【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機・光プリンター・ＦＡＸ等の電子写真等の画像形成装置のトナー供給制御方法に関するものであり、より詳しくはトナー補給時のトナー供給量を調整するトナー供給制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを利用した画像形成装置が一般的に知られている。このような装置としては例えば、原稿を読み取る原稿読み取り手段を有し、読み取った原稿を画像信号として画像形成部に送信する。画像形成部のレーザー素子が像担持体である感光体に対して画像信号に応じてレーザー光を照射し、感光体表面に静電潜像を形成する。この静電潜像にトナーなどの現像剤を付着させることにより可視像とする。この可視像を記録媒体である用紙に転写して定着することにより所望の画像を得る構成となっている。そして、現像剤を感光体表面に付着させる現像装置にあっては、現像剤のトナーホッパーからの供給及び消費を良好にコントロールするため、トナーの供給量を調整制御している（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照。）。
【０００３】
例えば、特許文献１にあっては、初期設置時、現像装置に現像剤を補給する際、アンテナ式残検により現像装置内の現像剤量を検出して適正量に制御する。そして、現像剤の飛散を極力抑制しながら現像剤に十分な摩擦帯電電荷量を付与できるように制御し、初期設置直後でもゴーストの無い高品位な画像を得る方法が開示されている。
一方、特許文献２にあっては、現像装置へのトナー補給装置に補給用トナーを補充した際に、補給装置からの現像装置への不用意なトナーの漏出からくる現像装置内の現像剤による不具合をなくし、良好な現像を行って高画質な画像を可能とする方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２９５３０６号公報
【特許文献２】
特開２０００−３１０９０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アンテナ式残検方法では、現像装置内に現像剤を補給する際に現像剤担持体を所定時間空回転しその間に現像剤担持体の空回転休止期間を設けている。この休止期間に現像剤の担持体に交流信号を付与し、アンテナ式残検により現像装置内の現像剤量を検出することで現像装置内の現像剤量を適正量に制御している。又現像剤の担持体による攪拌で現像剤に十分な摩擦帯電電荷量を付与出来ることを特徴としている。このような方法では、画像形成装置の初期設置時に限定されること無く現像剤の供給量を適正に制御すると共に、現像剤の供給量は現像剤供給手段の動作時間によって検知する。さらに、過剰供給を防止する手段として現像剤の供給要否を適宜切り替えられ、適切な現像剤量を供給させることが出来る。
【０００６】
また現像装置へのトナー補給装置に補給用トナーを補充する方法にあっては、現像装置への不用意なトナーの漏出等があっても、補充後、画像形成をすぐには開始せずに補充直後から現像装置を所定時間空回転して現像器内に入ったトナーを良好に帯電出来る方法を特徴としている。しかし、画像形成をすぐに行えないところにおいて操作性が悪く改良の余地がある。
【０００７】
本発明者等は、このような事情に鑑み、現像装置へのトナー供給制御のより好ましい方法を提案するもので、従来の手法と異なり、又は更にトナー供給制御を良好にすることを目的とし、現像剤の供給量をリアルタイムに検知出来ると共に、不用意なトナーの漏出が無く適切な量を供給することが出来る、操作性も良好に維持される画像形成装置のトナー供給制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、画像形成装置のトナーホッパーから現像装置へのトナー供給量をリアルタイムで検知し、また、画像形成装置の状態に応じて計測条件を変更することにより、供給制御を行う判定手段に適宜な情報を提供し、これに基づいて判定手段の判定基準を適宜切り替え可能に構成すると、現像装置内へ常に適正量の補給が可能で、過剰供給による画質の劣化を招くことなく安定した高品位のが画像を得ることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００９】
本発明に係る像担持体に形成された静電潜像を現像剤で可視化する現像装置を具備してなる画像形成装置のトナー供給制御方法では、現像剤にトナーとキャリアの２成分現像剤が使用される。前記現像装置には、トナーを供給するか否かをトナー消費量に応じて判定する判定手段と、前記現像装置内に供給されるトナー供給量を検知する検知手段とが設けられる。そして、かかる検知手段の検知するトナー供給量に応じて前記判定手段でトナーを供給するか否かの判定基準を決め細かく換えて設定することにより、現像装置内へ適正量のトナーの補給が可能で、過剰供給による画質の劣化かを招くことなく安定した高品位のが画像が提供できるものである。
【００１０】
また、前記検知手段は現像装置内にトナーを供給する供給手段の動作時間を計測して該トナー供給量を検知することが好ましい。かかる動作時間の計測に際して、前記画像形成装置の所定状態、例えば、長期間停止後の電源入力時の場合や印刷稼動中の場合や、印刷と印刷との休止中の場合などに応じた複数の計測条件に設定することが好ましい。画像形成装置の状態によってトナーの状態、帯電量等が異なっているから、正確のトナー供給が必要とされるからである。
【００１１】
例えば、本発明に係る画像形成装置のトナー供給制御方法は、前記画像形成装置が長時間放置された状態から電源オン（入力）された該画像形成装置の状態に応じた前記検知手段の第１の計測条件を設定し、該第１の計測条件は、少なくとも前記現像装置内のトナー攪拌手段の攪拌開始から所定時間経過後に該トナー供給手段の動作時間を計測するものであることを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る画像形成装置のトナー供給制御方法は、前記画像形成装置が印刷中である該画像成形装置の状態に応じた前記検知手段の第２の計測条件を設定し、該第２の計測条件は少なくとも該画像形成装置の１ページ目の印刷を開始し終了するまでの期間、或いは複数ページの連続印刷を開始し終了するものでの期間中、該トナー供給手段の動作時間を計測するものであり、該複数ページの印刷状態にある場合は、該連続印刷時間を累積計測した前記検知供給量に基づいて前記判定手段の判定基準を換えることを特徴とすることができる。
【００１３】
更に、本発明に係る画像形成装置のトナー供給制御方法は、前記画像形成装置が印刷終了後である該画像形成装置の状態で前記第２の計測条件で計測した結果により、前記検知手段の検知するトナー供給手段の動作時間による該トナー供給量が予め定める供給量を超えている場合は、再度画像形成装置で印刷を開始する際に前記第１の計測条件を実行することを特徴とすることができる。
【００１４】
一般に、前記判定手段はトナー消費量に応じて前記現像装置にトナーを供給するか否かを判定するが、トナー消費量が極めて多いとトナー撹拌が十分でないため、トナーセンサ等が現像装置内のトナー残量を見誤り、制御手段等に誤った情報を与える場合がある。即ち、トナー消費量が極めて多い場合、トナー供給を実施してもトナーを十分に撹拌できるまでトナーセンサ出力値は供給を受けているにもかかわずトナーが十分に供給されていない値を示す。
このため、この間、トナー供給手段は連続的に動作することから、その動作時間が長いと、トナー撹拌が十分でなくトナー供給量が過剰となる場合があり画像カブリを生じたり印字品質を低下させる。そこで、動作時間が長くなって所定供給量よりトナー供給量が過大となっていると、再度画像形成装置で印刷を開始する場合に自動的に前記第１の計測条件を選択することにより、前記画像カブリ等を回避するものである。
【００１５】
一方、前記検知手段の検知するトナー供給手段の動作時間による該トナー供給量が所定供給量より該トナー供給量が小さいと判断させる場合は、再度画像形成装置で印刷を開始する際に前記検知手段の第３の計測条件を設定し、前記第３の計測条件は前記現像装置内のトナー攪拌手段の攪拌開始とほぼ同時にトナー供給手段の動作時間を計測することを特徴とすることができる。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置のトナー供給制御方法は、前記判定手段の判定基準は少なくとも複数の判定基準を設け、前記検知手段の検知するトナー供給手段の動作時間による該トナー供給量が所定供給量を超えた時点で、前記判定手段の判定基準を通常の第１の基準から第２の基準に切り替え設定し、前記検知手段の検知するトナー供給手段の動作時間による該トナー供給量が所定供給量以下である場合、前記判定手段の判定基準を通常の第１の基準に設定することを特徴とすることができる。
【００１７】
この場合は、前記第１の基準に対して前記第２の基準のほうがトナー供給をし難くすることを特徴とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置のトナー供給制御方法について詳述する。尚、本発明に係る画像形成装置のトナー供給制御方法は以下の実施の形態に限られるものではない。
図１は、本発明に係るトナー供給制御方法が実施できる画像形成装置（電子写真プロセス）の概略断面図である。図２は、図１に示す画像形成装置における現像装置の概略断面図である。図３は、図２の現像装置におけるトナー供給制御を行うための検知手段、判定手段、及び供給手段の動作におけるタイミングチャート図である。図４（ａ）乃至（ｃ）は、図３の各手段のタイミングに基づく、トナー供給手段のトナーモータへのタイミング図である。設けられる差動トランス方式のトナー濃度検知手段（透磁率センサ）の概略回路図である。図５は、検知手段であるトナーセンサの出力値に対するトナーモータのタイミング図である。
【００１９】
先ず、本発明に係るトナー供給制御方法を実施する画像形成装置を図１を参照しながら簡単に説明する。
図１に示すように、画像形成装置は上面に透明なガラス等からなる原稿台１７０を有している。この原稿台の下方には、原稿を読み取る為の光学系が配されている。この光学系は原稿台上に載置される原稿に光を照射する露光用光源１７１と、結像レンズと光電変換素子（以下ＣＣＤと称する）１７３に光を導く複数の反射鏡１７２とで構成される。
【００２０】
また、原稿台１７０の上部には自動的に原稿を搬送し、原稿の読み取り動作を行う原稿自動送り装置１８０が設置される。該原稿自動送り装置１８０は、原稿を給紙トレイ１８１にセットすると、原稿を１枚ずつ給紙し、給紙搬送路１８２に送り込む。給紙された原稿は、その先端がＰＳローラ１８３に押し当てられた状態で一時停止する。これにより、印刷部との同期を取ると共に原稿が斜行した状態で読み取り部に送られることを防止する。図示しないクラッチをオンすることにより、ＰＳローラを図示しない搬送モータの駆動部と連結し一旦停止していた原稿の搬送を再開し、原稿読み取り部１８８に送られる。
【００２１】
前述した露光用光源１７１を前記原稿読み取り部１８８の直下に移動させ、原稿の搬送開始のタイミングに合わせて原稿に光を照射する。その光は前述した光学系の各パーツを介してＣＣＤ１７３に導く。
ＣＣＤ１７３によって読み取られた原稿画像データは、画像処理が施されレーザースキャニングユニット（以下ＬＳＵと称する）により、レーザー光を像担持体（以下感光体と称する）１１１の表面に照射して静電潜像が形成される。
感光体 １１１は、ドラム状に形成され回転駆動される。この感光体１１１の周囲にはレーザー照射点から感光体１１１の回転方向に向かってレーザーによって露光された感光体表面の静電潜像をトナーにより可視像に現像する現像装置１２０が配置される。感光体上のトナー像を用紙に転写する転写チャージャー１１３、感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング装置、感光体表面を所定の電位に帯電させる帯電器１１２及び感光体１１１のレーザー照射点に向かってレーザーを照射させるＬＳＵが順を追って配置されている。
【００２２】
また、用紙は用紙カセット１３０に収納される。用紙カセット１３０の先端部には用紙を給紙搬送路１３３に送り込む為の半月ローラ１３１が配置されており下流側に向かって（便宜上用紙の流れ出し＜カセット側＞を上流、排紙側を下流とする）用紙の通過を検知する為の図示しないレジスト前検知スイッチ、該レジスト前検知スイッチの信号を基に、感光体上のトナー像と用紙の位置合わせを行うＰＳローラ１３２、用紙上のトナー像を加熱ローラと加圧ローラにより用紙に定着させる定着ローラ１５０、該定着ローラを用紙が通過したことを検知する図示しない定着紙検知スイッチ、排紙搬送路１３５上で用紙が通過した事を検知する図示しない排紙検知スイッチ、用紙を排出する為の排紙ローラ１３６が配置されている。
用紙は用紙カセット１３０より前述の各部材を通過し排紙トレイ１６０に排出される事により一連の画像形成工程を完了する。
【００２３】
図２に示すように、現像装置１２０は以下の如く構成される。
顕像剤としてのトナー２０８が収容されているトナー収容槽２１０、トナー２０８を磁気力により担持する円筒状のトナー担持体２０２（スリーブ）、及びトナー収容槽２１０内部に設けられトナー２０８を帯電させると共に、トナー担持体２０２の外周面に担持されるトナー層の厚さを規制するドクターブレード２０７からなる。ドクターブレード２０７は、トナー担持体２０２の回転方向における上流側に、トナー担持体２０２の外周面からの距離が例えば６０μｍとなるように設けられている。
【００２４】
トナー２０８は、例えば平均粒径が６μｍであり、ドクターブレード２０７により、例えば帯電量が−４μＣ／ｇ〜−５μＣ／ｇとなるように電荷が付与されている。尚、ドクターブレード２０７とトナー担持体２０２との距離は、特に限定されるものではない。また、トナー２０８の平均粒径や帯電量等は特に限定されるものではない。
トナー供給ローラ２０５は、駆動装置２２０によって駆動され、例えばその表面の速度が８０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。一連の制御は主制御部２２３が出力する指令によって順次所定のタイミングで制御される。主制御部２２３はトナー供給量検知手段２２１に対してトナー供給量検知開始を要求し、検知手段２２１は、これを受けてトナー供給ローラ２０５の駆動装置２２０の監視を開始する。
続いて主制御部２２３は、トナー供給判定手段２２２に対してトナーセンサ２０６のサンプリングの開始を要求する。判定手段２２２は、トナーセンサ２０６の状態を周期的に取得し、サンプリングした結果でトナー供給可否を判定する。判定結果は主制御部２２３に伝達され、主制御部はトナー供給が必要であれば駆動装置２２０に対してトナー供給モータの駆動を指示し、トナー供給不要であれば駆動装置２２０に対してトナー供給モータの駆動停止を指示する。
駆動装置２２０は、トナー供給モータが駆動中であれば検知手段２２１に対してトナー供給モータ駆動中を伝達する。検知手段２２１は、駆動装置２２０のトナー供給モータ駆動中状態を周期的にカウントすることで、ある一定期間中におけるトナー供給時間を計測し、単位時間あたりのトナー供給量から実際に供給されたトナー量を検知算出する。
【００２５】
検知手段２２１は算出したトナー供給量を主制御部２２３に伝達し、主制御部２２３は、検知手段２２１の検知結果であるトナー供給時間に基づくトナー供給量が予め定めた所定供給量より多い場合はトナー過剰を判定手段２２２に伝達する。判定手段２２２はトナー供給過剰を受けてトナー供給のオフ判定をして切り替えてトナーセンサ２０６はサンプリングを行うこととなる。このように一連のトナー供給制御は、主制御部を中心として各処理部が適切に動作することにより、トナー供給量を正確に把握し過剰供給の防止を高精度に行うことが出来る。
【００２６】
ここで、検知手段の処理内容について図３を用いて説明する。
検知手段は、図３のフローチャートに示すように、まずトナー供給中か否かを判断する（Ｓｔｅｐ３０２）。トナー供給中でなければ処理を終了し、トナー供給中であれば画像形成装置の状態をチェックする。画像形成装置の状態が印刷中であれば（Ｓｔｅｐ３０３）、第１の計測モード（以下、第１のトナー供給動作の検知条件）を採用する（Ｓｔｅｐ３０４）。第１の検知条件は、印刷中に適用されその検知条件は図４（ａ）を用いて説明すると、１ページあたりの印刷時間（Ｃ−１）に対して、トナーモータの駆動時間（Ｄ−１）がどの程度かによってトナー供給量を判断する。連続コピーの場合は、印刷枚数の累積時間によって判断し、Ｎ枚あたりの印刷時（Ｃ−１＋Ｃ−２＋Ｃ−３）に対してトナーモータの駆動時間（トナー供給動作時間）（Ｄ−１＋Ｄ−２＋Ｄ−３）がどの程度かによってトナー供給量の適否を判断する。このようにすることで１ページあたりのトナー消費に対する供給量を正確に検知することが出来る。
【００２７】
一方、印刷中で無ければＳｔｅｐ３０５に進み、印刷終了後か否かを判定する。印刷終了後で無ければＳｔｅｐ３０９に進み第２の計測モード（第２のトナー供給量検知条件）を選択する。
第２のトナー供給量検知条件は、非印字時で且つ長期間画像形成装置が動作していなかった場合に適用され、その条件は図４（ｂ）を用いて説明する。
第２のトナー供給量検知条件は、撹拌ローラ２０３、２０４のメインモータ駆動期間に対して、一定時間の攪拌期間を設け、その後のトナー供給期間のトナーモータ駆動時間を計測し、その結果によりトナー供給量を判断する。
一定時間の攪拌期間（図中Ｂ−１）は、長期間停止していた画像形成装置が動作を開始した場合に、トナーの帯電量が不安定になる場合があり、この間のトナー供給を禁止することで過剰供給の防止を図ることが出来る。
【００２８】
さらに、印刷終了後であった場合、第１のトナー供給量検知条件にて検知されたトナー供給量が消費量に対して少ない場合は、前記第２のトナー供給量検知条件に切り替え、トナー供給量が多い場合は第３の計測モード（トナー供給量検知条件）を適用する。
【００２９】
第３のトナー供給量検知条件は、非印字に適用されその条件は図４（ｃ）を用いて説明する。第３のトナー供給量検知条件はメインモータ駆動期間（図中Ａ）に対して、ほぼ同期間においてトナーモータの駆動時間を計測し、その結果によりトナー供給量を判断する。このように画像形成装置の状態によりトナー供給量検知条件を切り替えることによりより正確にトナー供給量を計測することが可能となり、このように計測モード或いは条件を切り替えることにより過剰供給の防止を図ることが出来る。
【００３０】
続いて、トナー供給判定手段について図５を用いて説明する。
図５は印刷中におけるトナーセンサの状態の推移を図示したものであり、一般にトナーセンサー出力が制御電圧以下であるならばトナー濃度が所定の値まで上昇していることを示しているのでトナー補給を行わない。
【００３１】
例えば、モードＡは比較的高濃度の印刷が行われている状態でトナー供給の可否の判定は、通常の第１の基準（図中ｂ）とトナーセンサ２０６のサンプリング結果を比較し、その結果、トナーセンサ２０６のサンプリング値が第１の基準を超えていた場合、トナー供給が必要であると判断し、トナーモータの駆動を行う。このとき、トナーモータの駆動時間は前述した第１のトナー供給量検知条件により供給量が計測される。ここで、前記判定手段がトナー消費量と検知手段からのトナー供給量との関係から、図中Ｐ地点において、即ち、検知したトナー供給時間の値が予め定めた時間を超え、トナー供給量が過剰である場合、トナー供給判定手段はその判定基準を第１の基準から第２の基準（図中ａ）に切り替える。これにより第２の基準の関係では、ある一定期間においてトナーセンサのサンプリング結果が第２の基準を大きく下回ることになり、トナー供給は中断される。そして、印刷を継続することによりさらにトナーが消費されるとトナーセンサのサンプリング結果が第２の基準を超えてトナー残量が少なくなると再度トナーが供給されることになる。このようにトナー供給時間が長く継続してトナーの撹拌等が順調にいかない場合、一時的にトナー供給量を抑制し、過剰供給による画質の劣化を防止することが出来るのである。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る現像装置を具備してなる画像形成装置のトナー供給制御方法によれば、前記現像装置にトナーを供給するか否かをトナー消費量に応じて判定する判定手段と、前記現像装置内に供給されるトナー供給量を検知する検知手段とを設け、該検知手段の検知するトナー供給量に応じて、前記判定手段でトナーを供給するか否かの判定基準を換えるので、現像剤の供給量をリアルタイムに検知出来ると共に、不用意なトナーの漏出が無く適切な量を供給することが出来る。このため画像形成装置の操作性も良好に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るトナー供給制御方法が実施できる画像形成装置（電子写真プロセス）の概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示す画像形成装置における現像装置の概略断面図である。
【図３】図３は、図２の現像装置におけるトナー供給制御を行うための検知手段、判定手段、及び供給手段の動作におけるタイミングチャート図である。
【図４】図４（ａ）乃至（ｃ）は、図３の各手段のタイミングに基づく、トナー供給手段のトナーモータへのタイミング図である。設けられる差動トランス方式のトナー濃度検知手段（透磁率センサ）の概略回路図である。
【図５】図５は、検知手段であるトナーセンサの出力値に対するトナーモータのタイミング図である。
【符号の説明】
１００：画像形成装置の印刷部
１１０：画像形成部
１１１：像担持体
１１２：帯電器
１１３：転写チャージャー
１２０：現像槽
１２１：デベロッパー
１２２：トナーホッパー
１２３：現像ローラ
１３０：用紙カセット
１３１：半月ローラ
１３２：ＰＳローラ
１３３：給紙搬送路
１３４：反転搬送路
１３５：排紙搬送路
１３６：排紙ローラ
１４０：手差しトレイ
１４１：ピックアップローラ
１４２：送りローラ
１５０：定着ローラ
１６０：排紙トレイ
１７０：原稿台
１７１：露光用光源
１７２：反射鏡
１７３：ＣＣＤ
１８０：原稿自動送り装置
１８１：原稿給紙トレイ
１８２：原稿給紙搬送路
１８３：ＰＳローラ
１８４：反転搬送路
１８５：排紙ローラ
１８６：中間トレイ
１８７：排紙トレイ
１８８：原稿読み取り部
２０１：像担持体
２０２：トナー担持体
２０３：攪拌ローラ
２０４：攪拌ローラ
２０５：トナー供給ローラ
２０６：トナーセンサ
２０７：ドクターブレード
２０８：トナー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner supply control method for an image forming apparatus such as a copying machine, an optical printer, a facsimile and the like using an electrophotographic method, and more particularly, to a toner for adjusting a toner supply amount at the time of toner supply. It relates to a supply control method.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus using an electrophotographic process is generally known. Such a device includes, for example, a document reading unit that reads a document, and transmits the read document to the image forming unit as an image signal. A laser element in the image forming unit irradiates a laser beam on a photoconductor, which is an image carrier, in accordance with an image signal to form an electrostatic latent image on the photoconductor surface. A visible image is formed by attaching a developer such as toner to the electrostatic latent image. A desired image is obtained by transferring and fixing this visible image on paper as a recording medium. In a developing device for attaching a developer to the surface of a photoreceptor, the amount of toner supplied is adjusted and controlled in order to control the supply and consumption of the developer from a toner hopper satisfactorily. 1 and Patent Document 2.).
[0003]
For example, in Patent Literature 1, when the developer is supplied to the developing device at the time of initial installation, the amount of the developer in the developing device is detected by an antenna type residual detection and is controlled to an appropriate amount. A method is disclosed in which a sufficient amount of triboelectric charge is applied to the developer while suppressing the scattering of the developer as much as possible, and a high-quality image free from ghosts is obtained even immediately after initial installation.
On the other hand, in Patent Literature 2, when replenishing toner is replenished to a toner replenishing device for a developing device, the developer in the developing device is caused by inadvertent leakage of toner from the replenishing device to the developing device. There is disclosed a method for eliminating defects and performing good development to enable high-quality images.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-295306 [Patent Document 2]
JP 2000-310903 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the antenna-type residual detection method, when the developer is supplied into the developing device, the developer carrier is idled for a predetermined time, and a period of idle rotation of the developer carrier is provided during the idle rotation. An AC signal is applied to the developer carrier during the suspension period, and the amount of the developer in the developing device is detected by an antenna type residual test, thereby controlling the amount of the developer in the developing device to an appropriate amount. Further, it is characterized in that a sufficient amount of triboelectric charge can be imparted to the developer by stirring with the developer carrier. In such a method, the supply amount of the developer is appropriately controlled without being limited at the time of the initial installation of the image forming apparatus, and the supply amount of the developer is detected based on the operation time of the developer supply unit. Further, as a means for preventing excessive supply, the necessity of supplying the developer can be switched as needed, and an appropriate amount of the developer can be supplied.
[0006]
In addition, in the method of replenishing toner for replenishment to the toner replenishing device for the developing device, even if the toner is inadvertently leaked to the developing device, image formation is not started immediately after replenishment. The method is characterized in that the developing device is idled for a predetermined time immediately after the replenishment, and the toner entering the developing device can be satisfactorily charged. However, operability is poor where image formation cannot be performed immediately, and there is room for improvement.
[0007]
In view of such circumstances, the present inventors propose a more preferable method of controlling the toner supply to the developing device, which is different from the conventional method, or aims at further improving the toner supply control. Provided is a toner supply control method for an image forming apparatus that can detect a supply amount of a developer in real time, supply an appropriate amount without inadvertent toner leakage, and maintain good operability. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have made intensive studies in view of the above problems, and as a result, detect the amount of toner supplied from the toner hopper of the image forming apparatus to the developing apparatus in real time, and change the measurement conditions according to the state of the image forming apparatus. By providing appropriate information to the determining means for controlling the supply and by appropriately switching the determination criterion of the determining means based on the information, it is possible to always supply an appropriate amount to the inside of the developing device. It has been found that a stable and high-quality image can be obtained without deteriorating the image quality, and the present invention has been accomplished.
[0009]
According to the toner supply control method of an image forming apparatus including a developing device for visualizing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developer according to the present invention, a two-component developer of a toner and a carrier is used as the developer. used. The developing device includes a determining unit that determines whether to supply toner according to a toner consumption amount, and a detecting unit that detects a toner supply amount supplied into the developing device. In addition, the determination unit for determining whether or not to supply the toner by the determination unit according to the toner supply amount detected by the detection unit is determined and finely changed and set, so that an appropriate amount of toner can be supplied into the developing device. Thus, a stable and high-quality image can be provided without causing deterioration of image quality due to excessive supply.
[0010]
Further, it is preferable that the detection unit measures an operation time of a supply unit that supplies the toner into the developing device and detects the toner supply amount. In measuring the operation time, a plurality of states corresponding to a predetermined state of the image forming apparatus, for example, when power is input after a long-term stoppage, when printing is in operation, or when printing is paused between printing and the like. It is preferable to set the measurement conditions. This is because accurate toner supply is required because the state of the toner, the charge amount, and the like differ depending on the state of the image forming apparatus.
[0011]
For example, in the toner supply control method for an image forming apparatus according to the present invention, the first detection unit may detect the state of the image forming apparatus when the power is turned on (input) from a state where the image forming apparatus is left for a long time. The first measurement condition is to measure the operation time of the toner supply unit at least after a predetermined time has elapsed from the start of stirring of the toner stirring unit in the developing device. be able to.
[0012]
Further, in the toner supply control method for an image forming apparatus according to the present invention, the second measurement condition of the detection unit is set according to a state of the image forming apparatus during which the image forming apparatus is printing, and the second measurement condition is set. The measurement condition is to measure the operation time of the toner supply unit at least during a period from the start of printing of the first page of the image forming apparatus to the end thereof, or during a period of starting and ending continuous printing of a plurality of pages. In the case where the plurality of pages are being printed, the determination criterion of the determination unit is changed based on the detected supply amount obtained by cumulatively measuring the continuous printing time.
[0013]
Further, in the toner supply control method for an image forming apparatus according to the present invention, the detection by the detection unit may be performed based on a result of the image forming apparatus measuring under the second measurement condition in a state of the image forming apparatus after printing is completed. If the toner supply amount due to the operation time of the toner supply unit exceeds a predetermined supply amount, the first measurement condition is executed when printing is started again by the image forming apparatus. Can be.
[0014]
Generally, the determination means determines whether or not to supply the toner to the developing device according to the toner consumption amount. However, if the toner consumption amount is extremely large, the toner agitation is not sufficient. There is a case where the toner remaining amount is erroneously determined and erroneous information is given to the control unit or the like. In other words, when the toner consumption is extremely large, the output value of the toner sensor indicates a value at which the toner is not sufficiently supplied despite being supplied, until the toner can be sufficiently stirred even when the toner is supplied.
For this reason, during this time, the toner supply means operates continuously, and if the operation time is long, the toner stirring may not be sufficient and the toner supply amount may be excessive, which may cause image fogging or deteriorate print quality. . Therefore, if the operation time is longer and the toner supply amount is larger than the predetermined supply amount, the first measurement condition is automatically selected when printing is started again by the image forming apparatus. This is to avoid image fog and the like.
[0015]
On the other hand, when it is determined that the toner supply amount based on the operation time of the toner supply unit detected by the detection unit is smaller than the predetermined supply amount, the detection unit is used when the image forming apparatus starts printing again. The third measurement condition is set, and the operation time of the toner supply unit is measured almost simultaneously with the start of the stirring of the toner stirring unit in the developing device.
[0016]
In the toner supply control method for an image forming apparatus according to the present invention, the criterion of the determination unit may include at least a plurality of criterions, and the toner supply amount based on an operation time of the toner supply unit detected by the detection unit may be a predetermined supply amount. Is exceeded, the determination criterion of the determination means is switched from the normal first criterion to the second criterion, and the toner supply amount based on the operation time of the toner supply means detected by the detection means is changed to a predetermined supply amount. In the following case, the criterion of the determination means is set to a normal first criterion.
[0017]
In this case, the second reference may make it more difficult to supply toner than the first reference.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a toner supply control method of the image forming apparatus according to the present invention will be described in detail. The toner supply control method of the image forming apparatus according to the present invention is not limited to the following embodiment.
FIG. 1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus (electrophotographic process) in which a toner supply control method according to the present invention can be implemented. FIG. 2 is a schematic sectional view of a developing device in the image forming apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a timing chart of the operation of the detection unit, the determination unit, and the supply unit for performing the toner supply control in the developing device of FIG. 4A to 4C are timing charts of the toner supply unit to the toner motor based on the timing of each unit in FIG. FIG. 4 is a schematic circuit diagram of a differential transformer type toner density detecting unit (magnetic permeability sensor) provided. FIG. 5 is a timing chart of the toner motor with respect to the output value of the toner sensor as the detecting means.
[0019]
First, an image forming apparatus that implements a toner supply control method according to the present invention will be briefly described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus has a document table 170 made of transparent glass or the like on the upper surface. An optical system for reading a document is provided below the document table. This optical system includes an exposure light source 171 for irradiating light on a document placed on a document table, and a plurality of reflecting mirrors 172 for guiding light to an imaging lens and a photoelectric conversion element (hereinafter referred to as a CCD) 173. Is done.
[0020]
An automatic document feeder 180 that automatically conveys a document and performs a reading operation of the document is installed above the document table 170. When the originals are set on the paper feed tray 181, the automatic document feeder 180 feeds the originals one by one and sends the originals to the paper feed path 182. The fed document is temporarily stopped with its leading end pressed against the PS roller 183. This synchronizes with the printing unit and prevents the document from being sent to the reading unit in a skewed state. When the clutch (not shown) is turned on, the PS roller is connected to the drive unit of the conveyance motor (not shown), and the conveyance of the temporarily stopped document is restarted.
[0021]
The above-described exposure light source 171 is moved to a position immediately below the document reading unit 188, and the document is irradiated with light in synchronization with the start of document transport. The light is guided to the CCD 173 via each part of the optical system described above.
The document image data read by the CCD 173 is subjected to image processing, and a laser scanning unit (hereinafter referred to as LSU) irradiates a laser beam onto the surface of an image carrier (hereinafter referred to as a photoconductor) 111 to form an electrostatic latent image. Is formed.
The photoconductor 111 is formed in a drum shape and is driven to rotate. Around the photosensitive member 111, a developing device 120 for developing an electrostatic latent image on the photosensitive member surface exposed by the laser from the laser irradiation point toward the rotation direction of the photosensitive member 111 into a visible image with toner is disposed. . A transfer charger 113 for transferring the toner image on the photoreceptor to paper; a cleaning device for removing residual toner on the photoreceptor surface; a charger 112 for charging the photoreceptor surface to a predetermined potential; LSUs for irradiating the laser are sequentially arranged.
[0022]
The paper is stored in a paper cassette 130. At the leading end of the paper cassette 130, a half-moon roller 131 for feeding the paper into the paper feed conveyance path 133 is disposed, and is located downstream (for convenience, the paper flow <cassette side> is upstream, and the paper discharge side is downstream). A) Pre-registration detection switch (not shown) for detecting the passage of the paper, a PS roller 132 for aligning the toner image on the photoconductor with the paper based on the signal of the pre-registration detection switch, and a toner image on the paper Roller 150 for fixing the paper to the paper by a heating roller and a pressure roller, a fixing paper detection switch (not shown) for detecting that the paper has passed through the fixing roller, and detecting that the paper has passed on the paper discharge conveyance path 135 A paper discharge detection switch (not shown) and a paper discharge roller 136 for discharging paper are provided.
The paper passes through the above-described members from the paper cassette 130 and is discharged to the paper discharge tray 160, thereby completing a series of image forming steps.
[0023]
As shown in FIG. 2, the developing device 120 is configured as follows.
A toner container 210 containing a toner 208 as a developer, a cylindrical toner carrier 202 (sleeve) for holding the toner 208 by magnetic force, and a toner 208 provided inside the toner container 210 to charge the toner 208 In addition, the doctor blade 207 controls the thickness of the toner layer carried on the outer peripheral surface of the toner carrier 202. The doctor blade 207 is provided on the upstream side in the rotation direction of the toner carrier 202 so that the distance from the outer peripheral surface of the toner carrier 202 is, for example, 60 μm.
[0024]
The toner 208 has, for example, an average particle diameter of 6 μm, and is charged by the doctor blade 207 such that the charge amount is, for example, −4 μC / g to −5 μC / g. Note that the distance between the doctor blade 207 and the toner carrier 202 is not particularly limited. Further, the average particle size, charge amount, and the like of the toner 208 are not particularly limited.
The toner supply roller 205 is driven by a driving device 220, and rotates at a surface speed of, for example, 80 mm / sec. A series of control is sequentially controlled at a predetermined timing by a command output from the main control unit 223. The main control unit 223 requests the toner supply amount detection unit 221 to start the toner supply amount detection, and the detection unit 221 receives the request and starts monitoring the driving device 220 of the toner supply roller 205.
Subsequently, the main control unit 223 requests the toner supply determination unit 222 to start sampling of the toner sensor 206. The determination unit 222 periodically obtains the state of the toner sensor 206 and determines whether toner can be supplied based on the result of sampling. The determination result is transmitted to the main control unit 223, and the main control unit instructs the driving device 220 to drive the toner supply motor if toner supply is necessary. Instructs the supply motor to stop driving.
If the toner supply motor is being driven, the driving device 220 notifies the detection unit 221 that the toner supply motor is being driven. The detecting unit 221 measures the toner supply time during a certain period by periodically counting the toner supply motor driving state of the driving device 220, and calculates the toner supply amount based on the toner supply amount per unit time. The amount is detected and calculated.
[0025]
The detection unit 221 transmits the calculated toner supply amount to the main control unit 223, and the main control unit 223 determines that the toner supply amount based on the toner supply time detected by the detection unit 221 is larger than a predetermined supply amount. Transmits the excess toner to the determination means 222. The determining unit 222 receives the excessive toner supply, determines that the toner supply is off, switches the toner supply, and the toner sensor 206 performs sampling. As described above, in the series of toner supply control, by appropriately operating the respective processing units centering on the main control unit, it is possible to accurately grasp the toner supply amount and to prevent excessive supply with high accuracy.
[0026]
Here, the processing contents of the detecting means will be described with reference to FIG.
As shown in the flowchart of FIG. 3, the detecting unit first determines whether toner is being supplied (Step 302). If the toner is not being supplied, the process is terminated. If the toner is being supplied, the state of the image forming apparatus is checked. If the state of the image forming apparatus is printing (Step 303), the first measurement mode (hereinafter, a detection condition of the first toner supply operation) is adopted (Step 304). The first detection condition is applied during printing, and the detection condition will be described with reference to FIG. 4A. The printing time per page (C-1) and the driving time (D- The toner supply amount is determined based on the degree of 1). In the case of continuous copying, it is determined based on the accumulated time of the number of printed sheets, and the driving time (toner supply operation time) of the toner motor (toner supply operation time) (D-1 + D-2 + D) with respect to the printing per N sheets (C-1 + C-2 + C-3). Whether the toner supply amount is appropriate or not is determined based on the degree of -3). This makes it possible to accurately detect the supply amount of toner consumption per page.
[0027]
On the other hand, if printing is not being performed, the process proceeds to Step 305, and it is determined whether or not printing is completed. If there is no print after the end, the process proceeds to Step 309, and the second measurement mode (second toner supply amount detection condition) is selected.
The second toner supply amount detection condition is applied when printing is not performed and the image forming apparatus has not been operated for a long time, and the condition will be described with reference to FIG.
The second toner supply amount detection condition is such that a predetermined stirring period is provided for the main motor driving period of the stirring rollers 203 and 204, and the toner motor driving time in the subsequent toner supply period is measured. Determine the supply amount.
When the image forming apparatus which has been stopped for a long time starts operation during the stirring period (B-1 in the figure) for a certain period of time, the charge amount of the toner may become unstable. By doing so, oversupply can be prevented.
[0028]
Further, when printing is completed, when the toner supply amount detected under the first toner supply amount detection condition is smaller than the consumption amount, the second toner supply amount detection condition is switched to the second toner supply amount detection condition. If the amount is large, the third measurement mode (toner supply amount detection condition) is applied.
[0029]
The third toner supply amount detection condition is applied to non-printing, and the condition will be described with reference to FIG. The third toner supply amount detection condition is to measure the drive time of the toner motor substantially in the same period as the main motor drive period (A in the figure), and determine the toner supply amount based on the result. By switching the toner supply amount detection condition according to the state of the image forming apparatus in this way, it is possible to more accurately measure the toner supply amount, and to prevent the excessive supply by switching the measurement mode or condition. Can be done.
[0030]
Next, the toner supply determining unit will be described with reference to FIG.
FIG. 5 illustrates the transition of the state of the toner sensor during printing. In general, if the output of the toner sensor is equal to or lower than the control voltage, it indicates that the toner concentration has increased to a predetermined value. Do not do.
[0031]
For example, in mode A, in a state where printing with a relatively high density is being performed, the determination as to whether or not toner supply is possible is made by comparing a normal first reference (b in the figure) with the sampling result of the toner sensor 206, and determining the result. If the sampling value of the toner sensor 206 exceeds the first reference, it is determined that toner supply is necessary, and the toner motor is driven. At this time, the supply time of the toner motor driving time is measured based on the first toner supply amount detection condition described above. Here, based on the relationship between the amount of toner consumed and the amount of toner supplied from the detecting unit, the determination unit determines that at point P in the drawing, that is, the value of the detected toner supply time exceeds a predetermined time, and If the amount is excessive, the toner supply determination unit switches the determination criterion from the first criterion to the second criterion (a in the figure). As a result, in the relationship of the second reference, the sampling result of the toner sensor greatly falls below the second reference during a certain period, and the toner supply is interrupted. Then, when the toner is further consumed by continuing the printing, the sampling result of the toner sensor exceeds the second reference and the toner is supplied again when the remaining amount of toner decreases. As described above, when the toner supply time continues for a long time and the toner agitation or the like does not go smoothly, the toner supply amount can be temporarily suppressed, and the deterioration of the image quality due to the excessive supply can be prevented.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the toner supply control method of the image forming apparatus including the developing device according to the present invention, it is determined whether to supply toner to the developing device according to the toner consumption. Means for detecting the amount of toner supplied to the developing device, and a criterion for determining whether or not to supply toner by the determining means in accordance with the amount of toner supplied by the detecting means. Therefore, the supply amount of the developer can be detected in real time, and an appropriate amount can be supplied without inadvertent leakage of the toner. For this reason, the operability of the image forming apparatus is well maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus (electrophotographic process) that can execute a toner supply control method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of a developing device in the image forming apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a timing chart illustrating operations of a detecting unit, a determining unit, and a supplying unit for performing toner supply control in the developing device of FIG. 2;
FIGS. 4A to 4C are timing charts of the toner supply unit to the toner motor based on the timing of each unit of FIG. 3; FIG. 4 is a schematic circuit diagram of a differential transformer type toner density detecting unit (magnetic permeability sensor) provided.
FIG. 5 is a timing chart of a toner motor with respect to an output value of a toner sensor as a detection unit.
[Explanation of symbols]
100: printing unit 110 of the image forming apparatus: image forming unit 111: image carrier 112: charger 113: transfer charger 120: developing tank 121: developer 122: toner hopper 123: developing roller 130: paper cassette 131: half moon roller 132 : PS roller 133: paper feed transport path 134: reverse transport path 135: paper discharge transport path 136: paper discharge roller 140: manual feed tray 141: pickup roller 142: feed roller 150: fixing roller 160: paper discharge tray 170: document table 171: Exposure light source 172: Reflecting mirror 173: CCD
180: Automatic document feeder 181: Document feed tray 182: Document feed transport path 183: PS roller 184: Reverse transport path 185: Discharge roller 186: Intermediate tray 187: Discharge tray 188: Document reading unit 201: Image Carrier 202: toner carrier 203: stirring roller 204: stirring roller 205: toner supply roller 206: toner sensor 207: doctor blade 208: toner
