表す検知する現像剤量
検知手段と、該現像剤量検知手段の出力に基づき現像剤
を現像剤供給容器から該現像剤容器の長手方向に沿って
形成された現像剤搬送部へと補給せしめる現像剤補給制
御手段と、該現像剤搬送部内の現像剤を上記長手方向へ
搬送しながら上記現像剤容器内へ現像剤を落下せしめる
現像剤搬送手段とを備えた現像装置において、上記現像
剤補給制御手段は、上記現像剤量検知手段の出力信号に
応じて、上記現像剤供給容器から上記現像剤搬送部へと
所定時間の現像剤の補給を開始し、その後は該出力信号
に依らずに所定時間補給を休止しながら、間欠的に上記
補給を行うように設定されており、上記補給を行う所定
時間と補給を休止する所定時間の一方あるいは双方を適
宜調整自在とするように設定されていることを特徴とす
る現像装置。
【請求項１６】現像剤の搬送手段は、スクリューであ
ることとする請求項１５に記載の現像剤供給装置。
【請求項１７】現像剤搬送部には、補給スリット、あ
るいは、所定の傾斜をもって形成された傾斜壁が設けら
れていることとする請求項１５または請求項１６に記載
の現像装置。
【請求項１８】現像剤補給制御手段は、現像剤の補給
を行う所定時間及び補給を休止する所定時間について、
周囲の環境変動の際の各環境における複数の最適値であ
って予め測定されたもの、あるいは、該最適値が得られ
る計算式を記憶しており、該現像剤補給制御手段は、現
像装置の内部あるいは外部に備えられた上記各環境の検
知手段により、あるいは、切り替え手段により環境変動
の情報を入力し、該情報に基づいて上記最適値の選択を
行うように設定されていることとする請求項１５ないし
請求項１７のうちの一に記載の現像装置。
【請求項１９】環境の変動は、湿度の変動であり、現
像剤補給制御手段は、湿度が高くなる程現像剤の補給を
行う所定時間を長くするように設定されていることとす
る請求項１８に記載の現像装置。
【請求項２０】現像剤の補給を行う所定時間をａ、補
給を休止する所定時間をｂとするとき、現像剤補給制御
手段は、ａ／（ａ＋ｂ）の値を一定に保ちながら各所定
時間を調整するように設定されていることとする請求項
１８または請求項１９に記載の現像剤供給装置。
【請求項２１】現像剤の補給を行う所定時間には、上
限値が設定されており、該上限値は、通常最も使用頻度
の高い記録材の一枚分の画像形成に要する現像装置の作
動時間であることとする請求項１８ないし請求項２０の
うちの一に記載の現像装置。
【請求項２２】現像剤容器内に配設された現像剤量検
知手段の表面を清掃部材で清掃しつつ、現像剤補給制御
手段によって該表面における現像剤の有無の出力信号を
取り込み、現像剤が無いことを示す信号の出力時間が、
予め設定された時間Ｔ_Hとなったことを上記現像剤補給
制御手段で検知したときに、現像剤供給容器から上記現
像剤容器の長手方向に沿って形成された現像剤搬送部へ
と現像剤を補給し、現像剤搬送手段によって該現像剤搬
送部内の現像剤を上記長手方向へ搬送しながら上記現像
剤容器内へ現像剤を落下せしめ、該現像剤容器の長手方
向にほぼ均一な量の現像剤を供給する現像剤供給方法に
おいて、現像剤の補給は、上記現像剤容器内に現像剤が
十分ある場合に上記清掃部材が上記現像剤量検知手段の
表面を払拭した際、該現像剤量検知手段から周期的に出
力される現像剤無しの信号の出力時間ｔよりも長くなる
範囲で、上記現像剤補給制御手段によって上記時間Ｔ_H
を適宜調節しながら行うことを特徴とする現像剤供給方
法。
【請求項２３】現像剤補給制御手段によって、現像剤
量検知手段から周期的に時間ｔの間出力される現像剤無
しの信号を取り込み、該時間ｔに基づく演算を行うこと
により時間Ｔ_Hを適宜調整することとする請求項２２に
記載の現像剤供給方法。
【請求項２４】現像剤補給制御手段によって、現像剤
量検知手段から周期的に時間ｔの間出力される現像剤無
しの信号を複数回測定し、測定値に基づいて各時間ｔ毎
の度数分布を作成し、該度数分布に基づいて該時間ｔに
おける平均値の算出あるいは最大度数のものの選択を行
い、選択した時間ｔに基づいて時間Ｔ_Hの演算を行うこ
ととする請求項２３に記載の現像剤供給方法。
【請求項２５】原稿の画像を画像読み取り装置によっ
て画像信号として読み取り、変換手段によって該画像信
号を画像濃度に対応したディジタル画像データに変換
し、該ディジタル画像データを累積加算することにより
画像形成時の消費現像剤量を推定手段で推定した後、現
像剤補給制御手段によって現像剤供給容器から現像剤容
器の搬送部へと現像剤を補給せしめ、搬送手段によって
現像剤容器の長手方向に現像剤を搬送しながら上記長手
方向に沿って上記搬送部から上記現像剤容器内へ現像剤
を落下供給せしめる現像剤供給方法において、上記推定
手段による上記ディジタル画像データの累積加算中に、
累積加算値が予め設定された所定の基準値に達したとき
は、上記現像剤補給制御手段によって、該基準値に基づ
いた量の現像剤を補給せしめることを特徴とする現像剤
供給方法。
【請求項２６】原稿の画像を画像信号として読み取る
画像読み取り装置と、該画像信号を画像濃度に対応した
ディジタル画像データに変換する変換手段と、該ディジ
タル画像データを累積加算することにより画像形成時の
消費現像剤量を推定する推定手段と、現像剤供給容器か
ら現像剤容器の搬送部へと現像剤を補給せしめる現像剤
補給制御手段と、該搬送部の現像剤を現像剤容器の長手
方向に搬送しながら該現像剤容器内へ現像剤を落下供給
せしめる搬送手段とを備えた画像形成装置において、上
記現像剤補給制御手段は、上記推定手段による上記ディ
ジタル画像データの累積加算中に、累積加算値が予め設
定された所定の基準値に達したときは、上記現像剤補給
制御手段によって該基準値に基づいた量の現像剤を補給
せしめるように設定されていることを特徴とする画像形
成装置。