JP2018049077A - Image formation apparatus and image formation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置および画像形成システムに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming system.
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置(プリンター、複写機、ファクシミリ等)は、帯電した像担持体(例えば、感光体ドラム)に対して、画像データに基づくレーザー光を照射(露光)することにより、静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された像担持体へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。 In general, an image forming apparatus (printer, copier, facsimile, etc.) using an electrophotographic process technology irradiates (exposes) a charged image carrier (for example, a photosensitive drum) with laser light based on image data. By doing so, an electrostatic latent image is formed. Then, by supplying toner from the developing device to the image carrier on which the electrostatic latent image is formed, the electrostatic latent image is visualized to form a toner image. Further, after the toner image is directly or indirectly transferred to the paper, it is fixed by heating and pressurizing to form an image on the paper.
制御部は、IDC(Image Density Control)センサーなどの検出結果に基づいて、像担持体上のトナー付着量を制御して、画像濃度を安定化させる。 The control unit controls the toner adhesion amount on the image carrier based on the detection result of an IDC (Image Density Control) sensor or the like, and stabilizes the image density.
しかし、IDCセンサーなどの検出結果は、当該センサーの汚れなどにより経時的に変化する場合がある。これにより、画像濃度の安定化が図れない。 However, the detection result of an IDC sensor or the like may change over time due to contamination of the sensor. As a result, the image density cannot be stabilized.
一方、トナー濃度センサーが現像装置内のトナーの濃度を検出し、トナー濃度の検出結果に基づいて、上記トナー付着量を制御している機械においては、トナー濃度センサーの異常を検知して、トナー濃度制御を正常化するものがある。 On the other hand, in a machine in which the toner density sensor detects the toner density in the developing device and controls the toner adhesion amount based on the toner density detection result, the toner density sensor is detected to be abnormal. Some normalize concentration control.
例えば、特許文献1には、用紙上に形成されたトナー像の画像濃度を検出し、検出結果からトナー濃度センサーの異常を検出する技術がある。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 has a technique for detecting an image density of a toner image formed on a sheet and detecting an abnormality of the toner density sensor from the detection result.
また、トナー付着量を制御している機械の中には、トナー供給に実際に使用されたトナー実使用量と画像データから算出されたトナー使用量の理論値とを比較した結果を用いるものがある。 Some machines that control the toner adhesion amount use the result of comparing the actual toner usage amount actually used for toner supply with the theoretical value of the toner usage amount calculated from the image data. is there.
しかしながら、トナー実使用量とトナー使用量の理論値とを比較した結果だけでは、トナー実使用量の変化(例えば、トナー使用量の理論値に対してトナー実使用量が大きく増大した場合)の原因が何であるかわからないため、その原因によっては、トナー付着量を適正に制御することができないという問題がある。 However, only by comparing the actual toner usage amount with the theoretical value of the toner usage amount, a change in the actual toner usage amount (for example, when the actual toner usage amount greatly increases with respect to the theoretical toner usage amount). Since the cause is unknown, depending on the cause, there is a problem that the toner adhesion amount cannot be controlled properly.
本発明は、トナー付着量を適正に制御することが可能な画像形成装置および画像形成システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming system capable of appropriately controlling the toner adhesion amount.
上記の目的を達成するため、本発明における画像形成装置は、
入力画像データに基づいて静電潜像が作像された像担持体に、現像部からトナーを供給し付着させてトナー像を形成し、当該トナー像を記録媒体に形成する画像形成部と、
前記像担持体上のトナー付着量を検出するトナー付着量検出部と、
前記トナー付着量検出部の検出結果に基づいて、濃度補正を行う制御部と、
前記入力画像データに基づいて、理論上使用される第1トナー使用量を算出する第1トナー使用量値算出部と、
前記トナーの供給に実際に使用された第2トナー使用量を計測する第2トナー使用量計測部と、
前記第1トナー使用量に対する前記第2トナー使用量が増大した場合、前記記録媒体上に形成されたトナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出部と、
前記画像濃度検出部の検出結果に基づいて、前記増大の原因を推定する原因推定部と、
を備える。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes:
An image forming unit that forms a toner image by supplying and attaching toner from a developing unit to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed based on input image data; and forming the toner image on a recording medium;
A toner adhesion amount detection unit for detecting the toner adhesion amount on the image carrier;
A control unit that performs density correction based on a detection result of the toner adhesion amount detection unit;
A first toner usage value calculation unit for calculating a theoretically used first toner usage based on the input image data;
A second toner usage amount measuring unit for measuring a second toner usage amount actually used for supplying the toner;
An image density detection unit for detecting an image density of a toner image formed on the recording medium when the second toner usage amount is increased with respect to the first toner usage amount;
Based on the detection result of the image density detection unit, a cause estimation unit that estimates the cause of the increase;
Is provided.
また、本発明における画像形成システムは、画像形成装置を含む複数のユニットで構成される。 The image forming system according to the present invention includes a plurality of units including an image forming apparatus.
本発明によれば、トナー付着量を適正に制御することができる。 According to the present invention, the toner adhesion amount can be appropriately controlled.
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を概略的に示す図である。図2は、本実施の形態に係る画像形成装置1の制御系の主要部を示す。図1、2に示す画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置1は、感光体ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー画像を中間転写ベルト421に一次転写し、中間転写ベルト421上で4色のトナー画像を重ね合わせた後、用紙S(記録媒体)に二次転写することにより、画像を形成する。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an
画像形成装置1には、YMCKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー画像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
The
図2に示すように、画像形成装置1は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60及び制御部100を備える。
As illustrated in FIG. 2, the
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103等を備える。CPU101は、ROM102から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM103に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置1の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
The
制御部100は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で各種データの送受信を行う。制御部100は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ(入力画像データ)に基づいて用紙Sに画像を形成させる。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
The
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11および原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備えて構成される。
The
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることができる。
The automatic document feeder 11 transports the document D placed on the document tray by a transport mechanism and sends it out to the document
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
The document
操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。表示部21は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
The
画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部100の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
The
画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、中間転写ユニット42等を備える。
The
Y成分、M成分、C成分、K成分用の画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示すこととする。図1では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素については符号が省略されている。
The Y component, M component, C component, and K component
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412(本発明の「現像部」に対応)、感光体ドラム413、帯電装置414、及びドラムクリーニング装置415等を備える。
The
露光装置411は、例えば複数の発光ダイオード(LED:Ligth Emitting Diode)が直線状に配列されたLEDアレイ、個々のLEDを駆動するためのLPH駆動(ドライバI)、及びLEDアレイからの放射光を感光体ドラム413上に結像させるレンズアレイ等を有するLEDプリントヘッドで構成される。LEDアレイの1つのLEDが、画像の1ドットに対応する。
The
露光装置411は、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応する光を照射する。光の照射を受けて感光体ドラム413の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。これにより、感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
The
現像装置412は、各色成分の現像剤(例えばトナーと磁性キャリアーとからなる二成分現像剤)を収容する。現像装置412は、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像ローラー110に現像バイアス電圧が印加され、感光体ドラム413と現像ローラー110との間に電界が形成される。感光体ドラム413と現像ローラー110との電位差によって、現像ローラー110上の帯電トナーが感光体ドラム413の表面の露光部に移動し、付着する。
The developing
現像装置412はトナーボトル412aおよびトナー補給部412bを有する。トナーボトル412aはトナーを貯留する。トナー補給部412bは、モーター(図示略)を駆動することで、トナーボトル412a内のトナーを現像装置412に補給する。
The developing
感光体ドラム413は、例えばドラム径が80[mm]のアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置411による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
The
制御部100は、感光体ドラム413を回転させる駆動モーター(図示略)に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム413を一定の周速度で回転させる。
The
帯電装置414は、光導電性を有する感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム413の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
The charging device 414 uniformly charges the surface of the
現像装置412は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
The developing
ドラムクリーニング装置415は、感光体ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム413の表面に残存する転写残トナーを除去する。
The drum cleaning device 415 includes a drum cleaning blade that is slidably contacted with the surface of the
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424、及びベルトクリーニング装置426等を備える。
The
中間転写ベルト421は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも1つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、K成分用の一次転写ローラー422よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー423Aが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー423Aが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
The
一次転写ローラー422は、各色成分の感光体ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光体ドラム413に圧接されることにより、感光体ドラム413から中間転写ベルト421へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
The
二次転写ローラー424は、駆動ローラー423Aのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー423Bに対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424がバックアップローラー423Bに圧接されることにより、中間転写ベルト421から用紙Sへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
The
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光体ドラム413上のトナー像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー422に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト421の裏面側(一次転写ローラー422と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。
When the
その後、用紙Sが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙Sに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー424に二次転写バイアスを印加し、用紙Sの裏面側(二次転写ローラー424と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Sに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Sは定着部60に向けて搬送される。
Thereafter, when the sheet S passes through the secondary transfer nip, the toner image on the
ベルトクリーニング装置426は、中間転写ベルト421の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー424に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成(いわゆるベルト式の二次転写ユニット)を採用しても良い。
The
定着部60は、用紙Sの定着面(トナー像が形成されている面)側に配置される定着面側部材を有する上側定着部60A、用紙Sの裏面(定着面の反対の面)側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部60B、及び加熱源60C等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Sを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
The fixing
定着部60は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Sを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Sにトナー像を定着させる。定着部60は、定着器F内にユニットとして配置される。また、定着器Fには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Sを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。
The fixing
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、及び搬送経路部53等を備える。給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット51a〜51cには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)があらかじめ設定された種類毎に収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53a等の複数の搬送ローラー対を有する。
The
給紙トレイユニット51a〜51cに収容されている用紙Sは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部53により画像形成部40に搬送される。このとき、レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Sの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部40において、中間転写ベルト421のトナー像が用紙Sの一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
The sheets S stored in the sheet
トナー濃度検出部74は、透磁率に基づいて現像装置412内のトナー濃度を検出する。制御部100は、トナー濃度検出部74の検出結果に基づいて、トナー濃度を所定値に保つようにトナー補給部412bのモーターを制御して、トナーボトル412aからトナーを所定の補給速度(単位時間当たりのトナー量)で現像装置412に補給させる。制御部100は、第2トナー使用量計測部としての機能を有する。第2トナー使用量計測部は、モーターの駆動時間の積算値に基づいて、実際に使用された第2トナー使用量(トナー補給量)を計測する。また、第2トナー使用量計測部は、トナーボトル412aの空き状態を示す情報に基づいて、トナーボトル412aの所定のトナー充填量が消費されたものとして、第2トナー使用量を計測する。
The toner
トナー付着量検出部76は、感光体ドラム413に出力された出力画像におけるトナー付着量を検出する。トナー付着量検出部76には、例えば、IDC(Image Density Control)センサー、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサーなどが用いられる。なお、トナー付着量検出部76は、中間転写ベルト421などの像担持体上におけるトナー像の付着量を検出してもよい。
The toner adhesion
制御部100は、入力画像データにおける所定カバレッジに対応する所定量のトナーを感光体ドラム413に付着させるように、トナー付着量検出部76の検出結果に基づいて、現像装置412を制御する。また、制御部100は、パッチ画像の画像濃度が正常でない場合(後述する)に、トナー付着量検出部76の制御点(制御情報)を変更し、パッチ画像の画像濃度が正常である場合(後述する)に、トナー付着量検出部76の制御点を変更しない。ここで、制御点とは、トナー付着量検出部76の検出結果を補正するための情報である。
The
画像濃度検出部78は、用紙Sに転写されたトナー像の画像濃度を検出する。画像濃度検出部78には、例えば、IDCセンサー、CCDイメージセンサーなどが用いられる。
The
制御部100は、第1トナー使用量算出部としての機能を有する。第1トナー使用量算出部は、入力画像データに基づいて静電潜像が作像された感光体ドラム413に、現像装置412から理論上供給されるところの第1トナー使用量を算出する。
The
制御部100は、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値が第1閾値(例えば、15g)を超えた場合に、画像濃度を検出するためのパッチ画像を用紙Sに形成させるように画像形成部40を制御する。画像濃度検出部78は、パッチ画像の画像濃度を検出し、検出結果を制御部100に出力する。ここで、「減算値が第1閾値を超えた場合」が、「第1トナー使用量に対する第2トナー使用量が増大した場合」に相当する。
When the subtracted value obtained by subtracting the first toner usage amount from the second toner usage amount exceeds a first threshold (for example, 15 g), the
制御部100は原因推定部として機能する。原因推定部は、画像濃度検出部78の検出結果に基づいて上記減算値が第1閾値を超えた原因を推定する。ここで、「減算値が第1閾値を超えた原因」が、「第1トナー使用量に対する第2トナー使用量の増大の原因」に対応する。原因推定部は、具体的に、パッチ画像の画像濃度が正常である場合、トナー付着量検出部76を異常でないと推定し、パッチ画像の画像濃度が正常でない場合、トナー付着量検出部76を異常であると推定する。制御部100は、トナー付着量検出部76が異常でないと推定された場合に、トナー付着量検出部76の制御点を変更することなく、推定結果、例えば、かぶりやトナー飛散などを示す警告情報を出力する。制御部100は、トナー付着量検出部76が異常である推定された場合に、トナー付着量検出部76の制御点を変更する。
The
制御部100は、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値が第2閾値未満(例えば、−15g)になった場合に、トナー付着量検出部76の制御点を変更し、第1閾値以下、第2閾値以上になった場合に、トナー補給部412bの駆動時間の積算値をリセットする。
When the subtracted value obtained by subtracting the first toner usage amount from the second toner usage amount becomes less than the second threshold value (for example, −15 g), the
次に、第2トナー使用量の変化に対する処理の一例について、図3を参照して説明する。図3は、第2トナー使用量の変化に対する処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、画像形成装置1が印刷ジョブを受信することに伴い、CPU101がROM102に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
Next, an example of processing for changing the second toner usage will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a process for a change in the second toner usage amount. This process is realized, for example, when the
ステップS100において、制御部100は、トナー補給部412bの駆動時間を積算する。
In step S100, the
ステップS110において、制御部100は、プリント毎のカバレッジ情報を取得する。
In step S110, the
ステップS120において、制御部100は、所定のプリント数を終了したか否かを判断する。
In step S120, the
ステップS120において、所定のプリント数を終了した場合(ステップS120:YES)、制御部100は、トナー補給部412bの駆動時間の積算値に基づいて、第2トナー使用量を算出する(ステップS130)。
When the predetermined number of prints is completed in step S120 (step S120: YES), the
ステップS120において、所定のプリント数を終了しない場合(ステップS120:NO)、制御部100は、本処理をステップS100に移す。
In step S120, when the predetermined number of prints is not finished (step S120: NO), the
ステップS140において、第1トナー使用量算出部は、カバレッジ情報から理論上使用される第1トナー使用量を算出する。 In step S <b> 140, the first toner usage amount calculation unit calculates the first toner usage amount that is theoretically used from the coverage information.
ステップS150において、制御部100は、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値が第1閾値を超えているか否かを判断する。
In step S150, the
ステップS150において、減算値が第1閾値を超えている場合(ステップS150:YES)、制御部100は、パッチ画像を用紙Sに作成させるように画像形成部40を制御する。画像濃度検出部78は、パッチ画像の画像濃度を検出する(ステップS160)。
In step S150, when the subtraction value exceeds the first threshold value (step S150: YES), the
ステップS170において、原因推定部は、画像濃度検出部78の検出結果に基づいて、減算値が第1閾値を超えた原因を推定する。原因推定部は、画像濃度が正常でない場合、原因がトナー付着量検出部76の異常であると推定する。原因推定部は、画像濃度が正常である場合、原因がトナー付着量検出部76の異常でないと推定する。
In step S <b> 170, the cause estimation unit estimates the cause that the subtraction value exceeds the first threshold based on the detection result of the image
ステップS170において、画像濃度が正常であって、原因がトナー付着量検出部76の異常でないと推定された場合(ステップS170:YES)、制御部100はトナー付着量検出部76の制御点を変更せず、推定結果を出力する(ステップS180)。その後、制御部100は本処理を終了する。出力された推定結果から、ユーザーがサービスに連絡することができる。
In step S170, when it is estimated that the image density is normal and the cause is not an abnormality of the toner adhesion amount detection unit 76 (step S170: YES), the
ステップS170において、画像濃度が正常でなく、原因がトナー付着量検出部76の異常であると推定された場合(ステップS170:NO)、制御部100はトナー付着量検出部76の制御点を変更する(ステップS190)。その後、制御部100は本処理を終了する。
In step S170, when it is estimated that the image density is not normal and the cause is an abnormality of the toner adhesion amount detection unit 76 (step S170: NO), the
ステップS150において、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値が第1閾値を超えていない場合(ステップS150:NO)、制御部100は、減算値が第2閾値(<第1閾値)未満であるか否かを判断する(ステップS200)。
When the subtraction value obtained by subtracting the first toner usage amount from the second toner usage amount does not exceed the first threshold value in step S150 (step S150: NO), the
ステップS200において、減算値が第2閾値未満である場合(ステップS200:YES)、制御部100はトナー付着量検出部76の制御点を変更する(ステップS210)。その後、制御部100は本処理を終了する。
In step S200, when the subtraction value is less than the second threshold (step S200: YES), the
ステップS200において、減算値が第2閾値未満でない場合(ステップS200:NO)、制御部100はトナー補給部412bの駆動時間の積算値をリセットする(ステップS220)。その後、制御部100は、処理をステップS100に移す。
In step S200, when the subtraction value is not less than the second threshold (step S200: NO), the
上記実施の形態における画像形成装置1によれば、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値が第1閾値を超えた場合に、画像濃度検出部78が用紙S上に形成されたパッチ画像の画像濃度を検出し、原因推定部が、画像濃度検出部78の検出結果に基づいて、減算値が第1閾値を超えた原因を推定する。制御部100は、原因がトナー付着量検出部76の異常であると推定された場合に、トナー付着量検出部76の制御点を変更し、原因がトナー付着量検出部76の異常でないと推定された場合に、トナー付着量検出部76の制御点を変更しない。これにより、トナー付着量を適正に制御することができる。
According to the
(変形例)
次に、変形例における直列タンデム構成の機械について説明する。
(Modification)
Next, a machine having a series tandem configuration according to a modification will be described.
直列タンデム構成の機械は、画像形成装置1を表面側および裏面側の各機械とし、これら2台の機械を繋げて上流機および下流機として使用する。
In the machine of the serial tandem configuration, the
図4は、変形例における直列タンデム構成の機械を概略的に示す図である。変形例において、上記実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。 FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a machine having a series tandem configuration according to a modification. In the modification, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
変形例における直列タンデム構成の機械は、図4に示すように、用紙の搬送方向の上流側から下流側に向かって、給紙トレイ510、上流機520、接続部530、下流機540、濃度調整ユニット550、排紙ユニット560が配置されている。トナー濃度検出部74およびトナー付着量検出部76は、上流機520および下流機540にそれぞれ設けられている。画像濃度検出部78は、下流機540のさらに下流側に配置された濃度調整ユニット550に設けられている。
As shown in FIG. 4, the machine of the series tandem configuration in the modified example has a
変形例では、上流機520または下流機540のいずれかにおいて、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値が第1閾値を超えた場合に、パッチ画像を用紙Sに形成し、パッチ画像の画像濃度を画像濃度検出部78で検出する。
In the modification, in either the
パッチ画像を用紙Sに形成することは、ヤレ紙の発生や生産性の低下になる。そこで、変形例では、減算値が第1閾値を超えた場合であって、上流機と下流機との間で画像濃度合わせを行う場合に、パッチ画像を用紙Sに形成し、パッチ画像の画像濃度を画像濃度検出部78で検出するようにしてもよい。
Forming the patch image on the paper S causes generation of scraping paper and a decrease in productivity. Therefore, in the modified example, when the subtraction value exceeds the first threshold value and the image density is adjusted between the upstream machine and the downstream machine, a patch image is formed on the paper S, and the patch image The density may be detected by the image
これにより、パッチ画像を用紙Sに形成する回数を最小限に抑えることができ、ヤレの発生を低減することができ、また、生産性低下を抑制することができる。 As a result, the number of times the patch image is formed on the paper S can be minimized, the occurrence of sag can be reduced, and a reduction in productivity can be suppressed.
本発明は、画像形成装置1を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば、後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。
The present invention can be applied to an image forming system including a plurality of units including the
その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of a specific example for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist or the main features thereof.
[実施例]
最後に、本発明者が行った、上記実施の形態における有効性を確認する実験の結果について説明する。
[Example]
Finally, the results of an experiment conducted by the present inventor for confirming the effectiveness in the above embodiment will be described.
[実施例および比較例における機械の構成]
実施例においては、図1および図2に示す画像形成装置1を表面側および裏面側の各機械とし、これら2台の機械を繋げて上流機および下流機とした直列タンデム構成の機械を使用した。したがって、上流機および下流機の更に下流位置に画像濃度検出部78を設けた。
[Configuration of Machine in Examples and Comparative Examples]
In the embodiment, the
一方、比較例においては、実施例と同様に直列タンデム構成の機械を使用したが、図2および図4に示す画像濃度検出部78を設けなかった。したがって、用紙上に形成したパッチ画像の画像濃度を検出できなかった。
On the other hand, in the comparative example, a machine with a series tandem configuration was used as in the example, but the image
[実施例の実験条件]
実験では、KonicaminoltabhPro2250を改造した2台の機械で、用紙の両面に画像出力を行った。
[Experimental conditions of Examples]
In the experiment, images were output on both sides of the paper using two machines modified from KonicaminoltabhPro2250.
2台の機械にナー付着量検出部をそれぞれ設け、感光体ドラム上に作成した最高濃度パッチ画像のトナー付着量を検出した。 Two machines were each provided with a toner adhesion amount detection unit to detect the toner adhesion amount of the highest density patch image created on the photosensitive drum.
機械の立ち上げ時に、トナー付着量検出部76の検出結果に基づいて、トナー付着量が基準値となるように現像ローラーの回転数を調整した。
When the machine was started up, the number of rotations of the developing roller was adjusted based on the detection result of the toner adhesion
次に、連続プリント中の制御について説明する。
通紙中は、10枚毎に最高濃度の補正を実施した。具体的には、感光体ドラムに最高濃度パッチ画像を作成し、トナー付着量を検出した。また、トナー付着量を目標値に保つように、現像ローラーの回転数を調整した。例えば、トナー付着量が少ない場合に現像ローラーの回転数を多くし、トナー付着量が多い場合に現像ローラーの回転数を少なくした。なお、現像ローラーの回転数を変更させる代わりに、現像電界を変更させて、トナー付着量を目標値に保つことができた。
Next, control during continuous printing will be described.
During the paper feeding, the maximum density was corrected every 10 sheets. Specifically, the highest density patch image was created on the photosensitive drum, and the toner adhesion amount was detected. Further, the number of rotations of the developing roller was adjusted so as to keep the toner adhesion amount at the target value. For example, the rotation speed of the developing roller is increased when the toner adhesion amount is small, and the rotation speed of the development roller is decreased when the toner adhesion amount is large. In addition, instead of changing the number of rotations of the developing roller, the developing electric field was changed to maintain the toner adhesion amount at the target value.
上流機および下流機の各現像部に、透磁率に基づいてトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を設け、トナー濃度検出部の検出結果に基づいて、目標のトナー濃度となるように第2トナー使用量(トナー補給量)を調整した。 Each developing unit of the upstream machine and the downstream machine is provided with a toner density detection unit that detects the toner density based on the magnetic permeability, and the second toner is set so as to achieve the target toner density based on the detection result of the toner density detection unit. The amount used (toner replenishment amount) was adjusted.
[第1トナー使用量の算出、第2トナー使用量の計測]
機械の制御部に、出力画像の印字率を積算する機能を設けた。印字率とトナー付着量の目標値と印字枚数とから、ある画像を出力した時の第1トナー使用量を算出した。実験においてトナー付着量の目標値を4.5g/m2とした。
一方、トナー補給部の駆動時間の積算値から第2トナー使用量(トナー補給量)を計測した。
[Calculation of first toner usage, measurement of second toner usage]
A function for integrating the printing rate of the output image is provided in the control unit of the machine. The first toner usage when a certain image was output was calculated from the printing rate, the target value of the toner adhesion amount, and the number of printed sheets. In the experiment, the target value of the toner adhesion amount was 4.5 g / m 2 .
On the other hand, the second toner usage amount (toner replenishing amount) was measured from the integrated value of the driving time of the toner replenishing portion.
[第1トナー使用量と第2トナー使用量との間に生じた差の原因、および、処理]
第1トナー使用量と第2トナー使用量とを比較し、両者間に差が生じた場合に、差の原因に対する処理を行った。
The first toner usage amount and the second toner usage amount were compared, and when there was a difference between them, a process for the cause of the difference was performed.
第2トナー使用量が第1トナー使用量より増加した(表1に「増加」で示す)場合には、画像濃度が高いか、または、画像以外でトナーを消費した可能性があった。
画像濃度が高い場合の原因は、トナー付着量検出部の制御点がずれたため、または、トナー濃度検出部の制御異常によりトナー濃度の上昇し、それによって画像濃度制御が破綻したためであった。
When the second toner usage amount is higher than the first toner usage amount (indicated by “increase” in Table 1), there is a possibility that the image density is high or the toner is consumed outside the image.
The cause of the high image density is that the control point of the toner adhesion amount detection unit is shifted, or the toner density increases due to abnormal control of the toner density detection unit, thereby causing the image density control to fail.
画像濃度制御が破綻した場合は、トナー付着量検出部により付着量が過多となったことを検知することができたため、付着量が過多となっていない場合は、トナー付着量検出部の異常であると判断することができた。 When the image density control fails, the toner adhesion amount detection unit can detect that the adhesion amount is excessive. If the adhesion amount is not excessive, the toner adhesion amount detection unit is abnormal. I was able to judge that there was.
画像以外でトナーを消費した原因を、画像濃度(画像濃度検出部の検出結果)に基づいて判断した。トナー付着量が多くなった場合には、画像濃度が高くなっているが、かぶりやトナー飛散により画像以外でトナーを消費した場合には、画像濃度は正常値を示すため、これによって、画像以外でトナーを消費したと判断することができた。 The cause of the consumption of toner other than the image was determined based on the image density (detection result of the image density detection unit). When the toner adhesion amount increases, the image density becomes high. However, when toner other than the image is consumed due to fogging or toner scattering, the image density shows a normal value. It was possible to determine that the toner was consumed.
かぶりやトナー飛散の原因は、帯電の異常や現像剤の異常等、様々な原因の可能性があるため、画像濃度が正常値を示した情報だけでは原因の特定はできなかったが、トナー付着量が多く、かつ、画像濃度が正常値を示したことを検知して、保守点検のサービスに連絡し、あるいは、不良画像の発生よりも先に異常発生をサービスに連絡し、あるいは、原因を絞り込めていることからメンテナンス時間を短縮することができた。 The cause of fogging and toner scattering may be due to various causes such as abnormal charging or abnormal developer. Therefore, the cause could not be identified only by the information indicating the normal value of the image density. Detecting that the volume is high and the image density shows a normal value, contact the maintenance service, notify the service of the abnormality before the occurrence of the defective image, or determine the cause. The maintenance time was shortened because it was narrowed down.
第2トナー使用量が第1トナー使用量より減少した(表1に「減少」で示す)場合には、トナー付着量検出部の制御点のずれの原因が高いため、トナー付着量検出部の制御点を変更することができた。 When the second toner usage amount is smaller than the first toner usage amount (indicated by “decrease” in Table 1), the cause of the control point shift of the toner adhesion amount detection unit is high. The control point could be changed.
次に、A4紙サイズ、5%カバレッジの原稿で10000枚をプリントした場合の一例について説明する。ここでは、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値に対する第1閾値を15gとし、第2閾値を−15gとした。
感光体ドラム上のトナー付着量を5g/m2となるように機械を制御した。感光体ドラム画像における形成領域の印字面積は、A4紙サイズ×5%で計算できるため、その計算値に5g/m2を積算した値155.9gとして第1トナー使用量を算出した。感光体ドラムにおける画像形成領域間の非画像形成領域にパッチ画像を出力画像とは別に作成した。パッチ画像を作成した分のトナー使用量の第1トナー使用量は5.0gであるため、第1トナー使用量の合計は、155.9g+5.0g=160.9gであった。 The machine was controlled so that the toner adhesion amount on the photosensitive drum was 5 g / m 2 . Since the printing area of the formation area in the photosensitive drum image can be calculated by A4 paper size × 5%, the first toner usage amount was calculated as 155.9 g obtained by adding 5 g / m 2 to the calculated value. A patch image was created separately from the output image in a non-image forming area between the image forming areas on the photosensitive drum. Since the first toner usage amount of the toner usage amount for creating the patch image is 5.0 g, the total first toner usage amount was 155.9 g + 5.0 g = 160.9 g.
一方、10000枚の間、トナー濃度検出部の検出結果を基に、トナー補給部を間欠的に駆動させてトナー補給を行った。トナー補給は、トナー補給部の駆動時に、0.30g/secの補給速度で行った。10000枚におけるトナー補給部の駆動時間の累積値は500secとなり、これらから、第2トナー使用量(トナー補給量)は、0.30g/sec×500sec=150.0gであった。 On the other hand, for 10,000 sheets, the toner supply unit was intermittently driven based on the detection result of the toner density detection unit to supply the toner. The toner supply was performed at a supply speed of 0.30 g / sec when the toner supply unit was driven. The cumulative value of the driving time of the toner replenishing unit for 10,000 sheets was 500 sec. Accordingly, the second toner usage amount (toner replenishing amount) was 0.30 g / sec × 500 sec = 150.0 g.
第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値は、150.0g−160.9g=−10.9gとなり、第1閾値15gから第2閾値−15gまでの範囲に入るため、トナー補給部の駆動時間の積算値をリセットした他に、特別な制御を行わなかった。 The subtracted value obtained by subtracting the first toner usage amount from the second toner usage amount is 150.0 g−160.9 g = −10.9 g and falls within the range from the first threshold value 15 g to the second threshold value −15 g. In addition to resetting the integrated value of the driving time of the replenishment section, no special control was performed.
さらに、10000枚をプリントしたところ、トナー補給部の駆動時間の積算値が450secとなり、第2トナー使用量は、0.3g/sec×450sec=135.0gとなったため、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値は、135.0g−160.9g=−25.9gとなり、第2閾値−15g未満であるため、トナー付着量検出部の異常によってトナー付着量が低下したと判断し、トナー付着量検出部の制御点を変更した。 Further, when 10,000 sheets were printed, the integrated value of the driving time of the toner replenishing unit was 450 sec, and the second toner usage amount was 0.3 g / sec × 450 sec = 135.0 g. The subtracted value obtained by subtracting the first toner usage amount is 135.0 g−160.9 g = 2-5g, which is less than the second threshold value −15 g. The control point of the toner adhesion amount detection unit was changed.
また、別の機械で同様にA4紙サイズ、5%カバレッジの原稿で10000枚プリント
したところ、最初の10000枚での第2トナー使用量が178.0gであった。この時、第2トナー使用量から第1トナー使用量を減じた減算値は、178.0g−160.9g=17.1gとなり、第2トナー使用量が第1トナー使用量より多いため(第1閾値である15gより多いため)、用紙上にパッチ画像を作成して、パッチ画像の画像濃度を検出した。
用紙上のパッチ画像の画像濃度を検出した。画像濃度は、狙いの反射濃度1.45から1.6の範囲に入っていたため、トナー付着量の制御点の変更を行わず、機内を確認したところ、現像剤が耐久仕様を超えた状態であったため、機内のトナー飛散、現像サクションボックス内のトナーの増加が確認できた。なお、画像濃度が反射濃度1.45から1.6の範囲に入っていない場合、トナー付着量の制御点の変更を行う予定であった。
Similarly, when 10,000 sheets of A4 paper size and 5% coverage originals were printed on another machine, the amount of second toner used on the first 10,000 sheets was 178.0 g. At this time, the subtraction value obtained by subtracting the first toner usage amount from the second toner usage amount is 178.0 g-160.9 g = 17.1 g, and the second toner usage amount is larger than the first toner usage amount (first Therefore, the patch image was created on the sheet and the image density of the patch image was detected.
The image density of the patch image on the paper was detected. Since the image density was in the range of the target reflection density of 1.45 to 1.6, the control point of the toner adhesion amount was not changed, and the inside of the machine was checked. As a result, the developer exceeded the endurance specification. Therefore, it was confirmed that the toner in the machine was scattered and the toner in the developing suction box increased. When the image density is not within the range of the reflection density from 1.45 to 1.6, the control point of the toner adhesion amount was scheduled to be changed.
以上の実施例では、第2トナー使用量の変化に対する処理を的確にかつ早期に行うことができた。 In the above embodiment, the processing for the change in the second toner usage amount can be performed accurately and quickly.
今回の実験では、第1トナー使用量からの計算結果で第1および第2の閾値を設定したが、機械による単位時間当たりのトナー補給量のばらつきが大きい場合には第2トナー使用量の計算値が変わるため、絶対値での判断が困難な場合も考えられる。その場合には、機械の初期状態での測定結果(初期値)からの差分で閾値を設けることによって、初期からの差分がある一定以上となった場合に、差分が一定以上となった原因を推定するために、パッチ画像を形成することも可能である。また、閾値はトナー重量で決めているが、第1トナー使用量に対する比率で設定しても良い。 In this experiment, the first and second threshold values were set based on the calculation result from the first toner usage amount. However, when the variation in the toner replenishment amount per unit time by the machine is large, the calculation of the second toner usage amount is performed. Since the value changes, it may be difficult to make an absolute determination. In that case, by setting a threshold value with the difference from the measurement result (initial value) in the initial state of the machine, if the difference from the initial value exceeds a certain value, the cause of the difference exceeding the certain value It is also possible to form a patch image for estimation. The threshold value is determined by the toner weight, but may be set by a ratio to the first toner usage amount.
[比較例]
比較例として、用紙上の画像濃度を検出するための画像濃度検出部を有しない機械は、第2トナー使用量が第1トナー使用量より増加しているか否かを判断できるが、トナー付着量検出部が異常か否かの判断はできなかった。第2トナー使用量が第1トナー使用量より増加していることの判断で、画像濃度が正常であるか否かの判断をすることなく、トナー付着量の制御点を変更する制御を行った。その結果、画像濃度の低下の不具合を発生してしまった。その理由は、トナー付着量の制御が正常あり、画像濃度が正常であるためであった。画像濃度が正常である場合には、機内のトナー飛散などが原因であるため、サービスに連絡する対処を行うべきであった。
[Comparative example]
As a comparative example, a machine that does not have an image density detection unit for detecting the image density on paper can determine whether or not the second toner usage amount is greater than the first toner usage amount. It was not possible to determine whether the detection unit was abnormal. Control was performed to change the control point of the toner adhesion amount without determining whether the image density is normal or not by determining that the second toner usage amount is higher than the first toner usage amount. . As a result, a problem of a decrease in image density has occurred. The reason is that the toner adhesion amount is normally controlled and the image density is normal. When the image density is normal, it is due to toner scattering in the apparatus, and so a countermeasure to contact the service should be taken.
以上の比較例では、トナー付着量を適正に制御することができなかった。 In the above comparative examples, the toner adhesion amount could not be properly controlled.
なお、上記の実施例は、タンデム構成の機械を用いたが、シングル機であってもよく、画像形成装置の下流側に用紙上のパッチ画像の画像濃度を検出するための画像濃度検出部を設け、タンデム構成の機械と同様に実施した結果、パッチ画像の画像濃度が正常でない場合にトナー付着量の制御点を変更し、パッチ画像の画像濃度が正常である場合にトナー付着量の制御点を変更しなかった。これにより、トナー付着量を適正に制御することができた。 In the above embodiment, a tandem machine is used. However, a single machine may be used, and an image density detection unit for detecting the image density of the patch image on the sheet is provided on the downstream side of the image forming apparatus. As a result, the control point of the toner adhesion amount is changed when the image density of the patch image is not normal, and the control point of the toner adhesion amount is determined when the image density of the patch image is normal. Did not change. As a result, the toner adhesion amount could be properly controlled.
1 画像形成装置
10 画像読取部
20 操作表示部
21 表示部
22 操作部
30 画像処理部
40 画像形成部
50 用紙搬送部
60 定着部
71 通信部
72 記憶部
74 トナー濃度検出部
76 トナー付着量検出部
78 画像濃度検出部
100 制御部
101 CPU
102 ROM
103 RAM
412 現像装置
412a トナーボトル
412b トナー補給部
DESCRIPTION OF
102 ROM
103 RAM
412
Claims (7)
前記像担持体上のトナー付着量を検出するトナー付着量検出部と、
前記トナー付着量検出部の検出結果に基づいて、濃度補正を行う制御部と、
前記入力画像データに基づいて、理論上使用される第1トナー使用量を算出する第1トナー使用量算出部と、
前記トナーの供給に実際に使用された第2トナー使用量を計測する第2トナー使用量計測部と、
前記第1トナー使用量に対する前記第2トナー使用量が増大した場合、前記記録媒体上に形成されたトナー像の画像濃度を検出する画像濃度検出部と、
前記画像濃度検出部の検出結果に基づいて、前記増大の原因を推定する原因推定部と、
を備える画像形成装置。 An image forming unit that forms a toner image by supplying and attaching toner from a developing unit to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed based on input image data; and forming the toner image on a recording medium;
A toner adhesion amount detection unit for detecting the toner adhesion amount on the image carrier;
A control unit that performs density correction based on a detection result of the toner adhesion amount detection unit;
A first toner usage amount calculation unit that calculates a theoretically used first toner usage amount based on the input image data;
A second toner usage amount measuring unit for measuring a second toner usage amount actually used for supplying the toner;
An image density detection unit for detecting an image density of a toner image formed on the recording medium when the second toner usage amount is increased with respect to the first toner usage amount;
Based on the detection result of the image density detection unit, a cause estimation unit that estimates the cause of the increase;
An image forming apparatus comprising:
前記第2トナー使用量計測部は、前記トナーボトルの空き状態を示す情報に基づいて前記第2トナー使用量を計測する請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A toner bottle for storing toner to be replenished to the developing unit;
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second toner usage amount measurement unit measures the second toner usage amount based on information indicating an empty state of the toner bottle. 5.
An image forming system comprising a plurality of units including the image forming apparatus according to claim 1.
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