JP6468829B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本実施形態の画像形成装置100は、図1に示すように、それぞれ像担持体としての感光ドラム101Y、101M、101C、101Kを備えた4つの画像形成ステーションY、M、C、K、を有する。各画像形成ステーションの上方には、中間転写装置120が配置されている。中間転写装置120は、中間転写体としての中間転写ベルト121が、ローラ122、123、124に張設されて、矢印方向に走行するように構成されている。なお、各色について感光ドラム回りの構成は同様である為、代表してY色の画像形成ステーションYについて説明する。他の画像形成ステーションでは、その画像形成ステーションの構成であることを示す添え字を変えて図示する。
次に、本実施形態の現像装置104Yについて、図4ないし図6を用いて詳しく説明する。なお、他の画像形成ステーションの現像装置についても同様の構成であるため、以下の説明では、代表して画像形成ステーションYの現像装置104Yについて説明する。現像装置104Yは、現像容器20を備え、現像容器20内に現像剤としてトナーとキャリアを含む2成分現像剤が収容されている。また、現像容器20内に、現像剤担持手段としての現像スリーブ24と、現像スリーブ24上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材25とを有している。
次に、本実施形態における現像剤の補給方法について図4及び図5を用いて説明する。現像装置104Yの上部には、現像剤の消費量に応じてトナーを現像装置104Yに補給する補給手段としてのトナー補給装置30が配置される。トナー補給装置30は、トナーとキャリアを混合した補給用2成分現像剤(通常はトナー/補給用現像剤=100%〜80%)を収容するホッパー31を備える。このホッパー31は、下部にスクリュー状の補給部材、即ち、補給スクリュー32を備え、補給スクリュー32の一端が現像装置104Yの後端部に設けられた現像剤補給口30Aの位置まで延びている。補給スクリュー32は、補給モータ33により回転駆動される。
次に、本実施形態の現像剤(トナー)の補給制御について、図7を用いて説明する。本実施形態では、図7に示す制御手段としての制御部1500によりトナー補給装置30によるトナーの補給を制御する。なお、以下の説明では、現像剤としてトナーを補給する場合について説明するが、現像剤としてトナー及びキャリアを補給する場合についても同様である。なお、図7のYst、Mst、Cst、Kstは、画像形成部209により制御される画像形成ステーションY、M、C、Kを示している。
M(Vc)=Vc×A(Vc)・・・(式1)
M(Indc)=−ΔTD(Indc)×A(Indc)・・・(式2)
ΔTD(Indc)=TD(Indc)−TD(target)・・・(式3)
M=M(Vc)+M(Indc)+M(remain)・・・(式4)
Brq=M/T・・・(式5)
M(remain)=M−Bpr×T・・・(式6)
次に、本実施形態の強制補給モードについて説明する。まず、強制補給モードの実行可否の概略について説明する。上述のように、本実施形態では、トナー補給量Mから補給モータ33の実施回転回数Bprを算出し、通常補給モードによるトナー補給を実行している。ここで、本実施形態では、補給モータ33の小型化、静音化、低コストのために、A4サイズの画像1枚の画像形成について補給モータ33は2回転までしかできない回転速度に設定している。具体的には、画像形成装置100が連続駆動時のA4サイズ1枚を出力するのに要する時間が2.4秒である。これに対し、補給スクリュー32の回転速度を60rpmとするように補給モータ33の回転速度を設定しており、1秒間に1回転しか補給スクリュー32を回せない。このため、本実施形態では、A4サイズの画像1枚の画像形成について補給モータ33は2回転までしかできない。即ち、本実施形態では、画像形成ジョブ中の単位時間あたり(A4サイズ1枚あたり)にトナー補給装置30により補給可能な所定量は補給モータ33の2回転分である。
まず、比較例での強制補給モードの実行可否判断のフローについて、図7を参照しつつ図8を用いて説明する。画像形成を開始すると、ビデオ信号カウント部207がビデオカウント値Vcを算出し、インダクタンスセンサ29の出力が検知される(S1)。次に、トナー補給量算出部1506において、式4よりトナー補給量Mを算出する(S2)。次に、補給スクリュー32の要求回転回数Brqを上記の式5より算出する(S3)。次に、算出した要求回転回数Brqの値より、単位補給量算出部1507が実際に補給可能な回転回数(実施回転回数)Bprを算出する。具体的には、Brqが2より大きいか否かを判断し(S4)、Brqが2より大きい場合には、Bprは2とする(S5)。一方、Brqが2以下の場合Bpr=Brqとする(S6)。そして、算出したBprの値により、画像形成ジョブ中に補給スクリュー32をBpr回、回転させトナー補給を実施する(S7)。
M(remain)≧M(supply)・・・(式7)
ここで、強制補給モードの動作について、図9及び図10を用いて説明する。上述の図8のS12で、強制補給モード実行タイミングになると、CPU206は強制補給モードを実行する為に、画像形成部209に通知し、画像形成ジョブを一時中断する(S21)。この時、強制補給モードの実行中は、現像駆動モータ28は止めず、引き続き回転駆動させる。そして、残補給量算出部1508で算出された残補給量M(remain)から補給スクリュー32の強制補給回転回数B(supply)を単位補給量算出部1507において下記の式8で算出する(S22)。
B(supply)=M(remain)/T・・・(式8)
次に、本実施形態の強制補給モードの実行可否判断のフローについて、図13を用いて説明する。S31〜S38までのフローは、比較例のS1〜S8と同じであるため、説明を省略する。S38で算出した残補給量M(remain)が式7の関係を満たすか否かを判断する。即ち、残補給量算出部1508により算出した差分(残補給量M(remain))が所定の閾値以上(残補給量閾値M(supply)以上)であるか否かを判断する。式7を満たす場合、即ち、残補給量M(remain)が残補給量閾値M(supply)以上である場合、所定の信号をRAM211に記憶する、即ち、強制補給フラグを立てる(S40)。
以上の本実施形態の強制補給モードの制御においても比較例と同様に、次のようケースを考える。即ち、「ブラック高Duty画像チャート」を5枚、その後、「ブラック低Duty画像チャート」5枚の計10枚の連続画像形成を行う画像形成ジョブを実行した場合を具体的に考える。比較例と同様に、「ブラック高Duty画像チャート」とは印字率がY=5%、M=5%、C=5%、K=100%の画像をA4片面に形成したチャートである。また、「ブラック低Duty画像チャート」とは印字率がY=5%、M=5%、C=5%、K=1%の画像をA4片面に形成したチャートである。
次に、「ブラック高Duty画像チャート」5枚、その後、「ブラック低Duty画像チャート」5枚のサイクルで、5サイクル計50枚の連続画像形成を行う画像形成ジョブを実行した場合について、実施例と比較例とを比較する。図15及び図16に、それぞれの場合の残補給量M(remain)の推移と強制補給モードが実行されるタイミングを示す。なお、実施例は、このような画像形成ジョブを本実施形態の制御で実施した場合の具体例である。
なお、ダウンタイムの削減効果はプリントジョブの構成(置数、間欠枚数、用紙サイズ、画像Duty、片面/両面、プロセススピード等)によって異なる。また、強制補給フラグを立ててから実際に強制補給モードを実行するまでのタイムラグは画像形成装置の構成によっても異なる。(例えば、図17で示したように、給紙可能信号タイミングとイエローの画像形成タイミングによってはイエローのトナー強制補給モード実行においてもタイムラグが生じる。)なお、置数とは、1つの画像形成ジョブの画像形成枚数である。したがって、上記では、本発明の効果が分かり易い具体例を上げて説明している。
Claims (11)
- 像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、
トナーを前記現像装置に補給する補給手段と、
前記補給手段によるトナーの補給を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、画像形成ジョブ中にトナーを補給する通常補給モードと、前記通常補給モードで補給した補給量と前記現像装置に補給すべき補給量との差分が所定の閾値以上となった後の所定のタイミングで画像形成ジョブを中断して強制的にトナーを補給する強制補給モードとを実行可能で、前記差分が前記所定の閾値となってから前記所定のタイミングまでの間の画像形成により前記差分が前記所定の閾値未満となった場合に、前記所定のタイミングでの前記強制補給モードを中止する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記所定のタイミングは、前記差分が所定の閾値以上となってから、画像形成を行う記録材のサイズに応じた所定の対応枚数の画像形成を行った直後である、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記所定のタイミングは、前記差分が所定の閾値以上となってから画像形成ジョブが終了するまでの画像形成枚数が、前記所定の対応枚数よりも多く特定の枚数以下である場合には、前記画像形成ジョブの最終画像の形成を行った直後とする、
ことを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。 - 像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、
トナーを前記現像装置に補給する補給手段と、
前記補給手段によるトナーの補給を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記現像装置に補給すべきトナー補給量を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出したトナー補給量が、画像形成ジョブ中の単位時間あたりに前記補給手段により補給可能な所定量以下である場合には算出した前記トナー補給量を、前記所定量よりも多い場合には前記所定量を、画像形成ジョブ中に前記補給手段に補給させる通常補給モードを実行する通常実行手段と、
前記算出手段で算出したトナー補給量と、前記通常補給モードで補給させるトナーの補給量との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段により算出した差分が所定の閾値以上である場合に、所定の信号を記憶する記憶手段と、
前記所定の信号が前記記憶手段に記憶された後の所定のタイミングで前記記憶手段に前記所定の信号が記憶されている場合に画像形成ジョブを中断して強制的に前記補給手段にトナーを補給させる強制補給モードを実行する強制実行手段と、
前記所定の信号が前記記憶手段に記憶されてから前記所定のタイミングまでの間に前記差分算出手段により算出された差分が前記所定の閾値未満となった場合に、前記記憶手段に記憶された前記所定の信号を取り消す取消手段と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記所定のタイミングは、前記所定の信号が前記記憶手段に記憶されてから、画像形成を行う記録材のサイズに応じた所定の対応枚数の画像形成を行った直後である、
ことを特徴とする、請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記所定のタイミングは、前記所定の信号が前記記憶手段に記憶されてから画像形成ジョブが終了するまでの画像形成枚数が、前記所定の対応枚数よりも多く特定の枚数以下である場合には、前記画像形成ジョブの最終画像の形成を行った直後とする、
ことを特徴とする、請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記算出手段は、画像形成の所定の単位毎に消費されるトナー量に応じた消費値に基づいてトナー補給量を算出する、
ことを特徴とする、請求項4ないし6のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記現像装置には、トナーとキャリアとを含む現像剤が収容されており、
前記現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
前記トナー濃度検知手段により検知したトナー濃度と目標値との差分を算出するトナー濃度差分算出手段と、を有し、
前記算出手段は、前記消費値に応じた値に前記トナー濃度差分算出手段により算出した差分に応じた値を加えて、前記トナー補給量を算出する、
ことを特徴とする、請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記算出手段は、前記強制補給モードが実行されない場合に、前記差分算出手段により算出した差分を次のトナー補給量の算出時に加算して前記現像装置に補給すべきトナー補給量を算出する、
ことを特徴とする、請求項4ないし8のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記強制実行手段は、前記強制補給モードを実行する際に直前に前記差分算出手段により算出した差分に応じた量のトナーを補給させる、
ことを特徴とする、請求項4ないし9のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記算出手段は、前記強制補給モードが実行された場合に、前記強制補給モードを実行する直前に前記差分算出手段により算出した差分から、前記強制補給モードで補給させたトナーの補給量を差し引いた値を、次のトナー補給量の算出時に加算して前記現像装置に補給すべきトナー補給量を算出する、
ことを特徴とする、請求項10に記載の画像形成装置。
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