JP2015125225A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、その中でも特に、現像容器内に残っている現像剤の残量を検出する機能を有する画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に形成した静電潜像に対して、現像容器内に収納された現像剤（トナー）を現像剤担持体である現像スリーブによって供給することで、感光体ドラム上に現像剤像を形成（可視像化）している。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a developer (toner) stored in a developing container is applied to an electrostatic latent image formed on the surface of a photosensitive drum by a developing sleeve that is a developer carrying member. By supplying, a developer image is formed (visualized) on the photosensitive drum.
このような画像形成装置において、現像容器内に蓄えられている現像剤は、画像形成動作が行われる度にその消費が進む。そして、画像形成装置の現像容器内に現像剤残量検出手段を設けて、現像容器内の現像剤残量が所定量にまで減じたことを検出し、次の現像剤の補給の必要性を表示して連絡する機構が設けられている。 In such an image forming apparatus, the developer stored in the developing container is consumed every time an image forming operation is performed. Then, a developer remaining amount detecting means is provided in the developing container of the image forming apparatus to detect that the remaining amount of developer in the developing container has been reduced to a predetermined amount, and to confirm the necessity of replenishing the next developer. A mechanism for displaying and communicating is provided.
現像剤残量検出手段としては、現像容器の内部に設けた現像スリーブと現像スリーブに対して平行に配置された棒状のアンテナ電極の間の誘導電圧を測定し、その測定値から現像容器内の現像剤残量を検出する構成が用いられている。 As the developer remaining amount detecting means, the induced voltage between the developing sleeve provided inside the developing container and the rod-shaped antenna electrode arranged in parallel to the developing sleeve is measured, and the measured value in the developing container is measured. A configuration for detecting the remaining amount of developer is used.
現像スリーブとアンテナ電極の間に生じる誘導電圧の大きさを用いて、現像容器内に残っている現像剤の残量を検出できるのは、以下の理由による。 The remaining amount of developer remaining in the developing container can be detected using the magnitude of the induced voltage generated between the developing sleeve and the antenna electrode for the following reason.
すなわち、現像スリーブに高電圧が印加されて、アンテナ電極に誘導される電圧は、アンテナ電極と現像スリーブによって形成されるコンデンサの静電容量の大きさによって変化する。すなわち、コンデンサの静電容量が大きくなると誘導電圧も大きくなり、逆にコンデンサの静電容量が小さくなると誘導電圧も小さくなるからである。 That is, when a high voltage is applied to the developing sleeve and the voltage induced to the antenna electrode changes depending on the capacitance of the capacitor formed by the antenna electrode and the developing sleeve. That is, the induced voltage increases as the capacitance of the capacitor increases, and conversely, the induced voltage decreases as the capacitance of the capacitor decreases.
また、現像スリーブとアンテナ電極によって形成されるコンデンサの静電容量の大きさは、現像スリーブとアンテナ電極の間の距離や、現像スリーブとアンテナ電極との間に存在する物質の誘電率などによって変化する。 The capacitance of the capacitor formed by the developing sleeve and the antenna electrode varies depending on the distance between the developing sleeve and the antenna electrode, the dielectric constant of the substance existing between the developing sleeve and the antenna electrode, and the like. To do.
現像スリーブとアンテナ電極は現像容器に固定されているので、両者間の距離は変化しないが、現像容器内の現像剤の残量に応じて、現像スリーブとアンテナ電極の間の空間に存在する現像剤の量が変化する。このため、現像スリーブとアンテナ電極の間の空間に存在する現像剤の量の変化に応じて、前述の誘導電圧が変化する。 Since the developing sleeve and the antenna electrode are fixed to the developing container, the distance between the two does not change, but the development existing in the space between the developing sleeve and the antenna electrode according to the remaining amount of the developer in the developing container. The amount of agent changes. For this reason, the above-mentioned induced voltage changes according to a change in the amount of the developer present in the space between the developing sleeve and the antenna electrode.
アンテナ電極と現像スリーブによって形成されるコンデンサの静電容量は、これらの間の距離、これらの外径、直線性（線材のソリ）などによって決定される。 The capacitance of the capacitor formed by the antenna electrode and the developing sleeve is determined by the distance between them, their outer diameter, linearity (wire warp), and the like.
しかしながら、アンテナ電極と現像スリーブによって構成されるコンデンサの静電容量は、コンデンサの静電容量を構成する２本の電極のそれぞれの個体差（電極間距離の公差、外径の公差、直線性の公差）によってバラツキをもつこととなる。 However, the capacitance of the capacitor formed by the antenna electrode and the developing sleeve is different from each of the two electrodes constituting the capacitance of the capacitor (tolerance of distance between electrodes, tolerance of outer diameter, linearity). (Tolerance) will vary.
したがって、従来例では、現像手段を量産した場合には、現像剤の残量を検出するために設置した一対の電極であるアンテナ電極と現像スリーブの構成に設定された寸法公差内でのバラツキが生じ、それにより、現像剤残量の検出精度にもバラツキが生じていた。 Therefore, in the conventional example, when the developing means is mass-produced, there is a variation within the dimensional tolerance set in the configuration of the antenna electrode and the developing sleeve, which are a pair of electrodes installed to detect the remaining amount of the developer. As a result, the detection accuracy of the remaining amount of developer also varies.
具体的には、一対の電極間の距離、それぞれの電極の外径、それぞれの電極の直線性（線材のソリ）などによって一対の電極によって構成されたコンデンサの静電容量にバラツキが存在する。 Specifically, there is variation in the capacitance of the capacitor formed by the pair of electrodes due to the distance between the pair of electrodes, the outer diameter of each electrode, the linearity of each electrode (the warpage of the wire), and the like.
例えば、アンテナ電極と現像スリーブの間の間隔が設計値よりも大きい場合、誘導電圧は、設定値での誘導電圧よりも小さくなる。一方、アンテナ電極と現像スリーブの間の間隔が設計値よりも小さい場合、誘導電圧は本来の誘導電圧よりも大きくなる。 For example, when the distance between the antenna electrode and the developing sleeve is larger than the design value, the induced voltage is smaller than the induced voltage at the set value. On the other hand, when the distance between the antenna electrode and the developing sleeve is smaller than the design value, the induced voltage becomes larger than the original induced voltage.
また、アンテナ電極の外径が設計値よりも大きい場合、誘導電圧は設定値よりも大きくなる。一方、アンテナ電極の外径が設計値よりも小さい場合、誘導電圧は本来の誘導電圧よりも小さくなる。 Further, when the outer diameter of the antenna electrode is larger than the design value, the induced voltage is larger than the set value. On the other hand, when the outer diameter of the antenna electrode is smaller than the design value, the induced voltage is smaller than the original induced voltage.
また、直線性が悪くアンテナ電極に反りがある場合、例えばアンテナ電極の長手方向中央が両側に比べて現像スリーブに近づく方向に反っている場合はその中央の間隔が基準となる設定間隔よりも小さいため誘導電圧は本来の誘導電圧よりも大きくなる。一方、アンテナ電極の長手方向中央が両側に比べて現像スリーブから遠ざかる方向に反っている場合はその中央の間隔が基準となる設定間隔よりも大きくなるため、誘導電圧は本来の誘導電圧よりも小さくなる。 Also, when the antenna electrode is warped due to poor linearity, for example, when the center in the longitudinal direction of the antenna electrode is warped in a direction closer to the developing sleeve than both sides, the center interval is smaller than the reference set interval. Therefore, the induced voltage becomes larger than the original induced voltage. On the other hand, when the center in the longitudinal direction of the antenna electrode is warped in the direction away from the developing sleeve as compared with both sides, the center interval becomes larger than the reference set interval, so the induced voltage is smaller than the original induced voltage. Become.
このように電極の構成にバラツキが生じた結果、電極の構成がバラツキの範囲で異なる２台の現像容器では、現像剤の残量が同じであるにもかかわらず、その電極間に生じる誘導電圧が異なるという事が起きる。すなわち、現像剤の残量が同じであるにもかかわらず、検出される現像剤の残量が異なるという事態が発生する。 As a result of the variation in the electrode configuration in this way, in the two developing containers having different electrode configurations within the range of variation, the induced voltage generated between the electrodes even though the remaining amount of the developer is the same. Happens to be different. That is, a situation occurs in which the remaining amount of developer detected is different even though the remaining amount of developer is the same.
このように、従来の技術では、量産時に現像容器の部品寸法にバラツキがあると、現像剤の残量の検出精度が低くなるという問題があった。 As described above, the conventional technique has a problem that the accuracy of detecting the remaining amount of the developer is lowered when there is a variation in the dimensions of the developing container during mass production.
また、量産後に現像容器を構成する部品が変更された場合に、残量の検出精度がより低くなる傾向にあった。 Further, when the components constituting the developing container are changed after mass production, the remaining amount detection accuracy tends to be lower.
例えば、トナー規制部材や現像スリーブに内包されているマグネット等が変更された場合である。 For example, this is a case where the toner regulating member, the magnet included in the developing sleeve, or the like is changed.
トナー規制部材の場合は電極近傍のトナーの流動性が変わることになるため、誘導電圧が変わる。一方、現像スリーブの場合は、マグネットを変更することで電極としての役割を担う現像ロールの抵抗が変動する事になる。 In the case of the toner regulating member, the fluidity of the toner in the vicinity of the electrode changes, so that the induced voltage changes. On the other hand, in the case of the developing sleeve, the resistance of the developing roll that plays a role as an electrode changes by changing the magnet.
そのため部品の変更後でトナー量が同じ場合でも、交流成分を含んだバイアス電圧を印加した時に、静電誘導によって生じる他方の電極に現れる交流電圧の大きさが変わってしまう。 For this reason, even when the amount of toner remains the same after changing the parts, the magnitude of the AC voltage appearing on the other electrode caused by electrostatic induction changes when a bias voltage containing an AC component is applied.
特許文献１には、トナー残量の検出精度を向上させるために、アンテナ棒をクランク状部材で構成し、トナー量に応じて２つの電極間の距離を可変とし、トナー量が少なくなった場合には、２つの電極間の距離を小さくして検出の精度を向上させている。
In
特許文献２には、トナー残量の検出において、温度や湿度などの環境の影響を受ける場合に、これらの環境の変化に応じて電極間の電圧を補正してからトナー残量を算出することが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 calculates the remaining amount of toner after correcting the voltage between the electrodes in accordance with changes in the environment when the remaining amount of toner is affected by the environment such as temperature and humidity. Is described.
特許文献３には、トナー残量の検出において、トナーの撹拌部材に電極を設け、この電極と他の電極との間の静電容量を測り、所定の値を超える時間幅からトナーの残量を検出することが記載されている。
In
しかしながら、特許文献１から特許文献３の構成では、装置の組み立ての時点で電極部材の構成にバラツキがある場合には補正をすることができないという問題がある。
However, the configurations of
そこで、本発明は、電極部材の構成にバラツキがある場合や、部品変更があった場合でも、現像剤の残量検出精度を保つことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of maintaining the remaining amount detection accuracy of a developer even when there are variations in the configuration of electrode members or when there is a change in parts.
この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置であって、
現像剤を収容する容器と、
前記容器内の現像剤量を検出する検出手段と、
前記容器内の現像剤が第１の量であるときの前記検出手段の検出結果に基づいて、前記検出手段が検出する前記容器内の現像剤の第２の量を特定する制御手段と、
を有することを特徴とする。
In order to achieve this object, the image forming apparatus of the present invention provides:
An image forming apparatus that forms an image using a developer,
A container for containing a developer;
Detecting means for detecting the amount of developer in the container;
Control means for specifying a second amount of developer in the container detected by the detection means based on a detection result of the detection means when the developer in the container is a first amount;
It is characterized by having.
本発明によれば、現像容器に現像剤を供給する場合に、検出部材が検出する空状態値と、満杯状態値と、基準となる空状態値と、基準となる満杯状態値とから検出部材が検出する値を補正するための補正式が算出される。その後、この補正式を用いて出部材が検出する値を補正して現像容器に収容されている現像剤の残量が判断される。 According to the present invention, when supplying developer to the developing container, the detection member is detected from the empty state value detected by the detection member, the full state value, the reference empty state value, and the reference full state value. A correction formula for correcting the value detected by is calculated. Thereafter, using this correction formula, the value detected by the protruding member is corrected to determine the remaining amount of developer contained in the developing container.
すなわち、空状態の場合と満杯状態の場合とで、実際に計測された値から基準値へ変換する補正式を得ることができる。検出部材の構成にバラツキがあった場合でも、この補正値を用いて検出部材の電圧を補正することで、現像容器が空状態から満杯状態までの全域に渡って、現像剤の残量検出の精度を保つことが可能となる。 That is, it is possible to obtain a correction formula for converting the actually measured value into the reference value in the empty state and the full state. Even if there is variation in the configuration of the detection member, by correcting the voltage of the detection member using this correction value, the developer remaining amount can be detected over the entire region from the empty state to the full state of the developing container. It becomes possible to maintain accuracy.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in the following embodiments should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. Therefore, unless specifically stated otherwise, the scope of the present invention is not intended to be limited thereto.
＜第１実施形態＞
（画像形成装置の概略構成）
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
<First Embodiment>
(Schematic configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
同図に示すように、画像形成装置１００では、表面に感光層を有した円筒状の像担持体としての感光体ドラム１が設けられており、矢印Ａ方向に回転する。感光体ドラム１の周囲には、帯電ローラ２が設けられ、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。露光装置４は、一様に帯電した感光体ドラム１の表面に画像信号に対応した露光を行う。すると感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。そして、現像器５により感光体ドラム１の表面にトナーが供給されて静電潜像が可視化される。
As shown in the figure, the
一方、記録媒体Ｐは、トナー像に同期して搬送され、感光体ドラム１と転写ローラ７とによりトナー像が転写される。なお、トナー像の転写後の感光体ドラム１の表面に残った転写残トナーや記録媒体Ｐから転移した紙粉は、クリーニングブレード１０ａを備えたクリーナ１０により除去される。
On the other hand, the recording medium P is conveyed in synchronization with the toner image, and the toner image is transferred by the
（現像器の構成）
図２は、現像器５の構成を示す図である。
(Developer configuration)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the developing
同図に示すように、現像器５は、現像剤（トナー）を蓄えるための容器枠体３７を有している。そして、容器枠体３７に以下の部品が取り付けられて構成されている。
As shown in the figure, the developing
現像スリーブ５ａは、現像器５の枠体をなす容器枠体３７に回転可能に取り付けられ、矢印Ｂ方向に回転する。トナー規制部材３５が現像スリーブ５ａの回転方向に対してカウンター方向に当接してあり、トナー規制部材３５によって現像スリーブ５ａ上に均一なトナーコートが形成される。同時にトナー規制部材３５と現像スリーブ５ａとの間に挟まれつつ搬送されるトナーは現像スリーブ５ａとの摩擦帯電によって一定の電荷を帯びる。
The developing
現像スリーブ５ａには現像スリーブ５ａ上にコートされたトナーを感光体ドラム１の表面の静電潜像に飛翔させるために現像バイアス電源６から直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアス電圧（バイアス信号）が印加される。感光体ドラム１の表面の静電潜像に現像スリーブ５ａからトナーが飛翔して感光体ドラム１の表面にトナーによる可視化像が形成される。なお、容器枠体３７内にはトナーを現像スリーブ５ａの方向に搬送するための撹拌部材３６ａ、３６ｂが設けられている。
A developing bias voltage (bias) obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage from the developing
容器枠体３７には連続して多量の画像形成動作が可能となるようにトナーが蓄えられており、画像形成動作が行われると、容器枠体３７に蓄えられたトナーの消費が進む。そのため、画像形成装置１００は、容器枠体３７内のトナーが完全に無くなってしまう前に、着脱自在のトナーボトル３４から攪拌部材３６ｃにより容器枠体３７にトナーを補給するように構成されている。
The
（現像剤の残量検出構成）
画像形成装置１００は、現像剤の残量検出構成を有している。この構成は、現像スリーブ５ａ（第１の電極、印加部材）及びアンテナ電極３３（第２の電極、検出部材）を２つの電極部材として用いている。
(Developer remaining amount detection configuration)
The
すなわち、所定の間隔（所定間隔）を隔てて対向して設けられた現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との間の誘導電圧の測定値から容器枠体３７内の現像剤の残量を検出している。これらの電極部材は、現像器５内に所定の間隔を隔てて対向するように設けられている。電極部材は、現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３に限定されるものではなく、例えば別途、専用の電極部材を設けた構成としても良い。
That is, the remaining amount of the developer in the
図２に示すように、アンテナ電極３３は、現像スリーブ５ａから所定の距離（例えば現像スリーブ５ａの表面から５ｍｍ〜５０ｍｍ程度）を隔てた位置に配置してあり、現像スリーブ５ａと平行して配置した細い棒状のアンテナ電極３３である。アンテナ電極３３は、誘導電流検出を検出するための抵抗器４０を介して接地されている。このアンテナ電極３３の近くには交流電圧を印加してある現像スリーブ５ａが存在しているので、現像スリーブ５ａによって生じる交流電界によって、アンテナ電極３３には静電誘導電流が流れる。静電誘導電流の大きさは抵抗器４０の接地側ではない端子（以下、検出端子と呼ぶ）の交流電圧の振幅を測定すれば検出できる。
As shown in FIG. 2, the
この端子は、画像形成装置１００の制御部１００ａに接続されている。
This terminal is connected to the
（画像形成装置の制御部の構成）
図３は、制御部１００ａの構成を示すブロック図である。
(Configuration of control unit of image forming apparatus)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the
同図に示すように、制御部１００ａは、プログラムやデータ（演算式）等が格納されているＲＯＭ３８と、所定のプログラムを実行するＣＰＵ３９と、ＣＰＵ３９の演算のワークエリア等として用いられるＲＡＭ４２とを有している。また、制御部１００ａは、電源がオフとなってもメモリの内容が消えない不揮発性メモリ４３を有している。
As shown in the figure, the
ＣＰＵ３９は、現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３の間の誘導電圧を測定し、その測定値から容器枠体３７内の現像剤の残量を検出する。検出の精度向上及び電気信号の取り扱いの利便性の向上のために、抵抗器４０の検出端子側に生じる（発生する）誘導電圧としての交流電圧は適当な時定数で平均化されつつ直流電圧に変換される。
The
（現像剤の残量検出の動作）
図４は、容器枠体３７内の現像剤の残量に応じた状態を示す図である。図４（ａ）は容器枠体３７内に現像剤が補給された後の現像剤が消費される前の状態を示し、現像剤残量は１００％である。図４（ｂ）は容器枠体３７内の現像剤の消費が進み、現像剤残量が２０％になった状態を示している。図４（ｃ）は容器枠体３７内の現像剤の消費が更に進み、現像剤残量が１５％になった状態を示している。
(Developer remaining amount detection operation)
FIG. 4 is a diagram illustrating a state corresponding to the remaining amount of developer in the
図４（ａ）に示すように、容器枠体３７内の現像剤残量が１００％の時は、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間の空間はすべて現像剤９０で満たされている。そのため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａによって形成されたコンデンサの静電容量は、現像剤の比誘電率の大きさに対応した値になる。一方、容器枠体３７内の現像剤残量が０％の時はアンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間の空間はすべて空気で満たされている。そのため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａによって形成されたコンデンサの静電容量は、空気の比誘電率の大きさに対応した値となる。なお、空気の比誘電率は約１であり、現像剤９０の比誘電率は約３である。
As shown in FIG. 4A, when the developer remaining amount in the
図４（ｂ）に示すように、容器枠体３７内の現像剤残量が２０％になると、アンテナ電極３３が現像剤の中から露出するので、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間の空間は現像剤９０が存在する部分と空気が存在する部分によって構成される。そのため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａによって形成されたコンデンサの静電容量は、全てがトナーで満たされていた時よりも小さくなる。
As shown in FIG. 4B, when the remaining amount of the developer in the
図４（ｃ）に示すように、容器枠体３７内の現像剤残量が１５％になると、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間の空間の大きな部分が空気で占められる。そのため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａによって形成されたコンデンサの静電容量は、全てが現像剤９０で満たされていた時よりも大幅に小さくなる。
As shown in FIG. 4C, when the developer remaining amount in the
図５は、容器枠体３７内の現像剤の残量が変化するのに応じて、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間の空間の誘電電圧の大きさが変化する様子を示したものである。
FIG. 5 shows how the magnitude of the dielectric voltage in the space between the
同図に示すように、容器枠体３７内の現像剤の残量が約２０％を下回る辺りから誘導電圧の大きさは徐々に減少する。現像剤の残量が少なくなればなるほど誘導電圧の大きさは小さくなる。すなわち、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間の誘導電圧の大きさを測定することで、容器枠体３７内の現像剤９０の残量を知ることができる。
As shown in the figure, the magnitude of the induced voltage gradually decreases when the remaining amount of the developer in the
例えば、図５によれば、誘導電圧が１．００Ｖのときの現像剤９０の残量は０％、誘導電圧が１．２５Ｖのときの現像剤９０の残量は１０％、誘導電圧が１．５０Ｖのときの現像剤９０の残量は１５％である。さらに、誘導電圧が１．７５Ｖのときの現像剤９０の残量は２０％、誘導電圧が２．００Ｖのときの現像剤９０の残量は２３〜１００％である。
For example, according to FIG. 5, when the induced voltage is 1.00V, the remaining amount of the
したがって、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間の誘導電圧が１．５Ｖを下回ると現像剤無しが近づいたことを表示し、両者間の誘導電圧が１Ｖを下回ると現像剤補給が行われるまでプリント実行を禁止するなどの動作が行われる。
Accordingly, when the induced voltage between the
以下に新品状態の現像手段の容器枠体３７のアンテナ電極３３と現像スリーブ５ａによって形成されるコンデンサの静電容量について説明する。
The capacitance of the capacitor formed by the
新品状態の容器枠体３７内には現像剤（トナー）が入っていないため、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間に生じる誘導電圧は、極めて小さい値となる。
Since the developer (toner) is not contained in the
アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａによって形成されるコンデンサの静電容量は、２本の電極（アンテナ電極３３−現像スリーブ５ａ）間の距離、それぞれの電極の外径、それぞれの電極の直線性（線材のソリ）などによって決定される。
The capacitance of the capacitor formed by the
このため、２本の電極によって構成されたコンデンサの静電容量は、コンデンサの静電容量を構成する二本の電極のそれぞれの個体差（電極間距離の公差、外径の公差、直線性の公差）によってバラツキをもつこととなる。 For this reason, the capacitance of the capacitor constituted by the two electrodes is determined based on the individual difference between the two electrodes constituting the capacitance of the capacitor (the tolerance of the distance between the electrodes, the tolerance of the outer diameter, the linearity of the linearity). (Tolerance) will vary.
（現像剤の残量検出の補正）
次に、本発明の特徴部分である、現像剤の残量検出の補正動作について説明する。
(Correction of remaining developer detection)
Next, a correction operation for detecting the remaining amount of developer, which is a characteristic part of the present invention, will be described.
図６は、本実施形態において、現像器５が空の場合に、トナーをトナーボトル３４から現像器５に供給する場合の現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との間の電圧（差電圧）と、時間ｔとの関係を示すグラフである。
FIG. 6 shows a voltage (difference voltage) between the developing
同図において、グラフｇ１は、現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との間の実電圧を示し、グラフｇ２は、現像スリーブ５ａとアンテナ電極３３との間で本来、出力すべき基準電圧を表している。すなわち、グラフｇ１が実電圧であり、グラフｇ２が設計時の電圧（基準電圧、設計値）であり補正する電圧である。
In the figure, a graph g1 shows an actual voltage between the developing
図６のグラフｇ１に示すように、時刻ｔ0では現像器５が空の状態であり、差電圧は、Ｖemp（空状態信号）であり、この状態からトナーが供給されて、時刻ｔ1では、差電圧は、Ｖfull（満杯状態信号）である。一方、電極等の位置ずれなどがない場合の基準の差電圧は、グラフｇ２に示すように、時刻ｔ0の空の状態では、Ｖref_emp（空状態基準信号、空状態設計値）であり、時刻ｔ1では、Ｖref_full（満杯状態基準信号、満杯状態設計値）である。
As shown in the graph g1 in FIG. 6, the developing
差電圧の補正の概要は以下のとおりである。 The outline of the correction of the differential voltage is as follows.
すなわち、画像形成装置の設置時に現像器５に初めてトナーを供給する場合又は現像器５を新品に交換した場合に、時刻ｔ0で、現像器５が空の場合の差電圧Ｖempが測定される。その後、トナーが撹拌されながら供給され、時刻ｔ1で現像器５が満杯になった場合の差電圧Ｖfullが測定される。
That is, when the toner is supplied to the developing
測定された差電圧Ｖemp、Ｖfullを用いて基準電圧に補正する補正値を導き出す。 A correction value to be corrected to the reference voltage is derived using the measured difference voltages Vemp and Vfull.
その後、逐次、測定された差電圧を、補正値を用いて、基準電圧となるように補正する。 Thereafter, the differential voltage measured sequentially is corrected so as to become the reference voltage using the correction value.
（補正式の求め方）
次に、補正式の求め方について説明する。
(How to find the correction formula)
Next, how to obtain the correction formula will be described.
図７は、図６のグラフの横軸をトナー量（ｇ）とした場合のグラフを示している。 FIG. 7 shows a graph when the horizontal axis of the graph of FIG. 6 is the toner amount (g).
図７において、任意のトナー量において、検出した（補正前の）電圧値のグラフＧ１の各点の値Ｖb（信号値）を基準となる（補正後の）電圧値のグラフＧ２の各点の値Ｖa（信号値）に変換する補正式（１次式）を、
Ｖa［Ｖ］＝α×Ｖb［Ｖ］＋β…式（１）
とする。
In FIG. 7, the value Vb (signal value) at each point of the detected voltage value graph G1 (before correction) for each point of the voltage value graph G2 as a reference (after correction) at an arbitrary toner amount. A correction expression (primary expression) for converting to a value Va (signal value)
Va [V] = α × Vb [V] + β (1)
And
そして、この補正式（１）は、トナーが空のときにも成り立つから、
Ｖref_emp＝α×Ｖemp＋β…式（２）
となる。
Since this correction formula (1) holds even when the toner is empty,
Vref_emp = α × Vemp + β (2)
It becomes.
一方、この補正式（２）は、トナーが満杯のときにも成り立つから、
Ｖref_full＝α×Ｖfull＋β…式（３）
となる。
On the other hand, since the correction formula (2) holds even when the toner is full,
Vref_full = α × Vfull + β (3)
It becomes.
式（２）、（３）より、α、βを求めると、
α＝（Ｖref_full−Ｖref_emp）／（Ｖfull−Ｖemp）…式（４）
β＝Ｖref_full−（α×Ｖfull）…式（５）
又は、β＝Ｖref_empー（α×Ｖemp）…式（６）
となる。
From equations (2) and (3), α and β are obtained.
α = (Vref_full−Vref_emp) / (Vfull−Vemp) (4)
β = Vref_full− (α × Vfull) (5)
Or β = Vref_emp− (α × Vemp) (6)
It becomes.
このようにβの値は、トナーが空のときの値を用いる場合と、トナーが満杯のときの値を用いる場合の２通りの方法で求めることができる。本実施形態の場合は、満杯のときの値を用いるようにし、式（５）を採用しているが、式（６）を用いるようにしても良い。 As described above, the value of β can be obtained by two methods: a case where the value when the toner is empty is used, and a case where the value when the toner is full is used. In the present embodiment, the full value is used and Expression (5) is used, but Expression (6) may be used.
次に、トナー残量の補正式をもとめる動作について説明する。 Next, an operation for obtaining a correction formula for the remaining amount of toner will be described.
図８はトナー残量の補正式をもとめる動作を示すフローチャートである。この動作は、画像形成装置を使用するために初めて現像器５に現像剤を補給する場合及び、画像形成装置を使用中に現像器５を新品に交換した場合に制御部１００ａのＣＰＵ３９により実行される。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation for obtaining a correction formula for the remaining amount of toner. This operation is executed by the
まず、はじめに空状態においての電圧値を検出するため、トナー空電圧値検出を実行する（ステップＳ８０１、空状態信号出力手段）。 First, in order to detect the voltage value in the empty state, toner empty voltage value detection is executed (step S801, empty state signal output means).
次に、トナーモータ（図示省略）をオンにして（ステップＳ８０２）、トナーを攪拌しながら投入していく。 Next, the toner motor (not shown) is turned on (step S802), and the toner is added while stirring.
そして、トナーが現像器５に満杯になったことを検出するためのタイマー（図示省略）のカウントアップ動作を行う（ステップＳ８０３）。タイマーが１２０秒を検出することで（ステップＳ８０４）、トナーが現像器５に満杯になったことを判断する。なお、ステップＳ８０３、Ｓ８０４は、満杯状態検知手段を構成する。
Then, a count-up operation of a timer (not shown) for detecting that the toner is full in the developing
トナーモータをオフにして、トナーの供給を停止する（ステップＳ８０５）。 The toner motor is turned off and the toner supply is stopped (step S805).
次に、トナーが満杯のときの差電圧を検出する（ステップＳ８０６、満杯状態信号出力手段）。 Next, a differential voltage when the toner is full is detected (step S806, full state signal output means).
そして、式（１）〜式（５）に示すように、トナー残量の補正式を求め（ステップＳ８０７、補正式算出手段）、式（４）、（５）に示す式データα、βを不揮発性メモリ４３に保存する（ステップＳ８０８）。 Then, as shown in equations (1) to (5), a correction formula for the remaining amount of toner is obtained (step S807, correction equation calculation means), and equation data α and β shown in equations (4) and (5) are obtained. It stores in the non-volatile memory 43 (step S808).
すなわち、本実施形態では、現像器５のトナーが第１の量であるときの検出結果に基づいて、現像器５内の現像剤の第２の量を特定している。
That is, in the present embodiment, the second amount of the developer in the developing
図９は、本実施形態において、効果を示す表である。 FIG. 9 is a table showing effects in the present embodiment.
同図において、現像器ｒｅｆは、基準となる現像器であり、現像器ＶＥ１、ＶＥ２は、それぞれ、現像器ｒｅｆとは異なる現像器である。 In the figure, a developing device ref is a reference developing device, and developing devices VE1 and VE2 are different developing devices from the developing device ref, respectively.
同図に示すように、トナーＥＮＤ時のトナー残量は、現像器ＶＥ１、ＶＥ２では、従来例で、１３８（ｇ）、９３（ｇ）と目標値の１１５（ｇ）から大きくずれているのに対して、本実施形態では、１１７（ｇ）、１１４（ｇ）と目標値に近づいていることが分かる。すなわち、本実施形態では、より基準値に近くなるように補正がされていることがわかる。 As shown in the figure, the remaining amount of toner at the time of toner END is significantly different from the target value 115 (g) in the developing units VE1 and VE2 in the conventional example, 138 (g) and 93 (g). On the other hand, in this embodiment, it can be seen that 117 (g) and 114 (g) are approaching the target values. That is, in this embodiment, it can be seen that the correction is made so as to be closer to the reference value.
このように本実施形態の画像形成装置１００では、トナーが空の時の差電圧とトナーが満杯の時の差電圧とから、補正式を求め、この補正式により基準値に変換してからトナーの残量が求められる。これにより、例えば電極部材の構成にバラツキがあったり、部品変更があった場合でも、トナーの残量の検出精度をより高く保つことが可能となる。
As described above, in the
（現像器５にトナーが満杯になったか否かの検出）
上述した動作においては、トナーが空の状態の電圧値及びトナーが満杯の状態の電圧値の双方を取得することができる場合であった。しかし、トナーが空の状態の電圧値及びトナーが満杯の状態の電圧値の一方しか取得できない場合がある。このため、トナーが満杯であるか否かを検出し、満杯時の差電圧を取得できなかった場合の処理について説明する。
(Detection of whether or not the
In the above-described operation, both the voltage value when the toner is empty and the voltage value when the toner is full can be acquired. However, there are cases where only one of the voltage value when the toner is empty and the voltage value when the toner is full can be acquired. For this reason, a process when it is detected whether the toner is full and the difference voltage at the time of full cannot be acquired will be described.
図１０は、トナーが満杯であるか否かを検出する場合のトナー残量の補正式を求める処理を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing processing for obtaining a correction formula for the remaining amount of toner when detecting whether or not the toner is full.
同図において、ステップＳ１１０１からステップＳ１１０５については、図８に示すステップＳ８０１からステップＳ８０６と同様であるので重複する説明は省略する。 In FIG. 8, steps S1101 to S1105 are the same as steps S801 to S806 shown in FIG.
図１０に示すように、ステップＳ１１０５においてトナーモータがオフになった後の電極間の差電圧Ｖd1が検出され（ステップＳ１１０６）、差電圧Ｖd1が所定の閾値Ｖth1の電圧と比較される（ステップＳ１１０７、満杯状態検知手段）。差電圧Ｖd1が閾値Ｖth1よりも大きい場合には、現像器５にトナーが満杯になったと判断され、トナー残量の補正式が求められ（ステップＳ１１０８、補正式算出手段）、補正式の式データが保存される（ステップＳ１１０９）。一方、差電圧Ｖd1が閾値Ｖth1よりも大きくなかった場合には、補正式は求められず、処理を終了する。
As shown in FIG. 10, the difference voltage Vd1 between the electrodes after the toner motor is turned off in step S1105 is detected (step S1106), and the difference voltage Vd1 is compared with a voltage of a predetermined threshold value Vth1 (step S1107). , Full state detection means). When the difference voltage Vd1 is larger than the threshold value Vth1, it is determined that the developing
すなわち、閾値Ｖth1は、通常、現像器５に通常、トナーが満杯になった場合の電極間の差電圧よりもわずかに低く設定されており、閾値Ｖth1よりも差電圧Ｖd1が大きい場合には、現像器５は、トナーで満杯であると判断できる値となっている。
That is, the threshold value Vth1 is normally set slightly lower than the difference voltage between the electrodes when the toner is normally filled in the developing
また、図１０に示すフローチャートでは、ステップＳ１１０３、Ｓ１１０４でタイマーを用いて一定の時間トナーを供給した後、ステップＳ１１０７で、差電圧Ｖd1が所定の閾値Ｖth1と比較して差電圧Ｖd1が有効であるか判断した。しかしながら、タイマーを設けずに、差電圧Ｖd1を常に監視し、差電圧Ｖd1が閾値Ｖth1より大きくなった場合に、ステップＳ１１０８に移行するようにしても良い。 In the flowchart shown in FIG. 10, after supplying toner for a certain period of time using a timer in steps S1103 and S1104, the difference voltage Vd1 is valid in step S1107 by comparing the difference voltage Vd1 with a predetermined threshold value Vth1. I decided. However, the difference voltage Vd1 may be constantly monitored without providing a timer, and the process may proceed to step S1108 when the difference voltage Vd1 becomes larger than the threshold value Vth1.
図１１は、使い古しのトナーボトルを用いて現像器５にトナーを供給した場合に、現像器５が満杯にならなかった場合における、時間と、電極間の差電圧を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the time and the voltage difference between the electrodes when the developing
同図に示すように、時刻ｔ0で現像器５は空の状態であり、この状態で空の差電圧Ｖempが計測されて保存される。
As shown in the figure, at time t0, the developing
次に、使い古しのトナーボトルからトナーが現像器５に供給される。時刻ｔ1において、トナーボトルからトナーがすべて現像器５に供給されるため、現像器５の現像剤の量は一定になり、このとき、電極の差電圧は、Ｖ１である。
Next, toner is supplied to the developing
この差電圧Ｖ１を図１０のステップＳ１１０６の差電圧Ｖd1として、閾値Ｖth1と比較される。差電圧Ｖ１は、閾値Ｖth1よりも小さいので、差電圧Ｖ１は、現像器５が満杯のときの差電圧とは判断されず、補正式が求められることなく処理を終了する。
This difference voltage V1 is compared with the threshold value Vth1 as the difference voltage Vd1 in step S1106 of FIG. Since the difference voltage V1 is smaller than the threshold value Vth1, the difference voltage V1 is not determined to be a difference voltage when the developing
そして、時刻ｔ2から時刻ｔ3までの間、印字が行われ、現像器５のトナーが消費される。さらに、時刻ｔ4において、新品のトナーボトルから現像器５にトナーが供給される。今回は、新品のトナーボトルであるので、現像器５には、時刻ｔ5において満杯となるまでトナーが供給される。このときに計測された差電圧Ｖfullを図１０のステップＳ１１０６の差電圧Ｖd1として、閾値Ｖth1と比較される。差電圧Ｖfullは、閾値Ｖth1よりも大きいので、差電圧Ｖfullは、現像器５が満杯状態の差電圧であると判断され、補正式が求められ、式データが保存される。
Then, printing is performed from time t2 to time t3, and the toner of the developing
なお、図１０、図１１に示した処理では、差電圧Ｖd1を閾値Ｖth1と比較して、その比較結果に応じて満杯状態であるか否かが判断された。しかしながら、差電圧Ｖdと、現像器５が空の状態の差電圧Ｖempとの差ΔＶに基づいて決定するようにしても良い。
In the processing shown in FIGS. 10 and 11, the difference voltage Vd1 is compared with the threshold value Vth1, and it is determined whether or not it is full according to the comparison result. However, it may be determined based on the difference ΔV between the difference voltage Vd and the difference voltage Vemp when the developing
図１２は、差電圧Ｖd1と現像器５が空の状態の差電圧Ｖempとの差ΔＶに基づいて満杯状態であるか否かを判断する場合の電極間の差電圧と時間の関係を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the difference voltage between the electrodes and time when determining whether or not the difference voltage Vd1 and the developing
同図に示すように、差電圧Ｖd1と現像器５が空の状態の差電圧Ｖempとの差ΔＶが所定の閾値ΔＶth1（例えば、０．７５Ｖ）よりも大きい場合に、満杯であると判断し（ＯＫ領域）、小さい場合には、満杯で無い（ＮＧ領域）と判断する。
As shown in the figure, when the difference ΔV between the difference voltage Vd1 and the difference voltage Vemp when the developing
（現像器５が空であるか否かの検出）
上述した動作においては、現像器５が空の状態からトナーが供給される場合であった。しかしながら、基板の交換をした場合など、現像器５に初めからトナーが収容されている場合がある。このような場合の処理について説明する。
(Detection of whether or not the developing
In the above-described operation, the toner is supplied from the state where the developing
図１３は、最初から現像器５にトナーが収容されている場合にトナーを供給した場合の差電圧と時間との関係を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the differential voltage and the time when the toner is supplied when the toner is stored in the developing
同図に示すように、時刻０で、差電圧Ｖd2が計測され、差電圧Ｖd2が閾値Ｖth2（例えば、−０．４０[Ｖ］）と比較される。差電圧Ｖd2が閾値Ｖth2よりも小さい場合には、現像器５にトナーが入ってないと判断する（空状態検出手段）。この場合には、図６、図７、図８を用いて説明した方法と同様の方法により補正式を求め、式データを不揮発性メモリ４３に保存する。
As shown in the figure, at
一方、差電圧Ｖd2が閾値Ｖth2よりも大きい場合には、現像器５にトナーが入っていると判断して以下の処理を行う。図１３の例では、差電圧Ｖd2が閾値Ｖth2よりも大きいので、以下の処理が行われる。
On the other hand, if the difference voltage Vd2 is larger than the threshold value Vth2, it is determined that toner is contained in the developing
すなわち、この場合には、差電圧Ｖd2のデータは、保存せずに破棄し、不揮発性メモリ４３にステータス信号として「空検知未達」であったことを記録する。この状態は、基板交換を行った場合等に生ずる。
That is, in this case, the data of the differential voltage Vd2 is discarded without being stored, and the fact that “empty detection has not been reached” is recorded in the
その後、トナーが現像器５に供給され、時刻ｔ1で現像器５が満杯状態になり満杯状態の差電圧Ｖfullが計測される。
Thereafter, the toner is supplied to the developing
この状態では、現像器５の空状態の電圧は、求められていない。このため、空状態の差電圧の予測値Ｖpを差電圧Ｖfull、空の基準電圧値Ｖref_emp、満杯の基準電圧値Ｖref_fullから推測して算出する処理を実行する。すなわち、差電圧Ｖfullが基準電圧値と同じ割合で変化すると仮定して、空状態の差電圧の予測値Ｖpを以下の予測式から求める。
In this state, the empty voltage of the developing
Ｖp＝Ｖref_emp×Ｖfull／Ｖref_full…式（７）
このＶpを空状態の差電圧Ｖempとして、図６、図７、図８を用いて説明した方法と同様の方法により補正式を求め、式データを不揮発性メモリ４３に保存する。
Vp = Vref_emp × Vfull / Vref_full (7)
Using this Vp as the difference voltage Vemp in the empty state, a correction equation is obtained by the same method as described with reference to FIGS. 6, 7, and 8, and the equation data is stored in the
（トナー残量の補正）
以上、説明したようにトナーが現像器５に供給される際に実際のトナー残量の補正式が求められ、補正式の式データが不揮発性メモリ４３に保存される。
(Toner level correction)
As described above, when the toner is supplied to the developing
その後、画像形成装置１００が印字動作を行うと現像器５のトナーが消費されていく。この際に、計測された電極間の差電圧が、不揮発性メモリ４３に格納されている式データから求められる補正式により補正が実行されてトナーの残量が求められる（現像剤残量算出手段）。
Thereafter, when the
（補正式が求められる場合の全体動作）
次に、補正式が求められ、補正式の式データが不揮発性メモリ４３に保存される場合の全体的動作について説明する。
(Overall operation when a correction formula is required)
Next, the overall operation when the correction formula is obtained and the formula data of the correction formula is stored in the
図１４、図１５は、補正式が求められる場合の全体的動作を示すフローチャートであり、図１４のＡが図１５のＡに続くようになっている。 FIG. 14 and FIG. 15 are flowcharts showing the overall operation when the correction formula is obtained, and A in FIG. 14 follows A in FIG.
この動作は画像形成装置の設置時に現像剤を補給する際及び現像器５を交換した際に実施される。すなわち、現像剤補給時、及び現像器５の交換時に実行される。
This operation is performed when the developer is replenished when the image forming apparatus is installed and when the developing
まず、はじめに不揮発性メモリ４３に記憶してあるステータスデータの補正情報を取得し、その情報が初期値であるか確認する(ステップＳ１４０１)。補正情報が初期値であるならば空状態においての電極間の電圧値を検出する(ステップＳ１４０２、空状態信号出力手段)。検出した電圧値がトナー空検知の判定値未満であれば(ステップＳ１４０３、空状態検知手段)、検出した電圧値は、現像器５が空の状態のときの電圧値であると判断し、検出した電圧値を不揮発性メモリ４３に保存する（ステップＳ１４０４）。
First, correction information of status data stored in the
検出した電圧値がトナー空検知の判定値以上であれば、現像器５にすでにトナーが収容されているので基板交換をしたと判断し、不揮発性メモリ４３の補正情報を空検知未達(基板交換)に書き換える(ステップＳ１４０５)。
If the detected voltage value is equal to or greater than the determination value for toner empty detection, it is determined that the substrate has been replaced because toner has already been stored in the developing
次に、トナーモータをオンさせ、トナーを攪拌しながら投入する（ステップＳ１４０６）。そして、タイマーのカウントを始め（ステップＳ１４０７）、トナーが満杯になり安定するまで十分な時間待ってから（ステップＳ１４０８）、トナーモータをオフする（ステップＳ１４０９）。なお、ステップＳ１４０７、Ｓ１４０８は、満杯状態検知手段を構成する。現像器５の構成上、現像器５のトナー残量が１００％の時はアンテナ電極３３と現像スリーブ５ａの間の空間はすべてトナーで満たされている状態になる。ステップＳ１４０８で十分な時間待つことにより、アンテナ電極３３と現像スリーブ５ａと間の空間の誘電電圧(コンデンサの静電容量)が安定する。
Next, the toner motor is turned on, and the toner is added while stirring (step S1406). Then, the timer starts counting (step S1407), and after waiting for a sufficient time until the toner is full and stabilized (step S1408), the toner motor is turned off (step S1409). Steps S1407 and S1408 constitute a full state detection unit. Due to the configuration of the developing
その後、トナーの満杯状態の電圧値を検出する（ステップＳ１４１０、満杯状態信号出力手段)。不揮発性メモリ４３の補正情報が「空検知未達」か否かが判断される(ステップＳ１４１１)。補正情報が空検知未達でない場合は、トナー満杯電圧検出値からトナー空電圧検出値を減算した値が所定値よりも大きいか否かを判断する(ステップＳ１４１２、満杯状態検知手段)。トナー満杯電圧検出値からトナー空電圧検出値を減算した値が所定値よりも大きければ、トナーが現像器５に満杯になったと判断する。
Thereafter, the voltage value of the toner full state is detected (step S1410, full state signal output means). It is determined whether or not the correction information in the
そして、トナー空電圧値検出の電圧値と、トナー満杯電圧値検出の電圧値と、基準電圧値とを用いて式（１）〜式（５）で示すように補正式が求められる(ステップＳ１４１３、補正式算出手段)。 Then, using the voltage value for detecting the toner empty voltage value, the voltage value for detecting the toner full voltage value, and the reference voltage value, a correction expression is obtained as shown in Expressions (1) to (5) (Step S1413). , Correction formula calculation means).
補正式の式データα、βは今後のトナー残量の検知の補正に使用するため、不揮発性メモリ４３に記録される(ステップＳ１４１４)。その後、不要にトナー残量補正をしないようにするために不揮発性メモリ４３の補正情報を「正常終了」に書き換える(ステップＳ１４１５)。
The formula data α and β of the correction formula are recorded in the
ステップＳ１４１２で、トナー満杯電圧検出値からトナー空電圧検出値を減算した値が所定値よりも小さい場合には、現像器５が満杯にならなかったとして、補正式は求め無い。そして、次に新品のトナーボトルが投入された時に補正できるように、補正情報として「満杯検知未達」が書き込まれる（ステップＳ１４１６）。
If the value obtained by subtracting the toner empty voltage detection value from the toner full voltage detection value is smaller than the predetermined value in step S1412, the correction formula is not obtained because the developing
ステップＳ１４１１で、補正情報が「空検知未達」である場合は、空状態の電圧値（予測値）が、式（７）に示すように予測されて算出される（ステップＳ１４１７）。 In step S1411, if the correction information is “empty detection unreachable”, an empty voltage value (predicted value) is predicted and calculated as shown in equation (7) (step S1417).
この予測された空状態の電圧値とトナー満杯電圧値検出の電圧値とから補正式が式（１）〜式（５）に示すように求められる（ステップＳ１４１８、補正式算出手段）。 From the predicted empty voltage value and the toner full voltage value detection voltage value, a correction formula is obtained as shown in formulas (1) to (5) (step S1418, correction formula calculation means).
そして、補正式の係数を示す式データは今後のトナー残量の検知の補正に使用するため、不揮発性メモリ４３に保存される(ステップＳ１４１９)。また、不要にトナー残量補正をしないために不揮発性メモリ４３の補正情報を「正常終了」に書き換える(ステップＳ１４２０)。
Then, the formula data indicating the coefficient of the correction formula is stored in the
ステップＳ１４０１において、不揮発性メモリ４３に記憶してある補正情報が「初期値」で無い場合は、中古のトナーボトルを使用後に新品のトナーボトルを投入したか、正常終了したかの判断をする。この判断は、補正情報が「満杯検知未達」であるかで決定される(ステップＳ１４２１)。補正情報が「満杯検知未達」である場合は新品のトナーボトルを投入したことによって現像器５にトナーが満杯に満たされるため補正算出が可能になる。そのため、不揮発性メモリ４３に保存してあるトナー空電圧検出値を現状のトナー空電圧検出値として使用する(ステップＳ１４２２)。
If the correction information stored in the
補正情報が「満杯検知未達」でない場合、すなわち補正情報が「正常終了」の場合は補正式は算出されているので、補正式を求める処理は終了する。 When the correction information is not “full detection not reached”, that is, when the correction information is “normal end”, the correction formula is calculated, and thus the processing for obtaining the correction formula ends.
以上説明したように本実施形態の画像形成装置１００では、トナーが空の時の差電圧とトナーが満杯の時の差電圧とから、補正式を求め、この補正式により基準値に変換してからトナーの残量が求められる。これにより、例えば電極部材の構成にバラツキがあったり、部品変更があった場合でも、トナーの残量の検出精度をより高く保つことが可能となる。
As described above, in the
なお、本実施形態の画像形成装置１００では、検出値の補正式を求めているが、予めＲＯＭ３８等に設定しておいた補正値を求めるプログラムに実測した空状態値と満杯状態値を入力することで、検出式を求めること無く補正値を決定しても良い。
In the
＜第２実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置について説明する。本実施形態の画像形成装置は、第１実施形態の画像形成装置の構成と基本的構成は同一であるので、第１実施形態で説明した構成についての重複した説明は省略する。本実施形態では、第１実施形態の図８のステップＳ８０３、Ｓ８０４、図１０のステップＳ１１０３、Ｓ１１０４、図１４のステップＳ１４０７、Ｓ１４０８の部分の動作が異なる。したがって、以下、この異なる部分について説明する。
Second Embodiment
Next, an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is the same as that of the image forming apparatus according to the first embodiment, redundant description of the configuration described in the first embodiment is omitted. In this embodiment, the operations of steps S803 and S804 in FIG. 8 of the first embodiment, steps S1103 and S1104 in FIG. 10, and steps S1407 and S1408 in FIG. 14 are different. Therefore, the different parts will be described below.
現像器５にトナーがインストールされた状態のアンテナ電極３３に誘起される電圧を検出するためには現像器５にトナーが十分に充填された状態でなければならない。このため、第１実施形態では、トナーモータをオンしてから十分に長い時間が経過したことで、現像器５がトナーが満杯になって安定した状態になったと判断した。このように、トナーのインストール時間を十分に長く設定する場合は必要以上に設置のための時間がかかってしまう。
In order to detect the voltage induced in the
また、短時間に設定した場合トナーがトナーボトルにタッピングしてしまった場合においては精度よく十分にトナーが充填された状態かどうか判断できない。 If the toner is tapped in the toner bottle when set for a short time, it cannot be determined whether or not the toner is sufficiently filled with accuracy.
このような問題を解決するため、本実施形態では、以下のようにして満杯状態を検出している。 In order to solve such a problem, in this embodiment, the full state is detected as follows.
図１６は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。この動作は、画像形成装置を使用するために初めて現像器５に現像剤を補給する場合及び、画像形成装置を使用中に現像器５を新品に交換した場合に制御部１００ａ（新番号）のＣＰＵ３９（新番号）により実行される。
FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the present embodiment. This operation is performed by the
図１７は、本実施形態における差電圧と時間の関係を示すグラフである。図１７（ａ）は、サンプリングの様子を示すグラフであり、図１７（ｂ）は、トナーの安定状態を検知する様子を示しているグラフである。 FIG. 17 is a graph showing the relationship between the differential voltage and time in the present embodiment. FIG. 17A is a graph showing a state of sampling, and FIG. 17B is a graph showing a state of detecting a stable state of toner.
図１６に示すように、まず、一定周期で２０回、誘電電圧をサンプリングする（ステップS１６０１）。すなわち、ある時間ｔに検知した誘電電圧をＶ１として、安定検知の基準とする。その後、一定の検知周期、例えば現像器５の撹拌の撹拌周期毎に誘電電圧をサンプリングする。本実施形態においては２０サイクルとしている。図１７（ａ）のＳ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓ１９、Ｓ２０は、サンプリングのタイミングを示している。なお、予め、現像器５として安定した状態における誘電電圧のリップルを考慮して検知範囲を決定する。本実施形態では、検知範囲を±０.０２５Ｖとしている。
As shown in FIG. 16, first, the dielectric voltage is sampled 20 times at a constant period (step S1601). That is, the dielectric voltage detected at a certain time t is set as V1, which is used as a reference for stability detection. Thereafter, the dielectric voltage is sampled at a constant detection cycle, for example, every stirring cycle of the developing
そして、Ｖ１±０.０２５Ｖの範囲にＶ１からＶ２０までの誘電電圧のサンプリング値が入った割合を算出する（ステップＳ１６０２）。この割合が９０％以上、検知範囲に入っていれば（ステップＳ１６０３）、安定状態と検出し、安定状態を検知するシーケンスを中止し、Ｖ１からＶ２０までの誘電電圧の平均値を満杯状態の誘電電圧の値として算出する（ステップＳ１６０４）。その結果、現像器５の初期設置が完了する。
Then, the ratio of the sampling value of the dielectric voltage from V1 to V20 in the range of V1 ± 0.025V is calculated (step S1602). If this ratio is 90% or more and within the detection range (step S1603), the stable state is detected, the sequence for detecting the stable state is stopped, and the average value of the dielectric voltages from V1 to V20 is set to the full dielectric state. The voltage value is calculated (step S1604). As a result, the initial installation of the developing
また、Ｖ１からＶ２０までの誘電電圧のサンプリングが入った割合を算出し（ステップＳ１６０２）、９０％以上検知範囲に入ってない場合は（ステップＳ１６０３）、ステップＳ１６０１に戻り、新たに２０回のサンプリングを行う。なお、サンプリングの回数、検知範囲、満杯状態を判断するための、検知範囲に入った割合は、現像器５の構成やトナーの材質により適切な値が設定される。
Further, the ratio of sampling of dielectric voltage from V1 to V20 is calculated (step S1602), and if it is not within the detection range of 90% or more (step S1603), the process returns to step S1601, and 20 new samplings are performed. I do. The ratio of entering the detection range for determining the number of samplings, the detection range, and the full state is set to an appropriate value depending on the configuration of the developing
流動性の良いトナーが充填されたトナーボトルが使用された場合、撹拌によるトナー搬送が容易であるので現像器５にトナーが素早く充填される。また、撹拌によってトナーが適正に循環し安定状態となるのも早い。この安定した状態でのさらなる撹拌は不必要であり、図１７（ｂ）に示す通常のタイミングＴ２よりも早いタイミングＴ１で初期設置から画像形成動作に素早く移行できる。
When a toner bottle filled with toner having good fluidity is used, the toner is quickly filled into the developing
また、タッピングされた流動性の悪いトナー充填されたトナーボトルが使用された場合、撹拌によるトナー搬送が悪いので現像器５にトナーが充填される時間がより多くかかり、タイミングＴ３まで時間がかかる。
Also, when a tapped toner bottle filled with toner with poor fluidity is used, it takes more time to fill the developing
タイマーで、一定時間の経過を待つ従来例では、タッピングされた流動性の悪いトナーが充填されたトナーボトルが十分に撹拌され安定した状態になると予想される時間以上に撹拌し誘電電圧の検知を実施していたためタイミングＴ４まで時間がかかっていた。 In a conventional example in which a timer waits for a certain period of time to elapse, the toner bottle filled with the tapped poorly fluid toner is sufficiently agitated and agitated more than expected to become stable, and the dielectric voltage is detected. Since it was implemented, it took time until timing T4.
図１８は本実施形態と従来例における初期設置時間を比較した表である。同図に示すように、本実施形態では、トナーボトル内のトナー状態によらず、必要十分な時間のみ現像器の初期設置動作を実施することができる。すなわち、トナーが投入されてから一定時間待つのではなく、トナーの誘電電圧のサンプリング値が一定の検知範囲に入っている割合に基づいてトナーの安定化状態を検知できるので、従来よりも短時間で現像器５の初期設置を行うことが可能である。
FIG. 18 is a table comparing the initial installation time in the present embodiment and the conventional example. As shown in the drawing, in this embodiment, the initial setting operation of the developing device can be performed only for a necessary and sufficient time regardless of the toner state in the toner bottle. In other words, instead of waiting for a certain period of time after the toner is added, the toner stabilization state can be detected based on the ratio of the sampling value of the dielectric voltage of the toner within a certain detection range, so that it is shorter than before. Thus, the initial installation of the developing
なお、図１６のステップＳ１６０３、Ｓ１６０４においては、第１実施形態の図８のステップＳ８０３、Ｓ８０４で説明したタイマーを併用することもできる。すなわち、２０回のサンプリング値が検知範囲に入っている割合が９０％以上では無い場合には、タイマーで所定の時間を待ち、その後、ステップＳ１６０１に戻り、再度２０回のサンプリングするようにしても良い。 In steps S1603 and S1604 in FIG. 16, the timers described in steps S803 and S804 in FIG. 8 of the first embodiment can be used in combination. That is, when the ratio of 20 sampling values in the detection range is not 90% or more, the timer waits for a predetermined time, and then returns to step S1601 to sample again 20 times. good.
＜第３実施形態＞
次に、本発明のさらに他の実施形態について説明する。本実施形態の画像形成装置は、第１実施形態の画像形成装置の構成と基本的構成は同一であるので、第１実施形態で説明した構成についての重複した説明は省略する。第１実施形態の図８のステップＳ８０３、Ｓ８０４、図１０のステップＳ１１０３、Ｓ１１０４、図１４のステップＳ１４０７、Ｓ１４０８の部分の動作が異なる。したがって、以下、この異なる部分について説明する。
<Third Embodiment>
Next, still another embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is the same as that of the image forming apparatus according to the first embodiment, redundant description of the configuration described in the first embodiment is omitted. The operations of steps S803 and S804 in FIG. 8 of the first embodiment, steps S1103 and S1104 in FIG. 10, and steps S1407 and S1408 in FIG. 14 are different. Therefore, the different parts will be described below.
第２実施形態では、トナーの安定状態を検知するのに、誘電電圧のサンプリング値を使用した。本実施形態では、画像形成装置１００の動作異常を検知するための異常検知手段にも誘電電圧のサンプリング値を用いている。したがって、本実施形態は、第１実施形態のタイマーでトナーの満杯状態の誘電電圧を計測するタイミングを算出する場合と組み合わせたり、第２実施形態と組み合わせたりすることが可能である。
In the second embodiment, the sampling value of the dielectric voltage is used to detect the stable state of the toner. In the present embodiment, the sampling value of the dielectric voltage is also used as an abnormality detection unit for detecting an operation abnormality of the
図１９は本実施形態において誘電電圧のサンプリング値が判定範囲に入っているか否かを示す表と模式図である。 FIG. 19 is a table and a schematic diagram showing whether or not the sampling value of the dielectric voltage is in the determination range in the present embodiment.
ある時間ｔに検知した誘電電圧をＶ１として、基準値とする。その後、一定の検知周期、例えば現像器内の撹拌の撹拌周期毎に誘電電圧をサンプリングする。本実施形態においては２０サイクルとしている。予め現像器５として、安定した状態における誘電電圧のリップルを考慮して複数の判定範囲を求めておく。本実施形態では、検知範囲を３種類に分類し、範囲Ａ（第１の所定の範囲）はＶ１±０.０２５Ｖ、範囲ＢはＶ１±０.０２２Ｖ、 範囲Ｃ（第２の所定の範囲）はＶ１±０.０１１Ｖとしている。
The dielectric voltage detected at a certain time t is set as V1 and is set as a reference value. Thereafter, the dielectric voltage is sampled at a constant detection cycle, for example, every stirring cycle in the developing device. In this embodiment, 20 cycles are used. As the developing
第２実施形態と同様にその後、一定の検知周期で、例えば現像器５の撹拌周期毎に誘電電圧をサンプリングする。そして、Ｖ１からＶ２０が範囲Ａから範囲Ｃまでにある割合を範囲ごとに算出する。範囲Ａにおいては、第２実施形態と同様にＶ１からＶ２０が９０％以上検知範囲に入っていれば安定状態と検出し、安定状態を検知するシーケンスを中止する。
Similarly to the second embodiment, thereafter, the dielectric voltage is sampled at a constant detection cycle, for example, every stirring cycle of the developing
図２０は誘電電圧と現像器内トナー状態を示す表である。 FIG. 20 is a table showing the dielectric voltage and the toner state in the developing device.
例えば、検出された差電圧Ｖ１〜Ｖ２０が範囲Ｂ及び範囲Ｃにおいて、８０％以下である場合はトナー状態が安定していないと言える。しかし、範囲Ｂに８０〜１００％検出されてかつ範囲Ｃに８０％〜１００％検出された場合は異常状態と検知できる。すなわち、十分に撹拌された状態においてトナーは流動的であり、その結果誘電電圧は撹拌周期に応じたリップルを持っている。その場合、範囲Ｃに８０％〜１００％検出されたということは、撹拌周期に応じたリップルが必要以上に小さく、撹拌構成になんらかの異常状態がありと判断できる。このため、動作異常をユーザーに対して警告することが可能である。 For example, when the detected difference voltages V1 to V20 are 80% or less in the range B and the range C, it can be said that the toner state is not stable. However, when 80 to 100% is detected in the range B and 80% to 100% is detected in the range C, an abnormal state can be detected. That is, the toner is fluid in a sufficiently agitated state, and as a result, the dielectric voltage has a ripple corresponding to the agitation period. In this case, the fact that 80% to 100% is detected in the range C indicates that the ripple corresponding to the stirring cycle is smaller than necessary, and it can be determined that there is some abnormal state in the stirring configuration. For this reason, it is possible to warn the user of abnormal operation.
なお、この実施形態では、範囲Ａの他に範囲Ｂ及び範囲Ｃを設けたが、範囲Ａの他に範囲Ｃのみを用いて、範囲Ａよりも狭い範囲の範囲Ｃに所定の割合のサンプリング値が入った場合に動作異常と判断するようにしても良い。 In this embodiment, the range B and the range C are provided in addition to the range A, but only the range C is used in addition to the range A, and the sampling value of a predetermined ratio is set in the range C that is narrower than the range A. It may be determined that the operation is abnormal when.
ここで、本発明は上述した実施形態に限定するものでは無い。例えば現像剤の残量を本実施形態では静電誘導による検出手段を実施しているがこれに限定せず、磁気センサあるいはピエゾセンサ等の他の検出手段を使用できることは明らかである。また現像剤を収容する容器を現像器としているがこれに限定せず、トナー補給ボトルやトナーホッパに実施できることも明らかである。また、容器内のトナーが空状態と満杯状態のときのトナー量を初期値としているがこれに限定せず、他の現像剤量や他のタイミングの現像剤量を初期値として用いても補正に用いても良い。 Here, the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in this embodiment, the remaining amount of developer is detected by electrostatic induction. However, the present invention is not limited to this, and it is obvious that other detection means such as a magnetic sensor or a piezo sensor can be used. Further, although the container for storing the developer is a developing device, the present invention is not limited to this, and it is apparent that the container can be applied to a toner supply bottle or a toner hopper. In addition, the toner amount when the toner in the container is empty and full is the initial value. However, the present invention is not limited to this, and correction is possible even if another developer amount or a developer amount at another timing is used as the initial value. You may use for.
５…現像容器
５ａ…現像スリーブ
６…現像バイアス電源
３３…アンテナ電極
３４…トナーボトル
４３…不揮発性メモリ
９０…現像剤
１００…画像形成装置
１００ａ…制御部
Ｖa…信号値
Ｖb…信号値
Ｖemp、Ｖfull差電圧
Ｖp…予測値
Ｖref_emp、Ｖref_full…基準電圧値
Ｖth1、Ｖth2…閾値
DESCRIPTION OF
Claims (13)
現像剤を収容する容器と、
前記容器内の現像剤量を検出する検出手段と、
前記容器内の現像剤が第１の量であるときの前記検出手段の検出結果に基づいて、前記検出手段が検出する前記容器内の現像剤の第２の量を特定する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus that forms an image using a developer,
A container for containing a developer;
Detecting means for detecting the amount of developer in the container;
Control means for specifying a second amount of developer in the container detected by the detection means based on a detection result of the detection means when the developer in the container is a first amount;
An image forming apparatus comprising:
前記検出手段は、前記現像器に設けられ、電圧が印加される印加部材と、
前記現像器に設けられ、前記印加部材と所定間隔となるように配置される検出部材とから構成され、
前記制御手段は、前記印加部材が印加されるときに前記検出部材に発生する静電誘導の値に基づいて前記現像器内の現像剤量を判断し、
前記制御手段は、前記静電誘導の値が、前記現像器に現像剤が無い空状態のときに前記検出部材に発生する空状態値と、
前記所定間隔に現像剤が満たされたときに前記検出部材に発生する満杯状態値と、前記空状態値と前記満杯状態値の各々の設計値とから前記検出部材が検知した値の補正値を求めること
を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。 The container is a developing device for containing a developer;
The detection means is provided in the developing device, and an application member to which a voltage is applied;
A detecting member provided in the developing unit and arranged to be spaced apart from the applying member;
The control means determines a developer amount in the developing device based on a value of electrostatic induction generated in the detection member when the application member is applied;
The control means includes an empty state value generated in the detection member when the electrostatic induction value is an empty state in which no developer is present in the developer.
A correction value of a value detected by the detection member from a full state value generated in the detection member when the developer is filled at the predetermined interval, and design values of the empty state value and the full state value, respectively. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is obtained.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0266406A (en) * | 1988-09-01 | 1990-03-06 | Tokyo Keiki Co Ltd | Measuring instrument with automatic calibration function |
| JP2001290394A (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Canon Inc | Image forming device and developer amount informing system |
| JP2002099138A (en) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Canon Inc | Image forming device, cartridge, and image formation system |
| JP2006106645A (en) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Canon Inc | Image forming apparatus, cartridge, image formation system, and storage medium |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0266406A (en) * | 1988-09-01 | 1990-03-06 | Tokyo Keiki Co Ltd | Measuring instrument with automatic calibration function |
| JP2001290394A (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Canon Inc | Image forming device and developer amount informing system |
| JP2002099138A (en) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Canon Inc | Image forming device, cartridge, and image formation system |
| JP2006106645A (en) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Canon Inc | Image forming apparatus, cartridge, image formation system, and storage medium |
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