JP2021184037A - Image forming apparatus and toner remaining amount determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーを用いて媒体に画像を形成する画像形成装置およびトナー残量判定方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus for forming an image on a medium using toner and a method for determining the remaining amount of toner.
プロセスカートリッジに収容されたトナーを用いて画像形成を行う画像形成装置が知られている(特許文献1)。この画像形成装置は、プロセスカートリッジにおけるトナーの残量を取得する取得手段と、画像形成データに基づいてトナーの残量を予測する予測手段と、予測されたトナーの残量を設定する設定手段と、を有していた。画像形成装置の制御手段は、取得手段により取得されたトナーの残量と設定手段により設定されたトナーの残量との差分が所定値より小さい場合には、設定手段により設定されたトナーの残量を、取得手段により取得されたトナーの残量で更新し、当該差分が所定値より大きい場合には、設定手段により設定されたトナーの残量を更新しない、という制御を行っていた。 An image forming apparatus that forms an image using toner contained in a process cartridge is known (Patent Document 1). This image forming apparatus includes an acquisition means for acquiring the remaining amount of toner in the process cartridge, a predicting means for predicting the remaining amount of toner based on the image forming data, and a setting means for setting the predicted remaining amount of toner. Had. When the difference between the remaining amount of toner acquired by the acquiring means and the remaining amount of toner set by the setting means is smaller than a predetermined value, the control means of the image forming apparatus is the residual toner set by the setting means. The amount is updated by the remaining amount of toner acquired by the acquiring means, and when the difference is larger than a predetermined value, the remaining amount of toner set by the setting means is not updated.
しかしながら、上記した画像形成装置では、所定値によってトナーの残量を更新するタイミングを変更する構成であり、更新されない間に増加して行く当該残量の誤差については十分に考慮されていなかった。また、トナーの消費量(画像の濃度)は画像形成装置の設置環境(温度、湿度)によって変化するため、上記した画像形成装置のように画像形成データに基づいてトナーの残量を予測するだけでは、当該残量を精度よく予測することができなかった。つまり、上記した画像形成装置では、トナーの残量を正確に判定できていなかった。 However, in the above-mentioned image forming apparatus, the timing for updating the remaining amount of toner is changed according to a predetermined value, and the error of the remaining amount that increases while the toner is not updated is not sufficiently taken into consideration. Further, since the amount of toner consumed (image density) changes depending on the installation environment (temperature, humidity) of the image forming apparatus, only the remaining amount of toner is predicted based on the image forming data as in the above-mentioned image forming apparatus. Then, the remaining amount could not be predicted accurately. That is, the image forming apparatus described above could not accurately determine the remaining amount of toner.
本発明は、上記課題を解決するために、トナーの残量を正確に判定することができる画像形成装置およびトナー残量判定方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides an image forming apparatus capable of accurately determining the remaining amount of toner and a method for determining the remaining amount of toner.
本発明は、トナーコンテナに収容されたトナーを用いて媒体に画像を形成する画像形成装置であって、帯電バイアスを印加されることで感光体を帯電させる帯電装置と、帯電された前記感光体を露光して前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、現像バイアスを印加されることで前記トナーコンテナから供給された前記トナーを用いて前記感光体の表面上の前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、転写バイアスを印加されることで前記感光体の表面上の前記トナー像を前記媒体に転写させる転写装置と、前記帯電バイアスと前記現像バイアスの少なくとも一方に対応した濃度補正値を算出する濃度補正部と、前記転写バイアスに対応した転写効率補正値を算出する転写補正部と、前記トナー像の形成に用いる画像データのドット数を算出するドットカウント部と、前記濃度補正値、前記転写効率補正値および前記ドット数に基づいて前記トナーの総消費量を算出する消費量算出部と、前記総消費量に基づいて前記トナーコンテナに収容された前記トナーの残量を判定する残量判定部と、を備えた。 The present invention is an image forming apparatus that forms an image on a medium using toner contained in a toner container, a charging apparatus that charges the photoconductor by applying a charging bias, and the charged photoconductor. And the static on the surface of the photoconductor using the toner supplied from the toner container by applying a development bias and an exposure device that forms an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor. A developing device that develops an electron latent image into a toner image, a transfer device that transfers the toner image on the surface of the photoconductor to the medium by applying a transfer bias, and at least the charging bias and the developing bias. A density correction unit that calculates a density correction value corresponding to one of them, a transfer correction unit that calculates a transfer efficiency correction value corresponding to the transfer bias, and a dot count that calculates the number of dots of image data used to form the toner image. A unit, a consumption calculation unit that calculates the total consumption of the toner based on the density correction value, the transfer efficiency correction value, and the number of dots, and the toner container housed based on the total consumption. It is equipped with a remaining amount determination unit for determining the remaining amount of toner.
この場合、前記濃度補正部は、前記帯電バイアスに対応した第1の濃度補正値と前記現像バイアスに対応した第2の濃度補正値との積を前記濃度補正値としてもよい。 In this case, the density correction unit may use the product of the first density correction value corresponding to the charge bias and the second density correction value corresponding to the development bias as the density correction value.
この場合、前記消費量算出部は、1つの前記媒体当たりの前記トナーの消費量である単位消費量を積算して前記総消費量を算出し、前記残量判定部は、前記トナーコンテナに収容可能な前記トナーの最大収容量から前記総消費量を減算して前記残量を算出してもよい。 In this case, the consumption amount calculation unit calculates the total consumption amount by integrating the unit consumption amount which is the consumption amount of the toner per the medium, and the remaining amount determination unit is housed in the toner container. The remaining amount may be calculated by subtracting the total consumption amount from the maximum capacity of the toner that can be accommodated.
この場合、前記トナーコンテナは、前記画像形成装置に交換可能に装着され、前記総消費量と前記最大収容量とを記憶するコンテナ側記憶部を有してもよい。 In this case, the toner container may be interchangeably attached to the image forming apparatus and may have a container-side storage unit for storing the total consumption amount and the maximum storage amount.
本発明は、トナーコンテナに収容されたトナーを用いて媒体に画像を形成する画像形成装置におけるトナー残量判定方法であって、帯電バイアスを印加することで感光体を帯電させる帯電工程と、帯電された前記感光体を露光して前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光工程と、現像バイアスを印加することで前記トナーコンテナから供給された前記トナーによって前記感光体の表面上の前記静電潜像をトナー像に現像する現像工程と、転写バイアスを印加することで前記感光体の表面上の前記トナー像を前記媒体に転写させる転写工程と、前記帯電バイアスと前記現像バイアスの少なくとも一方に対応した濃度補正値を算出する濃度補正工程と、前記転写バイアスに対応した転写効率補正値を算出する転写補正工程と、前記トナー像の形成に用いる画像データのドット数を算出するドットカウント工程と、前記濃度補正値、前記転写効率補正値および前記ドット数に基づいて前記トナーの総消費量を算出する消費量算出工程と、前記総消費量に基づいて前記トナーコンテナに収容された前記トナーの残量を判定する残量判定工程と、を備えた。 The present invention is a method for determining the remaining amount of toner in an image forming apparatus that forms an image on a medium using toner contained in a toner container, and comprises a charging step of charging a photoconductor by applying a charging bias and charging. An exposure step of exposing the photoconductor to form an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor, and the toner supplied from the toner container by applying a development bias on the surface of the photoconductor. A development step of developing the electrostatic latent image into a toner image, a transfer step of transferring the toner image on the surface of the photoconductor to the medium by applying a transfer bias, and a charging bias and the development bias. A density correction step for calculating a density correction value corresponding to at least one of them, a transfer correction step for calculating a transfer efficiency correction value corresponding to the transfer bias, and a dot for calculating the number of dots of image data used for forming the toner image. It was housed in the toner container based on the counting step, the consumption calculation step of calculating the total consumption of the toner based on the density correction value, the transfer efficiency correction value and the number of dots, and the total consumption. A remaining amount determination step for determining the remaining amount of the toner is provided.
この場合、前記濃度補正工程では、前記帯電バイアスに対応した第1の濃度補正値と前記現像バイアスに対応した第2の濃度補正値との積が前記濃度補正値とされてもよい。 In this case, in the density correction step, the product of the first density correction value corresponding to the charge bias and the second density correction value corresponding to the development bias may be the density correction value.
この場合、前記消費量算出工程では、1つの前記媒体当たりの前記トナーの消費量である単位消費量を積算して前記総消費量が算出され、前記残量判定工程では、前記トナーコンテナに収容可能な前記トナーの最大収容量から前記総消費量を減算して前記残量が算出されてもよい。 In this case, in the consumption amount calculation step, the unit consumption amount, which is the consumption amount of the toner per the medium, is integrated to calculate the total consumption amount, and in the remaining amount determination step, the toner is stored in the toner container. The remaining amount may be calculated by subtracting the total consumption amount from the maximum capacity of the toner that can be accommodated.
本発明によれば、トナーの残量を正確に判定することができる。 According to the present invention, the remaining amount of toner can be accurately determined.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、各図に示すFr、Rr、L、R、U、Dは、前、後、左、右、上、下を示している。本明細書では方向や位置を示す用語を用いるが、それらの用語は説明の便宜のために用いるものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Fr, Rr, L, R, U, and D shown in each figure indicate front, back, left, right, top, and bottom. Although terms indicating directions and positions are used in the present specification, these terms are used for convenience of explanation and do not limit the technical scope of the present invention.
図1および図2を参照して、実施形態に係る画像形成装置1について説明する。図1は画像形成装置1を示す概略図(正面図)である。図2は画像形成装置1を示すブロック図である。
The
画像形成装置1は、電子写真方式のプリンターであって、トナーを用いて用紙Pに画像を形成する。図1に示すように、画像形成装置1は、略直方体状の外観を構成する装置本体2を備えている。装置本体2の下部には、例えば、枚葉の用紙P(媒体)を収容する給紙カセット3が着脱可能に設けられている。装置本体2の上面には、排紙トレイ4が設けられている。なお、媒体の一例としての用紙Pは、紙製に限らず、樹脂製のシート等であってもよい。
The
また、画像形成装置1は、給紙装置5と、作像装置6と、定着装置7と、制御装置8と、を備えている。給紙装置5は、給紙カセット3から排紙トレイ4まで延びた搬送路9Aの上流端部に設けられ、給紙カセット3に収容された用紙Pを1枚ずつ搬送路9Aに送り出す。作像装置6は、搬送路9Aの中間部に設けられ、搬送される用紙Pにトナー像を形成する。定着装置7は、搬送路9Aの下流側に設けられ、用紙Pにトナー像を熱定着させる。制御装置8は、装置本体2の内部に設けられ、画像形成装置1を統括制御する。
Further, the
搬送路9Aは、正面から見て略S字状に形成されている。搬送路9Aには、搬送される用紙Pを一時的に塞き止めて、用紙Pの傾きを補正(スキュー補正)するレジストローラー対10Aが設けられている。搬送路9Aよりも下方には、用紙Pを反転させて作像装置6に再搬送するための反転搬送路9Bが設けられている。反転搬送路9Bは搬送路9Aの下流側で分岐して下方に延び、反転搬送路9Bの下流端は搬送路9Aの上流側に合流している。反転搬送路9Bには、用紙Pを搬送する複数の搬送ローラー対10Bが設けられている。
The
[作像装置]
作像装置6は、トナーコンテナ11と、ドラムユニット12と、露光装置13と、を有している。
[Image drawing device]
The image forming apparatus 6 includes a
<トナーコンテナ>
トナーコンテナ11は、トナー(現像剤)を収容するための容器である。装置本体2の左上部にはコンテナ装着部(図示せず)が設けられ、トナーコンテナ11はコンテナ装着部に交換可能に装着されている。なお、トナーは、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよいし、磁性トナーから成る一成分現像剤であってもよい。
<Toner container>
The
図2に示すように、トナーコンテナ11には、非接触で近距離無線通信を行うための集積回路基板20が搭載されている。集積回路基板20は、集積回路チップ21とアンテナ24とを基板上に実装して構成されている。集積回路チップ21は、演算処理を行う演算プロセッサー22と、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等のコンテナ側記憶部23と、有している。コンテナ側記憶部23には、トナーの総消費量(A2)と、トナーコンテナ11に収容可能なトナーの最大収容量(A1)とが記憶されている。総消費量(A2)は、消費したトナーを合計した量であって、その初期値はゼロに設定されている。アンテナ24は、集積回路チップ21に電気的に接続されている。コンテナ装着部には、装着されたトナーコンテナ11の集積回路基板20に対向して近距離無線通信を行う読み書き部25が搭載されている。読み書き部25は、アンテナ24を介して非接触で集積回路基板20と通信を行い、コンテナ側記憶部23に対してデータの読み書き等を行う。
As shown in FIG. 2, the
<ドラムユニット>
図1に示すように、ドラムユニット12は、感光体ドラム14と、帯電装置15と、現像装置16と、転写ローラー17と、を有している。帯電装置15、現像装置16および転写ローラー17は感光体ドラム14の周囲に画像形成プロセス順に配置されている。
<Drum unit>
As shown in FIG. 1, the
(感光体ドラム)
感光体ドラム14は、前後方向(幅方向)に長い略円筒状に形成され、モーター(図示せず)によって軸周りに回転駆動される。感光体ドラム14の表層には、静電潜像を担持する感光層(図示せず)が形成されている。
(Photoreceptor drum)
The
(帯電装置)
帯電装置15は、感光体ドラム14に沿って延びた略円筒状の帯電ローラー15Aを有している。帯電ローラー15Aは、モーター(図示せず)によって軸周りに回転駆動される。帯電ローラー15Aは、帯電用電源15B(図2参照)に電気的に接続されている。帯電用電源15Bは、例えば、直流(DC)電圧である帯電バイアス(V1)を帯電ローラー15Aに印加する。帯電装置15の帯電ローラー15Aは、感光体ドラム14に接触しながら軸周りに回転し、帯電バイアス(V1)を印加されることで感光体ドラム14(感光層)を所定の電位(例えば負極性)に帯電させる。
(Charging device)
The charging
(現像装置)
現像装置16は、筐体16Dの内部に一対の搬送スクリュー16Cと現像ローラー16Aとを有している。筐体16Dは、トナーコンテナ11に供給路(図示せず)を介して接続され、トナーコンテナ11から供給されたトナーを収容する。各搬送スクリュー16Cは、感光体ドラム14に沿って延びた回転軸(図示せず)と、回転軸の周面に固定された螺旋状の羽根(図示せず)と、を有している。現像ローラー16Aは、感光体ドラム14に沿って延びた略円筒状に形成されている。各搬送スクリュー16Cと現像ローラー16Aとは、モーター(図示せず)によって軸周りに回転駆動される。一対の搬送スクリュー16Cは、筐体16Dの内部に収容されたトナーを攪拌しながら循環搬送する。
(Developer)
The developing
現像ローラー16Aは、感光体ドラム14と搬送スクリュー16Cとの間に配置されている。また、現像ローラー16Aは、感光体ドラム14の表面に対して所定の間隙を有して配置されている。現像ローラー16Aは、現像用電源16B(図2参照)に電気的に接続されている。現像用電源16Bは、例えば、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアス(V2)を現像ローラー16Aに印加する。現像装置16の現像ローラー16Aは、軸周りに回転し、現像バイアス(V2)を印加されることでトナーコンテナ11から供給されたトナーを用いて感光体ドラム14の表面上の静電潜像をトナー像に現像する。
The developing
(転写ローラー)
転写装置の一例としての転写ローラー17は、感光体ドラム14に沿って延びた略円筒状に形成され、モーター(図示せず)によって軸周りに回転駆動される。転写ローラー17は、感光体ドラム14の下側に接触して転写ニップを形成している。転写ローラー17は、転写用電源17B(図2参照)に電気的に接続されている。転写用電源17Bは、トナーの極性(例えば負極性)とは逆極性(正極性)となる転写バイアス(V3)を転写ローラー17に印加する。転写ローラー17は、感光体ドラム14に接触しながら軸周りに回転し、転写バイアス(V3)を印加されることで感光体ドラム14の表面上のトナー像を用紙Pに転写させる。
(Transfer roller)
The
<露光装置>
露光装置13は、感光体ドラム14よりも上方に設けられ、感光体ドラム14の表面(感光層)に向かって走査光を出射する。露光装置13は、帯電された感光体ドラム14を露光して感光体ドラム14の表面に静電潜像を形成する。
<Exposure device>
The
[定着装置]
定着装置7は、定着ベルト7Aと、加圧ローラー7Bと、ヒーター7Cと、を備えている。
[Fixing device]
The fixing device 7 includes a fixing
定着ベルト7Aは、無端状のベルトであって、前後方向(幅方向)に長い略円筒状に形成されている。加圧ローラー7Bは、前後方向に長い略円筒状に形成されている。加圧ローラー7Bは、定着ベルト7Aに押し付けられて定着ベルト7Aとの間に加圧された加圧領域を形成する。定着ベルト7Aおよび加圧ローラー7Bは、筐体(図示せず)の内部に回転可能に支持され、筐体を介して装置本体2に支持されている。ヒーター7Cは、定着ベルト7Aの内部に設けられ、加圧領域に対応する位置で定着ベルト7Aの内周面に接触している。ヒーター7Cは、通電されることで発熱し、定着ベルト7Aを加熱する。なお、加圧領域とは、圧力が0Paである上流側の位置から最大圧力となる位置を経由して再び圧力が0Paとなる下流側の位置までの領域を指している。
The fixing
<制御装置>
図2に示すように、制御装置8は、演算処理部30と、記憶部31と、インターフェース部32と、を有している。
<Control device>
As shown in FIG. 2, the
演算処理部30は、記憶部31に格納されたプログラムに従って演算処理を実行するプロセッサーである。記憶部31は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、半導体ドライブ等の補助記憶装置を含んでいる。記憶部31には、画像形成装置1で利用されるプログラムやデータが記憶(格納)される。インターフェース部32には、給紙装置5、作像装置6、定着装置7、読み書き部25および各種の電源15B,16B,17B等の制御対象機器が電気的に接続されている。また、インターフェース部32には、例えば、パーソナルコンピューター等の外部端末がネットワーク等を介して接続されている(図示せず)。演算処理部30、記憶部31およびインターフェース部32は、互いに電気的に接続されている。
The
なお、制御装置8および制御対象機器は、各種の駆動回路を介して電源に接続されている(図示せず)。また、画像形成装置1には、ユーザーが操作したり情報が表示されたりする操作パネル26(タッチパネル)や音を発するスピーカー(図示せず)が設けられている。操作パネル26等もインターフェース部32に電気的に接続され、制御装置8に制御される。
The
[画像形成処理]
ここで、図1および図3を参照して、画像形成装置1の動作について説明する。図3は画像形成処理を示すフローチャートである。例えば、制御装置8は、外部端末から入力された画像データに基づいて、以下のように画像形成処理を実行する。
[Image formation processing]
Here, the operation of the
制御装置8は、帯電工程S1、露光工程S2、現像工程S3、転写工程S4および定着工程S5を実行する。
The
帯電工程S1では、帯電用電源15Bが帯電ローラー15Aに帯電バイアス(V1)を印加することで、帯電装置15(帯電ローラー15A)が感光体ドラム14の表面(感光層)を帯電させる(例えばマイナスに帯電させる)。露光工程S2では、露光装置13が入力された画像データに基づいた走査光を感光体ドラム14に向けて出射する。露光装置13が帯電された感光体ドラム14を露光することで、感光体ドラム14の表面には静電潜像が形成される。詳細には、感光体ドラム14の感光層において露光された部分にはマイナスの電荷が無くなり、マイナスの電荷によって描かれた静電潜像が感光体ドラム14上に形成される。
In the charging step S1, the charging
現像工程S3では、現像用電源16Bが現像ローラー16Aに現像バイアス(V2)を印加することで、現像ローラー16Aがトナーによって感光体ドラム14の表面上の静電潜像をトナー像に現像する。詳細には、現像装置16の筐体16D内のトナーは現像ローラー16Aの表面上にトナー薄層を形成し、現像ローラー16Aが回転することで、トナー薄層が感光体ドラム14との対向領域に搬送される。トナー薄層を構成するトナーは、現像ローラー16Aと感光体ドラム14との電位差によって感光体ドラム14に向けて飛翔する。マイナスに帯電したトナーは、露光されなかった部分で反発し、露光された部分(静電潜像)に付着する。このように、感光体ドラム14の表面上に形成された静電潜像がトナー像に現像される。
In the developing step S3, the developing
給紙装置5は、給紙カセット3内の用紙Pを1枚ずつ分離して搬送路9Aに送り出す。用紙Pは、搬送路9Aに沿って搬送され、レジストローラー対10Aでスキュー補正され、転写ニップに送られる。
The
転写工程S4では、転写用電源17Bが転写ローラー17に転写バイアス(V3)を印加することで、転写ローラー17が感光体ドラム14の表面上のトナー像を用紙Pに転写させる。詳細には、転写ローラー17は転写バイアス(V3)によってプラスに帯電するため、感光体ドラム14に担持されたトナー像(負極性)は転写ローラー17に引き寄せられ、転写ニップを通過する用紙Pに転写される。
In the transfer step S4, the
定着工程S5では、定着装置7が、定着ベルト7Aと加圧ローラー7Bとの間に形成された加圧領域を通過する用紙Pにトナー(トナー像)を熱定着させる。詳細には、ヒーター7Cによって加熱された定着ベルト7Aは、軸周りに回転しながら加圧領域を通過する用紙P上のトナー(トナー像)を加熱する。加圧ローラー7Bは、軸周りに回転しながら加圧領域を通過する用紙P上のトナーを加圧する。一面にトナー像が定着した用紙Pは、排紙トレイ4に排出される。
In the fixing step S5, the fixing device 7 heat-fixes the toner (toner image) on the paper P passing through the pressure region formed between the fixing
用紙Pの両面に印刷(画像形成)を行う場合、定着装置7を通過した用紙Pは、搬送路9Aの下流端部でスイッチバックして反転搬送路9Bに送られる。用紙Pは、搬送ローラー対10Bによって搬送され、反転搬送路9Bから再び搬送路9Aに戻され、レジストローラー対10Aでスキュー補正される。そして、上記と同様の工程を経て、用紙Pの他面に画像が形成される。両面印刷された用紙Pが排紙トレイ4に排出される。
When printing (image formation) is performed on both sides of the paper P, the paper P that has passed through the fixing device 7 is switched back at the downstream end of the
[トナー残量の検出]
電子写真方式の画像形成装置1は、トナーコンテナ11に収容されたトナーの残量を検出する仕組みを備えている。例えば、制御装置8は、トナー像の形成に用いた画像データと、トナーコンテナ11の集積回路基板20に格納されたデータと、を用いてトナーの残量を判定する。具体的には、制御装置8は、画像データのドット数(DC)と1ドット当たりのトナー消費量とから用紙P1枚当たりのトナーの消費量である単位消費量(UA)を求め、この単位消費量(UA)をコンテナ側記憶部23に記憶された総消費量(A2)に加算(積算)する。そして、制御装置8は、コンテナ側記憶部23に記憶されたトナーの最大収容量(A1)から総消費量(A2)を減算してトナーの残量を求める。なお、制御装置8は、読み書き部25を介して集積回路基板20と通信を行い、コンテナ側記憶部23に対してデータの読み書き等を行う。
[Detection of remaining toner]
The electrophotographic
ところで、トナーの消費量(画像の濃度)は画像形成装置1の設置場所の温度や湿度(設置環境)によって変化することが知られている。本実施形態に係る画像形成装置1は設置場所の温度、湿度を計測する温湿度計27を備えている(図2参照)。温湿度計27は、制御装置8のインターフェース部32に電気的に接続されている。制御装置8は、温湿度計27からの出力(温度、湿度)に基づいて、帯電用電源15B、現像用電源16Bおよび転写用電源17Bを制御し、帯電バイアス(V1)、現像バイアス(V2)および帯電バイアス(V1)を調整する。例えば、低温低湿の環境下では感光体ドラム14は帯電し難くなるため、画像形成装置1の制御装置8は、帯電バイアス(V1)を基準値よりも上昇させることで、感光体ドラム14を適正に帯電させる制御を行っている。なお、制御装置8は、帯電バイアス(V1)と同様に、現像バイアス(V2)の基準値や転写バイアス(V3)の基準値も変更する。
By the way, it is known that the amount of toner consumed (image density) changes depending on the temperature and humidity (installation environment) of the place where the
以上より、トナーコンテナ11に収容されたトナーの残量を正確に検出するためには、設置環境によって変化する帯電バイアス(V1)等を考慮した補正が必要になる。そこで、本実施形態に係る画像形成装置1は、帯電バイアス(V1)等の変化に応じて補正を行い、正確にトナーの残量を判定する仕組みを備えている。
From the above, in order to accurately detect the remaining amount of toner contained in the
[トナー残量確認部]
図2、図4Aないし図4Cを参照して、トナーコンテナ11に収容されたトナーの残量を判定するトナー残量確認部33について説明する。図4Aは記憶部31に記憶された第1のテーブルT1を示す説明図である。図4Bは記憶部31に記憶された第2のテーブルT2を示す説明図である。図4Cは記憶部31に記憶された第3のテーブルT3を示す説明図である。
[Toner remaining amount check unit]
A toner remaining
図2に示すように、トナー残量確認部33は、制御装置8の機能として提供される。トナー残量確認部33は、濃度補正部40と、転写補正部41と、ドットカウント部42と、消費量算出部43と、残量判定部44と、報知部45と、を有している。これらのトナー残量確認部33を構成する各部40〜45は、演算処理部30と、演算処理部30に実行されるプログラムと、記憶部31やコンテナ側記憶部23に記憶され、プログラムに使用されるデータと、によって実現される。
As shown in FIG. 2, the toner remaining
まず、記憶部31に記憶されたデータについて説明する。図4Aに示すように、記憶部31には、帯電バイアス(V1)の比率と第1の濃度補正値(V1C)とを対応付けた第1のテーブルT1が記憶されている。また、図4Bに示すように、記憶部31には、現像バイアス(V2)の比率と第2の濃度補正値(V2C)とを対応付けた第2のテーブルT2が記憶されている。さらに、図4Cに示すように、記憶部31には、転写バイアス(V3)の比率と転写効率補正値(V3C)とを対応付けた第3のテーブルT3が記憶されている。
First, the data stored in the
帯電バイアス(V1)と現像バイアス(V2)と転写バイアス(V3)との比率は、それぞれ、設置環境に対応して設定されるものである。各々のバイアス(V1)〜(V3)の比率は、例えば、基準となる設置環境(例えば、温度20℃、湿度40%(以下「基準環境」ともいう。))に対応した基準比率を「1」とし、温度と湿度の少なくとも一方(以下「温度等」ともいう。)が基準環境よりも所定量上昇すると増加し、温度等が基準環境よりも所定量下降すると当該比率は減少するように設定されている。第1の濃度補正値(V1C)は、設置環境によって変化する帯電バイアス(V1)に対応して設定されている。第2の濃度補正値(V2C)は、設置環境によって変化する現像バイアス(V2)に対応して設定されている。転写効率補正値(V3C)は、設置環境によって変化する転写バイアス(V3)に対応して設定されている。なお、各々のバイアス(V1)〜(V3)の比率、温度等の所定量および各々の補正値(V1C)〜(V3C)は、それぞれ実験的に求められる。
The ratios of the charging bias (V1), the developing bias (V2), and the transfer bias (V3) are set according to the installation environment, respectively. The ratio of each bias (V1) to (V3) is, for example, a reference ratio corresponding to a reference installation environment (for example,
<濃度補正部>
濃度補正部40は、帯電バイアス(V1)と現像バイアス(V2)とに対応した濃度補正値(VC)を算出する。具体的には、濃度補正部40は、温湿度計27から出力結果(設置環境)を受信し、第1のテーブルT1から当該出力結果に適応した帯電バイアス(V1)の比率と第1の濃度補正値(V1C)とを取得する。これと同様に、濃度補正部40は、第2のテーブルT2から当該出力結果に適応した現像バイアス(V2)の比率と第2の濃度補正値(V2C)とを取得する。そして、濃度補正部40は、第1の濃度補正値(V1C)と第2の濃度補正値(V2C)との積を濃度補正値(VC)とする。濃度補正部40は、温湿度計27の出力結果や算出した濃度補正値(VC)を記憶部31に記憶する。
<Density correction unit>
The
<転写補正部>
転写補正部41は、転写バイアス(V3)に対応した転写効率補正値(V3C)を算出する。具体的には、転写補正部41は、第3のテーブルT3から温湿度計27の出力結果に適応した転写バイアス(V3)の比率と転写効率補正値(V3C)とを取得(算出)する。転写補正部41は、転写効率補正値(V3C)を記憶部31に記憶する。
<Transfer correction unit>
The
<ドットカウント部>
ドットカウント部42は、トナー像の形成に用いる画像データのドット数(DC)を算出する。具体的には、ドットカウント部42は、画像データからトナー像を構成するドットをカウントし、その積算値をドット数(DC)として算出する。ドットカウント部42は、算出したドット数(DC)を記憶部31に記憶する。なお、ドット数は、トナー像(印刷される画像)の解像度によって変化する。
<Dot count part>
The
<消費量算出部>
消費量算出部43は、濃度補正値(VC)、転写効率補正値(V3C)およびドット数(DC)に基づいてトナーの総消費量(A2)を算出する。具体的には、消費量算出部43は、1ドット当たりのトナーの消費量と、ドット数(DC)と、濃度補正値(VC)と、転写効率補正値(V3C)との積を、1枚の用紙P当たりのトナー消費量である単位消費量(UA)とする。消費量算出部43は、算出した単位消費量(UA)を、トナーコンテナ11のコンテナ側記憶部23に記憶された総消費量(A2)に加算する。このように、消費量算出部43は、単位消費量(UA)を積算して総消費量(A2)を算出する。なお、1ドット当たりのトナーの消費量は、予め求められて記憶部31(またはコンテナ側記憶部23)に記憶されている。
<Consumption calculation unit>
The consumption
<残量判定部>
残量判定部44は、総消費量(A2)に基づいてトナーコンテナ11に収容されたトナーの残量を判定する。具体的には、残量判定部44は、トナーコンテナ11のコンテナ側記憶部23に記憶された最大収容量(A1)および総消費量(A2)を参照し、最大収容量(A1)から総消費量(A2)を減算してトナーの残量(A3)を算出する。残量判定部44は、トナーの残量(A3)を記憶部31に記憶する。
<Remaining amount judgment unit>
The remaining amount determination unit 44 determines the remaining amount of toner contained in the
<報知部>
報知部45は、トナーの残量(A3)を示すトナーゲージ(図示せず)を操作パネル26に表示する。トナーゲージは、新品のトナーコンテナ11をコンテナ装着部に装着した状態で100%を示し、画像形成を繰り返し行うことで徐々に減少し、トナーが無いと判定された状態で0%を示す。なお、ユーザーが操作パネル26からトナーゲージの表示操作を行うと、トナーゲージが操作パネル26に表示される。
<Notification unit>
The
[トナー残量判定方法]
次に、図5を参照して、トナー残量確認部33を用いたトナー残量判定方法について説明する。図5はトナー残量判定方法を示すフローチャートである。
[Toner remaining amount judgment method]
Next, with reference to FIG. 5, a toner remaining amount determination method using the toner remaining
制御装置8は、図3に示した画像形成処理と並行して図5に示すトナー残量判定処理を実行する。
The
外部端末から画像データが入力されると、濃度補正部40は、温湿度計27の出力結果に基づいて第1のテーブルT1および第2のテーブルT2を参照し、帯電バイアス(V1)の比率、現像バイアス(V2)の比率、第1の濃度補正値(V1C)および第2の濃度補正値(V2C)を取得(算出)する(濃度補正工程S10)。また、濃度補正工程S10において、濃度補正部40は、第1の濃度補正値(V1C)と第2の濃度補正値(V2C)との積を計算し、その計算結果を濃度補正値(VC)として記憶部31に記憶する。転写補正部41は、温湿度計27の出力結果に基づいて第3のテーブルT3を参照し、転写バイアス(V3)の比率と、転写効率補正値(V3C)を取得(算出)する(転写補正工程S11)。なお、取得(算出)した各種の値は、記憶部31に一時的に記憶される。
When the image data is input from the external terminal, the
なお、制御装置8は、各種のバイアス(V1)〜(V3)の基準値に取得した比率を乗じて設置環境に適した各種のバイアス(V1)〜(V3)を算出する。制御装置8は、算出した各種のバイアス(V1)〜(V3)を用いて帯電工程S1、現像工程S3および転写工程S4を実行する(図3参照)。
The
ドットカウント部42は、入力された画像データのドット数(DC)を算出する(ドットカウント工程S12)。次に、消費量算出部43は、単位消費量(UA)(=1ドット当たりのトナーの消費量×ドット数(DC)×濃度補正値(VC)×転写効率補正値(V3C))を計算し、単位消費量(UA)をコンテナ側記憶部23に記憶された総消費量(A2)に加算する(消費量算出工程S13)。つまり、消費量算出工程S13では、単位消費量(UA)を積算して総消費量(A2)を算出する。
The
残量判定部44は、コンテナ側記憶部23に記憶された最大収容量(A1)から総消費量(A2)を減算してトナーの残量(A3)を算出(判定)する(残量判定工程S14)。なお、算出された残量(A3)は、記憶部31に一時的に記憶される。報知部45は、算出された残量(A3)をトナーゲージに反映させる(報知工程S15)。ユーザーが表示操作を行うと、報知部45は、操作パネル26にトナーゲージを表示する。
The remaining amount determination unit 44 calculates (determines) the remaining amount of toner (A3) by subtracting the total consumption amount (A2) from the maximum capacity (A1) stored in the container side storage unit 23 (remaining amount determination). Step S14). The calculated remaining amount (A3) is temporarily stored in the
なお、残量判定工程S14において、トナーの残量(A3)がゼロまたは任意に設定された所定量以下になった場合、残量判定部44は、トナーコンテナ11の交換情報を報知部45に送信する。報知部45は、トナーコンテナ11の交換を促す情報を操作パネル26に表示する制御や、スピーカー(図示せず)から警告音や音声を出す制御を行う。
When the remaining amount (A3) of the toner becomes zero or an arbitrarily set predetermined amount or less in the remaining amount determination step S14, the remaining amount determination unit 44 sends the replacement information of the
以上説明した本実施形態に係る画像形成装置1(トナー残量判定方法)では、設置環境(温度、湿度)によって変化する各種のバイアス(V1)〜(V3)に対応した各種の補正値(VC)((V1C,V2C)),(V3C)が算出され、各種の補正値(VC),(V3C)とドット数(DC)とに基づいてトナーの総消費量(A2)が算出されていた。この構成によれば、画像形成装置1の設置環境に適応したトナーの総消費量(A2)を求めることができ、この総消費量(A2)に基づいてトナーコンテナ11内のトナーの残量(A3)を判定することができる。これにより、画像データのみに基づいて残量(A3)を予測する場合に比べて、残量(A3)を正確に判定することができる。
In the image forming apparatus 1 (toner remaining amount determination method) according to the present embodiment described above, various correction values (VC) corresponding to various biases (V1) to (V3) that change depending on the installation environment (temperature, humidity) are used. ) ((V1C, V2C)), (V3C) were calculated, and the total toner consumption (A2) was calculated based on various correction values (VC), (V3C) and the number of dots (DC). .. According to this configuration, the total toner consumption (A2) adapted to the installation environment of the
また、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、帯電バイアス(V1)に対応した第1の濃度補正値(V1C)と現像バイアス(V2)に対応した第2の濃度補正値(V2C)との積をとることで、画像形成装置1の設置環境の変化を反映した濃度補正値(VC)を求めることができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、用紙P毎に消費したトナーを総消費量(A2)に反映することができ、この総消費量(A2)に基づいて正確なトナーの残量を求めることができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係る画像形成装置1によれば、トナーコンテナ11が総消費量(A2)等を記憶するコンテナ側記憶部23を有しているため、交換前のデータをリセットする等しなくても、交換後のトナーコンテナ11の残量(A3)を正確に判定することができる。また、仮にトナーコンテナ11の容量が変更されたとしても、制御装置8の記憶部31に記憶されたデータ(パラメーター)等を変更する必要が無い。つまり、トナーコンテナ11の容量変更等にも柔軟に対応することができる。
Further, according to the
なお、本実施形態に係る画像形成装置1(トナー残量判定方法)では、濃度補正値(VC)が帯電バイアス(V1)と現像バイアス(V2)の両方を考慮した値であったが、本発明はこれに限定されない。濃度補正値(VC)は、帯電バイアス(V1)と現像バイアス(V2)の一方のみに対応した値であってもよい。すなわち、濃度補正工程S10において、濃度補正部40は、帯電バイアス(V1)または現像バイアス(V2)に対応した濃度補正値(VC)を算出すればよい。
In the image forming apparatus 1 (toner remaining amount determination method) according to the present embodiment, the density correction value (VC) is a value considering both the charging bias (V1) and the developing bias (V2). The invention is not limited to this. The density correction value (VC) may be a value corresponding to only one of the charging bias (V1) and the developing bias (V2). That is, in the density correction step S10, the
また、本実施形態に係る画像形成装置1では、制御装置8が温湿度計27の出力結果(設置環境(温度、湿度))に基づいて各種のバイアス(V1)〜(V3)を変更していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置8は、画像形成枚数(印刷枚数)や経過時間等に基づいて各種のバイアス(V1)〜(V3)を変更してもよい。
Further, in the
また、本実施形態に係る画像形成装置1では、各々のバイアス(V1)〜(V3)の比率や各々の補正値(V1C)〜(V3C)がテーブルT1〜T3を参照することで取得(算出)されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、設置環境(温度、湿度)を変数にもつ所定の計算式を用いて、各々のバイアス(V1)〜(V3)と、これらに対応する補正値(V1C)〜(V3C)とが算出されてもよい。
Further, in the
また、本実施形態に係る画像形成装置1では、消費量算出部43が単位消費量(UA)を積算して総消費量(A2)を算出していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、消費量算出部43は単位消費量(UA)を総消費量(A2)として算出してもよい(A2=UA)。つまり、総消費量(A2)が単位消費量(UA)であると捉えてもよい。この場合、総消費量(A2)はコンテナ側記憶部23に記憶されておらず、消費量算出部43は単位消費量(UA)(=総消費量(A2))のみを算出し、残量判定部44は最大収容量(A1)から単位消費量(UA)(=総消費量(A2))を減算してもよい。
Further, in the
また、本実施形態に係る画像形成装置1では、トナーの総消費量(A2)や最大収容量(A1)が、トナーコンテナ11に搭載された集積回路基板20のコンテナ側記憶部23に記憶されていたが、本発明はこれに限定されない。トナーの総消費量(A2)や最大収容量(A1)は、制御装置8の記憶部31に記憶されてもよい。
Further, in the
また、本実施形態に係る画像形成装置1では、トナーコンテナ11に非接触型の集積回路基板20が搭載されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、集積回路基板20に代えて、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリーがトナーコンテナ11に搭載されてもよい(図示せず)。この場合、トナーコンテナ11がコンテナ装着部に装着された状態で、不揮発性メモリーの端子がコンテナ装着部に設けられた端子に接触し、制御装置8は、不揮発性メモリーに対して優先でデータの読み書きを行ってもよい。
Further, in the
また、本実施形態に係る画像形成装置1では、感光体ドラム14が露光された部分にトナー(トナー像)を担持していたが、本発明はこれに限定されない。これとは反対に、感光体ドラム14が、露光されなかった部分にトナーを担持してもよい。この場合、マイナスに帯電した感光体ドラム14の感光層では、露光された部分の電荷が無くなり、露光されなかった部分に静電潜像が形成される。現像工程S3では、プラスの電荷を帯びたトナーが露光されなかった部分(静電潜像)に付着し、トナー像が形成される。なお、現像バイアス(V2)と転写バイアス(V3)との極性および電位は、感光体ドラム14とトナーとの極性および電位差を考慮して設定されるとよい。
Further, in the
また、本実施形態に係る画像形成装置1がモノクロプリンターであったが、これに限らず、例えば、カラープリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。なお、画像形成装置がカラー画像を形成する場合、各色のトナーコンテナ11についてトナーの残量(A3)を判定する。
Further, the
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置およびトナー残量判定方法における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明は技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよく、特許請求の範囲は技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様を含んでいる。 The description of the above embodiment shows one aspect of the image forming apparatus and the toner remaining amount determination method according to the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention may be variously modified, replaced or modified without departing from the spirit of the technical idea, and the claims include all embodiments that may be included within the scope of the technical idea.
1 画像形成装置
11 トナーコンテナ
13 露光装置
14 感光体ドラム(感光体)
15 帯電装置
16 現像装置
17 転写ローラー(転写装置)
23 コンテナ側記憶部
40 濃度補正部
41 転写補正部
42 ドットカウント部
43 消費量算出部
44 残量判定部
P 用紙(媒体)
S1 帯電工程
S2 露光工程
S3 現像工程
S4 転写工程
S10 濃度補正工程
S11 転写補正工程
S12 ドットカウント工程
S13 消費量算出工程
S14 残量判定工程
1 Image forming
15
23 Container
S1 Charging process S2 Exposure process S3 Development process S4 Transfer process S10 Concentration correction process S11 Transfer correction process S12 Dot count process S13 Consumption calculation process S14 Remaining amount determination process
Claims (7)
帯電バイアスを印加されることで感光体を帯電させる帯電装置と、
帯電された前記感光体を露光して前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、
現像バイアスを印加されることで前記トナーコンテナから供給された前記トナーを用いて前記感光体の表面上の前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
転写バイアスを印加されることで前記感光体の表面上の前記トナー像を前記媒体に転写させる転写装置と、
前記帯電バイアスと前記現像バイアスの少なくとも一方に対応した濃度補正値を算出する濃度補正部と、
前記転写バイアスに対応した転写効率補正値を算出する転写補正部と、
前記トナー像の形成に用いる画像データのドット数を算出するドットカウント部と、
前記濃度補正値、前記転写効率補正値および前記ドット数に基づいて前記トナーの総消費量を算出する消費量算出部と、
前記総消費量に基づいて前記トナーコンテナに収容された前記トナーの残量を判定する残量判定部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus that forms an image on a medium using toner contained in a toner container.
A charging device that charges the photoconductor by applying a charging bias,
An exposure apparatus that exposes the charged photoconductor to form an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor.
A developing device that develops the electrostatic latent image on the surface of the photoconductor into a toner image by using the toner supplied from the toner container by applying a development bias.
A transfer device that transfers the toner image on the surface of the photoconductor to the medium by applying a transfer bias, and a transfer device.
A density correction unit that calculates a density correction value corresponding to at least one of the charge bias and the development bias, and
A transfer correction unit that calculates the transfer efficiency correction value corresponding to the transfer bias, and
A dot count unit that calculates the number of dots in the image data used to form the toner image, and
A consumption amount calculation unit that calculates the total consumption amount of the toner based on the density correction value, the transfer efficiency correction value, and the number of dots.
An image forming apparatus comprising: a remaining amount determination unit for determining the remaining amount of the toner contained in the toner container based on the total consumption amount.
前記残量判定部は、前記トナーコンテナに収容可能な前記トナーの最大収容量から前記総消費量を減算して前記残量を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The consumption amount calculation unit calculates the total consumption amount by integrating the unit consumption amount which is the consumption amount of the toner per the medium.
The image forming according to claim 1 or 2, wherein the remaining amount determination unit calculates the remaining amount by subtracting the total consumption amount from the maximum storage amount of the toner that can be stored in the toner container. Device.
帯電バイアスを印加することで感光体を帯電させる帯電工程と、
帯電された前記感光体を露光して前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光工程と、
現像バイアスを印加することで前記トナーコンテナから供給された前記トナーによって前記感光体の表面上の前記静電潜像をトナー像に現像する現像工程と、
転写バイアスを印加することで前記感光体の表面上の前記トナー像を前記媒体に転写させる転写工程と、
前記帯電バイアスと前記現像バイアスの少なくとも一方に対応した濃度補正値を算出する濃度補正工程と、
前記転写バイアスに対応した転写効率補正値を算出する転写補正工程と、
前記トナー像の形成に用いる画像データのドット数を算出するドットカウント工程と、
前記濃度補正値、前記転写効率補正値および前記ドット数に基づいて前記トナーの総消費量を算出する消費量算出工程と、
前記総消費量に基づいて前記トナーコンテナに収容された前記トナーの残量を判定する残量判定工程と、を備えたことを特徴とするトナー残量判定方法。 A method for determining the remaining amount of toner in an image forming apparatus that forms an image on a medium using toner contained in a toner container.
A charging process that charges the photoconductor by applying a charging bias,
An exposure step of exposing the charged photoconductor to form an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor.
A developing step of developing the electrostatic latent image on the surface of the photoconductor into a toner image by applying the development bias with the toner supplied from the toner container.
A transfer step of transferring the toner image on the surface of the photoconductor to the medium by applying a transfer bias,
A density correction step of calculating a density correction value corresponding to at least one of the charge bias and the development bias, and
A transfer correction step for calculating a transfer efficiency correction value corresponding to the transfer bias, and a transfer correction step.
A dot counting step for calculating the number of dots in the image data used to form the toner image, and
A consumption amount calculation step of calculating the total consumption amount of the toner based on the density correction value, the transfer efficiency correction value, and the number of dots.
A toner remaining amount determination method comprising: a remaining amount determination step of determining the remaining amount of the toner contained in the toner container based on the total consumption amount.
前記残量判定工程では、前記トナーコンテナに収容可能な前記トナーの最大収容量から前記総消費量を減算して前記残量が算出されることを特徴とする請求項5または6に記載のトナー残量判定方法。 In the consumption amount calculation step, the total consumption amount is calculated by integrating the unit consumption amount which is the consumption amount of the toner per the medium.
The toner according to claim 5 or 6, wherein in the remaining amount determination step, the remaining amount is calculated by subtracting the total consumption amount from the maximum capacity of the toner that can be stored in the toner container. Remaining amount judgment method.
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