JP2009276517A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置、詳しくは非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いた画像形成装置のトナー濃度制御に関する。 The present invention relates to toner density control of an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a combination of these, more specifically, an image forming apparatus using a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier. About.
非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いる画像形成装置では、現像によってトナーが消費されるに従い、現像器内のトナーが減少する。そこで、トナー濃度センサにより現像剤の透磁率変化を検出して現像器内のトナー濃度を推定し、この推定したトナー濃度に応じてトナーを補給することで、トナー濃度を基準トナー濃度に保つトナー濃度制御が行われている。 In an image forming apparatus using a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier, the toner in the developing device decreases as the toner is consumed by development. Therefore, a toner concentration sensor detects a change in the magnetic permeability of the developer to estimate the toner concentration in the developing device, and replenishes the toner according to the estimated toner concentration, thereby maintaining the toner concentration at the reference toner concentration. Concentration control is performed.
近年、画像形成装置の小型化に伴い、現像器内の現像剤量が少なくなっているため、現像によりトナーが消費されて現実にトナー濃度が減少してから、トナー濃度センサがトナー濃度の減少を検出するまでにタイムラグが生じている。 In recent years, as the image forming apparatus is downsized, the amount of developer in the developing device has decreased, so the toner concentration sensor reduces the toner concentration after the toner is consumed by development and the toner concentration actually decreases. There is a time lag until it is detected.
そこで、従来、種々のトナー消費量情報からトナー消費量を予測し、この予測トナー消費量情報とトナー濃度検出情報の2つの情報からトナー補給量を決定する制御が行われている。 Therefore, conventionally, control for predicting the toner consumption amount from various toner consumption amount information and determining the toner replenishment amount from the two information of the predicted toner consumption amount information and the toner density detection information has been performed.
例えば特許文献1では、画像形成領域のサイズ、温度・湿度、像担持体の駆動回数等の現像剤の減少条件に関する情報を基にして、補給するトナー量の補正を行う画像形成装置が提案されている。
特許文献2では、ドットカウント値からトナー消費量を予測し、テストトナー像の濃度を検出して現像剤中のトナー濃度を推定し、推定トナー濃度と所定の基準トナー濃度との濃度差で予測トナー消費量を補正し、トナー補給量を計算する画像形成装置が提案されている。
特許文献3では、画像密度とトナー消費量を予測し、予測された画像密度に応じて、予測されたトナー消費量に基づいて、あるいはこの予測されたトナー消費量と基準トナー像濃度との双方に基づいて、現像装置へのトナー供給を制御する画像形成装置が記載されている。
In
In
ところが、予測トナー消費量は温度、湿度などの環境の外部要因やプリント属性(エッジ部、非エッジ部)により変動するため、予測トナー消費量と実際のトナー消費量に差異が生じ、制御されるトナー濃度が基準トナー濃度からずれるという問題があった。 However, since the predicted toner consumption varies depending on external factors of the environment such as temperature and humidity and print attributes (edge portion, non-edge portion), the difference between the predicted toner consumption amount and the actual toner consumption amount is controlled. There has been a problem that the toner density deviates from the reference toner density.
そこで、予測トナー消費量情報とトナー濃度検出情報の2つの情報からトナー補給量を決定する場合、トナー濃度検出情報に応じて予測トナー消費量情報を補正することが行われている。 Therefore, when the toner replenishment amount is determined from the two information of the predicted toner consumption information and the toner density detection information, the predicted toner consumption information is corrected according to the toner density detection information.
しかし、このような補正を行っても、補正前の予測トナー消費量と実際のトナー消費量に差異が生じていることには変わりがない。このため、検出トナー濃度が基準トナー濃度に近づくと補正がかからなくなり、基準トナー濃度から外れると再び予測トナー消費量情報に補正がかかることが繰り返され、現像器内のトナー濃度偏差が大きくなるという問題があった。 However, even if such correction is performed, there is no difference between the predicted toner consumption before correction and the actual toner consumption. For this reason, when the detected toner density approaches the reference toner density, the correction is no longer applied, and when the detected toner density deviates from the reference toner density, the predicted toner consumption amount information is repeatedly corrected again, and the toner density deviation in the developing device increases. There was a problem.
本発明は、トナー付着量の変動による予測トナー消費量と実際のトナー消費量の差異を低減し、トナー濃度を基準トナー濃度に収束させ、安定させることができる画像形成装置を提供することを課題としている。 It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of reducing a difference between an estimated toner consumption amount and an actual toner consumption amount due to a fluctuation in toner adhesion amount, and converging and stabilizing the toner concentration to a reference toner concentration. It is said.
前記課題を解決するために、第1の手段は、
非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いて静電潜像の現像を行う現像器を備えた画像形成装置において、
前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
単位ページ毎のドット数をカウントするドットカウント手段と、
前記ドットカウント手段によるドットカウント数に1ドットあたりのトナー消費量を乗じて単位ページ毎に消費されるトナー消費量を予測するトナー消費量予測手段と、
前記トナー濃度検出手段により検出した検出トナー濃度と、前記トナー消費量予測手段により予測したトナー消費量とからトナー補給量を算出するトナー補給量算出手段とを有する画像形成装置において、
前記トナー消費量予測手段で使用する1ドットあたりのトナー消費量の値は、前記トナー濃度検出手段により検出した検出トナー濃度と基準トナー濃度との差に比例した補正を行なって更新することとした。
In order to solve the above-mentioned problem, the first means is:
In an image forming apparatus including a developing unit that develops an electrostatic latent image using a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier.
Toner density detecting means for detecting the toner density of the developer in the developing unit;
Dot counting means for counting the number of dots per unit page;
A toner consumption amount predicting means for predicting a toner consumption amount consumed for each unit page by multiplying a dot count number by the dot count means by a toner consumption amount per dot;
An image forming apparatus comprising: a toner replenishment amount calculating unit that calculates a toner replenishment amount from the detected toner concentration detected by the toner concentration detection unit and the toner consumption amount predicted by the toner consumption amount prediction unit;
The value of the toner consumption per dot used in the toner consumption prediction means is updated by performing a correction proportional to the difference between the detected toner density detected by the toner density detection means and the reference toner density. .
第2の手段では、
前記1ドットあたりのトナー消費量の値は、最適化係数をαとすると、下記数式、
1ドットあたりのトナー消費量=
更新前の1ドットあたりのトナー消費量−α(検出トナー濃度−基準トナー濃度)
により算出する。
In the second means,
The value of the toner consumption per dot is expressed by the following equation, where α is an optimization coefficient.
Toner consumption per dot =
Toner consumption per dot before update -α (detected toner concentration-reference toner concentration)
Calculated by
第3の手段では、
前記トナー補給量算出手段で使用する検出トナー濃度は、第1の単位時間の間に検出したトナー濃度の移動平均値とし、
前記1ドットあたりのトナー消費量を更新する際に使用する検出トナー濃度は、前記第1の単位時間と異なる第2の単位時間の間に検出したトナー濃度の移動平均値とし、
前記トナー消費量予測手段で予測する予測トナー消費量は、前記第2の単位時間の間に予測した単位ページ毎の予測トナー消費量の移動平均値とする。
In the third means,
The detected toner density used in the toner replenishment amount calculating means is a moving average value of the toner density detected during the first unit time,
The detected toner density used when updating the toner consumption per dot is a moving average value of the toner density detected during a second unit time different from the first unit time.
The predicted toner consumption amount predicted by the toner consumption amount prediction unit is a moving average value of the predicted toner consumption amount for each unit page predicted during the second unit time.
第4の手段では、
前記第1の単位時間は、前記現像器内を現像剤が半周循環するのに要する時間とし、
前記第2の単位時間は、前記現像器内を現像剤が1周循環するのに要する時間とする。
In the fourth means,
The first unit time is a time required for the developer to circulate in the developing device half a cycle,
The second unit time is a time required for the developer to circulate once in the developing unit.
本発明によれば、ドットカウント数に1ドットあたりのトナー消費量を乗じて単位ページ毎に消費されるトナー消費量を予測するに際して、1ドットあたりのトナー消費量の値を検出トナー濃度と基準トナー濃度との差に比例した補正を行なって更新するため、人為的要因(最大濃度調整)、環境依存、パターン依存等のトナー付着量変動に対して、予測トナー消費量と実際のトナー消費量の差異が低減され、制御するトナー濃度を基準トナー濃度に収束し、安定させることができる。 According to the present invention, when the toner consumption amount per unit page is predicted by multiplying the dot count number by the toner consumption amount per dot, the value of the toner consumption amount per dot is used as the detected toner density and the reference. Since the correction is performed in proportion to the difference with the toner density, the predicted toner consumption amount and the actual toner consumption amount with respect to fluctuations in the toner adhesion amount such as human factors (maximum density adjustment), environment dependence, pattern dependence, etc. The toner density to be controlled can be converged to the reference toner density and stabilized.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る画像形成装置1の概略構成図である。この装置1の内部中央には、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)のトナー像をそれぞれ形成する4つのイメージングユニット2Y,2M,2C,2Kが配設されている。各イメージングユニット2Y,2M,2C,2Kは、感光体ドラム3の周囲に帯電器4、現像器5、1次転写ローラ6、クリーナ7等が配置された公知の構成である。イメージングユニット2Y,2M,2C,2Kの下方には露光装置8が配置されている。イメージングユニット2Y,2M,2C,2Kの上方には、中間転写ベルト9が配置され、駆動ローラ10と従動ローラ11に支持されて、感光体ドラム3と1次転写ローラ6の間を矢印方向に走行可能になっている。中間転写ベルト9の駆動ローラ10に対向するように2次転写ローラ12が配置されている。中間転写ベルト9の上方には、現像器5に各色の現像剤を補給する4つの現像剤容器13が配置されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus 1 according to the present invention. In the center of the inside of the apparatus 1, four
プリント又は複写の要求があると、露光装置8は、各イメージングユニット2Y,2M,2C,2Kにおいて、帯電器4により一様に帯電された感光体ドラム3を画像信号に基づいて露光して静電潜像を形成する。感光体ドラム3上の静電潜像は現像器5により現像されてトナー像となる。トナー像は1次転写ローラ6により他のイメージングユニット2Y,2M,2C,2Kで形成されたトナー像に重ねて中間転写ベルト9上に転写されてカラー像となる。カラー像は2次転写ローラ12により、給紙カセット14又は手差し給紙トレイ15から給紙されて搬送ガイド16に沿って供給される記録紙に一括転写される。カラー像が転写された記録紙は定着装置17で定着された後、排紙トレイ18上に排紙される。現像器5のトナーが消費されると、現像剤容器13から現像器5に現像剤が補給される。
When there is a request for printing or copying, the
図2は、現像器5の概略構成図とトナー濃度制御のブロック図を示す。現像器5は、攪拌スクリュ19が外周面に形成された撹拌軸20と、供給スクリュ21が外周面に形成された供給軸22と、供給軸22と対向して配置された現像ローラ23を有している。撹拌軸20は撹拌槽24内に収容され、供給軸22は供給槽25内に収容されている。撹拌槽24の上流側(図において左側)には、現像剤容器13に連通するトナー補給口26が形成されている。撹拌槽24の下流側近傍には撹拌槽24内を搬送される現像剤のトナー濃度を検出する透磁率センサ27が設置されている。この透磁率センサ27に代えて、光学式センサを用いることもできるが、光学式センサはカーボンブラックを色剤としたブラックトナーとキャリアからなる現像剤にはトナー濃度に対する光学濃度特性が変化しにくいため、利用することができない。撹拌槽24の下流側には供給槽25に連通する開口部28が形成されている。供給槽25の下流側には撹拌槽24に連通する開口部29が形成されている。
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the developing
この現像装器5では、トナー補給口26から補給された非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤は、撹拌スクリュ19により撹拌槽24内を図2において左から右方向に搬送され、開口部28を通って供給槽25に入り、この供給槽25内を図2において右から左方向に搬送され、搬送中にトナーが現像ローラ23に供給され、感光体ドラム3の静電潜像の現像に供される。供給槽25の下流側に至った現像剤は開口部29を通って撹拌槽24に戻り、循環する。
In the developing
トナーが現像に供されることで、現像器5内のトナー濃度が変動するため、トナー濃度を基準トナー濃度に収束させ、安定させるためのトナー濃度制御装置30が設けられている。このトナー濃度制御装置30は、図3に示すように、前述のトナー濃度検出手段である透磁率センサ27からのセンサ出力から平均トナー濃度を算出するトナー濃度平均処理手段31と、1ドットあたりのトナー消費量更新手段32と、プリント又は複写のコントローラからのドットカウント値と1ドットあたりのトナー消費量更新手段32からの1ドットあたりのトナー消費量とから単位ページあたりのトナー消費量を予測するトナー消費量予測手段33と、トナー濃度検出手段により検出した検出トナー濃度とトナー消費量予測手段33により予測したトナー消費量とからトナー補給量を算出するトナー補給量算出手段34とからなっている。
Since the toner density in the developing
次に、前記トナー濃度制御装置30の動作について説明する。
Next, the operation of the toner
<単位ページ毎のトナー消費量の予測>
図4は、単位ページあたりのトナー消費量予測手段33における単位ページ毎のトナー消費量の予測処理の概略フローチャートである。まず、ステップS101で、ドットカウント情報を取得する。すなわち、プリント又は複写動作を制御するコントローラ35に組み込まれたドットカウント機能を利用して、プリント又は複写動作中の画像データにおける単位ページ毎のドットカウント値を取得する。ドットカウント機能は、全ラインを走査して間引き無しの単位ページ内の全画素をカウントする形態が好ましいが、1又は複数ライン毎に走査して間引き有りの単位ページ内の全画素をカウントする形態でもよい。カウントする対象の画像データは、画像処理(スクリーン処理や誤差拡散処理)後の二値化データである。次に、ステップS102で、単位ページ毎のドットカウント値と1ドットあたりの予測消費量を用いて、下記数1により、単位ページ毎のトナー予測消費量を算出し、バッファに蓄積する。
<Prediction of toner consumption per unit page>
FIG. 4 is a schematic flowchart of a toner consumption amount prediction process for each unit page in the toner consumption
[数1]
単位ページ毎のトナー予測消費量
=単位ページ毎のドットカウント値×1ドットあたりの予測消費量
[Equation 1]
Predicted toner consumption per unit page = Dot count value per unit page x Predicted consumption per dot
ここで、1ドットあたりの予測消費量は、後述する1ドットあたりのトナー消費量の更新手段により得られる。
また、単位ページよりも大きな用紙サイズの場合、例えば単位ページがA4サイズであってA3サイズの場合は、トナー予測消費量の算出は2回行う。
Here, the predicted consumption amount per dot is obtained by means for updating the toner consumption amount per dot, which will be described later.
Also, when the paper size is larger than the unit page, for example, when the unit page is A4 size and A3 size, the predicted toner consumption is calculated twice.
<単位ページあたりの平均トナー消費量の予測>
図5は、前述のフローで算出された単位ページ毎のトナー予測消費量をバッファに蓄積し、単位ページあたりの平均トナー消費量を予測する処理の概略フローチャートを示す。ステップS201の単位ページ毎のトナー消費量予測処理で算出された単位ページ毎のトナー予測消費量は、ステップS202で先頭バッファに格納する。そして、ステップS203で全バッファの平均値を取得し、ステップS204で順次バッファを右シフトする。
<Prediction of average toner consumption per unit page>
FIG. 5 shows a schematic flowchart of a process for accumulating the estimated toner consumption for each unit page calculated in the above flow in the buffer and predicting the average toner consumption per unit page. The predicted toner consumption amount for each unit page calculated in the toner consumption amount prediction process for each unit page in step S201 is stored in the head buffer in step S202. In step S203, the average value of all the buffers is acquired, and in step S204, the buffers are sequentially shifted to the right.
ここで、バッファ数は、現像剤が現像器5のトナー補給口26から撹拌槽24及び供給槽25を経てトナー補給口26まで循環(又は半循環)するのに必要な時間から決定する。例えば、現像剤の循環時間が30秒、A4横サイズの用紙が1分間に出力される枚数が30ppmの画像形成装置の場合、1枚あたりの出力に必要な時間は2秒であり、現像剤が現像器5を循環する30秒の間に、15枚出力される。したがって、この例では、バッファ数を15として全バッファに格納した単位ページ毎のトナー予測消費量の移動平均値を取得することで、現像剤が現像器5を循環する時間における平均的なトナー消費量が予測できる。
Here, the number of buffers is determined from the time required for the developer to circulate (or semi-circulate) from the
なお、トナー予測消費量の算出と、トナー補給の周期は同期しない。そこで、トナー補給量を決定する要求があると、これに応じて移動平均値を単位ページあたりの予測トナー補給量として返す。 The calculation of the predicted toner consumption and the toner replenishment cycle are not synchronized. Therefore, when there is a request for determining the toner replenishment amount, the moving average value is returned as the predicted toner replenishment amount per unit page accordingly.
<トナー濃度検出>
現像剤中のトナー濃度を検出する透磁率センサ27の出力電圧は、現像剤の透磁率の変化に応じて変化する。一般的には、図6に示すように、トナー濃度が高いと出力電圧が低く、トナー濃度が低いと出力電圧は高くなる。通常、制御電圧を調整することで、所定のトナー濃度において出力電圧が2.6V程度になるように、初期調整される。図6の例では、線形な感度を有する領域(トナー濃度にして約5〜9%)で、トナー濃度1%あたりの感度は約−0.5V/%である。
<Toner density detection>
The output voltage of the
図7は、トナー濃度の平均処理手段31における透磁率センサ27を用いてトナー濃度を検出する処理の概略フローチャートである。ます、ステップS301で所定のサンプリング周期(例えば、30Hz程度)でセンサ出力を取得する。センサ出力は、図2の撹拌スクリュ19の回転数に応じて周期的な振幅を有する波形となる。このため、この波形の整数リップル分に相当するサンプリング点のセンサ出力を平均化する。例えば、サンプリング周期が30Hzで、撹拌スクリュ29が120rpmで回転する場合、撹拌スクリュ29の1回転(0.5秒)分のサンプリング数15点、又は2回転(1秒)分のサンプリング数30点におけるセンサ出力を平均してセンサ出力とする。
FIG. 7 is a schematic flowchart of a process for detecting the toner concentration using the
このように、リップルの影響を考慮したセンサ出力を取得した後、ステップS302で、このセンサ出力を図6に示すセンサ特性を利用してトナー濃度に換算する。この換算したトナー濃度の値は、ステップS303で先頭バッファに格納する。そして、ステップS304で全バッファの平均値を取得し、ステップS305で順次バッファを右シフトする。 Thus, after acquiring the sensor output in consideration of the influence of the ripple, in step S302, the sensor output is converted into the toner density using the sensor characteristics shown in FIG. The converted toner density value is stored in the head buffer in step S303. In step S304, the average value of all the buffers is acquired, and in step S305, the buffers are sequentially shifted to the right.
ここで、バッファ数は、現像剤が循環(又は半循環)するのに必要な時間から決定する。例えば、現像剤の循環時間が30秒、トナー濃度検出周期は2秒間隔の画像形成装置の場合、現像剤が現像器5を循環する30秒の間に、15回トナー濃度が換算されている。したがって、この例では、バッファ数を15として全バッファに格納したトナー濃度の移動平均値を取得することで、現像剤が現像器5を循環する時間における平均的なトナー濃度が予測できる。
Here, the number of buffers is determined from the time required for the developer to circulate (or semi-circulate). For example, in the case of an image forming apparatus in which the developer circulation time is 30 seconds and the toner density detection cycle is 2 seconds, the toner density is converted 15 times during 30 seconds when the developer circulates through the developing
なお、バッファ数が異なる第1平均トナー濃度と第2平均トナー濃度をそれぞれ算出することもできる。第1平均トナー濃度は、現像器の1周分(例えば、バッファ数15)の移動平均値として、1ドットあたりのトナー消費量の更新処理で使用する。第2平均トナー濃度は、現像器5の半周分(例えば、バッファ数8)の移動平均値として、トナー補給量を算出する処理で使用する。 Note that the first average toner density and the second average toner density having different numbers of buffers can also be calculated. The first average toner density is used as a moving average value for one rotation of the developing device (for example, the number of buffers of 15) in the update process of the toner consumption per dot. The second average toner density is used in a process of calculating the toner replenishment amount as a moving average value for a half circumference of the developing device 5 (for example, the number of buffers is 8).
なお、トナー予測消費量の算出と、トナー補給の周期は同期しない。そこで、トナー補給量を決定する要求があると、これに応じて第2平均トナー濃度を検出トナー濃度の値として返す。 The calculation of the predicted toner consumption and the toner replenishment cycle are not synchronized. Therefore, when there is a request for determining the toner replenishment amount, the second average toner density is returned as the value of the detected toner density accordingly.
<1ドットあたりのトナー消費量の更新>
図8は、1ドットあたりのトナー消費量更新手段32における1ドットあたりのトナー消費量の更新処理の概略フローチャートである。ステップS401で、図7のフローに示す処理により平均トナー濃度を取得して検出トナー濃度とし、ステップS402で、下記数式により、1ドットあたりのトナー消費量を更新する。
<Updating toner consumption per dot>
FIG. 8 is a schematic flowchart of the toner consumption amount updating process per dot in the toner consumption
[数2]
1ドットあたりのトナー消費量=
更新前の1ドットあたりのトナー消費量−α(検出トナー濃度−基準トナー濃度)
[Equation 2]
Toner consumption per dot =
Toner consumption per dot before update -α (detected toner concentration-reference toner concentration)
ここで、最適化係数αは、画像形成装置1や現像器5のシステム構成に応じて最適化するための係数で、実験やシュミレーションにより決定するが、後述するように、実際の1ドットあたりのトナー消費量の値の約1/10程度の値にすることが好ましい。
基準トナー濃度は、製品毎に予め決定された値である。
Here, the optimization coefficient α is a coefficient for optimization according to the system configuration of the image forming apparatus 1 and the developing
The reference toner density is a value determined in advance for each product.
この1ドットあたりのトナー消費量の更新は、前述のトナー濃度検出処理のタイミングで行う。 The toner consumption amount per dot is updated at the timing of the toner density detection process described above.
<トナー補給量の算出>
図9は、トナー補給量算出手段34におけるトナー消費量の算出処理を示す概略フローチャートである。ステップS501で図4、図5のフローに示す処理により単位ページあたりのトナー消費量を取得し、ステップS502で図7のフローに示す処理により平均トナー濃度を取得し、ステップS503で、これらの取得したトナー消費量と平均トナー濃度を用いて図10に示すテーブルからトナー補給量を算出する。図10は、トナー消費量(mg)と平均トナー濃度(%)からトナー補給量を検索するテーブルの一例である。トナー補給量が「0(ゼロ)」のときは、補給を行わない。ここで算出されたトナー補給量に応じて、トナー補給装置36は現像剤容器13から現像器5のトナー補給口26を介して撹拌槽24に供給する。
<Calculation of toner supply amount>
FIG. 9 is a schematic flowchart showing a toner consumption amount calculation process in the toner replenishment amount calculation means 34. In step S501, the toner consumption per unit page is acquired by the processing shown in the flow of FIGS. 4 and 5, and in step S502, the average toner density is acquired by the processing shown in the flow of FIG. 7. In step S503, these acquisitions are acquired. The toner replenishment amount is calculated from the table shown in FIG. 10 using the toner consumption amount and the average toner density. FIG. 10 is an example of a table for retrieving the toner replenishment amount from the toner consumption amount (mg) and the average toner concentration (%). When the toner replenishment amount is “0 (zero)”, the replenishment is not performed. In accordance with the toner supply amount calculated here, the
図11は、以下の画像形成条件で、本発明のアルゴリズムにより1ドットあたりのトナー消費量を更新してトナーを補給した場合において、トナー濃度センサで取得、換算される換算トナー濃度の推移をシュミレーションしたものである。
(画像形成条件)
負荷:A4横全面ベタ(B/W比;100%)連続出力
現像剤量:230g
出力スピード:35rpm
線速:165mm/sec
基準(目標)トナー濃度:7%
この結果、概ね3分程度で基準(目標)トナー濃度に集束していることが分かった。
FIG. 11 shows the transition of the converted toner density obtained and converted by the toner density sensor when the toner consumption per dot is updated and the toner is replenished by the algorithm of the present invention under the following image forming conditions. It is a thing.
(Image formation conditions)
Load: A4 horizontal all over (B / W ratio; 100%) continuous output Developer amount: 230 g
Output speed: 35rpm
Line speed: 165mm / sec
Standard (target) toner concentration: 7%
As a result, it was found that the toner concentration was converged to the reference (target) toner density in about 3 minutes.
図12は、1ドットあたりのトナー消費量を更新する際の数式2で使用する最適化係数αを種々変更して、前述の条件でトナーを補給した場合において、トナー濃度センサで取得、換算される換算トナー濃度の基準トナー濃度からの最大ずれ量をシュミレーションしたものである。これによると、最適化係数αが約9E−10のときに換算トナー濃度の基準トナー濃度からの最大ずれ量が最小になっていることがわかる。
In FIG. 12, when the toner is replenished under the above-described conditions by variously changing the optimization coefficient α used in
トナー付着量を5g/m2と想定すると、解像度600dpiにおける1ドットあたりのトナー消費量の理想値は、1ドット=42.33μであるから、5×(42.33×10―6)2=8.96E−9(g)となる。したがって、最適化係数αは、トナー消費量の理想値の1/10程度が適当であることを示している。 Assuming that the toner adhesion amount is 5 g / m 2 , the ideal value of the toner consumption amount per dot at a resolution of 600 dpi is 1 dot = 42.33 μ, so 5 × (42.33 × 10 −6 ) 2 = It becomes 8.96E-9 (g). Therefore, the optimization coefficient α indicates that about 1/10 of the ideal value of the toner consumption is appropriate.
1 画像形成装置
5 現像器
27 透磁率センサ(トナー濃度センサ)
30 トナー濃度制御装置
31 トナー濃度平均処理手段
32 1ドットあたりのトナー消費量更新手段
33 トナー消費量予測手段
34 トナー補給量算出手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30 Toner
Claims (4)
前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
単位ページ毎のドット数をカウントするドットカウント手段と、
前記ドットカウント手段によるドットカウント数に1ドットあたりのトナー消費量を乗じて単位ページ毎に消費されるトナー消費量を予測するトナー消費量予測手段と、
前記トナー濃度検出手段により検出した検出トナー濃度と、前記トナー消費量予測手段により予測したトナー消費量とからトナー補給量を算出するトナー補給量算出手段とを有する画像形成装置において、
前記トナー消費量予測手段で使用する1ドットあたりのトナー消費量の値は、前記トナー濃度検出手段により検出した検出トナー濃度と基準トナー濃度との差に比例した補正を行なって更新することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus including a developing unit that develops an electrostatic latent image using a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier.
Toner density detecting means for detecting the toner density of the developer in the developing unit;
Dot counting means for counting the number of dots per unit page;
A toner consumption amount predicting means for predicting a toner consumption amount consumed for each unit page by multiplying a dot count number by the dot count means by a toner consumption amount per dot;
An image forming apparatus comprising: a toner replenishment amount calculating unit that calculates a toner replenishment amount from the detected toner concentration detected by the toner concentration detection unit and the toner consumption amount predicted by the toner consumption amount prediction unit;
The value of the toner consumption amount per dot used in the toner consumption amount predicting unit is updated by performing a correction proportional to the difference between the detected toner concentration detected by the toner concentration detecting unit and the reference toner concentration. An image forming apparatus.
1ドットあたりのトナー消費量=
更新前の1ドットあたりのトナー消費量−α(検出トナー濃度−基準トナー濃度)
により算出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The value of the toner consumption per dot is expressed by the following equation, where α is an optimization coefficient.
Toner consumption per dot =
Toner consumption per dot before update -α (detected toner concentration-reference toner concentration)
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is calculated by:
前記1ドットあたりのトナー消費量を更新する際に使用する検出トナー濃度は、前記第1の単位時間と異なる第2の単位時間の間に検出したトナー濃度の移動平均値とし、
前記トナー消費量予測手段で予測する予測トナー消費量は、前記第2の単位時間の間に予測した単位ページ毎の予測トナー消費量の移動平均値とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The detected toner density used in the toner replenishment amount calculating means is a moving average value of the toner density detected during the first unit time,
The detected toner density used when updating the toner consumption per dot is a moving average value of the toner density detected during a second unit time different from the first unit time.
3. The predicted toner consumption amount predicted by the toner consumption amount prediction unit is a moving average value of predicted toner consumption amounts for each unit page predicted during the second unit time. The image forming apparatus described in 1.
前記第2の単位時間は、前記現像器内を現像剤が1周循環するのに要する時間とすることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 The first unit time is a time required for the developer to circulate in the developing device half a cycle,
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the second unit time is a time required for the developer to circulate once in the developing unit.
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- 2008-05-14 JP JP2008127066A patent/JP2009276517A/en active Pending
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