JP4742552B2 - Toner density control device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、トナー濃度を測定するトナー濃度測定装置、およびトナー像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to a toner density measuring device that measures toner density and an image forming apparatus that forms a toner image.
トナーとキャリアからなる2成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成装置が従来から知られている。このような画像形成装置では、現像剤の磁力を測定することによってトナー濃度検出を行うトナー濃度センサが備えられ、トナー濃度センサによる検出結果に基づいて現像剤にトナーを補給する方式が広く採用されている。また、このような画像形成装置には、現像剤の固化や停滞を防止して安定した画像形成を図るために、現像剤を攪拌して搬送する攪拌搬送手段も広く採用されており、トナー濃度センサは、その攪拌搬送手段によって攪拌されて搬送されている最中の現像剤についてトナー濃度を検出する。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus using a two-component developer composed of a toner and a carrier is known. In such an image forming apparatus, a toner concentration sensor that detects toner concentration by measuring the magnetic force of the developer is provided, and a method of supplying toner to the developer based on the detection result by the toner concentration sensor is widely adopted. ing. In addition, in such an image forming apparatus, in order to prevent solidification and stagnation of the developer and to form a stable image, a stirring and conveying means that stirs and conveys the developer is widely adopted. The sensor detects the toner density of the developer that is being stirred and conveyed by the stirring and conveying means.
このような撹拌搬送手段としては、現像剤の容器内に回転自在に装着された回転軸に螺旋状に配置された螺旋型撹拌羽根型のものや、互いに平行で、回転軸に対してそれぞれが傾斜した多数の羽根が回転軸に配置された平行羽根型のもの等があり、周期的に現像剤を攪拌するものが多い。 Examples of such agitating / conveying means include a helical stirring blade type spirally arranged on a rotating shaft rotatably mounted in a developer container, and parallel to each other and each rotating shaft. There are parallel blade types in which a large number of inclined blades are arranged on the rotation shaft, and many of them periodically agitate the developer.
トナー濃度センサがトナー濃度を検出する対象が、このように周期的に攪拌される現像剤である場合には、その現像剤には攪拌搬送手段によって周期的な粗密状態ができ、密状態では現像剤が多くて磁力が強いので、トナー濃度の検出結果を表すセンサ出力は高く、粗状態では現像剤が少なくて磁力が弱いのでセンサ出力は低い。従って、トナー濃度センサのセンサ出力は、トナー濃度が一定であっても、撹拌搬送手段の回転に伴う周期的な出力波形となる。 When the object whose toner concentration sensor detects the toner concentration is a developer that is periodically stirred as described above, the developer can be periodically densely and densely developed by the agitating and conveying means. Since there are many agents and the magnetic force is strong, the sensor output representing the detection result of the toner density is high, and in the rough state, the sensor output is low because there is little developer and the magnetic force is weak. Accordingly, the sensor output of the toner concentration sensor has a periodic output waveform accompanying the rotation of the stirring and conveying means even if the toner concentration is constant.
このような周期的な出力波形からトナー濃度の安定した検出値を得るためには、例えば出力の平均値や最高出力値や最低出力値などといった代表値をトナー濃度の検出値として得ることが考えられる。また、そのような代表値の精度向上のための単純な手法としては、攪拌搬送手段の位相を検出する仕組みを導入して、常に同じ位相から検知を開始するという第1の手法や、トナー濃度センサからセンサ出力を読み取る間隔を縮小して読取り点数を増やすという第2の手法や、多周期に亘る出力波形から代表値を算出する第3の手法などが考えられる。 In order to obtain a stable detection value of toner density from such a periodic output waveform, for example, a representative value such as an average value of output, a maximum output value, or a minimum output value may be obtained as a detection value of toner density. It is done. In addition, as a simple method for improving the accuracy of such representative values, a first method in which a mechanism for detecting the phase of the agitating / conveying means is introduced and detection is always started from the same phase, or toner concentration is used. A second method of increasing the number of reading points by reducing the interval at which the sensor output is read from the sensor, a third method of calculating a representative value from an output waveform over multiple cycles, and the like can be considered.
しかし、第1の手法は、装置構成の複雑化やコストアップを招き、第2の手法は、メモリ容量の拡大に伴う装置サイズの拡大やコストアップを招き、第3の手法は、1つの代表値を算出する為に長時間が必要になり、少数の画像を形成する場合には代表値を算出できず、トナー濃度の制御ができないといった問題を生じてしまう。 However, the first method causes a complicated device configuration and an increase in cost, the second method causes an increase in device size and cost due to an increase in memory capacity, and the third method is one representative. It takes a long time to calculate the value. When a small number of images are formed, the representative value cannot be calculated, and the toner density cannot be controlled.
このため従来から、短時間の測定で少数の測定点を得て代表値を精度よく算出することができるトナー濃度測定装置が求められており、下記の特許文献1には、トナー濃度センサからの読取り間隔を攪拌搬送手段による攪拌周期の半分に一致させることで、読取り開始の位相にかかわらず安定した代表値を得る技術が提案されている。この技術では、あくまでも正弦波形の単純平均値を代表値として用いることが前提となっている。 For this reason, there has been a need for a toner concentration measuring apparatus that can obtain a small number of measurement points in a short time and accurately calculate a representative value. There has been proposed a technique for obtaining a stable representative value regardless of the phase at which reading is started by making the reading interval coincide with half of the stirring cycle by the stirring and conveying means. This technique is based on the premise that a simple average value of a sine waveform is used as a representative value.
しかし、撹拌搬送手段には、トナー濃度センサの付近におけるトナー固着の回避や、トナー濃度センサの付近に強制的に現像剤を送り込むことなどを目的とした板部材が回転軸に取り付けられている場合も多く、そのような板部材の回転は出力波形を正弦波から乱すこととなり、この場合には特許文献1の技術は適用できない。
However, the agitating / conveying means has a plate member attached to the rotating shaft for the purpose of avoiding toner sticking in the vicinity of the toner concentration sensor or forcibly feeding the developer in the vicinity of the toner concentration sensor. In many cases, the rotation of the plate member disturbs the output waveform from the sine wave. In this case, the technique of
また、攪拌される現像剤の量の変動に対する代表値の安定性が考慮された場合には、単純平均値よりも上位平均値などの方が好適であるということが提案されており(例えば特許文献2参照)、このような上位平均値などが代表値となる場合には特許文献1の技術は適用できない。
単純平均以外の代表値が用いられる場合や正弦波以外の出力波形が対象となる場合にも、上述したような、短時間の測定で少数の測定点を得て代表値を精度よく算出するトナー濃度測定装置が望まれているが、そのようなトナー濃度測定装置は従来は知られていない。 Even when a representative value other than the simple average is used or when an output waveform other than a sine wave is used, the toner that obtains a small number of measurement points in a short time measurement and accurately calculates the representative value as described above. A density measuring device is desired, but such a toner density measuring device has not been known in the past.
本発明は上記事情に鑑み、短時間の測定で少数の測定点を得て代表値を精度よく算出することができるトナー濃度測定装置、および精度よくトナー濃度を検出することによって安定した画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention provides a toner concentration measuring device capable of calculating a representative value with a small number of measurement points in a short time and a stable image formation by accurately detecting the toner concentration. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
上記目的を達成する本発明の第1のトナー濃度測定装置は、
トナーおよびキャリアを含んだ現像剤が周期Aで攪拌されているときのその現像剤のトナー濃度を計測して計測結果を出力する濃度センサと、
濃度センサから出力される計測結果を、いずれの整数nについても周期Aのn分の1にならない時間間隔Bごとに、周期Aよりも長い時間区間Cに亘ってサンプリングし、サンプリングされた計測結果に基づいて、計測結果の上位側または下位側に偏った代表値を算出するトナー濃度算出部であって、
(A÷Bの余り)>B/2,(B−(A÷Bの余り))×(C÷Aの商)>B/2
という関係、あるいは、
(A÷Bの余り)<B/2,(A÷Bの余り)×(C÷Aの商)>B/2
という関係を満たすトナー濃度算出部とを備えたことを特徴とする。
The first toner concentration measuring apparatus of the present invention that achieves the above object provides:
A density sensor that measures the toner density of the developer when the developer including the toner and the carrier is stirred in the period A and outputs a measurement result;
The measurement result output from the concentration sensor is sampled over a time interval C longer than the period A at every time interval B that is not 1 / n of the period A for any integer n, and the sampled measurement result A toner concentration calculation unit for calculating a representative value biased to the upper side or lower side of the measurement result based on
(A ÷ B remainder)> B / 2, (B− (A ÷ B remainder)) × (C ÷ A quotient)> B / 2
Or the relationship
(A ÷ B remainder) <B / 2, (A ÷ B remainder) × (C ÷ A quotient)> B / 2
And a toner density calculation unit that satisfies the above relationship.
本発明の第1のトナー濃度測定装置によれば、周期A、時間間隔B、および測定の時間区間Cが上記の関係を満たしているので、後で詳述する第1の原理によって、短い時間区間Cで得られる少ないサンプリング点であっても、周期的な出力波形の最高点付近や最下点付近における計測結果が確実にサンプリングされることとなり、計測結果の上位側または下位側に偏った代表値は、サンプリング開始の位相に関わらず安定した値となって、トナー濃度を精度よく測定することができる。 According to the first toner concentration measuring apparatus of the present invention, the period A, the time interval B, and the measurement time section C satisfy the above-described relationship. Even with a small number of sampling points obtained in section C, the measurement results near the highest point and the lowest point of the periodic output waveform are reliably sampled, and the measurement results are biased toward the upper side or the lower side. The representative value is a stable value regardless of the sampling start phase, and the toner density can be accurately measured.
上記目的を達成する本発明の第2のトナー濃度測定装置は、
トナーおよびキャリアを含んだ現像剤が周期Aで攪拌されているときのその現像剤のトナー濃度を計測して計測結果を出力する濃度センサと、
濃度センサから出力される計測結果を、いずれの整数nについても周期Aのn分の1にならない時間間隔Bごとに、周期Aよりも長い時間区間Cに亘ってサンプリングし、サンプリングされた計測結果に基づいて、計測結果の上位側または下位側に偏った代表値を算出するトナー濃度算出部であって、少なくとも1つの整数mについてはm×B/(A÷Bの余り)=(C÷Aの商)という関係を満たすトナー濃度算出部とを備えたことを特徴とする。
The second toner concentration measuring apparatus of the present invention that achieves the above object provides:
A density sensor that measures the toner density of the developer when the developer including the toner and the carrier is stirred in the period A and outputs a measurement result;
The measurement result output from the concentration sensor is sampled over a time interval C longer than the period A at every time interval B that is not 1 / n of the period A for any integer n, and the sampled measurement result Is a toner density calculation unit that calculates a representative value biased toward the upper side or the lower side of the measurement result, and at least one integer m is m × B / (the remainder of A ÷ B) = (C ÷ And a toner density calculation unit that satisfies the relationship of (quotient of A).
本発明の第2のトナー濃度測定装置によれば、周期A、時間間隔B、および測定の時間区間Cが上記の関係を満たしているので、後で詳述する第2の原理によって、短い時間区間Cであっても少ないサンプリング点で周期的な出力波形の最高点付近や最下点付近が均一にサンプリングされることとなり、代表値は、サンプリング開始の位相に関わらず安定した値となって、トナー濃度を精度よく測定することができる。 According to the second toner concentration measuring apparatus of the present invention, the period A, the time interval B, and the measurement time interval C satisfy the above-described relationship. Even in the interval C, the vicinity of the highest point and the lowest point of the periodic output waveform are uniformly sampled with a small number of sampling points, and the representative value is a stable value regardless of the sampling start phase. The toner density can be accurately measured.
ここで本発明の第1および第2のトナー濃度測定装置は、
「 現像剤の攪拌周期を入手する周期入手部を備え、
上記トナー濃度算出部は、周期入手部によって入手された攪拌周期が上記周期Aから別の周期A’に変化した場合に、計測結果をサンプリングする時間間隔を、上記時間間隔Bから、
B’=A’×B/A
という関係を満たす時間間隔B’に変更するものである」
という形態が好ましい。
Here, the first and second toner concentration measuring apparatuses of the present invention are:
`` Equipped with a cycle acquisition unit that acquires the stirring cycle of the developer,
The toner concentration calculation unit determines a time interval for sampling the measurement result from the time interval B when the stirring cycle obtained by the cycle obtaining unit changes from the cycle A to another cycle A ′.
B ′ = A ′ × B / A
Is changed to a time interval B ′ that satisfies the relationship “
This form is preferable.
画像形成装置の生産性の変更などに伴って現像剤の攪拌周期が変更される場合があるが、上記の好ましい形態のトナー濃度測定装置によれば、そのように攪拌周期が変更される場合にも精度のよい測定が実現される。 The developer agitation cycle may be changed in accordance with a change in the productivity of the image forming apparatus. However, according to the toner concentration measuring apparatus of the above preferred embodiment, when the agitation cycle is changed as such. However, accurate measurement is realized.
上記目的を達成する本発明の第1の画像形成装置は、
トナーおよびキャリアを含んだ現像剤が内部に収容された、その現像剤を周期Aで攪拌し、その現像剤を用いてトナー画像を形成する画像形成部と、
画像形成部内で攪拌されている現像剤のトナー濃度を計測して計測結果を出力する濃度センサと、
濃度センサから出力される計測結果を、いずれの整数nについても周期Aのn分の1にならない時間間隔Bごとに、周期Aよりも長い時間区間Cに亘ってサンプリングし、サンプリングされた計測結果に基づいて、計測結果の上位側または下位側に偏った代表値を算出するトナー濃度算出部であって、
(A÷Bの余り)>B/2,(B−(A÷Bの余り))×(C÷Aの商)>B/2
という関係、あるいは、
(A÷Bの余り)<B/2,(A÷Bの余り)×(C÷Aの商)>B/2
という関係を満たすトナー濃度算出部と、
トナー濃度算出部によって得られるトナー濃度の代表値に基づいて画像形成部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
The first image forming apparatus of the present invention that achieves the above object provides:
An image forming unit in which a developer containing toner and a carrier is contained, the developer is stirred at a period A, and a toner image is formed using the developer;
A density sensor that measures the toner density of the developer stirred in the image forming unit and outputs the measurement result;
The measurement result output from the concentration sensor is sampled over a time interval C longer than the period A at every time interval B that is not 1 / n of the period A for any integer n, and the sampled measurement result A toner concentration calculation unit for calculating a representative value biased to the upper side or lower side of the measurement result based on
(A ÷ B remainder)> B / 2, (B− (A ÷ B remainder)) × (C ÷ A quotient)> B / 2
Or the relationship
(A ÷ B remainder) <B / 2, (A ÷ B remainder) × (C ÷ A quotient)> B / 2
A toner concentration calculator that satisfies the relationship
And a control unit that controls the image forming unit based on a representative value of the toner density obtained by the toner density calculating unit.
本発明の第1の画像形成装置によれば、本発明の第1のトナー濃度測定装置における原理と同様の原理によって精度よくトナー濃度が測定され、その測定されたトナー濃度に基づいて安定した画像形成が実現される。 According to the first image forming apparatus of the present invention, the toner density is accurately measured according to the same principle as that of the first toner density measuring apparatus of the present invention, and a stable image is obtained based on the measured toner density. Formation is realized.
上記目的を達成する本発明の第2の画像形成装置は、
トナーおよびキャリアを含んだ現像剤が内部に収容された、その現像剤を周期Aで攪拌し、その現像剤を用いてトナー画像を形成する画像形成部と、
画像形成部内で攪拌されている現像剤のトナー濃度を計測して計測結果を出力する濃度センサと、
濃度センサから出力される計測結果を、いずれの整数nについても周期Aのn分の1にならない時間間隔Bごとに、周期Aよりも長い時間区間Cに亘ってサンプリングし、サンプリングされた計測結果に基づいて、計測結果の上位側または下位側に偏った代表値を算出するトナー濃度算出部であって、少なくとも1つの整数mについてはm×B/(A÷Bの余り)=(C÷Aの商)という関係を満たすトナー濃度算出部と、
トナー濃度算出部によって得られるトナー濃度の代表値に基づいて画像形成部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
The second image forming apparatus of the present invention that achieves the above object provides:
An image forming unit in which a developer containing toner and a carrier is contained, the developer is stirred at a period A, and a toner image is formed using the developer;
A density sensor that measures the toner density of the developer stirred in the image forming unit and outputs the measurement result;
The measurement result output from the concentration sensor is sampled over a time interval C longer than the period A at every time interval B that is not 1 / n of the period A for any integer n, and the sampled measurement result Is a toner density calculation unit that calculates a representative value biased toward the upper side or the lower side of the measurement result, and at least one integer m is m × B / (the remainder of A ÷ B) = (C ÷ A toner density calculation unit that satisfies the relationship of
And a control unit that controls the image forming unit based on a representative value of the toner density obtained by the toner density calculating unit.
本発明の第2の画像形成装置によれば、本発明の第2のトナー濃度測定装置における原理と同様の原理によって精度よくトナー濃度が測定され、その測定されたトナー濃度に基づいて安定した画像形成が実現される。 According to the second image forming apparatus of the present invention, the toner density is accurately measured according to the same principle as that of the second toner density measuring apparatus of the present invention, and a stable image is obtained based on the measured toner density. Formation is realized.
ここで本発明の第1および第2の画像形成装置は、
「 現像剤の攪拌周期を入手する周期入手部を備え、
上記トナー濃度算出部は、周期入手部によって入手された攪拌周期が上記周期Aから別の周期A’に変化した場合に、計測結果をサンプリングする時間間隔を、上記時間間隔Bから、
B’=A’×B/A
という関係を満たす時間間隔B’に変更するものである」
という形態が好ましい。
Here, the first and second image forming apparatuses of the present invention are:
`` Equipped with a cycle acquisition unit that acquires the stirring cycle of the developer,
The toner concentration calculation unit determines a time interval for sampling the measurement result from the time interval B when the stirring cycle obtained by the cycle obtaining unit changes from the cycle A to another cycle A ′.
B ′ = A ′ × B / A
Is changed to a time interval B ′ that satisfies the relationship “
This form is preferable.
画像形成装置では、生産性の変更などに伴って現像剤の攪拌周期が変更される場合が考えられるが、上記の好ましい形態の画像形成装置によれば、そのように攪拌周期が変更される場合にもトナー濃度の精度よい測定が実現され、安定した画像形成が実現される。 In the image forming apparatus, there is a case where the developer agitation period is changed in accordance with a change in productivity, etc., but according to the image forming apparatus of the preferred embodiment, the agitation period is changed as such. In addition, accurate measurement of toner density is realized, and stable image formation is realized.
以上説明したように、本発明によれば、短時間の測定で少数の測定点を得て代表値を精度よく算出することができるトナー濃度測定装置、および精度よくトナー濃度を検出することによって安定した画像形成を行うことができる画像形成装置が実現される。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a small number of measurement points in a short time and obtain a representative value with high accuracy, and to stably detect the toner concentration with high accuracy. An image forming apparatus capable of performing the formed image is realized.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態を示す全体構成図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
本実施形態の画像形成装置は、中間転写ベルトを用いるタンデム構成のフルカラーの画像形成装置である。本実施形態の画像形成装置は、入力された画像信号に基づいて変調された露光光を照射する露光部3と、イエロー(Y)色、マゼンタ(M)色、シアン(C)色、およびブラック(K)色それぞれのトナー像が形成される4つのユニット10Y、10M、10C、10Kと、これら4つのユニットに接触するとともに循環移動し、トナー像が1次転写される中間転写ベルト20とを備えている。なお、この図1に示す符号の末尾に付されたY,M,C,およびKの記号は、CMYK各色に対応する要素であることを示している。
The image forming apparatus of this embodiment is a full-color image forming apparatus having a tandem configuration using an intermediate transfer belt. The image forming apparatus according to the present embodiment includes an
本実施形態の画像形成装置では、4つのユニット10Y、10M、10C、10Kそれぞれに形成された各色のトナー像を中間転写ベルト20に1次転写する1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kと、中間転写ベルト20上に1次転写されたトナー像を、図示しない搬送ロールにより搬送されてきた用紙Pに2次転写する2次転写ロール15と、用紙Pに転写されたトナー像を加熱および加圧することにより用紙P上に定着させる図示しない定着器とが設けられている。中間転写ベルト20は、ベルトを駆動する駆動ロール21と、従動ロール22と、ベルトに張力を加えるテンションロール23とに張架されて図中の矢印Aの方向に循環移動し、Y色トナー像が形成されるユニット10Yの上流側には、図に表れないベルトクリーニング装置が設けられている。
In the image forming apparatus of the present embodiment, primary transfer rolls 5Y, 5M, 5C, and 5K that primarily transfer toner images of respective colors formed on the four
4つのユニット10Y、10M、10C、10Kには、それぞれ、トナー像が形成される感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kと、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kを帯電する帯電器2Y、2M、2C、2Kと、帯電された感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに露光部3の露光光が照射されて形成される各静電潜像にYMCK各色のトナーを付与して各色のトナー像を形成する現像器4Y、4M、4C、4Kとが備えられている。
The four
各現像器4Y、4M、4C、4Kには、トナーとキャリアからなる2成分現像剤が収容されており、各現像器4Y、4M、4C、4Kには、現像剤を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの表面に供給する現像ロール41Y、41M、41C、41Kと、回転する螺旋状の羽根で現像剤を攪拌して搬送するオーガ42Y、42M、42C、42Kと、現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度センサ8Y、8M、8C、8Kが備えられている。
Each developing
さらに画像形成装置には、装置内の温度および湿度を測定する温湿度センサ27が設けられている。本実施形態の画像形成装置では、これらトナー濃度センサ8Y、8M、8C、8Kおよび温湿度センサ27の検知結果は、TC制御部35によってサンプリングされ、TC制御部35は、トナー濃度センサ8Y、8M、8C、8Kの検知結果から、後述する算出方式でトナー濃度を算出し、算出したトナー濃度をメモリ37に格納する。このTC制御部35は、そのトナー濃度と温湿度センサ27の検知結果とに基づいてディスペンスモータ9Y、9M、9C、9Kを回転させ、現像器4Y、4M、4C、4Kとパイプを経由してそれぞれ接続されているトナーボックス7Y、7M、7C、7Kから現像器4Y、4M、4C、4Kに向けてそれぞれトナーが供給される。トナー濃度センサ8Y、8M、8C、8Kは、本発明にいう濃度センサの一例に相当し、TC制御部35は、本発明にいうトナー濃度算出部の一例および制御部の一例を兼ねたものである。また、トナー濃度センサ8Y、8M、8C、8KとTC制御部35は、本発明のトナー濃度測定装置の一実施形態を構成している。
Further, the image forming apparatus is provided with a temperature / humidity sensor 27 for measuring the temperature and humidity in the apparatus. In the image forming apparatus of the present embodiment, the detection results of the
このTC制御部35は、本発明にいう周期入手部の一例に相当する回転数指示部36から、単位時間当たりの、画像の生産性等に応じた回転数を指示され、その指示された回転数が得られるようにオーガ42Y、42M、42C、42Kの回転速度を制御する。また、オーガ42Y、42M、42C、42Kの回転速度の変更に応じて検知結果のサンプリング間隔も変更する。この図に示す画像形成装置のうち、トナー濃度センサ8Y、8M、8C、8KとTC制御部35と回転数指示部36とメモリ37とを除いた部分によって本発明にいう画像形成部の一例が構成されている。
The
パーソナルコンピュータなどの外部機器50から出力された画像データや、画像読取部(IIT)30によって読み取られ画像処理部31で画像処理されて出力された画像データは、コントローラ32によってYMCK色に分解され、各色の濃度をパルス信号のパルス幅に変換するパルス幅変調が施される。この画像データが露光部3に送られると、4つのユニット10Y、10M、10C、10Kそれぞれに備えられた感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに露光光が照射される。露光光が照射された各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kには、静電潜像が形成され、静電潜像は現像器4Y、4M、4C、4Kそれぞれが有する現像ロール41Y、41M、41C、41Kによって供給される現像剤によって感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上でそれぞれ現像されて各色のトナー像が形成される。各色トナー像は、1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kによって、中間転写ベルト20に重ね合わされて転写される。中間転写ベルト20上に転写されたトナー像は、2次転写ロール15によって、図示しない搬送ロールにより搬送された用紙Pに転写され、さらに図示しない定着器により加熱および加圧されて用紙P上に定着される。
Image data output from an
このような手順で最終的に用紙P上に形成されるトナー像の画質は、TC制御部35で算出されるトナー濃度の精度に依存しており、TC制御部35で精度よくトナー濃度が算出されることによって良好な画質のトナー像が形成される。
The image quality of the toner image finally formed on the paper P in such a procedure depends on the accuracy of the toner density calculated by the
ここで現像器4Y、4M、4C、4Kの内部構造について説明するが、以下の説明では、CMYK各色を特に区別せずに共通の事項について説明するので、末尾にY,M,C,およびKの記号が付いた符号がこの図1で付されている要素であっても、以下では、その末尾のY,M,C,およびKの記号を省略して説明する。
Here, the internal structure of the developing
図2は、現像器の内部構造を表す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating the internal structure of the developing device.
現像器4の内部には現像剤60が収容されており、この現像剤60を攪拌して搬送するオーガ42が内蔵されている。このオーガ42には螺旋状の羽根42aと、回転軸に沿った板部材42bとが設けられており、オーガ42が回転することによって、現像剤60は、羽根42aによって周期的に攪拌されながら図の右方へと搬送されてゆく。そして、後端部材43に達した現像剤60は図の奥側へと向かい、この図にはあらわれないもう一本のオーガによって今度は図の左方へと搬送され、再び図の手前側に戻ってくる。また、後端部材43を乗り越えてあふれた現像剤60は、廃現像剤回収ボックス44へと送られる。
A
トナー濃度センサ8は、現像器4の側面のうち、オーガ42の板部材42bに対向する位置に設けられていて、この板部材42bは、トナー濃度センサ8の近辺でのトナー固着を防止するとともに、トナー濃度センサ8の近辺に絶えず現像剤60を送り込む役目を担っている。
The
螺旋状の羽根42aで現像剤60が攪拌されて搬送されることにより、このトナー濃度センサ8の出力は、以下説明するように周期的な出力波形となる。
When the
図3は、トナー濃度センサの出力が周期的な出力波形となることを説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining that the output of the toner density sensor has a periodic output waveform.
なお、この図では、螺旋状の羽根42aによる攪拌搬送の効果を説明するために、上述した板部材は省かれている。
In this figure, the plate member described above is omitted in order to explain the effect of stirring and conveying by the
上述したように現像器4内の現像剤60は螺旋状の羽根42aによって攪拌されながら図の右側へと搬送される。この結果、トナー濃度センサ8の近辺に存在する現像剤の量が変化する。羽根42aの前方には、羽根42aに押されて羽根42aに乗り上げた多量の現像剤60が存在し、一方、羽根42aの後方は、羽根42aによって現像剤60が押しのけられて少量の現像剤60だけが存在している。
As described above, the
この図3のパート(A)には、トナー濃度センサ8の近辺に存在する現像剤の量が最小量である状態が示されており、トナー濃度センサ8の近辺を羽根42aが通過した直後にこの状態となる。上述したように、トナー濃度センサ8は現像剤60の磁力を測定するものであり、このパート(A)に示すように現像剤60が最少量であると現像剤60磁力が最小となり、トナー濃度センサ8の出力も最小である。
Part (A) of FIG. 3 shows a state in which the amount of the developer present in the vicinity of the
また、図3のパート(B)には、トナー濃度センサ8の近辺に存在する現像剤の量が最大量である状態が示されており、トナー濃度センサ8の近辺を羽根42aが通過する直前にこの状態となる。このパート(B)に示すように現像剤60が最多量であると現像剤60磁力が最大となり、トナー濃度センサ8の出力も最大である。
Further, part (B) of FIG. 3 shows a state in which the amount of developer existing in the vicinity of the
このような、現像剤60が最多量である状態と最少量である状態は、螺旋状の羽根42aの回転に伴って交互に繰り返し発生し、トナー濃度センサ8の出力は周期的な波形となる。
Such a state where the amount of
図4は、トナー濃度センサの周期的な出力波形の一例である。 FIG. 4 is an example of a periodic output waveform of the toner concentration sensor.
この図の横軸は時間を表し、縦軸はトナー濃度センサの出力を表している。また、グラフの細い実線71は、図2および図3に示すオーガ42の羽根42aの回転に起因する周期波形であり、正弦波に近い波形となっている。
In this figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output of the toner density sensor. A thin
一方、図2に示すオーガ42の板部材42bが回転することも、トナー濃度センサ8の近辺における現像剤60の周期的な量変化を生じ、トナー濃度センサ8の周期的な出力変化を生じることとなる。グラフの波線72は、このような板部材42bの回転に起因する周期波形を表しており、細いピークが周期的に生じる波形となっている。
On the other hand, rotation of the
トナー濃度センサ8における実際の出力波形は、グラフの太い実線73が示すように、これらの波形が重畳された波形となり、正弦波からかなり崩れた波形となっている。
The actual output waveform in the
このような出力波形から算出される代表値としては、例えば、最高値、最低値、単純平均値、上位平均値、下位平均値などが考えられるが、各代表値は、現像剤の嵩の変動や環境変化などといった外乱の影響が異なる。 As representative values calculated from such output waveforms, for example, the highest value, the lowest value, the simple average value, the upper average value, the lower average value, and the like can be considered. The influence of disturbance such as environmental changes is different.
図5は、出力波形の最高値および最低値が外乱から受ける影響を表すグラフである。 FIG. 5 is a graph showing the influence of disturbance on the maximum value and the minimum value of the output waveform.
この図5のグラフは、現像剤におけるトナー濃度が一定の時に、上述した各種の代表値のうち最高点と最低点のそれぞれが外乱から受ける影響を示すものであり、図の横軸は、外乱の一種である現像剤量を表し、図の縦軸は、最高値および最低値を表している。 The graph of FIG. 5 shows the influence of the highest point and the lowest point among the various representative values described above when the toner density in the developer is constant. The horizontal axis of the figure indicates the disturbance. The vertical axis of the figure represents the maximum value and the minimum value.
最高値のグラフ81は、やや右上がりに傾いた直線状のグラフとなっており、最高値が現像剤量の変化から受ける影響が小さいことがわかる。一方、最低値のグラフ82は、大きく右上がりに傾くとともに上に凸の曲線となっており、最低値が現像剤量の変化から受ける影響が大きいことがわかる。つまり、最高値は、現像剤が所定量以下に減少したり、環境により現像剤の流動性が悪化したりといった外乱が生じた場合であっても、ほぼトナー濃度のみを反映した値となるので、外乱を排して正確なトナー濃度を得たい場合には最高値を代表値として用いるのが望ましい。これに対し、最低値は、トナー濃度と外乱の双方を反映した値となるので、トナー濃度の正確な計測には適さないが、画像形成装置の制御に用いるための代表値としては、そのように外乱も反映していることがかえって制御に有用である場合もある。
The
このような最高値や最低値は、出力波形中の1点のみのデータとなるので、当然ながらノイズなどの影響を受けやすい。そのため、出力波形をサンプリングして上位や下位の何点かを平均して得る上位平均値や下位平均値が有用と考えられる。本実施形態では、トナー濃度の正確な測定を目的として上位平均値が採用されている。 Such a maximum value or minimum value is data of only one point in the output waveform, and is naturally susceptible to noise and the like. Therefore, an upper average value and a lower average value obtained by sampling the output waveform and averaging some of the upper and lower points are considered useful. In the present embodiment, the upper average value is employed for the purpose of accurately measuring the toner density.
ここで、上位平均値や下位平均値を代表値として採用する場合におけるサンプリング周期や出力波形の周期などの対応関係について詳しく考察した結果、同じ測定時間や同じサンプリング点数での測定における測定結果の安定性に大きく影響することが判明した。 Here, as a result of detailed consideration of the correspondence relationship between the sampling period and output waveform period when the upper average value and the lower average value are used as representative values, the measurement results are stable in the same measurement time and the same number of sampling points. It was found that it greatly affects sex.
本実施形態では、上位平均値を算出するためのサンプリング周期や出力波形の周期などにおける対応関係が、以下説明するような適切な対応関係となっており、短時間かつ少数点のサンプリングで安定した測定結果が得られる。以下、この適切な対応関係について説明する当たり、まず、周期などに統一的な記号を付与する。 In the present embodiment, the correspondence in the sampling period for calculating the upper average value, the period of the output waveform, etc. is an appropriate correspondence as described below, and is stable in a short time with a small number of sampling points. A measurement result is obtained. Hereinafter, in describing this appropriate correspondence, first, a uniform symbol is assigned to the period or the like.
図6は、以下の説明で用いられる記号の定義を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the definition of symbols used in the following description.
この図の横軸は時間を表し、縦軸はトナー濃度センサの出力を表しており、この図には、センサの出力波形として単純な正弦波形が示されている。なお、以下では図示の便宜上、センサの出力波形として正弦波を用いるが、以下で説明する内容は、図4に示すような、正弦波から崩れた波形でも成り立つ。 In this figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output of the toner density sensor. In this figure, a simple sine waveform is shown as the output waveform of the sensor. In the following, for convenience of illustration, a sine wave is used as the output waveform of the sensor. However, the contents described below are also applicable to a waveform collapsed from the sine wave as shown in FIG.
図6のグラフに示す出力波形の周期は、図2および図3に示すオーガ42の回転周期に一致しており、以下では「周期A」と称する。
The period of the output waveform shown in the graph of FIG. 6 coincides with the rotation period of the
出力波形上の三角形はサンプリング点を表しており、このサンプリングの時間間隔を以下では「サンプリング間隔B」と称する。 Triangles on the output waveform represent sampling points, and this sampling time interval is hereinafter referred to as “sampling interval B”.
グラフの横軸方向の全長は、ここでは、最初のサンプリング点から最後のサンプリング点までに要する時間を表しており、以下では「測定時間C」と称する。 The total length in the horizontal axis direction of the graph represents the time required from the first sampling point to the last sampling point, and is hereinafter referred to as “measurement time C”.
上位平均値や下位平均値の算出では、三角形が示すサンプリング点のうち、上位や下位に偏った一部のサンプリング点のみが用いられ、この算出に用いられるサンプリング点の数を以下では「使用点数D」と称する。 In the calculation of the upper average value and the lower average value, only some sampling points biased to the upper and lower levels are used among the sampling points indicated by the triangle, and the number of sampling points used for this calculation is referred to as D ".
「周期数E」は、上述した「測定時間C」中に含まれている、上述した「周期A」の個数(1周期未満は切り捨て)を表しており、周期数E=測定時間C÷周期Aの商という計算式で求められる。 “Number of periods E” represents the number of the above-mentioned “period A” included in the above-mentioned “measurement time C” (less than one period is rounded down), and the number of periods E = measurement time C ÷ period. It is obtained by a calculation formula called A quotient.
上述した「測定時間C」に亘り「サンプリング間隔B」でサンプリングを繰り返すことにより、「サンプリング点数F」のサンプリング点が得られる。このとき、
測定時間C=(サンプリング点数F−1)×サンプリング間隔B
という関係が成り立つ。
Sampling points of “sampling point number F” are obtained by repeating sampling at “sampling interval B” over “measurement time C” described above. At this time,
Measurement time C = (number of sampling points F−1) × sampling interval B
This relationship holds.
「サンプリング点数F」のサンプリング点のうち、上述した「使用点数D」のサンプリング点が用いられて代表値が算出され、その算出された代表値の値を以下では「代表値G」と称する。 Among the sampling points of “sampling point number F”, the above-described sampling point of “usage point number D” is used to calculate the representative value, and the calculated representative value value is hereinafter referred to as “representative value G”.
ここで、本実施形態に対する比較例について説明する。 Here, a comparative example for the present embodiment will be described.
図7は、比較例を表す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a comparative example.
この図でも、横軸は時間を表し、縦軸はトナー濃度センサの出力を表している。 Also in this figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output of the toner density sensor.
この比較例では、サンプリング間隔B=周期A÷4というサンプリング間隔Bで、サンプリング点数F=9のサンプリングが行われているので、測定時間C=周期A×2であり、周期数E=2である。また、この比較例では、使用点数D=周期数E=2であり、サンプリング点のうち上位の2点が用いられて上位平均値が求められる。 In this comparative example, the sampling time B = sampling A = 4, and sampling time F = 9 is sampled. Therefore, the measurement time C = cycle A × 2, and the cycle number E = 2. is there. Further, in this comparative example, the number of used points D = the number of cycles E = 2, and the upper two points are used among the sampling points to obtain the upper average value.
実際のサンプリングにおけるサンプリング開始時には、図2および図3に示すオーガ42の位置(位相)がどこであるかが不明である。このため、上位平均値は、サンプリング開始の位相に依存して変動することとなる。
At the start of sampling in actual sampling, it is unknown where the position (phase) of the
この図7には、丸の記号で表されたサンプリング点と、バツの記号で表されたサンプリング点が示されており、丸の記号で表されたサンプリング点の第1パターンからは、上位平均値の最高値が得られ、バツの記号で表されたサンプリング点の第2パターンからは、上位平均値の最低値が得られる。そして、この最高値と最低値との幅ΔVが、トナー濃度の測定における測定誤差となり、この幅が小さいほど安定した測定となる。 FIG. 7 shows a sampling point represented by a circle symbol and a sampling point represented by a cross symbol. From the first pattern of sampling points represented by a circle symbol, the upper average is shown. The highest value is obtained, and the lowest value of the upper average value is obtained from the second pattern of sampling points represented by the cross symbol. The width ΔV between the maximum value and the minimum value becomes a measurement error in the toner density measurement, and the smaller the width, the more stable the measurement.
この図7に示す比較例では、上述したようにサンプリング間隔B=周期A÷4となっているため、サンプリング点のうちの上位2点のサンプリング点(図に丸が付されているサンプリング点)は常に同一の位相となり、1周期目の最高点が、あるサンプリング点に一致した場合には、2周期目の最高点もサンプリング点に一致し、1周期目の最高点が、サンプリング間隔Bの中間にある場合には、2周期目の最高点も2周期目の最高点も来る。このため最高値と最低値との幅ΔVが大きい。 In the comparative example shown in FIG. 7, since the sampling interval B = period A / 4 as described above, the upper two sampling points (sampling points with a circle in the figure) among the sampling points. Are always in the same phase, and when the highest point in the first cycle matches a sampling point, the highest point in the second cycle also matches the sampling point, and the highest point in the first cycle is the sampling interval B. If it is in the middle, the highest point in the second cycle and the highest point in the second cycle will come. For this reason, the width ΔV between the maximum value and the minimum value is large.
このような比較例に対し、本実施形態では、サンプリング間隔Bと周期Aが、いずれの整数nについても、サンプリング間隔B≠周期A÷nという関係を満たしている。 In contrast to such a comparative example, in this embodiment, the sampling interval B and the period A satisfy the relationship that the sampling interval B is not equal to the period A ÷ n for any integer n.
図8は、本実施形態におけるサンプリングの方式を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a sampling method in the present embodiment.
この図でも、横軸は時間を表し、縦軸はトナー濃度センサの出力を表している。 Also in this figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output of the toner density sensor.
ここに示すサンプリングの方式では、比較例における周期Aと同じ周期Aの波形のサンプリングに、比較例におけるサンプリング間隔Bよりもやや長めのサンプリング間隔B’が用いられ、いずれの整数nについてもサンプリング間隔B’≠周期A÷nとなっている。また、サンプリング点数F’=8のサンプリングが行われ、測定時間C’>周期A×2、周期数E=2である。本実施形態におけるサンプリング点数F’は、比較例におけるサンプリング点数Fよりも少なく、図に示すように本実施形態における測定時間C’は、比較例における測定時間C(=周期A×2)よりもやや長い。また、使用点数D=周期数E=2であり、サンプリング点のうち上位の2点が用いられて上位平均値が求められる。 In the sampling method shown here, a sampling interval B ′ slightly longer than the sampling interval B in the comparative example is used for sampling the waveform having the same period A as the period A in the comparative example, and the sampling interval is used for any integer n. B ′ ≠ cycle A ÷ n. In addition, sampling with the number of sampling points F ′ = 8 is performed, and measurement time C ′> period A × 2 and period number E = 2. The sampling point number F ′ in the present embodiment is smaller than the sampling point number F in the comparative example, and as shown in the figure, the measurement time C ′ in the present embodiment is shorter than the measurement time C (= period A × 2) in the comparative example. Slightly long. Further, the number of used points D = the number of cycles E = 2, and the upper two points are used among the sampling points to obtain the upper average value.
この図8でも、丸の記号で表されたサンプリング点と、バツの記号で表されたサンプリング点が示されており、丸の記号で表されたサンプリング点の第1パターンからは、上位平均値の最高値が得られ、バツの記号で表されたサンプリング点の第2パターンからは、上位平均値の最低値が得られる。 FIG. 8 also shows sampling points represented by a circle symbol and sampling points represented by a cross symbol. From the first pattern of sampling points represented by a circle symbol, the upper average value is shown. Is obtained, and the lowest value of the upper average value is obtained from the second pattern of sampling points represented by the cross symbol.
本実施形態ではサンプリング間隔B’と周期Aとがいわば非シンクロの関係にあるので、8個のサンプリング点のうち上位2点のサンプリング点(図に丸が付されているサンプリング点)は、波形上の互いに異なる位相に存在している。このため、本実施形態の第1パターンで得られる上位平均値の最高値は、比較例における第1パターンで得られる上位平均値の最高値よりも低く、本実施形態の第2パターンで得られる上位平均値の最低値は、比較例における第2パターンで得られる上位平均値の最低値よりも高い。このため、本実施形態における上位平均値の最高値と最低値との幅ΔV’は、比較例における幅ΔVよりも小さい。 In the present embodiment, since the sampling interval B ′ and the period A are in a non-synchronized relationship, the upper two sampling points (sampling points circled in the figure) out of the eight sampling points are waveforms. They are in different phases above. For this reason, the highest value of the upper average value obtained by the first pattern of the present embodiment is lower than the highest value of the upper average value obtained by the first pattern in the comparative example, and is obtained by the second pattern of the present embodiment. The lowest value of the upper average value is higher than the lowest value of the upper average value obtained by the second pattern in the comparative example. For this reason, the width ΔV ′ between the highest value and the lowest value of the upper average value in the present embodiment is smaller than the width ΔV in the comparative example.
このように、サンプリング間隔Bと周期Aとがいわば非シンクロの関係にあることで、代表値Gのバラツキが抑えられ、精度良い測定とその測定に基づいた精度良い制御が可能となる。また、一般論としてはサンプリング間隔Bが小さい方が精度の向上を図ることができるが、本実施形態の場合には、比較例のサンプリング間隔Bよりも長いサンプリング間隔B’で、比較例より精度の高い測定が実現されている。 Thus, since the sampling interval B and the period A are in a non-synchronized relationship, variation in the representative value G can be suppressed, and accurate measurement and accurate control based on the measurement can be performed. In general, the accuracy can be improved when the sampling interval B is small. However, in the case of this embodiment, the sampling interval B ′ is longer than the sampling interval B of the comparative example, and the accuracy is higher than that of the comparative example. High measurement is realized.
なお、この図8には、周期数E=2である例が示されているが、本実施形態では、測定精度の更なる向上などのために、更に大きい周期数Eが用いられる場合もあるが、その場合にも、周期数Eに等しい使用点数Dが用いられることが望ましく、これによって、各周期から1点ずつ最高のサンプリング点が選ばれて平均されることとなる。 Although FIG. 8 shows an example in which the number of periods E = 2, in the present embodiment, a larger number of periods E may be used in order to further improve the measurement accuracy. In this case, however, it is desirable to use the number of used points D equal to the number of periods E, whereby the highest sampling point is selected and averaged one by one from each period.
ところで、サンプリング間隔Bと周期Aとが単に非シンクロの関係にあるというだけでは精度向上の効果が不十分となる場合があり、本実施形態では、サンプリング間隔Bと周期Aとは、以下説明するような追加的な対応関係も満たしている。 By the way, there are cases where the effect of improving accuracy is insufficient if the sampling interval B and the period A are simply in a non-synchronized relationship. In this embodiment, the sampling interval B and the period A will be described below. Such additional correspondence is also satisfied.
図9は、追加的な対応関係を満たさない場合の説明図であり、図10は、追加的な対応関係を満たす場合の説明図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram when the additional correspondence relationship is not satisfied, and FIG. 10 is an explanatory diagram when the additional correspondence relationship is satisfied.
これらの図には、出力波形のピーク付近が拡大されて示されており、三角形の記号はサンプリング点を示している。但し、この図では、出力波形の各周期のピークにおけるサンプリング点の位置が1つに重ね合わされて示されており、1周期目でピークがサンプリング間隔の中間に来た場合にその後の周期でサンプリング点の位置がどの様に変化するかが示されている。また、ここに示されている例では周期数E=3であるものとする。 In these figures, the vicinity of the peak of the output waveform is shown enlarged, and the triangle symbol indicates the sampling point. However, in this figure, the positions of the sampling points at the peak of each cycle of the output waveform are shown to be overlapped, and when the peak comes in the middle of the sampling interval in the first cycle, sampling is performed at the subsequent cycle. It shows how the position of the points changes. In the example shown here, it is assumed that the number of periods E = 3.
サンプリング間隔Bと周期Aとが非シンクロであっても、ほぼシンクロに近い場合には、図9に示すように、1周期目でピークがサンプリング間隔の中間にあると、その後の周期でも、ピークに対するサンプリング点の位置は余り移動せず、これらのサンプリング点が上位平均値の算出に用いられるので、ライン91で表される代表値Gは低い値となる。このことは、逆に、1周期目でピークがサンプリング点に一致した場合には、その後の周期でもサンプリング点がピーク付近に来ることを意味している。従って、図9に示すような場合には、代表値Gの最高値および最低値が、上述した比較例における最高値および最低値とほぼ同様の値となってしまい、図8で説明したような非シンクロによる効果が少ないことが分かる。
Even if the sampling interval B and the period A are non-synchronized, if they are almost synchronized, if the peak is in the middle of the sampling interval in the first period as shown in FIG. The positions of the sampling points with respect to are not moved so much and these sampling points are used for calculating the upper average value, so the representative value G represented by the
そこで、本実施形態では、周期A÷サンプリング間隔Bの余りHに着目し、
余りH>サンプリング間隔B÷2,(サンプリング間隔B−余りH)×周期数E>サンプリング間隔B÷2という追加的な対応関係、あるいは、
余りH<サンプリング間隔B÷2,余りH×周期数E>サンプリング間隔B÷2という追加的な対応関係を満たすこととしている。
Therefore, in this embodiment, paying attention to the remainder H of the period A ÷ sampling interval B,
Additional correspondence relationship of remainder H> sampling interval B ÷ 2, (sampling interval B−remainder H) × period E> sampling interval B ÷ 2, or
An additional correspondence relationship of remainder H <sampling interval B ÷ 2, remainder H × number of periods E> sampling interval B ÷ 2 is satisfied.
図9および図10に示す場合には、いずれも余りH>サンプリング間隔B÷2となっている。また、図9に示す場合には余りH≒サンプリング間隔Bとなっており、サンプリング間隔B−余りH≒0であるので上記の追加的な対応関係を満たしていない。これに対して図10に示す場合には余りHがサンプリング間隔Bの7割程度となっていて、「サンプリング間隔B−余りH」が十分に大きく、上記の追加的な対応関係を満たしている。このように上記の追加的な対応関係を満たしていると、図10に示すように、1周期目でピークがサンプリング間隔の中間にあっても、2周期目、3周期目でサンプリング点の位相が「サンプリング間隔B−余りH」ずつ大きく移動し、周期数Eを経るまでに確実にピークを超えることとなる。この結果、ライン92で表される代表値Gは高い値となる。このことは、逆に、1周期目でピークがサンプリング点に一致した場合であっても、その後の周期ではサンプリング点がピークから大きく離れ、周期数Eを経るまでに確実にピークがサンプリング間隔の中間に至ることを意味している。このように、上記の追加的な対応関係を満たす場合には、図8で説明したような非シンクロによる効果が有効に発揮されることが分かる。
In both cases shown in FIGS. 9 and 10, the remainder H> sampling interval B / 2. Further, in the case shown in FIG. 9, the remainder H≈sampling interval B, and the sampling interval B−residue H≈0, so the above additional correspondence relationship is not satisfied. On the other hand, in the case shown in FIG. 10, the remainder H is about 70% of the sampling interval B, and “sampling interval B-remainder H” is sufficiently large, satisfying the additional correspondence described above. . As shown in FIG. 10, when the above additional correspondence is satisfied, the phase of the sampling point is in the second period and the third period even if the peak is in the middle of the sampling interval in the first period. “Sampling interval B−remainder H” is moved by a large amount, and the peak is surely exceeded by the period number E. As a result, the representative value G represented by the
なお、余りH<サンプリング間隔B÷2である場合には、余りH>サンプリング間隔B÷2の場合と較べてサンプリング点の移動方向が逆で余りHずつ移動すると考えると、上記の説明が同様に当てはまることがわかる。
When the remainder H <sampling interval B ÷ 2, the above description is the same when it is assumed that the moving direction of the sampling points is reversed and the remainder moves by H as compared with the case where remainder H> sampling
このように、本実施形態では、上述したような対応関係が満たされているため、短時間で少ないサンプリング点を得て安定した代表値を算出することができる。そして、そのような安定した代表値によって精度良くトナー濃度が得られ、そのような精度の良いトナー濃度に基づいた制御によって安定した画像形成が行われる。 As described above, in the present embodiment, since the correspondence as described above is satisfied, a stable representative value can be calculated by obtaining a small number of sampling points in a short time. Then, the toner density can be obtained with high accuracy by such a stable representative value, and stable image formation is performed by the control based on the toner density with high accuracy.
以下では、上述した対応関係とは異なる、別の望ましい対応関係が用いられる別の実施形態について説明する。この別の実施形態は、サンプリングの方式におけるサンプリング間隔Bや周期Aの対応関係が上述した対応関係と相違する点を除いて、上述した実施形態とほぼ同様の実施形態である。以下では、上述した実施形態とは異なる点のみに着目して別の実施形態の説明を行い、上述した実施形態と共通する構成などを表した図1や図2などは、この別の実施形態の説明にそのまま流用する。 In the following, another embodiment in which another desirable correspondence different from the above-described correspondence is used will be described. This another embodiment is substantially the same as the above-described embodiment except that the correspondence relationship between the sampling interval B and the period A in the sampling method is different from the above-described correspondence relationship. In the following, another embodiment will be described by focusing only on the points different from the above-described embodiment, and FIG. 1 and FIG. 2 showing the configuration common to the above-described embodiment are the other embodiment. Will be used as is.
図11は、別の実施形態におけるサンプリングの方式を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a sampling method in another embodiment.
この図でも、横軸は時間を表し、縦軸はトナー濃度センサの出力を表している。 Also in this figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output of the toner density sensor.
この別の実施例でも、サンプリング間隔Bと周期Aが、いずれの整数nについても、サンプリング間隔B≠周期A÷nという関係を満たしており、更に、この別の実施例では、少なくとも1つの整数mについては、m×サンプリング間隔B/余りH=周期数Eという対応関係を満たしている。このような対応関係を満たした例が図11に示されている。 In this alternative embodiment, the sampling interval B and the period A satisfy the relationship that the sampling interval B ≠ period A ÷ n for any integer n. Further, in this alternative embodiment, at least one integer is used. For m, the correspondence relationship m × sampling interval B / remainder H = period number E is satisfied. An example satisfying such a correspondence is shown in FIG.
この図11に示された例では、所定の時間単位tに対し、周期A=10t、サンプリング間隔B=3t、測定時間C=33t、使用点数D=周期数E=3、サンプリング点数F=12となっている。従って周期A÷サンプリング間隔Bの余りH=1tであり、整数mが「1」のときに、上述したm×サンプリング間隔B/余りH=周期数Eという対応関係を満たすこととなる。 In the example shown in FIG. 11, for a predetermined time unit t, the period A = 10 t, the sampling interval B = 3 t, the measurement time C = 33 t, the number of used points D = the number of periods E = 3, and the number of sampling points F = 12. It has become. Therefore, when the remainder H of the period A ÷ sampling interval B = 1t and the integer m is “1”, the above-described correspondence relationship of m × sampling interval B / remainder H = period number E is satisfied.
また、この図11には、三角の記号で表されたサンプリング点と、四角の記号で表されたサンプリング点が示されており、三角の記号で表されたサンプリング点の第1パターンからは、上位平均値の最高値が得られ、四角の記号で表されたサンプリング点の第2パターンからは、上位平均値の最低値が得られる。 Further, in FIG. 11, sampling points represented by triangular symbols and sampling points represented by square symbols are shown. From the first pattern of sampling points represented by triangular symbols, The highest value of the upper average value is obtained, and the lowest value of the upper average value is obtained from the second pattern of sampling points represented by square symbols.
12個のサンプリング点のうち上位3点のサンプリング点(図に丸が付されているサンプリング点)は、時間間隔1tに相当する位相差を互いに有しており、測定時間Cを経る間に、出力波形の頂点付近が、サンプリング間隔Bを3等分する時間間隔で1回ずつサンプリングされ、そのサンプリングされた各サンプリング点から代表値Gが算出されることとなる。このように算出される代表値Gは、サンプリング間隔B=1t、サンプリング点数F=36、使用点数D=9という、多数のサンプリング点から代表値Gを得るときと全く同じ値となり、代表値Gの最高値と最低値との幅ΔV”も、そのような多数のサンプリング点における代表値Gの幅と全く同じ幅となる。つまり、この別の実施形態における上述した対応関係が満たされると、少ないサンプリング点で、サンプリング点がN倍増された測定と同等な測定が実現され、そのようにサンプリング点が増えることによる代表値のバラツキ低下と同様なバラツキ低下も実現されることとなる。また、サンプリング間隔Bを3等分する時間間隔に相当する各サンプリング点が得られているので、代表値Gとして、上位平均値ではなくて、例えばサンプリング点の最高値や最低値が用いられる場合には、本当に捉えたい波形のピーク値に近い値を求めることができるという利点もある。 Of the twelve sampling points, the upper three sampling points (sampling points circled in the figure) have a phase difference corresponding to the time interval 1t, and during the measurement time C, The vicinity of the vertex of the output waveform is sampled once at a time interval that divides the sampling interval B into three equal parts, and the representative value G is calculated from each sampled sampling point. The representative value G calculated in this way is exactly the same value as when the representative value G is obtained from a large number of sampling points, such as the sampling interval B = 1t, the sampling point number F = 36, and the use point number D = 9. The width ΔV ″ between the highest value and the lowest value is also exactly the same as the width of the representative value G at such a large number of sampling points. That is, when the above-described correspondence relationship in this another embodiment is satisfied, A measurement equivalent to a measurement in which the number of sampling points is increased by N times is realized with a small number of sampling points, and a variation reduction similar to a variation in representative values due to an increase in the number of sampling points is also realized. Since each sampling point corresponding to the time interval that divides the sampling interval B into three is obtained, the representative value G is not the upper average value, for example, If the maximum value and the minimum value of the ring points are used, there is an advantage that it is possible to obtain a value close to the peak value of the really captured want waveform.
このような別の実施形態によれば、上述したように、サンプリング点がN倍増された測定と同等な測定が実現されて高精度な測定が実現される。また、そのような高精度の測定に基づいた制御によって画像形成装置が制御されることによって安定した画像形成が実現される。 According to such another embodiment, as described above, a measurement equivalent to the measurement in which the sampling points are increased N times is realized, and a highly accurate measurement is realized. Further, stable image formation is realized by controlling the image forming apparatus by control based on such high-precision measurement.
ところで、図1に示す画像形成装置では、TC制御部35によってオーガ42Y、42M、42C、42Kの回転速度が制御されており、回転数指示部36から、単位時間当たりの、画像の生産性等に応じた回転数を指示され、その指示された回転数が得られるような回転速度となっている。従って、オーガ42Y、42M、42C、42Kの回転数を考慮せずに一定のサンプリング間隔Bのままでサンプリングを行い続けると、オーガ42Y、42M、42C、42Kの回転数が変更されたときに、上述したような対応関係が崩れてしまう。そこで、オーガ42Y、42M、42C、42Kの回転数が変更されて周期Aが周期A’となった場合には、TC制御部35は、サンプリング間隔Bを、
サンプリング間隔B’=周期A’÷周期A×サンプリング間隔B
という関係を満たす新たなサンプリング間隔B’に変更して上記の対応関係を維持している。
In the image forming apparatus shown in FIG. 1, the rotational speeds of the
Sampling interval B ′ = cycle A ′ ÷ cycle A × sampling interval B
The above correspondence is maintained by changing to a new sampling interval B ′ that satisfies the above relationship.
なお、上記説明では、代表値Gの算出の例として、上位平均値を算出する為に上位値すべてを用いる算出方法が示されているが、本発明における代表値の算出は、例えば、ノイズの影響を取り除く為に上位8点のうち最上位2点は除いた平均値を代表値Gとするような、本当の最上位を用いない算出方法であっても良い。 In the above description, as an example of calculating the representative value G, a calculation method using all the upper values to calculate the upper average value is shown. However, the calculation of the representative value in the present invention is, for example, noise. In order to remove the influence, a calculation method that does not use the true most significant value may be used in which the average value excluding the most significant 2 points among the top 8 points is used as the representative value G.
また、上記説明では、代表値Gの例として上位平均値が示されているが、本発明にいう代表値は、上位平均値に限られず、下位平均値であってもよく、上側平均値、下側平均値などというように波形の一部を取り出して算出する代表値であってもよい。 In the above description, the upper average value is shown as an example of the representative value G. However, the representative value referred to in the present invention is not limited to the upper average value, and may be the lower average value, the upper average value, It may be a representative value calculated by extracting a part of the waveform, such as a lower average value.
また、上記説明では、説明の便宜上、出力波形の例として正弦波を示したが、本発明は、図4に示すような非正弦波にも適用可能である。 In the above description, for convenience of explanation, a sine wave is shown as an example of an output waveform, but the present invention can also be applied to a non-sine wave as shown in FIG.
また、上記説明では、得られた代表値Gは、ディスペンスモータの制御に用いられているが、本発明にいう制御部は、画像形成装置におけるディスペンスモータ以外の要素を代表値に基づいて制御するものであっても良い。 In the above description, the obtained representative value G is used for controlling the dispense motor. However, the control unit according to the present invention controls elements other than the dispense motor in the image forming apparatus based on the representative value. It may be a thing.
また、本発明は、トナー濃度センサの出力の変極点などの特徴点の位相を判断して、現像器内のオーガの位置を検出するシステムにも応用可能である。このようなシステムの例としては、オーガに設けた板部材がトナー濃度センサの前に多量の現像剤を送り込んだ位置でオーガが停止されることによるトナー固着を防ぐ為に、オーガの位置を精度よく検出し、トナー固着が生じやすい位置では停止しないようにオーガの停止タイミングを制御するシステムなどが考えられる。 The present invention can also be applied to a system that detects the position of an auger in a developing device by judging the phase of a feature point such as an inflection point of the output of a toner density sensor. As an example of such a system, the position of the auger is adjusted to prevent the toner from sticking when the plate member provided on the auger stops the auger at a position where a large amount of developer is fed before the toner concentration sensor. A system that controls the stop timing of the auger so that it does not stop at a position that is well detected and toner sticks easily can be considered.
また、上記説明では、本発明の画像形成装置の一実施形態として、中間転写ベルト20を用いるタンデム構成の画像形成装置を例示したが、本発明の画像形成装置は、タンデム構成のものには限定されず、複数サイクル構成のシステムであってもよい。また、本発明の画像形成装置は、中間転写ベルト20を用いるものにも限定されず、中間転写体を用いるものであってもよい。さらに、本発明の画像形成装置は、中間転写方式のものにも限定されず、用紙搬送ベルトに担持された記録媒体、あるいはロールで搬送される記録媒体に直接転写する直接方式のものであってもよい。
In the above description, an image forming apparatus having a tandem configuration using the
1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム
2Y、2M、2C、2K 帯電器
3 露光部
4Y、4M、4C、4K 現像器
5Y、5M、5C、5K 1次転写ロール
7Y、7M、7C、7K トナーボックス
8Y、8M、8C、8K トナー濃度センサ
9Y、9M、9C、9K ディスペンスモータ
10Y、10M、10C、10K ユニット
15 2次転写ロール
20 中間転写ベルト
21 駆動ロール
22 従動ロール
23 テンションロール
30 画像読取部
31 画像処理部
32 コントローラ
35 TC制御部
41Y、41M、41C、41K 現像ロール
42Y、42M、42C、42K 現像ロール
42a 羽根
42b 板部材
43 後端部材
44 廃現像剤回収ボックス
50 外部機器
60 現像剤
1Y, 1M, 1C,
Claims (4)
前記濃度センサから出力される計測結果を、いずれの整数nについても周期Aのn分の1にならない時間間隔Bごとに、周期Aよりも長い時間区間Cに亘ってサンプリングし、サンプリングされた計測結果に基づいて、計測結果の上位側または下位側に偏った代表値を算出するトナー濃度算出部であって、少なくとも1つの整数mについてはm×B/(A÷Bの余り)=(C÷Aの商)という関係を満たすトナー濃度算出部とを備えたことを特徴とするトナー濃度測定装置。 A density sensor that measures the toner density of the developer when the developer including the toner and the carrier is stirred in the period A and outputs a measurement result;
The measurement result output from the concentration sensor is sampled over a time interval C longer than the period A at every time interval B that is not 1 / n of the period A for any integer n, and the sampled measurement A toner density calculation unit that calculates a representative value biased toward the upper side or lower side of the measurement result based on the result, and at least one integer m is m × B / (A ÷ B remainder) = (C A toner concentration measuring device comprising a toner concentration calculating unit satisfying a relationship of ÷ (quotient of A).
前記トナー濃度算出部は、前記周期入手部によって入手された攪拌周期が前記周期Aから別の周期A’に変化した場合に、前記計測結果をサンプリングする時間間隔を、前記時間間隔Bから、
B’=A’×B/A
という関係を満たす時間間隔B’に変更するものであることを特徴とする請求項1記載のトナー濃度測定装置。 Provided with a cycle obtaining unit for obtaining the developer agitation cycle,
The toner concentration calculating unit determines a time interval for sampling the measurement result from the time interval B when the stirring cycle obtained by the cycle obtaining unit changes from the cycle A to another cycle A ′.
B ′ = A ′ × B / A
2. The toner density measuring apparatus according to claim 1, wherein the time interval is changed to a time interval B ′ satisfying the following relationship.
前記画像形成部内で攪拌されている現像剤のトナー濃度を計測して計測結果を出力する濃度センサと、
前記濃度センサから出力される計測結果を、いずれの整数nについても周期Aのn分の1にならない時間間隔Bごとに、周期Aよりも長い時間区間Cに亘ってサンプリングし、サンプリングされた計測結果に基づいて、計測結果の上位側または下位側に偏った代表値を算出するトナー濃度算出部であって、少なくとも1つの整数mについてはm×B/(A÷Bの余り)=(C÷Aの商)という関係を満たすトナー濃度算出部と、
前記トナー濃度算出部によって得られるトナー濃度の代表値に基づいて前記画像形成部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit in which a developer containing toner and a carrier is contained, the developer is stirred at a period A, and a toner image is formed using the developer;
A density sensor that measures the toner density of the developer stirred in the image forming unit and outputs a measurement result;
The measurement result output from the concentration sensor is sampled over a time interval C longer than the period A at every time interval B that is not 1 / n of the period A for any integer n, and the sampled measurement A toner density calculation unit that calculates a representative value biased toward the upper side or lower side of the measurement result based on the result, and at least one integer m is m × B / (A ÷ B remainder) = (C A toner density calculation unit that satisfies the relationship of ÷ quotient of A),
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the image forming unit based on a representative value of toner density obtained by the toner density calculating unit.
前記トナー濃度算出部は、前記周期入手部によって入手された攪拌周期が前記周期Aから別の周期A’に変化した場合に、前記計測結果をサンプリングする時間間隔を、前記時間間隔Bから、
B’=A’×B/A
という関係を満たす時間間隔B’に変更するものであることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。 A period obtaining unit for obtaining a stirring period of the developer in the image forming unit;
The toner concentration calculating unit determines a time interval for sampling the measurement result from the time interval B when the stirring cycle obtained by the cycle obtaining unit changes from the cycle A to another cycle A ′.
B ′ = A ′ × B / A
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the time interval B ′ satisfies the following relationship.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02272475A (en) * | 1989-04-13 | 1990-11-07 | Toshiba Corp | Detection of residual toner in electrophotographic recorder |
JPH06186855A (en) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | Mita Ind Co Ltd | Device for detecting abnormality of toner sensor |
JPH06242682A (en) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Ricoh Co Ltd | Method and device for detecting/controlling concentration of developer toner |
JP2003057938A (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Ricoh Co Ltd | Toner concentration detecting method |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02272475A (en) * | 1989-04-13 | 1990-11-07 | Toshiba Corp | Detection of residual toner in electrophotographic recorder |
JPH06186855A (en) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | Mita Ind Co Ltd | Device for detecting abnormality of toner sensor |
JPH06242682A (en) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Ricoh Co Ltd | Method and device for detecting/controlling concentration of developer toner |
JP2003057938A (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Ricoh Co Ltd | Toner concentration detecting method |
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