JP7379985B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲に入るように復帰させるトナーリカバリー動作を実行すべき対象色があるか否かを判断する判断手段と、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも低い場合、前記デューティ比を前記決定手段で算出された前記デューティ比よりも小さくして前記トナーリカバリー動作を実行する、
ことを特徴とする。
現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲に入るように復帰させるトナーリカバリー動作を実行すべき対象色があるか否かを判断する判断手段と、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも高い場合、前記デューティ比を100%として前記トナーリカバリー動作を実行する、
ことを特徴とする。
前記移動平均値算出手段は、画像形成動作のページ出力ごとに、前記画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出して記憶し、前記決定手段は、記憶した前記移動平均値に基づいて前記トナーリカバリー動作の前記デューティ比を決定する、
ことを特徴とする。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
(1)画像形成装置の全体構成及び動作
(1.1)画像形成装置の全体構成
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の内部構成を示す断面模式図である。
画像形成装置1は、画像形成部10と、画像形成部10の下部に装着された給紙装置20と、画像形成部10の上部に装着された読取装置30と、操作表示部40と、画像処理部50と、システム制御装置60と、を備えて構成され、プリント機能やコピー機能が実行されることにより画像が用紙等の記録媒体上に印刷される。
このような構成の画像形成装置1では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置20から、印刷ジョブで指定された用紙が画像形成部10へ送り込まれる。
転写装置15においてトナー像が一括転写された用紙は、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを介して定着装置16の定着ニップ部NPに搬送され、一対の加熱モジュール16Aと加圧モジュール16Bにより、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
尚、自動で両面印刷を行う場合には、用紙の表裏が反転され、再び画像形成部10へ送り込まれる。そして、トナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙トレイ部TR1に排出されることになる。
図2は画像形成部10における感光体ドラム31を含む現像装置14の構成を示す縦断面模式図、図3は現像装置14内における現像剤の搬送を説明する断面模式図、図4は本実施形態に係る画像形成装置1の機能構成を示す機能ブロック図である。
(2.1)現像装置
現像装置14は、現像剤を収容する現像ハウジング41、感光体ドラム31と対向して配置されている現像ローラ42、現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌オーガ43、現像ローラ42に現像剤を供給する供給オーガ44を備えている。
現像スリーブ42Aは、マグネット42Bの磁力によって現像剤が外周面に保持され、現像スリーブ42Aの回転により現像剤を感光体ドラム31の静電潜像へ搬送供給するように構成されている。
現像位置では感光体ドラム31の表面に形成された静電潜像の現像が行われ、現像後の現像剤は現像ローラ42の回転によって現像ハウジング41に戻る。
44bが形成され、駆動源(不図示)から回転力を受けて現像剤収容部41A、41B内の内壁に沿って回転することで、現像剤を現像剤収容部41A、41B内で所定方向に搬送する。
具体的には、撹拌オーガ43は現像剤収容部41A内の現像剤を攪拌しながら矢印(-Y)方向に搬送し、供給オーガ44は現像剤収容部41B内の現像剤を攪拌しながら矢印(Y)方向に搬送する。矢印(-Y)方向に搬送された現像剤は、開口45から現像剤収容部41Bに移動し、矢印(Y)方向に搬送された現像剤は、開口46から現像剤収容部41Aに移動する。
これにより現像ハウジング41内の現像剤は、2本の撹拌オーガ43及び供給オーガ44によって撹拌されながら循環移動する。このような現像剤の撹拌によって現像剤中のトナーが帯電する。
画像形成装置1は、ATCセンサSRによる測定値に基づいて制御部がトナーカートリッジTからのトナー補給を指示することで現像剤のTC値が所定値に保たれる。
図4に示すように、システム制御装置60は、印刷制御部61、トナー濃度検出部62、トナーリカバリー判断部63、画像密度移動平均算出部64、デューティ比算出部65、トナー補給制御部66、トナー空検知制御部67と、を備え、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成部10の動作制御を行う。
A=(a×(N-1)+P)/N ・・・(1)
ここに、aは前回演算された移動平均値、Nは移動平均のサンプリング数、Pは画像密度を示す値(本実施の形態ではピクセルカウント数)である。
数式(1)では、前回の移動平均値にサンプリング数Nから1をマイナスした値を乗算して最新の出力画像の画像密度Pを加算したものをサンプリング数Nで除算している。
A=(a×(N-1)×K)+P)/N ・・・(2)
ここに、Kは用紙サイズに応じた係数である。本実施形態においては、オン画素となっているピクセルのカウント値を画像密度を示す値として用いているため、用紙サイズの異なる画像形成を連続して行なった場合には数式(1)では移動平均値Aがバラツク虞がある。
そのために、サンプリング数Nから用紙サイズに応じた係数だけ減算した数を前回の移動平均値Aに乗算してバラツキを少なくしている。例えば、A4サイズを基準サイズとすれば、A4サイズに対応する係数を1、A5サイズに対応する計数を0.5、A3サイズに対応する係数を2とすることができる。
ディスペンスモータ駆動のデューティ比DHは、本実施形態においては、図6に示す動作の流れによって算出される。
DH(%)=α×A+β・・・・(3)
ここに、Aは画像密度の移動平均値、αは画像密度の移動平均値Aの大きさに対して、ディスペンスモータ駆動のデューティ比DHの決定に反映させる係数であり、予め定められた定数である。βは画像密度の移動平均値Aの大きさによらず、ディスペンスモータ駆動のデューティ比DHの最小値となる定数である。
一方、画像密度の移動平均値Aが10%と高画像密度であった場合、デューティ比DHは、100(%)となり、生産性が優先されたトナーリカバリー動作が実行される。
トナー空検知制御部67は、ATCセンサSRの検出結果に基づいてトナーカートリッジ(Y)、(M)、(C)、(K)のトナー量を予測してトナー空検知を判断する。本実施形態においては、トナー濃度検出部62で取得されたATCセンサSRの出力値に基づいて、現像装置14内の現像剤が所定のトナー濃度以下になった場合、トナー空と判断する。
図7はトナーリカバリー動作時の処理の流れを示すフローチャート、図9はATCセンサSRの感度シフトを説明する図である。以下、図面を参照しながら、本実施形態において実行されるトナーリカバリー動作について説明する。
図9にはATCセンサSRの出力値と検知される現像剤のトナー濃度(TC)との関係を示している。
現像装置14内の現像剤のトナー濃度(TC)をATCセンサSRで検知する場合、図9に示すように、トナー濃度(TC)に対するATCセンサSRの出力値は、形成されている画像の画像密度(AC)に応じて変化し、低画像密度時は出力値が高くなりトナー濃度(TC)が高いと検知し、高画像密度時は出力値が低くなりトナー濃度(TC)が低いと検知することが知られている。
このような、トナー過補給を抑制するために、トナー供給動作を以前の平均画像密度に応じて実行することが行われている。
一方、トナーリカバリー動作直前のジョブの印刷履歴が低画像密度が連続する印刷だった場合は、多量のトナー供給により現像剤の帯電量が変化しATCセンサSRの感度シフトが発生しトナー過補給の状態になる。トナー過補給の状態になると、画像の地かぶりやトナー吹き出しなどの障害が発生する虞があった。
画像形成装置1は、印刷ジョブを受け付ける(S301)、これまでに印刷されたジョブにおける画像密度の移動平均値Aを印刷のページ毎に記憶部に記憶するとともに記憶された画像密度の移動平均値Aを更新する(S302)。
具体的には、前述のように、必要サンプリング数Nページ分の画像密度を記憶しておき、平均値を算出する。そして、ページ出力ごとに最も古い画像密度データを外して最新の画像密度の移動平均値Aを記憶する。画像密度情報として、移動平均値を用いることで、画像密度が急激に変化した場合であっても、過去の履歴が加味されデューティ比の算出において過補正とならず、トナー濃度(TC)を安定化させることができる。
具体的には、前述のように、記憶部から画像密度移動平均算出部64で算出された画像密度の移動平均値Aを読み出し、デューティ比算出部65が画像密度の移動平均値Aに基づいて、ディスペンスモータ駆動のデューティ比DHを算出する。
新たに装着されたトナーカートリッジからのトナー供給は、トナーリカバリー動作直前までに印刷された画像の画像密度の移動平均値Aに基づいて、ディスペンスモータMのデューティ比DHを制御して行われることになり、現像剤の嵩密度変化を抑制してATCセンサの感度シフトを防ぐことができる。これにより、トナーリカバリー時のトナー濃度(TC)の過補正(トナー濃度過多)を抑制することができる。
図8は変形例に係るトナーリカバリー動作時の処理の流れを示すフローチャートである。
画像形成装置1は、印刷ジョブを受け付ける(S401)、これまでに印刷されたジョブにおける画像密度の移動平均値Aを印刷のページ毎に記憶部に記憶するとともに記憶された画像密度の移動平均値Aを更新する(S402)。
これにより、トナーリカバリー動作直前の画像の画像密度の移動平均値Aが予め定められた閾値Athよりも低い場合に、トナーリカバリー時のトナー濃度(TC)の過補正(トナー濃度過多)を抑制することができる。
これにより、トナーリカバリー動作直前の画像の画像密度の移動平均値Aが予め定められた閾値Athよりも高い場合は、トナーリカバリー動作を短縮して実行することができる。
10・・・画像形成部
13・・・感光体ユニット
14・・・現像装置
15・・・転写装置
16・・・定着装置
17・・・トナー供給装置
20・・・給紙装置
30・・・読取装置
40・・・操作表示部
50・・・画像処理部
60・・・システム制御装置
61・・・印刷制御部
62・・・トナー濃度検出部
63・・・トナーリカバリー判断部
64・・・画像密度移動平均算出部
65・・・デューティ比算出部
66・・・トナー補給制御部
67・・・トナー空検知制御部
SR・・・ATCセンサ
Claims (3)
- 現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲に入るように復帰させるトナーリカバリー動作を実行すべき対象色があるか否かを判断する判断手段と、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも低い場合、前記デューティ比を前記決定手段で算出された前記デューティ比よりも小さくして前記トナーリカバリー動作を実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲に入るように復帰させるトナーリカバリー動作を実行すべき対象色があるか否かを判断する判断手段と、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも高い場合、前記デューティ比を100%として前記トナーリカバリー動作を実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記移動平均値算出手段は、画像形成動作のページ出力ごとに、前記画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出して記憶し、前記決定手段は、記憶した前記移動平均値に基づいて前記トナーリカバリー動作の前記デューティ比を決定する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
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