JP2012047954A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナー補給モータを所定量駆動させて現像器にトナー補給を行いつつ(ステップS6)所定時間攪拌を行った後(ステップS7)のトナー濃度検出値(ステップS9)と、前記トナー補給を行う前のトナー濃度検出値との差であるトナー濃度変動値から、トナー濃度変動の大きさを前記トナー補給モータの駆動量に換算するためのトナー補給係数を取得し(ステップS12)、前記取得されたトナー補給係数に基づいて、その後のトナー補給時において補給すべきトナー量を現像器に補給するためのトナー補給モータの駆動量を決定し、前記トナー補給モータを当該決定された駆動量で駆動させる。
【選択図】図6
Description
通常、トナーは、大容量のトナー補給容器に貯蔵され、トナー補給容器内部やトナー補給容器に連設されたホッパ内部に設けられたコイルスクリューをトナー補給モータにより回転駆動させてトナーを搬送し、そのトナー補給口を介して現像器へと補給する機構や、トナー補給容器内壁に螺旋状の溝部が設けられ、トナー補給モータによりトナー補給容器を回転させると、当該溝部によりトナーが搬送され、トナー補給口を介して現像器へと補給される機構により、現像器にトナーを補給するように構成されている。
そこで、従来、現像器内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサを設け、駆動時間等により規定されるトナー補給モータの回転量と、それに対応するトナー濃度変動値との関係を表す補給係数やテーブル等が予め実験等により求められて画像形成装置内のROM等の記憶部に格納されており、トナー濃度センサの検出値に基づいて上記補給係数やテーブル等によりトナー補給モータの駆動量を決定し、現像器に補給されるトナー量を制御して、現像器内のトナー濃度を、良好な画像形成のための目標とする基準トナー濃度範囲内に維持されるように制御している。
そこで、トナー補給量の変動を抑制する技術の一つとして、例えば、各色用の現像器を1つの回転ラックに収容し、当該回転ラックを回転させて所定の現像位置に移動させて、各色のトナー像を像担持体上に順次形成するロータリー式の現像装置を備えた画像形成装置において、単色モードであるかフルカラーモードであるかによってトナー補給モータの駆動時間を決定するトナー補給テーブルを切り替える構成が、特許文献1に開示されている。これは、フルカラーモードの場合には、現像位置において形成するトナー像の色を順次切り替えるために、回転ラックを回転させて各色用の現像器を現像位置に移動させる際に、回転によりホッパ内のトナーが攪拌されるが、単色モードの場合には、現像するトナー色を切り替える必要が無いため回転ラックの回転頻度が低くなり、その結果、ホッパ内のトナーの攪拌頻度が低下して流動性が低下するためである。
また、トナー補給容器内部のトナー残量によってもトナー補給能力は変動し、さらには、トナーの流動性は、攪拌頻度の他に、温度や湿度といった使用環境によっても変動するため、それに伴ってトナー補給能力も変動する。
また、前記現像器の初回使用に係る情報を取得する初回使用情報取得手段を備え、初回使用前の初期状態において、前記現像器内部に収容されている現像剤のトナー濃度は、通常の画像形成動作実行時に目標とする基準濃度範囲の上限から前記換算情報の取得の際の前記トナー濃度変動値を減じた濃度以下であり、前記換算情報取得手段は、前記初回使用情報取得手段により現像器の初回使用を示す情報が取得された場合には、前記換算情報を取得してもよい。
また、現像器初回使用時のトナー補給換算情報取得の際に補給されるトナーによって換算情報取得後の現像器内のトナー濃度が基準濃度範囲の上限を上回る事態の発生を抑制し、トナー補給換算情報取得後すぐに良好な画像形成を行うことができる。
これにより、現像器初回使用時のみならず、トナー補給換算情報取得の際に補給されるトナーによって換算情報取得後の現像器内のトナー濃度が基準濃度範囲の上限を上回る事態の発生を抑制し、トナー補給換算情報取得後すぐに良好な画像形成を行うことが出来る。
これにより、トナー補給係数を用いて、トナー補給手段の駆動量を容易に求めることができる。
これにより、トナー濃度変動値とトナー補給手段の駆動量との関係が、簡単な係数や数式で表せない場合であっても、テーブルを参照することによりトナー補給手段の駆動量を容易に求めることが出来る。
これにより、温度や湿度の変化によってトナーの流動性が変化し、トナー補給手段のトナー補給能力に変動が生じた場合においても、変動後のトナー補給能力に対応した換算情報を用いてトナー補給手段の駆動量を決定し、実際に補給されるトナー量をより正確に制御してトナー濃度変動を抑制し、安定的に良好な画像形成を行うことが出来る。
前記換算情報取得手段は、前記トナー残量検出手段により検出されたトナー残量が所定の値以下となった場合に、前記換算情報を取得してもよい。
これにより、トナー収容容器内のトナー残量が少なくなってトナーの流動性が変化し、トナー補給手段のトナー補給能力に変動が生じた場合においても、変動後のトナー補給能力に対応した換算情報を用いてトナー補給手段の駆動量を決定し、実際に補給されるトナー量をより正確に制御してトナー濃度変動を抑制し、安定的に良好な画像形成を行うことが出来る。
以下、本発明に係る定着部および画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタル複写機(以下、単に「複写機」という。)に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
(1−1.複写機の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る複写機10の全体構成を示す概略断面図である。
画像形成部12は、C、M、Y、Kの各再現色それぞれに対応する作像部20C〜20Kと、中間転写ベルト21、および上記C、M、Y、K各色のトナーをそれぞれ対応する作像部20に補給するトナー補給部7C〜7Kなどを備えている。
中間転写ベルト21は、無端状のベルトであり、駆動ローラ22と従動ローラ23に張架されて同図矢印で示す方向に循環駆動される。
定着部14は、相互に圧接される定着ローラと加圧ローラと、定着ローラを加熱するためのヒータなどを備えている。
制御部60は、ユーザから操作パネル16等を介して複写等の実行指示を受け付けると、その指示に基づき、画像読取部11と画像形成部12などを制御して受け付けた複写等の動作を開始させる。具体的には、複写の場合には、画像読取部11に対し原稿画像の読み取りを実行させると共に、読み取って得られた画像データに基づいて露光部3C〜3Kのレーザダイオードを駆動させる。これにより露光部3C〜3Kのレーザダイオードから各色に対するレーザ光Lが出射されて、感光体ドラム1C〜1Kが1ラインずつ露光走査される。
図2は、制御部60の構成を示すブロック図である。同図に示すように制御部60は主な構成要素として、CPU(Central Processing Unit)61、通信インターフェース(I/F)部62、ROM(Read Only Memory)63、RAM(Random Access Memory)64、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory )651、トナー濃度検出値記憶部652、トナー補給換算情報記憶部653等を備える。
CPU61は、ROM63から必要なプログラムを読み出し、上記画像読取部11、画像形成部12、給送部13、定着部14の動作をタイミングを取りながら統一的に制御して、通信I/F部62が受信したプリントジョブのデータに基づくプリント動作や、操作パネル16上からユーザにより入力されたコピージョブ等を円滑に実行させる。
トナー補給換算情報取得部611は、トナー濃度センサ54による検出値を基にトナー濃度変動の大きさをトナー補給モータ73の駆動量に換算するためのトナー補給換算情報を取得する。
トナー濃度検出値記憶部652およびトナー補給換算情報記憶部653は、EEPROM等の不揮発メモリより成る記憶手段である。トナー濃度検出値記憶部652は、トナー濃度センサ54により検出されたトナー濃度を指標する値であるトナー濃度検出値を記憶する。トナー補給換算情報記憶部653は、トナー補給換算情報取得部611により取得されたトナー補給換算情報を記憶する。これらについては、詳しくは後述する。
また、CPU61は、単一のCPUに限られず、互いに連携して働く複数のCPUから構成されていてもよい。
(1−2.現像器およびトナー補給部の構成)
図3は、トナー補給部7Cおよび現像器5Cの概略構成を模式的に示す図であり、図4は、現像器5Cの概略構成を示す断面図である。図3に示す現像器5Cは、図4のA−A線における現像器5Cの矢視断面図を模式的に表したものである。
また、現像器5Cおよびトナー補給部7Cを構成する各部の符号については、再現色を表す添字を省略している。
トナー補給部7Cは、図3に示すように、トナーカートリッジ71、ホッパ72、スパイラルローラ721、およびトナー補給モータ73等により構成されており、トナーカートリッジ71に収容されているC色の補給用トナーEを制御部60の指示により現像器5Cに供給する。トナーカートリッジ71は、ホッパ72に着脱可能に装着することができるようになっている。
スパイラルローラ721は、回転軸部材の周面上に螺旋羽根が立設されて成り、トナー補給モータ73の駆動力を受けて回転し、ホッパ72に装着されているトナーカートリッジ71からホッパ72内部へと自重により移動してきたトナーEを、同図に示す矢印の方向(同図において、紙面右方向)に搬送し、ホッパ72の上記トナー搬送方向下流側(開口部723と反対側)の端部に設けられたトナー供給口722および、当該トナー供給口722に対向してハウジング50に設けられているトナー受入口98を介して現像器5Cへとトナーを供給する。
ハウジング50は、隔壁(仕切り)57を介して上部の供給室58と下部の攪拌室59に区画されてなり、供給室58に現像ローラ51と供給スクリュー52が配され、攪拌室59に攪拌スクリュー53が配される構成になっている。供給室58と攪拌室59には、現像剤Dが収容されている。
マグネットローラ512は、複数の磁極、例えばN極とS極の形成された部分が周方向に順に交互に並ぶように設けられてなり、回転不可となるように軸方向の端部がハウジング50に固定されている。各磁極のそれぞれは、軸方向に沿って延在されている。
供給スクリュー52は、供給室58内において現像ローラ51を挟んで感光体ドラム1Cに対向する位置に配され、軸方向に平行な姿勢で回転自在にハウジング50に支持されており、同図の矢印で示す方向に回転することにより供給室58内の現像剤Dを軸方向に沿って搬送しつつ、現像ローラ51に供給する。
図3および図4に示すように、ハウジング50に設けられている供給室58と攪拌室59は、軸方向に沿って長尺の筒状に形成され、隔壁57により仕切られているが、隔壁57の軸方向一方端側(図3における右側)に設けられた第1連通路93を介して連通すると共に、軸方向他方端側(図3における左側)に設けられた第2連通路94を介して連通する構成になっている。
攪拌スクリュー53は、回転軸の外周面に沿って螺旋羽根が立設されてなり、軸方向両端部が攪拌室59の両側壁に軸受部材を介して回転自在に支持される。
現像ローラ51、供給スクリュー52、攪拌スクリュー53のそれぞれには、装置後側(図3においては、左側)の軸部分にギアが取着されており、これらギアの噛合により、現像モータ56からの回転駆動力が現像ローラ51、供給スクリュー52、攪拌スクリュー53に伝達されて、回転駆動されるようになっている。なお、図3においては、現像ローラ51の軸および当該軸部分に取着されているギアについては図示を省略している。
供給スクリュー52により搬送される現像剤Dが現像剤搬送方向下流側の端部に設けられた第2連通路94に到達すると、当該第2連通路94を通って、攪拌室59に搬送される。
ホッパ72から補給されるトナーは、供給室58の現像剤搬送方向下流側の端部に設けられたトナー受入口98を介して供給室58内へと送り込まれた後、供給室58内を供給スクリュー52により搬送されてきた現像剤Dと共に、第2連通路94を通って攪拌室59へと送られ、攪拌スクリュー53により攪拌されつつ搬送される。
(1−3.トナー補給係数取得処理)
トナー補給機構であるトナー補給部7の個体間のトナー補給能力のばらつきは、ホッパ72のスパイラルローラ721の螺旋羽根の稜線と円筒部724内壁との間の隙間の大きさ、スパイラルローラ721の螺旋羽根の角度や間隔の微少なばらつき、ホッパ72と現像器5とが接続された際のトナー供給口722とトナー受入口98とのずれ等の要因により発生する。
以下、本実施の形態では、現像器5の初回使用が検出された場合に、トナー補給機構のトナー補給能力を検出する構成について説明する。また、本実施の形態においては、トナー補給換算情報として、トナー補給係数を用いる。
なお、図示していないが、複写機10全体を制御するメインルーチンが別途有り、当該メインルーチンにおいて当該トナー補給係数取得処理のサブルーチンがコールされる毎に実行される。このコールは、例えば、複写機10の電源が投入されたときやスリープ復帰時に行われる。
上記ステップS2において、攪拌スクリュー53を回転させる所定時間については、現像剤を十分に攪拌することができる時間であれば、任意に決定することができるが、具体的には、例えば、120秒である。
続いて、トナー補給モータ73を所定量駆動して、トナー補給部7から現像器5へとトナーを補給しつつ、供給スクリュー52および攪拌スクリュー53を現像モータ56により回転させて所定時間トナーを攪拌する(ステップS6、ステップS7)。ここで、トナー補給(ステップS6)とトナー攪拌(ステップS7)については、トナー補給が完了してから攪拌が開始されるとしてもよいが、通常は、トナー補給とトナー攪拌は同時に行われる。以下、各実施の形態および各変形例においても、同様である。
そして、現在のカウンタの値nに「1」をインクリメントして、トナー濃度センサ54によるトナー濃度検出値Tnを取得し、取得されたトナー濃度検出値Tnを、トナー濃度検出値記憶部652(図2参照)に記憶する(ステップS8、ステップS9、ステップS10)。
現在のカウンタの値nがNでない場合、ステップS6に戻り(ステップS11:NO、ステップS6)、以降、ステップS11においてnがNであると判定されるまで、ステップS6からステップS11を繰り返す。N=5の場合は、上記の構成により、ステップS6のトナー補給モータ73を所定量駆動させて行うトナー補給、ステップS7の所定時間のトナー攪拌、ステップS9のトナー濃度検出値取得、およびステップS10の取得されたトナー濃度検出値の記憶の一連の動作を5回繰り返すことになる。その際、上記一連の動作が1回繰り返されるごとにカウンタの値nに「1」がインクリメントされるので、それぞれの回のトナー濃度検出値Tnは、T1、T2、・・・、T(N−1)(=T4)、TN(=T5)となる。
トナー補給係数の算出は、具体的には、例えば、以下のようにして行う。TnからT(n−1)を差し引いた値であるトナー補給1回分に対するトナー濃度変動値△T(1回分のトナー補給前後のトナー濃度検出値の差異)を、それぞれのnの値(N=5の場合は、n=1、2、3、4、5)について求め、1回分のトナー補給モータの駆動量(ここでは、例えば、駆動ステップ数)を△Tの平均値で除することにより求められる。即ち、トナー補給係数=駆動ステップ数/平均△Tとして求められる。
TNがTbよりも小さい場合、現像器5内の現像剤Dの現在のトナー濃度が基準トナー濃度範囲の下限値よりも低いことになるので、ステップS12で算出されたトナー補給係数を用いて、トナー濃度検出値が、目標のトナー濃度である基準トナー濃度に対応するトナー濃度検出値である基準トナー濃度検出値Tsに達するまでに補給すべきトナー量を現像器5に補給するためのトナー補給モータ73の駆動量を算出し、算出された駆動量でトナー補給モータ73を駆動して現像器5にトナーを補給し、供給スクリュー52および攪拌スクリュー53を現像モータ56により回転させて所定時間トナーを攪拌して(ステップS14:TN<Tb、ステップS15、ステップS16、ステップS17)、メインルーチンにリターンする。上記ステップS17において、供給スクリュー52および攪拌スクリュー53を回転させる所定時間については、補給されたトナーと現像器5内部の現像剤とを十分に攪拌することができる時間であれば、任意に決定することができるが、具体的には、例えば、60秒である。
TNがTaよりも大きい場合、現像器5内の現像剤Dの現在のトナー濃度が基準トナー濃度範囲の上限値よりも高いことになるので、トナーパターンを出力してトナーを強制的に消費させた後、トナー濃度センサ54によるトナー濃度検出値Tを取得して、取得されたトナー濃度検出値TがTa以下であるかどうかを判定する(ステップS14:Ta<TN、ステップS18、ステップS19、ステップS20)。
ステップS20で、トナー濃度検出値TがTa以下であると判定されると(ステップS20:YES)、現在の現像器5内のトナー濃度は基準トナー濃度範囲の上限値以下になっているので、メインルーチンにリターンする。
また、上記ステップS2におけるトナー攪拌時、ステップS6からステップS12におけるトナー補給係数の取得時、および、ステップS16からステップS17におけるトナー補給および攪拌時においては、画像形成は行われておらず、従って、トナーは消費されない。
T1−T0=53、T2−T1=55、T3−T2=47、T4−T3=46、T5−T4=49であるので、これらの平均値は、(53+55+47+46+49)/5=50である。ここで、トナー濃度検出値Tの値を1変動させるために必要なトナー補給モータ73の駆動ステップ数をトナー補給係数kと定義すると、トナー補給係数k=(トナー補給1回分のトナー補給モータ73の駆動ステップ数)/(平均△T)であるので、k=100/50=2となる。
(1−4.トナー補給処理)
以上説明したように、現像器5の初回使用時に各色用のトナー補給部7それぞれのトナー補給能力を反映したトナー補給係数kを求めることにより、その後の画像形成動作実行時におけるトナー補給の際に、個々のトナー補給部7のトナー補給能力のばらつきに係らず、補給しようとする量のトナー量と実際に補給されるトナー量との間のずれを抑制し、現像器5内に収容されている現像剤中のトナー濃度の制御をより正確に行うことができる。これにより、現像剤中のトナー濃度変動を抑制して、画像不良の発生を抑制することができる。
図8に、画像形成動作実行時におけるトナー補給処理の内容を表すフローチャートを示す。
同図に示すように、先ず、プリントジョブが開始されると、タイマーをリセットしてスタートさせる(ステップS31:YES、ステップS32)。
プリントジョブが終了していない場合、即ち、プリントジョブ実行中である場合には、トナー濃度検出値Tを取得し、取得されたトナー濃度検出値Tが基準トナー濃度検出値範囲の下限値Tbよりも小さいかどうかの判定を行う(ステップS33:NO、ステップS34、ステップS35)。
トナー補給モータ73の駆動量の取得は、具体的には、例えば、以下のようにして行う。基準トナー濃度検出値Tsを、例えば、2500とし、現在のトナー濃度検出値Tを、例えば、2250すると、基準トナー濃度検出値Tsに達するまでに、トナー濃度検出値を、Ts−T=2500−2250=250変動(増加)させればよく、当該トナー濃度検出値の変動量に相当する量のトナーを補給すればよい。上記トナー補給係数取得処理の説明にて例示したように、トナー補給係数kは、例えば、k=2であるので、この場合、トナー濃度検出値を250変動させるために必要なトナー補給モータ73の駆動量は、(Ts−T)×k=250×2=500パルスである。
そして、トナー補給制御部612(図2参照)により、ステップS36において算出された駆動量でトナー補給モータ73を駆動させて現像器5にトナーを補給した後、タイマーが2秒経過したかどうかの判定を行う(ステップS37、ステップS38)。
タイマーが2秒経過していない場合は、引き続きタイマーが2秒経過したかどうかの判定を行う(ステップS38:NO、ステップS38)。
ステップS33においてプリントジョブが終了したと判定されると(ステップS33:YES)、メインルーチンにリターンする。
また、上記フローにおいては、プリントジョブとは、トナーによる感光体ドラム1上に形成された静電潜像の現像(顕像化)を伴う画像形成動作を意味し、コピージョブをも含む意味で用いている。
(1−5.初期状態における現像剤のトナー濃度)
以上説明したように、本実施の形態においては、図5および図6に示すトナー補給係数取得処理において、トナー補給モータ73を所定量駆動してトナーを所定量補給し、所定時間トナーを攪拌した後にトナー濃度検出値を取得する一連の動作をN回繰り返してトナー補給係数を算出する。このとき、所定量のトナー補給を1回行う前と後のトナー濃度検出値の差(変動値)を△Tとすると、上記一連の動作をN回行う際のトナー濃度検出値の総変動値は、N△Tであり、T0+N△T=TNとなる。
そこで、TN(=T0+N△T)≦Taとなるような、即ち、T0≦Ta−N△T(=Tdとする)となるようなトナー濃度の現像剤が、初回使用前の初期状態において現像器5内に予め収容されているようにしてもよい。このようにすると、TNがTa以下となるように強制的にトナーを排出させなくてよいため、トナーの無駄な消費を抑制することができる。また、ステップS14からステップS20の処理を省略することができる。
<実施の形態2>
上記実施の形態1においては、現像器5の初回使用時に、各色用のトナー補給部7のトナー補給係数を算出し、その後のトナー補給の際に算出されたそれぞれのトナー補給係数を用いて、それぞれ対応するトナー補給モータ73の駆動量を決定し、当該決定された駆動量でトナー補給モータ73を駆動させて現像器5にトナーを補給することにより、個々のトナー補給部7の補給能力のばらつきに係らず、より正確にトナー補給量の制御を行う構成について説明した。
そこで、実施の形態2では、トナーカートリッジ71内部のトナー残量および、複写機10内部の温湿度によって、トナー補給係数をアップデートする構成について説明する。
(2−1.制御部の構成)
図9は、本実施の形態における制御部60の構成を示すブロック図である。本実施の形態においては、制御部60は、温湿度情報記憶部66を備える。
温湿度情報記憶部66は、EEPROM等の不揮発メモリより成る記憶手段であり、トナー補給係数取得処理が実行されたときの環境センサ44による検出温度および検出湿度を記憶する。温湿度情報記憶部66は、独立した記憶部材でなくてもよく、当該温湿度情報記憶部66の機能を、EEPROM651、または、トナー濃度検出値記憶部652やトナー補給換算情報記憶部653に行わせてもよい。
トナー残量検出部74は、発光素子741と受光素子742とから成る透過型フォトセンサである。トナーカートリッジ71の筐体711の発光素子741および受光素子742と対向する位置には、それぞれ透光窓712および713が筐体711に一体的に設けられている。
一方、図10(b)に示すように、トナーカートリッジ71内部のトナー残量が少ない状態においては、発光素子741からの出射光は、透光窓712を透過した後、トナーカートリッジ71の筐体711内部に侵入し、トナーEに遮られることなく筐体711内部を通過して透光窓713から筐体711外部へと出た後、受光素子742に入射する。受光素子742は、入射光を光電変換して、電圧を発生させる。
本実施の形態においては、具体的には、例えば、トナーカートリッジ71内のトナー残量が1/3になった時のトナー液面の高さに相当する位置に透光窓712および713が設けられており、これにより、トナー残量が1/3になったことを検出する。
また、トナー残量検出部74により検出されるトナー残量は1/3に限られず、トナー補給部7のトナー補給能力に有意な変動が生じると考えられる任意のトナー残量を検出してもよい。
(2−2.トナー補給係数取得処理)
トナー補給部7のトナー補給能力は、複写機10内部の温度や湿度の影響を受けて変動し、また、トナーカートリッジ71内部のトナー残量によっても変動する。
図11は、本実施の形態におけるトナー補給係数取得処理の内容を示すフローチャートの一部であり、図12は、図11の続きを示すフローチャートである。
なお、図示していないが、複写機10全体を制御するメインルーチンが別途有り、当該メインルーチンにおいて当該トナー補給係数取得処理のサブルーチンがコールされる毎に実行される。このコールは、例えば複写機10の電源がONになっている間、所定時間間隔毎、具体的には、例えば、数秒間隔毎等に行われる。
トナー補給係数取得フラグがONになっている場合、トナー濃度センサ54によるトナー濃度検出値Tを取得し、取得されたトナー濃度検出値TがTdよりも小さいかどうかの判定を行う(ステップS41:YES、ステップS42、ステップS43)。なお、実施の形態1で説明したように、Td=Ta−N△Tである。
ステップS43において、トナー濃度検出値TがTdよりも小さいと判定された場合、トナーパターンを出力させる必要はないので、そのままステップS47へと移動してカウンタの値nを0にする(ステップS43:YES、ステップS47)。
続いて、トナー補給モータ73を所定量駆動して、トナー補給部7から現像器5へとトナーを補給する(ステップS49)。ステップS49からステップS56は、図6に示すフローチャートにおけるステップS6からステップS13までと同じであるので、ここでは説明を省略する。
以下、ステップS59からステップS65は、図6に示すフローチャートにおけるステップS14からステップS20と同じであるので、ここでは説明を省略する。
また、上記ステップS57の実行は、同図に示すタイミングに限られない。例えば、ステップS55の後からステップS65までのいずれのタイミングで実行されるとしてもよく、ステップS65の後、メインルーチンにリターンする前に実行されるとしてもよい。
逆に、ステップS55でトナー補給係数が取得された後、ステップS59からステップS65においてトナー濃度検出値Tが基準トナー濃度検出値範囲内になるように調整されるため、予めトナー濃度検出値TがTdよりも小さくなるようにしなくてもよく、この場合、ステップS43からステップS46の処理を省略してもよい。
(2−3.トナー補給係数取得フラグ設定処理)
図13は、トナー補給係数取得フラグ設定処理の内容を表すフローチャートである。なお、図示していないが、複写機10全体を制御するメインルーチンが別途有り、当該メインルーチンにおいて当該トナー補給係数取得フラグ設定処理のサブルーチンがコールされる毎に実行される。このコールは、例えば複写機10の電源がONになっている間、所定時間間隔毎、具体的には、例えば、数秒間隔毎等に行われる。
次に、環境センサ44による現在の検出温度t2を取得し、温度t2とt1との差分が所定値△t以上であるかどうかの判定を行う(ステップS72、ステップS73)。ここで、差分は絶対値であり、t2からt1を差し引いた値が正の値であっても負の値であっても、その絶対値が所定値△t以上であるかどうかを判定する。所定値△tは、当該値以上の温度変化があると、トナー流動性の変化等に起因するトナー補給部7のトナー補給能力に有意な大きさの変動が発生すると想定される値であり、たとえば、5〜10℃である。所定値△tは、予め実験等により求められ、ROM63等の記憶手段に記憶される。
ステップS73において、温度t2とt1の差分が所定値△t以上でない、即ち所定値△tよりも小さいと判定されると、次に、温湿度情報記憶部66に記憶されている前回のトナー補給係数取得時の環境センサ44による検出湿度h1を読み出す(ステップS73:NO、ステップS74)。
ステップS76において、湿度h2とh1の差分が所定値△h以上でない、即ち所定値△hよりも小さいと判定されると、次に、トナー残量検出部74の出力がOFFからONに初回変化したかどうかの判定が行われる(ステップS76:NO、ステップS77)。
ステップS77において、トナー残量検出部74の出力がOFFからONに初回変化していない場合、次に、トナー補給係数取得フラグがONになっているかどうかを判定する(ステップS77:NO、ステップS79)。トナー補給係数取得フラグがONになっていなければ(OFFであれば)(ステップS79:NO)、そのままメインルーチンにリターンする。この場合は、トナー補給係数取得フラグはセットされない(ONにされない)。一方、トナー補給係数取得フラグがONになっている場合、当該トナー補給係数取得フラグをOFFにして(ステップS79:YES、ステップS80)、メインルーチンにリターンする。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を考えることができる。
トナー補給処理実行時において、トナー補給モータ73の駆動量を算出する際には、トナー濃度検出値Tと基準トナー濃度検出値Tsとの差分を基に当該テーブルを参照して算出する。このとき、上記差分に最も近いトナー濃度変動値をテーブルから読み出し、読み出した値をそのまま適用してもよく、差分に近い2つのトナー濃度変動値をテーブルから読み出し、線形補間等の補間を行って、トナー補給モータ73の駆動量を算出してもよい。
(3)上記各実施の形態においては、トナー補給モータ73として、ステッピングモータを用いた例について説明したが、これに限られず、例えば、DCモータを用いてもよい。
(4)上記実施の形態2では、図11に示すトナー補給係数取得処理のフローにおけるステップS43でトナー濃度検出値TがTd以上である場合には、トナーパターンを出力してトナーを強制的に消費させたが、これに限られない。例えば、トナー濃度検出値Tが所定の閾値(実施の形態2においては、Td)より大きいか小さいかに係らず、トナー補給係数取得フラグがONであると判定されると、トナーパターンを出力してトナーを強制的に消費させてもよい。この場合、ステップS42およびステップS43の処理を省略することができる。この場合においても、ステップS59からステップS65の処理において、トナー濃度検出値Tが基準トナー濃度検出値範囲内に収められるため、当該トナー補給係数取得処理終了後すぐに良好な画像形成を問題なく行うことができる。
トナー残量検出部74のみを備える場合は、トナー残量検出部74の出力がOFFからONに初回変化したときに、トナー補給係数取得フラグをONに設定する。この場合、図13に示すトナー補給係数取得フラグ設定処理のフローにおいて、ステップS71〜ステップS76の処理および、ステップS79〜ステップS80の処理を省略することができる。
また、上記実施の形態2においては、環境センサ44は、複写機10機内の温度および湿度の両方を検出するとしたが、これに限られない。例えば、環境センサ44は、機内温度と機内湿度のうちいずれか一方のみを検出するとしてもよい。
(6)上記実施の形態2においては、環境センサ44による機内の検出温度tが所定値△t以上変化したとき、検出湿度hが所定値△h以上変化したとき、トナー残量検出部の出力がOFFからONに初回変化した時のうち、少なくともいずれか1つを満たす場合に、トナー補給係数取得フラグがONに設定されるとしたが、これに限られない。例えば、トナー濃度検出値Tの変動幅が所定の範囲を超えた場合(Tの値が所定の範囲の上限を超えた場合、もしくは下限を下回った場合)に、トナー補給係数取得フラグをONに設定するとしてもよい。
(10)上記各実施の形態における具体的な数値は一例として挙げたものであり、これらに限定されないことは勿論である。
(11)本発明は、タンデム型カラーデジタル複写機に限られず、モノクロ/カラー、タンデム型/ロータリー式の複写機、プリンタ、ファックス、また、これらの機能を備えた複合機(MFP:Multifunction Peripheral)など、およそ2成分現像剤を収容した現像器にトナーを補給する機構を備えた全ての画像形成装置に適用される。
7 トナー補給部
44 環境センサ
51 現像ローラ
52 供給スクリュー
53 攪拌スクリュー
54 トナー濃度センサ
71 トナーカートリッジ
72 ホッパ
73 トナー補給モータ
74 トナー残量検出部
98 トナー受入口
712、713 透光窓
721 スパイラルローラ
722 トナー供給口
723 開口部
724 円筒部
741 発光素子
742 受光素子
Claims (7)
- 像担持体上の静電潜像を、キャリアとトナーを含む二成分現像剤を収容する現像器により現像する画像形成装置であって、
前記現像器にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記現像器内部の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
前記現像器内部の現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー補給手段を所定量だけ駆動させて前記現像器にトナー補給を行い、前記攪拌手段により所定時間攪拌を行った後の前記トナー濃度検出手段によるトナー濃度検出値と、前記トナー補給を行う前のトナー濃度検出値との差であるトナー濃度変動値から、トナー濃度変動の大きさを前記トナー補給手段の駆動量に換算するための換算情報を取得する換算情報取得手段と、
前記取得された換算情報に基づいて、その後のトナー補給時において、目標のトナー濃度に達するまでに補給すべきトナー量を前記現像器に補給するための前記トナー補給手段の駆動量を決定し、前記トナー補給手段を当該決定された駆動量で駆動させる補給制御手段と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記現像器の初回使用に係る情報を取得する初回使用情報取得手段を備え、
初回使用前の初期状態において、前記現像器内部に収容されている現像剤のトナー濃度は、通常の画像形成動作実行時に目標とする基準濃度範囲の上限から前記換算情報の取得の際の前記トナー濃度変動値を減じた濃度以下であり、
前記換算情報取得手段は、前記初回使用情報取得手段により現像器の初回使用を示す情報が取得された場合には、前記換算情報を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記補給制御部は、前記換算情報取得手段による前記換算情報の取得に先立って、前記現像器に所定のパターン画像を現像させ、強制的にトナーを消費させる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記換算情報は、前記トナー補給手段の駆動量とトナー濃度変動値との比から求められるトナー補給係数であり、
前記制御手段は、前記トナー補給係数に基づいてトナー補給時の前記トナー補給手段の駆動量を決定する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記換算情報は、前記トナー補給手段の駆動量と、前記トナー補給手段の駆動量に対応する前記トナー濃度変動値とが格納されたテーブルであり、
前記制御手段は、前記テーブルを参照してトナー補給時の前記トナー補給手段の駆動量を決定する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 自機内の温度および湿度のうち少なくとも一方を検出する機内環境検出手段を備え、
前記換算情報取得手段は、前記機内環境検出手段による検出温度および検出湿度のうち少なくとも一方の変化が所定の値以上である場合に、前記換算情報を取得する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記トナー補給手段は、トナーを収容するトナー収容容器と、当該トナー収容容器内のトナー残量を検出するトナー残量検出手段と、を有し、
前記換算情報取得手段は、前記トナー残量検出手段により検出されたトナー残量が所定の値以下となった場合に、前記換算情報を取得する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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