JP2006251157A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース、コストダウン化を達成するとともに、精度良いトナー補給を行うことで安定した高画質の画像形成可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】第１の現像器と、第２の現像器と、第１の攪拌手段と、第２の攪拌手段と、第１のサブトナー容器と、第２のサブトナー容器と、第１の補給手段と第２の補給手段へ駆動伝達が可能な回転駆動手段と、切り換え手段と、制御手段と、画像データと、画像データから補給が必要なトナー量に変換する変換手段と、補給可能な時間内に補給が終了できなかった積み残しトナー補給量を記憶する記憶手段と、前記積み残しトナー補給量を積算する積算手段と、を備えた画像形成装置において、前記記憶手段に記憶された積み残しトナー補給量に従って前記第１と第２の補給手段を制御するトナー補給制御手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真複写装置等の画像形成装置には、感光ドラム上に形成されている潜像を現像剤で可視像化するための複数の現像装置が用いられ、該現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物から成る二成分現像剤が用いられている。

現像方法としては、内部に磁石を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成し、微小な現像間隙を保持して対向された感光ドラムにこの磁気ブラシを摺擦又は近接させ、現像スリーブと感光ドラム間（Ｓ−Ｄ間）に連続的に交互電界を印加することによってトナー粒子の現像スリーブ側から感光ドラム側への転移及び逆転移を繰り返し行わせて現像を行う所謂磁気ブラシ現像法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

以下、２成分磁気ブラシ現像用の現像器とトナー補給手段の構成を説明する。

図１４は現像器とトナー補給手段の概略断面図であり、５０１は現像スリーブ、５０２は現像スリーブ５０１中に固定配置されたマグネットローラ、５０３は現像スクリュー、５０４は撹拌スクリュー、５０５は現像容器、５０５ａはトナーの受取孔、５０５ｂは現像室、５０５ｃは撹拌室、５０６は現像剤を現像スリーブ５０１の表面に薄層形成するために配置された規制ブレード、５０７は感光ドラムであり、図示の通り、現像スリーブ５０１は、感光ドラム５０７に対して近接配置され、感光ドラム５０７と逆方向又は同一方向に回転し、現像剤（斜線で図示）が感光ドラム５０７に対して接触する状態で現像できるよう設定されている。

４０１はトナーを貯蔵するサブトナー容器、４０２はサブトナー容器４０１の上方に形成され、トナーの供給を受けることが可能なトナー供給口、４０３はサブトナー容器４０１の下方に略水平方向に突出した円筒状に形成されサブトナー容器４０１からトナーを搬送することが可能なトナー搬送パイプ、４０４はトナー搬送パイプ４０３の中に回転可能に設けられ螺旋面が形成された補給スクリュー、４０５は補給スクリュー４０４を回転駆動する駆動手段、４０６はトナーの有無を電気的又は光学的に直接検知するトナーセンサ、４０７はサブトナー容器４０１の内部に動作自在に設けられた攪拌部材である。４１０はサブトナー容器４０１の上部に設けられたメイントナー容器、４１１はメイントナー容器４１０内に回転自在に設けられた攪拌部材、４１２は攪拌部材４１１を回転駆動する駆動手段である。

以下、現像器における作像動作を説明する。

現像容器５０５中にはトナー粒子と磁性キャリアが混合された現像剤が収容されており、トナー粒子と磁性キャリアの混合比（以後、「Ｔ／Ｃ比」と称す）は、現像により消費されたトナーに見合った量のトナーが、補給用トナーが貯蔵されているサブトナー容器４０１から補給スクリュー４０４によって現像容器５０５の受取孔５０５ａを経て、撹拌スクリュー５０４が設けられた撹拌室へ落下補給されることによって一定に保たれている。このときの現像容器５０５中のトナー粒子と磁性キャリアの混合比の検知及び維持方法としては従来から様々な方式が実用化されている。

以上、２成分磁気ブラシ現像用の現像器の構成を説明したが現像方法としては、他にも１成分接触現像方式等、様々な方法が実用化されている。

以下、トナーの消費に伴ってサブトナー容器４０１のトナーが減少した場合にサブトナー容器４０１へトナーを補充する動作について説明する。

攪拌部材４０７は回転又は回動の動作をすることによってサブトナー容器４０１内でトナーが固まることを防止するためにトナーをほぐす作用を持っている。又、補給スクリュー４０４は、サブトナー容器４０１内のトナーを現像容器５０５と連通する孔５０５ａへ向かって長手方向（紙面に平行な方向）へ搬送する作用とトナーをその孔から押し出して現像容器５０５へ落下させる作用をなすために設けられている。

トナーセンサ４０６がトナー無しを検出した後、攪拌部材４０７が動作しても更にトナーの無い状態が続いた場合に、トナーがサブトナー容器４０１内の一部に固まっているのではなく真にトナーが無くなったと判断する。トナーがサブトナー容器４０１内に無いと判断すると、メイントナー容器４１０内の攪拌部材４１１が回転することによってトナーがメイントナー容器４１０からサブトナー容器４０１へ補充される。

攪拌部材４１１は回転することによってメイントナー容器４１０内でトナーが固まることを防止するためにトナーをほぐす作用とメイントナー容器４１０内のトナーをサブトナー容器４０１へ連通するトナー供給口４０２へ向かって長手方向（紙面に平行な方向）へ搬送する作用とトナーをその孔から押し出してサブトナー容器４０１へ落下させる作用をなすために設けられており、例えばＰＥＴ等のシート材を用いることが一般的である。

そして、メイントナー容器４１０の攪拌部材４１１の回転はトナーセンサ４０６がトナー有りを検出するまで継続し、トナー有りを検出した後は引き続きサブトナー容器４０１から補給スクリュー４０４を経由してトナー補給が行われる。ここでは、トナーセンサがトナー無しを検出してから攪拌部材が回転する場合を説明したが、攪拌部材はシート材なので必要以上にサブトナー容器内にトナーを押し込むことはないので、トナー無しを検出する前であっても、攪拌部材が回転しても問題はない。

又、サブトナー容器４１０の攪拌部材４１１を十分な時間回転させてもトナーセンサ４０６がトナー有りを検出しない時はサブトナー容器４０１へトナーが補充されない、つまり、メイントナー容器４１０にもトナーが無くなったと判断することができ、図示されていないオペレーションパネル等の表示手段を通じてトナー無しをユーザーへ知らしめる。

メイントナー容器４１０は、着脱可能になっている場合と装置に固定されている場合がある。着脱可能になっている場合は、メイントナー容器４１０は、一般にトナーカートリッジと呼ばれトナーが無くなった場合は４１０ごと交換することによってトナーを充填する。又、装置に固定されている場合は、メイントナー容器４１０へ別のトナー容器から直接トナーを充填する。

補給スクリュー４０４は、駆動手段４０５によって回転され、現像器が要求しているトナーの量に応じてその回転回数又は回転時間が設定され、設定された回転回数又は回転時間に到達すると回転が停止することによって現像器が要求しただけのトナーを搬送し、現像容器へトナーを補給する。このとき、それぞれのトナー補給スクリューの大きさに応じて１回転当たり又は単位時間当たりのトナーの搬送量が予め定数化されており、要求量に応じて回転回数又は回転時間を算出する制御が可能になっている。ここで、スクリューによるトナーの搬送量は、スクリューの回転回数に比例するから回転時間で設定するためにはスクリューの駆動手段がスクリューを常に一定の速度で回転可能であることが前提となる。又、スクリューの回転回数をカウントする手段を設けていれば、スクリューの回転速度は一定であってもなくても回転回数で設定することが可能である。

図１４においては図を見易くするために、感光ドラム５０７と現像容器５０５の長手方向を紙面と垂直な方向に、サブトナー容器４０１と補給スクリュー４０４とメイントナー容器４１０の長手方向を紙面と平行な方向に描いているが、実際にはこれらの長手方向は同一の方向となっていることが一般的である。

図１５は実際に近いレイアウトを示した図であり、１は内部に蓄えた現像剤を可視像に現像可能な現像器、２は現像器１内の現像剤を攪拌する攪拌手段である攪拌スクリューと現像スクリュー、３は現像器１へ補給すべきトナーを貯蔵するサブトナー容器、４はサブトナー容器３からトナーを排出し現像器１へ補給する補給手段である補給スクリュー、５はサブトナー容器３へ補給すべきトナーを貯蔵するメイントナー容器、６はメイントナー容器５からトナーを排出しサブトナー容器３へ補給する補給手段である攪拌部材、５７は補給スクリュー４へ駆動伝達が可能な回転駆動手段であるモータ、５８はモータ５７の回転を補給スクリュー４へ駆動伝達する駆動ギア列、９はモータ５７の回転と停止を制御する制御手段である。

図１６は４連タンデム式の画像形成装置であって、５０１は第１色、５０２は第２色、５０３は第３色、５０４は第４色の現像器とトナー補給手段であり、それぞれは図１５で示した構成と同じである。図１５のように、４色分の現像器とトナー補給手段を連設することによってフルカラー印刷が可能になっている。このシステムの場合、図示矢印方向に記録紙又は中間転写媒体が移動して、各色の画像を重ねるため、図示Ｐ寸法を記録紙又は中間転写媒体が移動する時間だけ各色が遅れて作像動作を行う。

感光ドラムは、記録紙又は中間転写媒体と接しているため常に回転しているが、現像器内の攪拌スクリューと現像スクリューが停止した状態で、サブトナー容器から現像器へトナーを補給する動作を行うと、補給されたトナーが補給口付近で停滞しトナーの詰まりや現像器内のＴ／Ｃ比の不均一の原因となるため、必ず現像器内の攪拌スクリューと現像スクリューが回転している状態で、サブトナー容器から現像器へトナーを補給する動作を行うことが必須である。

図１６は現像器内の攪拌スクリューと現像スクリューが回転している時間を示したものである。従って、図１５の通り、各色の現像器内の攪拌スクリューと現像スクリューが回転している間に、対応するトナー補給手段の補給スクリューが回転してサブトナー容器から現像器へトナーを補給する動作を行うことになる。

特開昭５５−３２０６０号公報 特開昭５９−１６５０８２号公報

従来の画像形成装置には、各色最適なタイミングでサブトナー容器から現像器へトナーを補給するための補給スクリューの回転駆動源となるモータが補給スクリューの数だけ必要であった。このために４色の多重現像を行うとすると、補給手段を駆動するだけで４個のモータが必要であった。

そこで、更なる装置の小型化、コストダウン化を図るためには、同一駆動源で複数の補給手段を制御し、駆動源となるモータを減らすことが必要である。しかしながら、複数の補給手段を同一の駆動源で制御した場合、以下の問題点がある。

第１の問題は、各現像器の補給可能な時間が減少することである。前述したように現像器に対するトナー補給は、現像器内のＴ／Ｃ比を安定させるために現像器内の攪拌スクリューと現像スクリューが回転している状態で行うことが必須である。そのため、複数の補給手段を同一の駆動源で制御した場合、補給手段それぞれが駆動源を持つ従来の構成と比較して、補給可能な時間は減少する。例えば２つの補給手段を、１つの駆動源で制御する構成を採った場合、それぞれの補給可能時間は半分となる。そのとき、例えば、駆動手段の駆動速度を倍とすれば、補給可能な時間内に補給するトナー量をそれぞれが駆動源を持つ構成と等しくすることはできる。

しかし、単位時間当たりのトナー補給量を極端に増加させると現像器内のトナーを十分に攪拌することができないため、画像濃度の変動、或はトナー飛散／下地かぶりといった不具合が発生し易い。

一方、上記問題を解決するためには、同一駆動源で駆動される複数の補給手段それぞれが、補給可能とする時間を可変とすることが望ましい。一般的にプリントされる多くの画像の印字率（ＤＵＴＹ）は低い。又、それぞれの補給手段により補給が行われる色の両方が連続して高いＤＵＴＹであることは更に稀である。そこで、一方の補給手段の補給可能時間が短い場合は、余った時間を他方の補給時間に加算するといった方法を採ることが可能である。

しかしながら、上述したようにそれぞれの補給時間の余りを他方に振り分けるといった補給時間振り分け制御を行うと第２の問題が生じる。現像器に対するトナー補給量は、対象となる現像器が消費されたトナー量、即ち、画素データから算出される。

しかしながら、図１６中のＱが示す通り、第１色の現像器への補給を開始する段階では第２色は画像形成が終了していないため、第２色に対して必要とするトナー量を知ることができない。つまり、第１色の現像器に対するトナー補給量が補給可能な時間を超えていたとしても、第１色の補給時間が増加可能か否かの判断を行うことができない。

又、たとえ画素データから算出されるトナー量が画像形成前に認識可能な構成の場合においても、補給時間の合計が上限値を超えた場合には積み残しが発生する。その積み残しを無視し、現在画像形成を行っている画像が消費するトナー量のみの補給を行った場合、例えば高ＤＵＴＹの画像をプリントした後等に濃度変動が発生する。高ＤＵＴＹの画像形成時のトナー補給量が時間内に終わらない構成の場合には、時間内に補給を終えることのできない積み残しトナー量を含めてトナー補給量を決定する必要がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、省スペース、コストダウン化を達成するとともに、精度良いトナー補給を行うことで安定した高画質の画像形成可能な画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、内部に蓄えた現像剤を可視像に現像可能な第１の現像器と、
前記第１の現像器より画像作成方向に関して下流側に設けられ内部に蓄えた現像剤を可視像に現像可能な第２の現像器と、
第１の現像器内の現像剤を攪拌する第１の攪拌手段と、
第２の現像器内の現像剤を攪拌する第２の攪拌手段と、
前記第１の現像器へ補給すべきトナーを貯蔵する第１のサブトナー容器と、
前記第２の現像器へ補給すべきトナーを貯蔵する第２のサブトナー容器と、
前記第１のサブトナー容器からトナーを搬送し前記第１の現像器へ補給する第１の補給手段と、
前記第２のサブトナー容器からトナーを搬送し前記第２の現像器へ補給する第２の補給手段と、
第１の補給手段と第２の補給手段へ駆動伝達が可能な回転駆動手段と、
前記回転駆動手段の回転を前記第１の補給手段へ駆動伝達可能な第１の状態と前記第２の補給手段へ駆動伝達可能な第２の状態の少なくとも２つの状態に切り換え可能な切り換え手段と、
前記回転駆動手段の回転・停止と前記攪拌手段の回転・停止と前記切り換え手段の状態の切り換えを制御する制御手段と、
画像データと、
前記画像データから補給が必要なトナー量に変換する変換手段と、
補給可能な時間内に補給が終了できなかった積み残しトナー補給量を記憶する記憶手段と、
前記積み残しトナー補給量を積算する積算手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記記憶手段に記憶された積み残しトナー補給量に従って前記第１と第２の補給手段を制御するトナー補給制御手段を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記トナー補給制御手段は、前記第２の積み残しトナー量が設定値以下である場合は、前記第１の補給手段による補給可能時間を増やすことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記トナー補給制御手段は、前記第２の補給手段による補給が終了し、且つ、前記第１の積み残しトナー量が設定値を超えている場合は、前記第２の補給手段による補給終了後に前記第１の補給手段による補給を行うことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記トナー補給制御手段は、前記第２の積み残しトナー量が設定値を超えている場合は、前記第２の補給手段による補給可能時間を増やすことを特徴とする。

本発明によれば、複数のトナー補給手段を同一の駆動源で制御を行う画像形成装置において、補給時間内に補給できなかった積み残し補給時間に応じて、トナー補給時間を適切に分割することが可能である。コストダウンと省スペースを達成する構成を実現すると共に、適切な補給を行い安定した画像出力可能な画像形成装置を提供する。

＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態について説明するが、現像器の作像方法やトナー補給の制御方法等は従来例と同様であるので説明を省略し、本発明の特徴である、トナー補給手段の駆動制御のみ説明する。

図１は本発明の制御を行うトナー補給手段の概略断面図である。

図１において、１，２は内部に蓄えた現像剤を可視像に現像可能な第１と第２の現像器、１ａ，２ａは現像器１，２内の現像剤を攪拌する攪拌手段である攪拌スクリューと現像スクリュー、３は現像器１へ補給すべきトナーを貯蔵する第１のサブトナー容器、４は現像器２へ補給すべきトナーを貯蔵する第２のサブトナー容器、５はサブトナー容器３から現像器１へトナーを補給する第１の補給手段である第１の補給スクリューである。

又、６はサブトナー容器４から現像器２へトナーを補給する第２の補給手段である第２の補給スクリュー、７は補給スクリュー５と６へ駆動伝達が可能な回転駆動手段であるモータ、８はモータ７の回転を補給スクリュー５へ伝達可能な第１の状態と補給スクリュー６へ伝達可能な第２の状態の少なくとも２つの状態に切り換え可能な切り換え手段である駆動ギア列、８ａ，８ｂは駆動ギア列８内に含まれる１方向クラッチ、９はモータの正逆両方向の回転と停止を制御する制御手段である。又、図示Ｘと図示Ｙはほぼ同様の構成をした補給手段と現像器であり、４色分の現像器を連設することによって多重現像が可能なフルカラー画像形成装置となっている。

１方向クラッチ８ａと８ｂは、それぞれ図示の方向の回転は伝達するが、反対方向の回転は伝達しない構成になっているので、モータが図示Ａの方向に回転すると１方向クラッチ８ａは駆動を伝達し、１方向クラッチ８ｂは空転し、逆にモータが図示Ｂの方向に回転すると１方向クラッチ８ｂは駆動を伝達し、１方向クラッチ８ａは空転する。この結果、モータが図示Ａ方向に回転すると補給スクリュー６が停止したままで、補給スクリュー５が回転し、モータが図示Ｂ方向に回転すると補給スクリュー５が停止したままで、補給スクリュー６が回転する。このように、駆動ギア列８は１方向クラッチを含んでいるので、制御手段９がモータの回転方向を切り換えることによって、モータ７の回転を補給スクリュー５へ伝達可能な第１の状態と補給スクリュー６へ伝達可能な第２の状態の２つの状態に切り換え可能な切り換え手段の作用をすることができる。

以上のような構成により、補給スクリュー５を回転させてサブトナー容器３から現像器１へトナーを補給する場合は図示Ａ方向にモータを回転させれば、補給スクリュー６を停止させたままで補給スクリュー５を回転させることが可能で、補給スクリュー６を回転させてサブトナー容器４から現像器２へトナーを補給する場合は図示Ｂ方向にモータを回転させれば、補給スクリュー５を停止させたままで補給スクリュー６を回転させることが可能であり、従来例に比べてモータが１つ削減できるので、画像形成装置の簡素化、小型化、低価格化を実現することができる。

次に、上記補給手段を用いて補給が可能な時間を２分の１ずつ分割して補給を行った場合について説明する。

図２に補給スクリューの回転と停止タイミングを示す。補給スクリューが回転を開始して停止するタイミングは従来例と同様に現像器の攪拌手段が回転している間に限定されている。本実施の形態では、現像器は画像形成開始から画像形成終了まで回転している構成を用いて説明を行うため、第１色と第２色の補給スクリューが回転可能な補給時間は、１ページ目の第１色の画像形成開始から、２ページ目の第１色の画像形成開始までとなる（以下、「画像書き出し間隔」と呼ぶ）。

図２では画像書き出し間隔を第１色と第２色で半分ずつ用いた場合を示している。第１色の画像形成開始後に補給スクリュー５の回転が開始し（図示Ａ）、補給が終了した場合、或は補給可能な補給時間を経過したときに補給スクリュー５の回転を停止する。補給スクリューの回転が停止して反転するための一定時間が経過した後に補給スクリュー６の回転を開始し（図示Ｃ）、第１色と同様に補給が終了した場合、或は補給可能な補給可能な補給時間を経過したときに補給スクリュー６の回転を停止する。

以上が画像書き出し間隔を２分の１ずつ分割した場合の制御手順である。しかし、図２と図１７から明らかなように、各色の補給可能な時間は各色毎に駆動手段を持つ構成と比較して２分の１となっている。トナー補給量は形成する画像のＤＵＴＹに比例して大きくなるため、ＤＵＴＹの高い画像の場合トナー補給量は増加し、補給に必要とする時間も増大する。

前述したように画像濃度の変動、或はトナー飛散／下地かぶりといった不具合を防止するためには、現像器内のトナーを十分に攪拌することが必須であるため、単位時間当たりのトナー補給量を無制限に増加させることはできない。従って、補給時間を最適に分割することにより、単位時間当たりのトナー補給量を押さえると共に、現像器内のＴ／Ｃ比を一定にする制御が必要である。

次に、本発明の補給時間を最適に分割するための制御方法について説明する。

図３に本実施の形態の制御手段のシステム構成図を示す。トナー補給量は以下の手順で計算される。

即ち、画像データ計測手段６０１は、画像データ６００の画素ごとの輝度値（階調値）を積算する（以下、積算した画素データを「ビデオカウント」と呼ぶ）。制御手段６０２は前述したビデオカウントからトナー補給量への変換を行う。一例として、図４と図５にビデオカウントから補給時間への変換テーブルを示す。ビデオカウントが大きくなると共に、補給時間が増加していることが明らかである。補給時間の計算結果に従って制御手段６０２は補給スクリュー駆動源６０３に対する制御を行う。更に、制御手段６０２は、補給可能な時間内に補給が終わらなかった積み残しトナー補給量を記憶手段６０４に記憶する。

上記ビデオカウントの算出は画像作成時に行われる。そのため、前述のように第１色の補給開始時には、１ページ前の第２色に対する画像形成動作が終了していないため、第２色に必要な補給量の算出を行うことができない。画像形成装置の生産性を向上させるためには、ページ間隔を狭めることが必須であるため、第２色の画像形成終了前に次ページ第１色の画像形成が開始される。

次に、制御手段６０２の制御内容について説明を行うが、始めに以降のフローチャート内で使用する変数の一覧を図６に示す。

ビデオカウントから補給時間に変換した変換結果をＴＡ１，ＴＡ２とする。時間内に補給できなかった積み残しの補給時間をＴＲ１，ＴＲ２とする。実際に補給を行う時間をＴ１，Ｔ２とする。以降のフローチャート内で用いる閾値をＺ、補正量をＷとする。Ｚ及びＷの詳細内容についてはフローチャート内で説明を行うものとする。又、画像書き出し間隔をＴｍａｘとする。

制御手段６０２で行う補給制御のフローチャートを図７に示す。ここでは、図１中のＸで示す第１色（Ｘ右側）、第２色（Ｘ左側）に対して補給を行うシーケンスについて説明する。

ステップ６１０では、ビデオカウントから補給時間への変換を行う。ステップ６１１では第１色に対する補給時間Ｔ１の計算を行う。ステップ６１１内のアルゴリズムについては後述する。ステップ６１２では、ビデオカウントから補給時間への変換結果ＴＡ１から実際の補給時間の減算を行い、減算結果が０以上の場合、即ち補給し切れなかった場合は、ステップ６１３により記憶手段に減算結果を加算する（ＴＲ１＝ＴＡ１−Ｔ１）。ステップ６１４でトナー補給駆動に駆動命令を出力し（ステップ６１４）、補給時間Ｔ１が経過したときにトナー補給駆動停止命令を発行する（ステップ６１６）。

続いてステップ６１７により第２色に対する補給時間Ｔ２の計算を行う。ステップ６１７のアルゴリズムについては後述する。以下、ステップ６１８からステップ６２１までは、第１色に対する制御と類似するため省略する。

ステップ６１１，６１７のアルゴリズムを図８に示す。

ステップ６３０では、ビデオカウントより算出された補給時間ＴＡ１と積み残し補給時間ＴＲ２の加算結果が、画像書き出し間隔をＴmax の２分の１以上であるか、以下であるかを判定している。ステップ６３０の結果、ＴＡ１＋ＴＲ１＞ＴＭＡＸ／２である場合は、第１色の補給が足りていないことを表している。

次に、ステップ６３１においては、第２色の積み残し補給時間であるＴＲ２が閾値Ｚ以上であるか、以下であるかを判定している。前述のように、第１色の補給時間算出時には、第２色の画像形成が未終了であるため、ＴＡ２を算出することができない。

そこで、第２色の積み残し量が閾値Ｚを超えていない場合は（ステップ６３１）、第１色の補給時間Ｔ１をＴｍａｘ／２に補正時間Ｙを加算した時間と設定する（ステップ６３２）。この場合、第２色の補給時間Ｔ２の上限値は、Ｔ２＝（Ｔmax ／２）−Ｗ２となる。第２色の補給時間ＴＡ２がＴＭＡＸ／２以上であった場合は、第２色の補給に対して積み残しＴＲ２が発生する。従って、次ページのトナー補給時に第２色に対する積み残しの補正制御が行われる。

第２色の積み残し量が閾値Ｚを超えている場合は（ステップ６３１）、第１色、第２色共に補給時間はＴmax ／２となり、時間内に補給できなかった補給時間が記憶手段（未定）のＴＲ１，ＴＲ２に積算される。

ステップ６３０の結果、ＴＡ１＋ＴＲ１＜＝ＴＭＡＸ／２である場合は、第１色に対する補給時間に余剰があることを表している。この場合、ＴＭＡＸ−Ｔ１を第２色の補給時間に割り当てる（ステップ６３３）。又、図９に示すように、第２色の積み残し時間ＴＲ２が閾値Ｚを超えた場合、例えば積み残しが非常に多くある場合等は、更に第２色に対する補給時間を増加させる構成も可能である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、補給時間内に補給できなかった積み残し補給時間を用いて、積み残し時間に応じて画像書き出し間隔を適切に分割することが可能な構成が可能である。実際に市場でプリントされる画像データは、印字率が低い場合が多く、更にそれぞれの補給手段により補給が行われる色の両方が、連続して高いＤＵＴＹであることは更に稀であることを利用して、コストダウンと省スペースを達成する構成を実現すると共に適切な補給を行い安定した画像出力可能な画像形成装置を提供した。

＜実施の形態２＞
図１０に本発明の実施の形態２のフローチャートを示す。

ステップ６４０では、それまでの積み残しトナー量ＴＲ１より補給時間Ｔ１の算出を行う。尚、ステップ６４０アルゴリズムについては後述する。Ｔ１の算出は請求項１に記載したステップ６４１では、ビデオカウントから補給時間ＴＡ１の算出を行う。次に、ステップ６４２では、ＴＲ１にＴＡ１を積算する。ステップ６４３では、Ｔ１に従った駆動手段の制御を行う。ステップ６４４以降は第１色に対する制御と同様のため省略する。

ステップ６４０、ステップ６４４で行うアルゴリズムを図１１に示す。図１１より明らかなように、実施の形態１で説明を行ったステップ６１１，６１７による判定制御に類似している。即ち、補給時間の計算を、常に現在画像形成を行っているページ以前の補給時間を用いて行う構成である。そして、現在画像形成を行っている画像に対する補給時間を積み残し時間であるＴＲ１或はＴＲ２に積算する制御を行う。トナーの補給は常に１ページ遅れで行われることになるため、第１色の補給を行う際に、第２色に対する補給量が分からないという問題を解決する。

上述する制御を行うことで、第１色の補給を行う際に、第２色に対する補給時間を知ることが可能なため、画像書き出し間隔を更に最適に分割することが可能である。例えば、補給時間Ｔ１，Ｔ１２を図１２のように分割して補給制御を行うことが可能である。図１２に示す補給制御を行うことで、単位時間当たりのトナー補給量を減少させることが可能となり、現像器内を攪拌する時間を増加させることが可能となり、安定した画像形成を行うことができる。

＜実施の形態３＞
図１３に本発明の実施の形態３で行う制御のフローチャートを示す。

ステップ６５１で第１色に対する画像形成の終了を示す。ステップ６５２では、第２色に対する補給を開始する。ステップ６５３では、第２色に対する補給終了を監視する。ステップ６５４では、駆動源の停止制御を行う。ステップ６５５では、画像書き出し間隔の余剰時間の計算を行う（Ｔmax −Ｔ１−Ｔ２）。そして、余剰時間がある場合で、且つ、ＴＲ１＞０の場合は（ステップ６５５）、Ｔ１の補給を行う。

以上の制御を行うことで、画像書き出し間隔を更に有効に使用することが可能である。第１色に対する積み残し時間が多く存在する場合に、余剰時間を使用して補給を行うことが可能であり、更に、第２色に対する余剰時間がある場合にも、第１色の余剰時間を早急に消化することで、結果的に第２色を多く補給する時間を確保することが可能となる。

本発明の制御を実施するトナー補給手段と現像器を備えた画像形成装置の側断面図である。 補給可能な時間を２分の１ずつに分割した場合の、補給スクリューの回転と停止タイミングを示す図である。 本発明の実施の形態の制御手段のシステム構成図である。 ビデオカウントから補給時間への変換テーブルである。 ビデオカウントから補給時間への変換テーブルである。 フローチャート内で使用する変数一覧を示す図である。 本発明の実施の形態１における補給制御のフローチャートである。 図７のステップ６１１，６１７のアルゴリズムを示す図である。 図７のステップ６１１，６１７のアルゴリズムを示す図である。 本発明の実施の形態２のフローチャートである。 図１０のステップ６４０，６４４のアルゴリズムを示す図である。 本発明の実施の形態２の制御を用いた場合の補給スクリューの回転と停止タイミングの一例を示す図である。 本発明の実施の形態３で説明を行うフローチャートである。 従来の現像器と補給手段を示す概略図である。 現像器と補給手段の概略断面図である。 現像器と補給手段の概略断面図である。 従来の画像形成装置を示す概略図である。

符号の説明

１ 第１の現像器
２ 第２の現像器
３ 第１のサブトナー容器
４ 第２のサブトナー容器
５ 第１の補給スクリュー
６ 第２の補給スクリュー
７ モータ
８ 駆動ギア列
９ 制御手段

Claims (4)

1. 内部に蓄えた現像剤を可視像に現像可能な第１の現像器と、
   前記第１の現像器より画像作成方向に関して下流側に設けられ内部に蓄えた現像剤を可視像に現像可能な第２の現像器と、
   第１の現像器内の現像剤を攪拌する第１の攪拌手段と、
   第２の現像器内の現像剤を攪拌する第２の攪拌手段と、
   前記第１の現像器へ補給すべきトナーを貯蔵する第１のサブトナー容器と、
   前記第２の現像器へ補給すべきトナーを貯蔵する第２のサブトナー容器と、
   前記第１のサブトナー容器からトナーを搬送し前記第１の現像器へ補給する第１の補給手段と、
   前記第２のサブトナー容器からトナーを搬送し前記第２の現像器へ補給する第２の補給手段と、
   第１の補給手段と第２の補給手段へ駆動伝達が可能な回転駆動手段と、
   前記回転駆動手段の回転を前記第１の補給手段へ駆動伝達可能な第１の状態と前記第２の補給手段へ駆動伝達可能な第２の状態の少なくとも２つの状態に切り換え可能な切り換え手段と、
   前記回転駆動手段の回転・停止と前記攪拌手段の回転・停止と前記切り換え手段の状態の切り換えを制御する制御手段と、
   画像データと、
   前記画像データから補給が必要なトナー量に変換する変換手段と、
   補給可能な時間内に補給が終了できなかった積み残しトナー補給量を記憶する記憶手段と、
   前記積み残しトナー補給量を積算する積算手段と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記記憶手段に記憶された積み残しトナー補給量に従って前記第１と第２の補給手段を制御するトナー補給制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー補給制御手段は、前記第２の積み残しトナー量が設定値以下である場合は、前記第１の補給手段による補給可能時間を増やすことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー補給制御手段は、前記第２の補給手段による補給が終了し、且つ、前記第１の積み残しトナー量が設定値を超えている場合は、前記第２の補給手段による補給終了後に前記第１の補給手段による補給を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記トナー補給制御手段は、前記第２の積み残しトナー量が設定値を超えている場合は、前記第２の補給手段による補給可能時間を増やすことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。

Images