JP2017181702A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像剤収容部に供給される現像剤を用いて画像を形成する複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine that forms an image using a developer supplied to a developer container.
従来、現像剤を用いる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、現像剤収容部に収納された現像剤(トナー)を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 using a developer, a developer (toner) accommodated in a developer accommodating portion is supplied by a developing sleeve to an electrostatic latent image formed on the surface of a photosensitive drum. As a result, 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、現像剤収容部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消費される。そして、画像形成装置には、現像剤収容部内の現像剤の残量が所定量にまで減じたことを、現像剤収容部に設けた現像剤残量検知手段により検知し、現像剤の供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 developer container is consumed every time an image forming operation is performed. Then, the image forming apparatus detects that the remaining amount of the developer in the developer accommodating portion has been reduced to a predetermined amount by the developer remaining amount detecting means provided in the developer accommodating portion, and supplies the developer. A mechanism is provided to indicate and communicate the need.
現像剤残量検知手段としては、現像剤収容部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との間の誘導電圧を測定し、その測定値から現像剤収容部内の現像剤残量を検知する構成が用いられている。 The developer remaining amount detecting means measures the induced voltage between the developing sleeve provided inside the developer accommodating portion and the rod-shaped antenna electrode arranged in parallel to the developing sleeve, and develops from the measured value. A configuration for detecting the remaining amount of the developer in the agent container is used.
具体的には、現像スリーブに印加されて、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と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、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。 Specifically, the voltage that is applied to the developing sleeve and induced in the antenna electrode varies 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 the induced voltage decreases as the capacitance of the capacitor decreases.
現像スリーブとアンテナ電極とによって形成されるコンデンサの静電容量は、現像スリーブとアンテナ電極との間の距離によって変化する。具体的には、アンテナ電極と現像スリーブとによって形成されるコンデンサの静電容量Cは、C=面積S×誘電率μ÷距離Lという関係式となる。また、現像スリーブとアンテナ電極とによって形成されるコンデンサの静電容量は、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. Specifically, the capacitance C of the capacitor formed by the antenna electrode and the developing sleeve is a relational expression C = area S × dielectric constant μ ÷ distance L. Further, the capacitance of the capacitor formed by the developing sleeve and the antenna electrode varies depending on the dielectric constant of the substance existing between the developing sleeve and the antenna electrode.
現像スリーブ及びアンテナ電極は現像剤収容部に固定されているので、両者間の距離Lは変化しない。現像スリーブとアンテナ電極との間の空間に存在する現像剤の量は、現像剤収容部内の現像剤の残量に応じて変化する。このため、現像スリーブとアンテナ電極との間に生じる誘導電圧は、現像スリーブとアンテナ電極との間の空間に存在する現像剤の量の変化に応じて変化する。従って、現像スリーブとアンテナ電極との間に生じる誘導電圧の大きさを用いて、現像剤収容部内の現像剤の残量を検知することができる。 Since the developing sleeve and the antenna electrode are fixed to the developer accommodating portion, the distance L between them does not change. The amount of the developer present in the space between the developing sleeve and the antenna electrode varies depending on the remaining amount of the developer in the developer accommodating portion. For this reason, the induced voltage generated between the developing sleeve and the antenna electrode changes according to a change in the amount of the developer existing in the space between the developing sleeve and the antenna electrode. Therefore, it is possible to detect the remaining amount of the developer in the developer container using the magnitude of the induced voltage generated between the developing sleeve and the antenna electrode.
また、従来、現像スリーブとアンテナ電極との間の誘導電圧の積分平均値により現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量を検知し、検知した現像剤量に基づいて現像剤収容部内の現像剤の状態を判断する画像形成装置が知られている。ここで、現像剤収容部内の現像剤の状態は、例えば、現像剤収容部内の現像剤の残量が、現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量に応じて選択したトナー欠レベルに達した状態である(例えば、特許文献1)。 Conventionally, the initial developer amount of the developer in the developer replenishing container is detected based on the integrated average value of the induced voltage between the developing sleeve and the antenna electrode, and based on the detected developer amount, An image forming apparatus that determines the state of the developer is known. Here, the state of the developer in the developer accommodating portion is, for example, that the remaining amount of developer in the developer accommodating portion is at a toner shortage level selected according to the initial amount of developer in the developer supply container. It has reached the state (for example, Patent Document 1).
しかしながら、現像剤収容部内の現像剤の状態を判断する従来の画像形成装置においては、現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量が同じであっても、現像剤の凝集状態に応じて誘導電圧の積分平均値が異なる場合がある。この場合には、現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量を正確に検知することができず、現像剤収容部内の現像剤の状態を正確に判断することができないという課題を有する。 However, in the conventional image forming apparatus that determines the state of the developer in the developer accommodating portion, even if the initial amount of the developer in the developer supply container is the same, it depends on the aggregation state of the developer. The integrated average value of the induced voltage may be different. In this case, there is a problem that the initial developer amount of the developer in the developer supply container cannot be accurately detected, and the state of the developer in the developer accommodating portion cannot be accurately determined.
本発明の目的は、現像剤補給容器の現像剤の初期の現像剤量を正確に検知することができる画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of accurately detecting an initial developer amount of a developer in a developer supply container.
本発明に係る画像形成装置は、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤補給容器から前記現像剤収容部に現像剤を供給する現像剤供給手段と、前記現像剤供給手段により前記現像剤補給容器から供給されている現像剤を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果のばらつき状態に基づいて前記現像剤補給容器内の現像剤量を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes a developer container that contains a developer, a developer supply unit that supplies the developer from a developer supply container to the developer container, and the developer supply unit that performs the development. Detection means for detecting the developer supplied from the developer supply container, and determination means for determining the amount of developer in the developer supply container based on the variation state of the detection result of the detection means. Features.
本発明によれば、現像剤補給容器の現像剤量を正確に検知することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately detect the amount of developer in the developer supply container.
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置につき、詳細に説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
<画像形成装置の構成>
本発明の実施の形態に係る画像形成装置100の構成につき、図1を用いて、詳細に説明する。
<Configuration of image forming apparatus>
The configuration of the
画像形成装置100は、感光体ドラム1と、帯電ローラ2と、露光装置4と、現像装置5と、転写ローラ7と、クリーナ10と、を有している。
The
像担持体である感光体ドラム1は、円筒状であり、表面に感光層を有している。感光体ドラム1は、図1の矢印A方向に回転する。
The
帯電ローラ2は、感光体ドラム1の周囲に設けられ、感光体ドラム1の表面を一様に帯電する。
The
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い、感光体ドラム1の表面に静電潜像を形成する。
The
現像装置5は、現像剤収容部である現像容器37に回転可能に取り付けられた現像スリーブ5aと、現像容器37に取り付けられたアンテナ電極33と、を備えている。現像装置5は、感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像に対して、現像スリーブ5aにより現像剤であるトナーを供給してトナー像を形成することにより、静電潜像を可視化する。現像装置5は、現像スリーブ5a及びアンテナ電極33を用いて、現像容器37内の現像剤であるトナーの残量を検知する。なお、現像装置5の構成の詳細については後述する。
The developing
転写ローラ7は、トナー像の形成に同期して搬送される記録媒体Pを、感光体ドラム1との間で挟持して、感光体ドラム1に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する。
The
クリーナ10は、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又は記録媒体Pから転移した紙粉を、クリーニングブレード10aにより除去する。
The
<現像装置の構成>
本発明の実施の形態に係る現像装置5の構成につき、図2を用いて、詳細に説明する。
<Configuration of developing device>
The configuration of the developing
現像装置5は、現像スリーブ5aと、現像バイアス電源6と、アンテナ電極33と、トナーボトル34と、トナー規制部材35と、撹拌部材36aと、撹拌部材36bと、撹拌部材36cと、現像容器37と、を有している。
The developing
現像スリーブ5aは、現像バイアス電源6から所定電圧の現像用バイアス電圧が印加される第1の電極を兼ねている。現像スリーブ5aは、現像容器37に回転可能に取り付けられ、図2の矢印B方向に回転する。現像スリーブ5aは、現像容器37に収容されているトナーを担持して感光体ドラム1に供給する。
The developing
現像バイアス電源6は、直流電圧と交流電圧とを重畳した現像用バイアス電圧(バイアス信号)を現像スリーブ5aに印加して、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。
The developing
第2の電極であるアンテナ電極33は、細い棒状であり、現像容器37の内部に設けられている。アンテナ電極33は、現像スリーブ5aに対して所定の間隔(例えば、現像スリーブ5aの表面から5mm〜50mm程度の間隔)となるように現像スリーブ5aに対向して配置されている。アンテナ電極33は、検知端子40aを介して後述する制御部101に接続されていると共に、抵抗器40を介して接地されている。アンテナ電極33には、交流電圧を印加した現像スリーブ5aが近くに存在しているので、現像スリーブ5aによって生じる交流電界によって静電誘導電流が流れる。
The
検知端子40aは、抵抗器40とアンテナ電極33との間に設けられ、後述する制御部101に接続されている。
The
現像剤補給容器であるトナーボトル34は、現像容器37に着脱自在に収容されて交換可能になっている。トナーボトル34は、現像容器37内のトナーが完全に無くなる前に、現像容器37にトナーを供給する。
The
トナー規制部材35は、現像スリーブ5aに当接しており、現像スリーブ5a上に均一なトナーコートを形成する。トナー規制部材35は、現像スリーブ5aとの間でトナーを挟持して搬送することにより、トナーと現像スリーブ5aとの摩擦帯電によってトナーに一定の電荷を帯びさせる。
The
現像剤供給手段である撹拌部材36a及び撹拌部材36bは、現像容器37内のトナーを攪拌することにより、現像容器37内のトナーを現像スリーブ5aの方向に搬送する。撹拌部材36aは、現像スリーブ5aとアンテナ電極33との間のトナー90を撹拌する。撹拌部材36cは、トナーボトル34内のトナーを攪拌することにより、トナーボトル34内のトナーを現像容器37内に搬送する。
The agitating
現像容器37は、現像装置5の枠体をなしており、連続して多量の画像形成動作が可能となるように、トナーボトル34から供給されたトナーを収容している。現像容器37に蓄えられたトナーは、画像形成動作が行われることにより消費される。
The developing
現像装置5は、現像スリーブ5aとアンテナ電極33との2つの部材を用いてトナーの残量を検知する。2本の電極であるアンテナ電極33と現像スリーブ5aとによって形成される静電容量は、2本の電極間距離の公差、2本の電極の外径の公差及び2本の電極の直線性(線材のソリ)等によって決定される。このため、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとによって形成される静電容量は、アンテナ電極33及び現像スリーブ5a各々の個体差(2本の電極間距離の公差、外径の公差、直線性の公差)によってバラツキを生じる。
The developing
ここで、2本の電極間距離とは、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の距離である。また、2本の電極の外径とは、アンテナ電極33及び現像スリーブ5a各々の外径である。また、2本の電極の直線性とは、アンテナ電極33及び現像スリーブ5a各々の直線性である。
Here, the distance between the two electrodes is a distance between the
なお、現像装置5は、現像スリーブ5aを用いてトナーの残量を検知する場合に限らず、専用の電極部材を別途設けてトナーの残量を検知するようにしてもよい。
The developing
<制御部の構成>
本発明の実施の形態に係る制御部101の構成につき、図3を用いて、詳細に説明する。
<Configuration of control unit>
The configuration of the
制御部101は、ROM38と、CPU39と、モータドライバ41と、RAM42、アンテナ基準値AD検出部45と、アンテナ残量値AD検出部47と、を有している。制御部101は、現像装置5に含まれている。ここで、現像スリーブ5aと、アンテナ電極33と、アンテナ残量値AD検出部47と、は検知手段を構成している。
The
ROM38は、プログラムやデータ(演算式)等が格納されている。ROM38は、後述するトナー量判定処理を実行する際に用いる判断基準を予め記憶している。
The
判定手段としてのCPU39は、ROM38に格納されている所定のプログラムをROM38より読み出して、読み出したプログラムを実行する。CPU39は、現像バイアス電源6に制御信号を出力して、現像バイアス電源6より現像スリーブ5aに現像用バイアス電圧を印加させる。CPU39は、モータドライバ41に制御信号を出力して、モータドライバ41の動作を制御する。
The
CPU39は、トナー量判定処理を実行してトナーボトル34のトナー量(現像剤補給容器内の現像剤量)を判定する。具体的には、CPU39は、撹拌部材36aによりトナーが撹拌されている場合に、アンテナ残量値AD検出部47から入力した検知結果のばらつき状態に基づいてトナーボトル34のトナー量を判定する。CPU39は、アンテナ基準値AD検出部45及びアンテナ残量値AD検出部47から入力した検知結果と、ROM38に記憶されている判断基準と、に基づいて上記のばらつき状態を判定する。CPU39は、トナー量判定処理の実行により判定したトナーボトル34のトナー量を示すトナー量情報をRAM42に記憶させる。
The
CPU39は、RAM42に記憶させたトナー量情報に基づいて閾値を設定する。CPU39は、アンテナ基準値AD検出部45から入力した検知結果とアンテナ残量値AD検出部47から入力した検知結果とを比較して求めた電圧値と、設定した閾値と、を比較して、現像容器37内のトナー90の状態を判断する。CPU39は、上記の電圧値が閾値以下になった際に、トナーボトル34の交換を促す報知等を行う。
The
モータドライバ41は、モータ43に接続されており、モータ43を駆動することにより、感光体ドラム1、帯電ローラ2、現像スリーブ5a、転写ローラ7、撹拌部材36a、撹拌部材36b及び撹拌部材36cを駆動する。
The
RAM42は、CPU39の演算のワークエリア等として用いられる。RAM42は、トナー量情報を記憶する。
The
アンテナ基準値AD検出部45は、現像バイアス電源6より現像スリーブ5aに現像用バイアス電圧を印加した際における基準値となる基準電極46の電圧を検知し、その検知結果をCPU39に出力する。
The antenna reference value
アンテナ残量値AD検出部47は、撹拌部材36a及び撹拌部材36bによりトナーボトル34から現像容器37に供給されているトナーを検知する。具体的には、アンテナ残量値AD検出部47は、現像バイアス電源6より現像スリーブ5aに現像用バイアス電圧を印加した際における現像スリーブ5aとアンテナ電極33との間の誘導電圧を検知する。アンテナ残量値AD検出部47は、検知結果をCPU39に出力する。
The remaining antenna value
<トナーの残量の検知方法>
本発明の実施の形態に係るトナーの残量の検知方法につき、図4及び図5を用いて、詳細に説明する。
<Toner remaining amount detection method>
A method for detecting the remaining amount of toner according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図4において、図4(a)は、現像容器37内にトナー90が供給された後のトナー90が消費される前のトナー90の残量が100%の状態を示している。図4(b)は、現像容器37内のトナー90の消費が進み、トナー90の残量が20%になった状態を示している。図4(c)は、現像容器37内のトナー90の消費が更に進み、トナー90の残量が15%になった状態を示している。
In FIG. 4, FIG. 4A shows a state in which the remaining amount of the
新品状態の場合、現像容器37内にはトナー90が入っていないため、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の空間はすべて空気で満たされている。従って、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間に生じる静電容量は、空気の比誘電率の大きさに対応した値となる。
In the new state, since the
図4(a)に示すように、現像容器37内のトナー90の残量が100%である満杯状態の場合、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の空間は、トナー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とによって形成された静電容量は、トナー90の比誘電率の大きさに対応した値になる。
As shown in FIG. 4A, when the
図4(b)に示すように、現像容器37内のトナー90の残量が20%の場合、アンテナ電極33がトナー90から露出するので、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の空間はトナー90が存在する部分と空気が存在する部分と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とによって形成された静電容量は、全てがトナー90で満たされていた図4(a)の場合よりも小さくなる。
As shown in FIG. 4B, since the
図4(c)に示すように、現像容器37内のトナー90の残量が15%の場合、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の空間の大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とによって形成された静電容量は、全てがトナー90で満たされていた図4(a)の場合よりも大幅に小さくなる。
As shown in FIG. 4C, when the remaining amount of the
現像容器37内のトナー90の残量が0%である空状態の場合、アンテナ電極33と現像スリーブ5aと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とによって形成された静電容量は、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、トナー90の比誘電率は約3である。
In the empty state where the remaining amount of
図5に示すように、現像容器37内のトナー90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。トナー90の残量が少なくなるほど誘導電圧は小さくなる。すなわち、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の誘導電圧の大きさを測定することで、現像容器37内のトナー90の残量を知ることができる。
As shown in FIG. 5, the magnitude of the induced voltage gradually decreases from the vicinity where the remaining amount of
例えば、図5において、誘導電圧が1.00Vのときのトナー90の残量は0%、誘導電圧が1.25Vのときのトナー90の残量は10%、誘導電圧が1.50Vのときのトナー90の残量は15%である。さらに、誘導電圧が1.75Vのときのトナー90の残量は20%、誘導電圧が2.00Vのときのトナー90の残量は23〜100%である。
For example, in FIG. 5, when the induced voltage is 1.00V, the remaining amount of
これより、画像形成装置100は、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の誘導電圧が1.5Vを下回った際に、トナー90無しが近づいたことを表示する。また、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の誘導電圧が1Vを下回った際に、トナー90の供給が行われるまでプリント実行を禁止する等の動作を行う。
As a result, when the induced voltage between the
<現像容器に対するトナー供給開始後の誘導電圧の時間推移>
本発明の実施の形態に係る現像容器37に対するトナー90供給開始後の誘導電圧の時間推移につき、図6を用いて、詳細に説明する。
<Time transition of induced voltage after starting toner supply to developer container>
The time transition of the induced voltage after the start of supply of the
図6は、現像容器37内のトナー90の残量が0%の場合において、トナーボトル34から現像容器37にトナー90を供給する際の誘導電圧と時間tとの関係を示している。図6において、実線は、500gの流動性の良好なトナー90をトナーボトル34から現像容器37に供給する場合を示している。また、破線は、500gの流動性の悪いトナー90をトナーボトル34から現像容器37に供給する場合を示している。更に、一点鎖線は、250gのトナー90をトナーボトル34から現像容器37に供給する場合を示している。ここで、トナー90の凝集状態は、トナー90の流動性に応じて異なる。
FIG. 6 shows the relationship between the induced voltage and the time t when the
図6より、実線の誘導電圧と破線の誘導電圧とは、60sec経過後に異なってしまう。この理由は、トナーボトル34よりトナー90の供給を開始してから、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間にトナー90が搬送されるまでの時間は、トナー90の流動性に応じて異なるためである。
From FIG. 6, the solid line induced voltage and the broken line induced voltage differ after 60 seconds. This is because the time from when the supply of the
一方、実線の誘導電圧と破線4の誘導電圧とは、トナー90の供給開始後から十分に時間が経過した180sec経過後に同じE1になる。従って、制御部101は、トナー90の供給開始後から十分に時間が経過した場合、実線のトナーボトル34及び破線のトナーボトル34のトナー量を500gと判断できる。しかしながら、この場合には、180sec以上もの長い時間に亘ってユーザを待たせることになる。
On the other hand, the induced voltage of the solid line and the induced voltage of the
本実施の形態では、トナー量判定処理を実行することにより、長い時間に亘ってユーザを待たせることなく、トナーボトル34のトナー90の量を判定する。次に、本実施の形態のトナー量判定処理について詳細に説明する。
In the present embodiment, by executing the toner amount determination process, the amount of
<トナー量判定処理>
本発明の実施の形態に係るトナー量判定処理につき、図7から図10を用いて、詳細に説明する。図7は、図6の60sec経過時点での誘導電圧の平均値及び状態を示している。
<Toner amount determination processing>
The toner amount determination process according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 7 shows the average value and state of the induced voltage when 60 seconds elapse in FIG.
図7に示すように、初期のトナー量が500gの場合及び250gの場合の両方において、流動性の悪いトナー90におけるアンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の誘導電圧の平均値は、流動性の良好なトナー90に比べて小さい。従って、誘導電圧の平均値を用いてトナー量を検知する場合、十分な時間が経過する前においては、トナー量の正確な検知ができないか、または、トナー量を誤検知する可能性がある。
As shown in FIG. 7, in both cases where the initial toner amount is 500 g and 250 g, the average value of the induced voltage between the
ここで、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の誘導電圧の状態は、トナーボトル34のトナー量、及び撹拌部材36aの撹拌周期によって異なる。本実施の形態において、制御部101は、トナーボトル34から現像容器37にトナー90が搬送されている状態において、誘導電圧の乱れを計測する。
Here, the state of the induced voltage between the
具体的には、初期のトナー量が500gの場合、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間のトナー90の密度は大きい。その結果、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間のトナー90の状態は、撹拌部材36aで撹拌されても大きく変化しない。従って、誘導電圧は大きく変化しないため、誘導電圧の乱れは小さい。また、初期のトナー量が250gの場合、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間のトナー90の密度は小さい。その結果、アンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間のトナー90の状態は、撹拌部材36aで撹拌された場合に大きく変化する。従って、誘導電圧は大きく変化するため、誘導電圧の乱れは大きい。
Specifically, when the initial toner amount is 500 g, the density of the
本実施の形態では、アンテナ残量値AD検出部47から入力した検知結果のばらつき状態を示す誘導電圧の乱れに着目することにより、十分な時間が経過する前の所定時間経過後であっても、初期のトナー量を正確に又は誤ることなく検知することができる。ここで、所定時間は、トナーボトル34の交換後において、現像容器37に対するトナーボトル34からのトナー90の供給開始から180sec経過前であることが好ましい。所定時間は、ここでは現像容器37に対するトナーボトル34からのトナー90の供給開始から60secを例示する。
In this embodiment, even after a predetermined time has elapsed before a sufficient time has elapsed by paying attention to the disturbance of the induced voltage indicating the variation state of the detection result input from the antenna remaining amount
以下に、本発明の実施の形態に係るトナー量判定処理につき、さらに具体的に説明する。 Hereinafter, the toner amount determination processing according to the embodiment of the present invention will be described more specifically.
図8より、まず、制御部101のCPU39は、アンテナ残量値AD検出部47から入力するアンテナ電極33と現像スリーブ5aとの間の誘導電圧の検知結果より、誘導電圧を一定周期で所定回数サンプリングする(S1)。サンプリングの回数は、ここでは30回を例示する。また、一定周期は、ここでは撹拌部材36aの撹拌周期と同一周期を例示する。
As shown in FIG. 8, first, the
具体的には、CPU39は、時間t1に検知した誘導電圧をS1として、安定検知の基準とする。その後、CPU39101は、一定周期毎に誘導電圧をサンプリングし、図9(a)に示すように、サンプリングにより検知した誘導電圧をS2、S3、・・・、S30とする。なお、図9(a)において、横軸は時間を示し、縦軸は誘導電圧を示しており、100msec毎に誘導電圧をサンプリングする。
Specifically, the
次に、CPU39は、図9(b)に示すように、S1からS30までの各誘導電圧が各検知範囲に入る割合を、所定の複数の検知範囲毎に算出する(S2)。このようにして、CPU39は、誘導電圧の波形の特徴を抽出する。検知範囲は、現像装置5として安定した状態における誘導電圧のリップルを考慮して決定される。検知範囲は、ここでは1V間隔でA、B、C、Dの4つの区分にすることを例示する。
Next, as shown in FIG. 9B, the
制御部101のROM38には、複数の検知範囲毎の基準となる割合を示す判断基準が、トナーボトル34のトナー量毎(現像剤量毎)に予め記憶されている。具体的には、ROM38には、図10(a)に示す初期のトナー量が500gの場合の検知範囲毎の判断基準A、及び図10(b)に示す初期のトナー量が250gの場合の検知範囲毎の判断基準Bが記憶されている。判断基準A及び判断基準Bは、初期のトナー量に応じて異なる誘導電圧の乱れに基づいて、予め設定されている。
The
CPU39は、ROM38に記憶されている図10(a)に示すテーブルを参照して、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Aを満たすか否かを判定する(S3)。
The
CPU39は、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Aを満たす場合(S3:Yes)、トナーボトル34の初期のトナー量を500gであると判断する(S4)。
The
具体的には、CPU39は、図10(a)に示すように、トナーボトル34のaタイプの検知範囲Aに入る割合が7%であり、10%以下である判断基準Aを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のaタイプの検知範囲Bに入る割合が46%であり、50%以下である判断基準Aを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のaタイプの検知範囲Cに入る割合が39%であり、40%以下である判断基準Aを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のaタイプの検知範囲Dに入る割合が8%であり、10%以下である判断基準Aを満たすと判断する。
Specifically, as illustrated in FIG. 10A, the
従って、CPU39は、全ての検知範囲において判断基準Aを満たすと判断できるため、aタイプのトナーボトル34の初期のトナー量を500gであると判断する。
Therefore, since the
また、CPU39は、トナーボトル34のbタイプの検知範囲Aに入る割合が5%であり、10%以下である判断基準Aを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のbタイプの検知範囲Bに入る割合が49%であり、50%以下である判断基準Aを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のbタイプの検知範囲Cに入る割合が37%であり、40%以下である判断基準Aを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のbタイプの検知範囲Dに入る割合が9%であり、10%以下である判断基準Aを満たすと判断する。
Further, the
従って、CPU39は、全ての検知範囲において判断基準Aを満たすと判断できるため、bタイプのトナーボトル34の初期のトナー量を500gであると判断する。
Accordingly, since the
一方、CPU39は、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Aを満たしていない場合(S3:No)、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Bを満たすか否かを判定する(S5)。
On the other hand, when the calculated ratio of entering each detection range does not satisfy the determination criterion A (S3: No), the
具体的には、CPU39は、図10(a)に示すように、トナーボトル34のcタイプの検知範囲Aに入る割合が28%であり、10%以下である判断基準Aを満たしていないと判断する。従って、CPU39は、全ての検知範囲において判断基準Aを満たしていないと判断できる。
Specifically, as shown in FIG. 10A, the
CPU39は、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Bを満たしていない場合(S5:No)、S2の処理に戻る。 CPU39 returns to the process of S2, when the ratio which falls into each calculated detection range does not satisfy the criteria B (S5: No).
一方、CPU39は、算出した各検知範囲に入る割合が判断基準Bを満たす場合(S5:Yes)、トナーボトル34の初期のトナー量を250gであると判断する(S6)。
On the other hand, the
具体的には、CPU39は、図10(b)に示すように、トナーボトル34のcタイプの検知範囲Aに入る割合が28%であり、15%以上である判断基準Bを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のcタイプの検知範囲Bに入る割合が20%であり、20%以下である判断基準Bを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のcタイプの検知範囲Cに入る割合が17%であり、20%以下である判断基準Bを満たすと判断する。CPU39は、トナーボトル34のcタイプの検知範囲Dに入る割合が35%であり、20%以上である判断基準Bを満たすと判断する。
Specifically, as shown in FIG. 10B, the
従って、CPU39は、全ての検知範囲において判断基準Bを満たすと判断できるため、cタイプのトナーボトル34の初期のトナー量を250gであると判断する。
Therefore, since the
CPU39は、S4又はS6の処理の後、判断した初期のトナー量を示すトナー量情報を記憶部であるRAM42に記憶させる(S7)。
After the process of S4 or S6, the
なお、サンプリングの回数、検知範囲、判断基準A又は判断基準Bは、現像装置5の構成やトナー90の材質等により適切な値が設定される。
It should be noted that appropriate values are set for the number of samplings, the detection range, the determination criterion A or the determination criterion B depending on the configuration of the developing
本実施の形態では、撹拌部材36aによりトナーが撹拌されている場合における現像スリーブ5aとアンテナ電極33との間の誘導電圧を所定回数検知する。そして、本実施の形態では、所定回数検知した誘導電圧のばらつきの程度に基づいてトナーボトル34のトナー量を検知し、トナー量に基づいて現像容器37のトナーの状態を判断する。これにより、トナー90の状態に関わらずトナーボトル34の初期のトナー量を正確に検知することができる。
In the present embodiment, the induced voltage between the developing
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 In the present invention, the type, shape, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiment, and the gist of the invention is appropriately replaced such that the constituent elements are appropriately replaced with those having the same operational effects. Of course, it can be changed as appropriate without departing from the scope.
具体的には、上記実施の形態において、現像剤を検知する検知手段として、現像スリーブ5aとアンテナ電極33との間の誘導電圧を測定する構成で説明したが、検知手段はこれに限定されない。例えば、ピエゾセンサ又は磁気センサ等のセンサを利用して現像剤を検知する検知手段でも良い。
Specifically, in the above-described embodiment, the detection unit that detects the developer has been described as a configuration that measures the induced voltage between the developing
また、本実施の形態において、トナー量が500g又は250gのトナーボトル34のトナー量を検知したが、トナー量が500g及び250g以外のトナーボトル34のトナー量を検知してもよい。
In the present embodiment, the toner amount of the
本発明は、現像容器に収容された現像剤収容容器から現像容器に現像剤を供給する電子写真方式を用いた複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置に好適である。 The present invention is suitable for an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system that supplies a developer to the developer container from the developer container accommodated in the developer container.
1 感光体ドラム
2 帯電ローラ
4 露光装置
5 現像装置
5a 現像スリーブ
6 現像バイアス電源
7 転写ローラ
10 クリーナ
10a クリーニングブレード
33 アンテナ電極
34 トナーボトル
35 トナー規制部材
36a 撹拌部材
36b 撹拌部材
36c 撹拌部材
37 現像容器
38 ROM
39 CPU
40 抵抗器
40a 検知端子
41 モータドライバ
42 RAM
43 モータ
45 アンテナ基準値AD検出部
46 基準電極
47 アンテナ残量値AD検出部
90 トナー
100 画像形成装置
101 制御部
DESCRIPTION OF
39 CPU
40
43
Claims (5)
現像剤補給容器から前記現像剤収容部に現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤供給手段により前記現像剤補給容器から供給されている現像剤を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果のばらつき状態に基づいて前記現像剤補給容器内の現像剤量を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A developer accommodating portion for accommodating the developer;
Developer supply means for supplying a developer from a developer supply container to the developer container;
Detection means for detecting the developer supplied from the developer supply container by the developer supply means;
A determination unit that determines a developer amount in the developer supply container based on a variation state of a detection result of the detection unit;
An image forming apparatus comprising:
前記判定手段は、前記第1の電極に前記所定電圧が印加された際の前記第1の電極と前記第2の電極との間の誘導電圧の前記検知結果のばらつき状態に基づいて、前記現像剤補給容器の現像剤量を判定することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The detection means includes a first electrode that is disposed in the developer container and to which a predetermined voltage is applied, and a second electrode that is provided to face the first electrode with a predetermined interval therebetween. With
The determination unit is configured to perform the development based on a variation state of the detection result of the induced voltage between the first electrode and the second electrode when the predetermined voltage is applied to the first electrode. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer amount in the agent supply container is determined.
所定回数検知した各々の前記誘導電圧が含まれる所定の複数の検知範囲毎の割合であり、
前記判定手段は、
前記割合に基づいて前記現像剤補給容器の現像剤量を判定する、
ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 The variation state of the detection result is
A ratio for each of a plurality of predetermined detection ranges including each of the induced voltages detected a predetermined number of times;
The determination means includes
Determining the amount of developer in the developer supply container based on the ratio;
The image forming apparatus according to claim 2.
前記判定手段は、
前記所定回数検知した各々の前記誘導電圧の前記割合が前記判断基準を満たしている前記現像剤補給容器の現像剤量を判定する、
ことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。 A storage unit that preliminarily stores, for each developer amount in the developer supply container, a determination criterion that indicates the ratio that serves as a reference for each of the plurality of detection ranges;
The determination means includes
Determining the amount of developer in the developer supply container in which the ratio of each of the induced voltages detected the predetermined number of times satisfies the determination criterion;
The image forming apparatus according to claim 3.
前記現像剤補給容器の交換後において、前記現像剤供給手段が現像剤の供給を開始してから所定時間経過後に前記現像剤補給容器の現像剤量を判定する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The determination means includes
After the replacement of the developer supply container, a developer amount in the developer supply container is determined after a predetermined time has elapsed since the developer supply means started supplying the developer.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
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