JP2009192890A - 画像形成装置、トナー補給制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】透磁率センサを用いず、ビデオカウンタ方式によって、適切なトナー濃度を維持できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】トナー補給量決定部114aは、印字率算出部111が出力した原稿印字率に基づいて、トナー補給量を決定する。補正部114bは、メモリ113の補正係数テーブル記憶領域113bに記憶された補正係数テーブルに基づいて、前記決定部114aが決定したトナー補給量を補正することで、現像容器(30)に補給する、見かけ上のトナー補給量を算出(補正)する。制御部114は、算出した見かけ上のトナー補給量を補給するようにトナー補給ローラ(35c)を回転させる。
【選択図】図3
【解決手段】トナー補給量決定部114aは、印字率算出部111が出力した原稿印字率に基づいて、トナー補給量を決定する。補正部114bは、メモリ113の補正係数テーブル記憶領域113bに記憶された補正係数テーブルに基づいて、前記決定部114aが決定したトナー補給量を補正することで、現像容器(30)に補給する、見かけ上のトナー補給量を算出(補正)する。制御部114は、算出した見かけ上のトナー補給量を補給するようにトナー補給ローラ(35c)を回転させる。
【選択図】図3
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、トナー補給の制御を行い適切なトナー濃度を維持する画像形成装置に関するものである。
一般的に、電子写真方式の画像形成装置は、非磁性のトナーに磁性を有するキャリアを混合した2成分現像剤を用いて画像形成を行っている。2成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置では、トナーとキャリアとの混合比率(トナー濃度)を適切に維持することが重要である。
現像容器内のトナーの濃度(以下、トナー濃度と記す)が適正値未満になると画像濃度が低くなる一方、トナー濃度が適正値を超えるといわゆるカブリなどが発生する等の不都合が生じるからである。
そのため、良好な印刷画像を得るためには、トナー濃度を正確に検知し、これを適正値に制御する必要がある。
現像容器内のトナーの濃度(以下、トナー濃度と記す)が適正値未満になると画像濃度が低くなる一方、トナー濃度が適正値を超えるといわゆるカブリなどが発生する等の不都合が生じるからである。
そのため、良好な印刷画像を得るためには、トナー濃度を正確に検知し、これを適正値に制御する必要がある。
トナー補給の制御方式の一例としては、特許文献1に開示されているように、印刷原稿の印字率(印刷用紙の総面積に対する印字面積の割合)を算出し、算出した印字率に基づいてトナー消費量を予測して、予測したトナー消費量に基づいてトナー補給の制御を行う方式、つまり、ビデオカウンタ方式、及び、透磁率センサ(トナー濃度センサ)によって検知される現像剤の透磁率を基にトナー補給の制御を行う方式、つまり、インダクタンス検知方式を併用するものがある。
特開平11−202605号公報
前述の透磁率センサは比較的高価である。そこで、画像形成装置の価格を抑えるために、透磁率センサを使用せずトナー補給の制御を実行する、つまり、ビデオカウンタ方式だけで、トナー補給の制御を実行することが望まれている。
ここで、ビデオカウンタ方式によってトナー補給の制御を行った場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係について図12を用いて説明する。図12(A)は、印刷原稿の印字率が15%の原稿を連続して印刷した場合の印刷枚数とトナー濃度との関係を示した図で、図12(B)は、同印字率が5%の原稿を連続して印刷した場合の印刷枚数とトナー濃度との関係を示した図である。
ここで、ビデオカウンタ方式によってトナー補給の制御を行った場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係について図12を用いて説明する。図12(A)は、印刷原稿の印字率が15%の原稿を連続して印刷した場合の印刷枚数とトナー濃度との関係を示した図で、図12(B)は、同印字率が5%の原稿を連続して印刷した場合の印刷枚数とトナー濃度との関係を示した図である。
図12(A)、図12(B)の横軸は、印刷枚数を示し、同縦軸は、トナー濃度を示す。ここでは、トナー濃度5%が適正なトナー濃度であるとする。図12(A)のL101、図12(B)のL102は、前述したビデオカウンタ方式によってトナー補給の制御を行った場合における、トナー濃度の変化の様子を示したものである。
なお、トナー濃度は、250枚ごとに現像剤を約1グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求め、重量比率より算出した。
なお、トナー濃度は、250枚ごとに現像剤を約1グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求め、重量比率より算出した。
図12からも明らかなように、ビデオカウンタ方式によってトナー補給の制御を行うと、連続して印刷した場合、印刷枚数が多くなるに従って、徐々にトナー濃度が上昇/下降していく。
これは、ビデオカウント方式は、現像器内の現像剤のトナー濃度を直接検出し、当該検出結果に基づいてトナーを補給するのではなく、予測したトナー消費量に基づいて、現像器にトナーを補給する量を決定するため、前記現像器の周囲の環境状況、例えば、温度や湿度条件の変化によるトナーの物性例えば流動性が変化すると、予測したトナー消費量と同一量のトナーを補給できなくなり(トナー補給量の変動)、当該変動分だけ、誤差が累積するからである。また、前記環境条件の変化だけでなく、トナーを補給するローラやトナー補給ローラを駆動するモータ等の経年劣化などによっても、予測したトナー消費量と同一量のトナーを補給できなくなる。
これは、ビデオカウント方式は、現像器内の現像剤のトナー濃度を直接検出し、当該検出結果に基づいてトナーを補給するのではなく、予測したトナー消費量に基づいて、現像器にトナーを補給する量を決定するため、前記現像器の周囲の環境状況、例えば、温度や湿度条件の変化によるトナーの物性例えば流動性が変化すると、予測したトナー消費量と同一量のトナーを補給できなくなり(トナー補給量の変動)、当該変動分だけ、誤差が累積するからである。また、前記環境条件の変化だけでなく、トナーを補給するローラやトナー補給ローラを駆動するモータ等の経年劣化などによっても、予測したトナー消費量と同一量のトナーを補給できなくなる。
このように、ビデオカウンタ方式によってトナー補給の制御を行っても、連続して印刷した場合、印刷枚数が多くなるに従って、徐々にトナー濃度が上昇/下降するので、適正なトナー濃度を維持することが困難であった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、透磁率センサを用いず、ビデオカウンタ方式によって、適切なトナー濃度を維持できる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、透磁率センサを用いず、ビデオカウンタ方式によって、適切なトナー濃度を維持できる画像形成装置を提供することを目的とする。
第1の技術手段は、トナーを収納した容器から補給ローラを回転することにより、感光体ドラムに形成された潜電潜像を現像するための現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を備えた画像形成装置において、印刷原稿の印字率を算出して前記トナー補給量を決定し、前記トナーの温度及び湿度を検出するセンサを備え、前記補給ローラの累積回転時間又は回転数を積算し、前記温度及び湿度並びに前記積算値に基づいて前記決定したトナー補給量を見かけ上補正し、当該補正した見かけ上のトナー補給量を補給するように前記補給ローラを回転させることを特徴とする画像形成装置である。
第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記温度及び湿度を検出するセンサのそれぞれの検出値に対応させて補正係数を記録したテーブル、及び、前記補給ローラの累積回転時間又は回転数の積算値と対応させて補正係数を記録したテーブルを記憶し、これらのテーブルを参照して前記見かけ上のトナー補給量を算出することを特徴とする。
第3の技術手段は、第1又は第2の技術手段において、画像形成条件を調整するために設定されているプロセスコントロール値を取得し、前記印字率を算出して決定した前記トナー補給量を前記プロセスコントロール値に基づいて補正することを特徴とする。
第4の技術手段は、第3の技術手段において、プロセスコントロール値と対応させて補正係数を記録したテーブルを記憶し、当該テーブルを参照して前記トナー補給量を補正することを特徴とする。
第5の技術手段は、第3又は第4の技術手段において、前記プロセスコントロール値として、現像バイアス電圧値を用いることを特徴とする。
第6の技術手段は、印刷原稿の印字率を算出し、当該印字率に基づいてトナー補給量を決定し、トナーの温度及び湿度を検出し、当該検出値に基づいて前記トナー補給量を見かけ上補正し、当該見かけ上補正されたトナー補給量を供給するようにトナー補給ローラを制御することを特徴とするトナー補給制御方法である。
第7の技術手段は、第6の技術手段において、画像形成条件を調整するために設定されているプロセスコントロール値を取得し、前記印字率に基づいて決定したトナー補給量を補正することを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置によれば、比較的高価な透磁率センサを用いなくても、ビデオカウンタ方式だけで、連続印刷処理を実行中において、適切なトナー濃度を維持できる。また、高価な透磁率センサを用いなくてもよいので、画像形成装置の価格を抑えることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の構成例を示す概略断面図である。
画像形成装置100は、図示しない情報処理装置などが出力した印刷ジョブ(画像データ)などに応じて、所定のシート(印刷用紙)に対して多色又は単色の画像を形成するものである。
画像形成装置100は、図示しない情報処理装置などが出力した印刷ジョブ(画像データ)などに応じて、所定のシート(印刷用紙)に対して多色又は単色の画像を形成するものである。
1は、画像形成装置100の下部に設けられた露光ユニットで、LDが出射したレーザ光により、帯電された感光体ドラム2を光走査することで、入力された画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム2上に形成する。
3は、感光体ドラム2の近傍に設けられた現像装置で、感光体ドラム2上に形成された静電潜像をK、C、M、Yのトナーにより顕像化する。
4は、感光体ドラム2の近傍に設けられたクリーナユニットで、現像・画像転写後における感光体ドラム2上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
5は、感光体ドラム2の近傍に設けられた帯電器で、感光体ドラム2の表面を所定の電位に均一に帯電させる。
4は、感光体ドラム2の近傍に設けられたクリーナユニットで、現像・画像転写後における感光体ドラム2上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
5は、感光体ドラム2の近傍に設けられた帯電器で、感光体ドラム2の表面を所定の電位に均一に帯電させる。
なお、画像形成装置100において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、感光体ドラム2(2a、2b、2c、2d)、現像装置3(3a、3b、3c、3d)、クリーナユニット4(4a、4b、4c、4d)、帯電器5(5a、5b、5c、5d)は各色に応じた4種類の潜像を形成するように、それぞれ4個ずつ設けられている。そして、それぞれaがブラックに、bがシアンに、cがマゼンタに、dがイエローに対応し、4つの画像ステーションが構成されている。
6は、感光体ドラム2の上方に配設されている中間転写ベルトユニットで、後述の中間転写ベルト60、中間転写ベルト駆動ローラ61、中間転写ベルト従動ローラ62、中間転写ベルトテンション機構63、中間転写ローラ64(64a、64b、64c、64d)、及び、中間転写ベルトクリーニングユニット65から構成される。中間転写ベルト駆動ローラ61、中間転写ベルト従動ローラ62、中間転写ベルトテンション機構63、中間転写ローラ64等は、中間転写ベルト60を張架し、矢印B方向に回転駆動させるものである。
中間転写ベルト60は、感光体ドラム2に接触するように設けられ、感光体ドラム2に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト60に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト60上にカラーのトナー像(多色トナー像)を形成する機能を有している。
感光体ドラム2から中間転写ベルト60へのトナー像の転写は、中間転写ベルト60の裏側に接触している中間転写ローラ64によって行われる。中間転写ローラ64は、中間転写ベルトユニット6の中間転写ベルトテンション機構63の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム2のトナー像を、中間転写ベルト60上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
このようにして、形成されたトナー像は、用紙と中間転写ベルト60の接触位置に配設される、転写ローラ8によって用紙上に転写される。
感光体ドラム2から中間転写ベルト60へのトナー像の転写は、中間転写ベルト60の裏側に接触している中間転写ローラ64によって行われる。中間転写ローラ64は、中間転写ベルトユニット6の中間転写ベルトテンション機構63の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム2のトナー像を、中間転写ベルト60上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
このようにして、形成されたトナー像は、用紙と中間転写ベルト60の接触位置に配設される、転写ローラ8によって用紙上に転写される。
また、感光体ドラム2との接触により中間転写ベルト60に付着したトナー、もしくは、転写ローラ8によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト60上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるので、中間転写ベルトクリーニングユニット65によって除去・回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット65には、中間転写ベルト60に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト60は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ62で支持されている。
7は、用紙搬送路によって搬送されるシートをいったん保持するレジストローラで、感光体ドラム2上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ8に搬送する機能を有している。
9は、定着ユニットで、加圧ローラ9aと共にシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有するヒートローラ9b等を備えており、加圧ローラ9a及びヒートローラ9bは、シートを挟んで回転するようになっている。
10は、露光ユニット1の下側に設けられ、画像形成に使用するシートを蓄積する給紙トレイである。
Sは、略垂直形状の用紙搬送路で、用紙搬送路Sの近傍には、レジストローラ7、転写ローラ8、加圧ローラ9a、ヒートローラ9b、ピックアップローラ(11−1、11−2)、搬送ローラ(12−1〜12−8)等が設けられている。なお、13は、画像形成装置100の上部に設けられ、印字済みのシートをフェイスダウンで載置する排紙トレイである。
Sは、略垂直形状の用紙搬送路で、用紙搬送路Sの近傍には、レジストローラ7、転写ローラ8、加圧ローラ9a、ヒートローラ9b、ピックアップローラ(11−1、11−2)、搬送ローラ(12−1〜12−8)等が設けられている。なお、13は、画像形成装置100の上部に設けられ、印字済みのシートをフェイスダウンで載置する排紙トレイである。
ピックアップローラ11−1は、給紙トレイ10の端部に備えられ、給紙トレイ10から、シートを1枚毎に用紙搬送路Sに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ11−2は、手差しトレイ14から、シートを1枚毎に用紙搬送路Sに供給する呼び込みローラである。
搬送ローラ12は、シートの搬送を促進・補助するための小型ローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。
搬送ローラ12は、シートの搬送を促進・補助するための小型ローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。
なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ12−2、12−3によって用紙搬送路Sの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で(多色トナー像を下側に向けて)、排紙トレイ13上に排出されるようになっている。
図2は、図1の画像形成装置100における感光体ドラム2、及び、現像装置3等の拡大図である。
現像装置3は、像担持体の一例である感光体ドラム2に形成された静電潜像を、トナー像に現像する。
30は、非磁性のトナーに磁性を有するキャリアを混合した2成分現像剤AGを収容する現像容器で、31は、現像容器30内にある2成分現像剤AGを感光体ドラム2に供給するために、感光体ドラム2に対向し、接近して配設された現像ローラである。
現像装置3は、像担持体の一例である感光体ドラム2に形成された静電潜像を、トナー像に現像する。
30は、非磁性のトナーに磁性を有するキャリアを混合した2成分現像剤AGを収容する現像容器で、31は、現像容器30内にある2成分現像剤AGを感光体ドラム2に供給するために、感光体ドラム2に対向し、接近して配設された現像ローラである。
32a、32bは、現像容器30内の2成分現像剤AGを攪拌しながら現像ローラ31へ向けて搬送する搬送スクリューで、33は、ローラ31への現像剤量を規制するドクターブレードである。
現像容器30の上部には、当該容器30の内部へトナーを補給するための開口34が形成されており、その上部に配設されているトナー補給装置35から新たにトナーが補給される。トナー補給装置35は、トナーを収容するトナー容器35aと、トナー容器35a内に収容されたトナーTを攪拌するトナー攪拌部材35bと、トナー容器35a内のトナーを攪拌しながら供給するトナー補給ローラ35cとを備え、開口34を通じて現像装置3(現像容器30)へトナーTを補給する。
(実施例1)
前述のように、トナー補給ローラの回転時間、温度、湿度条件により、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を適切に現像容器30に補給することができないことがある。
そこで、本発明に係る画像形成装置は、連続して印刷した場合、トナー補給ローラの回転時間、温度、湿度条件を考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量に後述の補正係数を乗算することで、見かけ上のトナー補給量を算出(補正)する。そして、前記算出した見かけ上のトナー補給量を現像装置3に補給するように、トナー補給ローラの回転制御を実行することで、前記ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を現像装置3に補給する。
前述のように、トナー補給ローラの回転時間、温度、湿度条件により、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を適切に現像容器30に補給することができないことがある。
そこで、本発明に係る画像形成装置は、連続して印刷した場合、トナー補給ローラの回転時間、温度、湿度条件を考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量に後述の補正係数を乗算することで、見かけ上のトナー補給量を算出(補正)する。そして、前記算出した見かけ上のトナー補給量を現像装置3に補給するように、トナー補給ローラの回転制御を実行することで、前記ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を現像装置3に補給する。
図3は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100を示すブロック図である。
111は、印刷原稿の印字率(又はドットカウント数)を算出する印字率算出部である。印字率算出部111は、画像形成装置100に入力された1ページ毎の印刷原稿データに係わる印刷画像の印字率を算出し、算出結果を制御部114に出力する。
112は、トナー容器35a(図2参照)内のトナーの温度及び湿度を検出するセンサである。温度・湿度センサ112は、印刷処理実行中のトナー容器35a内部の温度・湿度を、例えば1分間隔で、検出し、検出した温度・湿度データを制御部114に出力する。
なお、温度・湿度センサ112は、トナー容器35a内部、周辺に配設される。
111は、印刷原稿の印字率(又はドットカウント数)を算出する印字率算出部である。印字率算出部111は、画像形成装置100に入力された1ページ毎の印刷原稿データに係わる印刷画像の印字率を算出し、算出結果を制御部114に出力する。
112は、トナー容器35a(図2参照)内のトナーの温度及び湿度を検出するセンサである。温度・湿度センサ112は、印刷処理実行中のトナー容器35a内部の温度・湿度を、例えば1分間隔で、検出し、検出した温度・湿度データを制御部114に出力する。
なお、温度・湿度センサ112は、トナー容器35a内部、周辺に配設される。
113は、各種制御情報を記憶するメモリで、トナー補給ローラ35c(図2参照)の累積回転時間を積算して記憶するトナー補給ローラ回転時間記憶領域113aと、後述する補給トナー量を補正するための補正係数テーブルを記憶する補正係数テーブル記憶領域113bとを有する。なお、メモリ113のトナー補給ローラ回転時間記憶領域113aは、製品出荷時に初期化(“0”に設定)されている。
制御部114は、各機能ブロックを制御すると共に、印字率算出部111が出力した原稿印字率に基づいて、トナー補給量を決定するトナー補給量決定部114aと、メモリ113の補正係数テーブル記憶領域113bに記憶された補正係数テーブルに基づいて、前記決定部114aが決定したトナー補給量を補正することで、現像容器30(図2参照)に補給する、見かけ上のトナー補給量を算出(補正)する補正部114bとを有する。
また、制御部114は、補正部114bが算出した見かけ上のトナー補給量を現像容器30に補給できるように、トナー補給ローラ35cの駆動処理を実行するトナー補給ローラ駆動部115を制御する。つまり、制御部114は、算出(補正)した見かけ上のトナー補給量を補給するようにトナー補給ローラ35cを回転させる。
なお、補正部114b、トナー補給ローラ35cの駆動制御の詳細については、後述する。
なお、補正部114b、トナー補給ローラ35cの駆動制御の詳細については、後述する。
120は、画像形成処理を実行する画像形成部で、図1で説明した画像形成に関わる装置、例えば、露光ユニット1、感光体ドラム2等から構成される。
ここで、トナー補給量決定部114aが決定したトナー補給量を見かけ上補正し、当該補正した見かけ上のトナー補給量を補給するようにトナー補給ローラ35cを回転させる処理について説明する。
ここでは、トナー補給ローラ回転時間記憶領域113aに記憶された、トナー補給ローラ35cの累積回転時間(sec)が1000sec以下、トナー容器35a内部の温度(℃)が22℃、同湿度(%)が30%の条件下において、トナー補給ローラ35cを1秒間回転させることで、トナーが150mg補給されるように調整されているとする。
ここでは、トナー補給ローラ回転時間記憶領域113aに記憶された、トナー補給ローラ35cの累積回転時間(sec)が1000sec以下、トナー容器35a内部の温度(℃)が22℃、同湿度(%)が30%の条件下において、トナー補給ローラ35cを1秒間回転させることで、トナーが150mg補給されるように調整されているとする。
印刷処理が開始されると、印字率算出部111は、印刷原稿毎に印字率を算出し、トナー補給量決定部114aに出力する。
トナー補給量決定部114aは、印字率算出部111が出力した原稿印字率に基づいて、トナー補給量を決定する。例えば、原稿サイズがA4サイズの印刷原稿の印字率が5%の場合には、トナー補給量を22mgと決定する。なお、各種原稿サイズ、印字率などのデータに対応して、トナー補給量が決定される。
トナー補給量決定部114aは、印字率算出部111が出力した原稿印字率に基づいて、トナー補給量を決定する。例えば、原稿サイズがA4サイズの印刷原稿の印字率が5%の場合には、トナー補給量を22mgと決定する。なお、各種原稿サイズ、印字率などのデータに対応して、トナー補給量が決定される。
次に、補正部114bは、トナー補給量決定部114aが決定したトナー補給量を、メモリ113の補正係数テーブル記憶領域113bに記憶された補正係数テーブルに基づいて、補正することにより、見かけ上のトナー補給量を算出する。
つまり、積算されたトナー補給ローラ35cの累積回転時間又は回転数(積算値)、並びに、温度・湿度センサ112が検出した温度及び湿度に基づいて、トナー補給量決定部114aが決定したトナー補給量を見かけ上補正する。
次に、前記算出処理を、図4〜図7を参照しながら説明する。
つまり、積算されたトナー補給ローラ35cの累積回転時間又は回転数(積算値)、並びに、温度・湿度センサ112が検出した温度及び湿度に基づいて、トナー補給量決定部114aが決定したトナー補給量を見かけ上補正する。
次に、前記算出処理を、図4〜図7を参照しながら説明する。
図4の補正係数テーブル201は、トナー補給ローラ回転時間記憶領域113aに記憶された、トナー補給ローラ35cの累積回転時間(sec)と対応させて補正係数Aを記録したテーブルである。
つまり、補正係数テーブル201は、トナー補給ローラ35cの累積回転時間(又は回転数)の積算値と対応させて補正係数を記録したテーブルである。
つまり、補正係数テーブル201は、トナー補給ローラ35cの累積回転時間(又は回転数)の積算値と対応させて補正係数を記録したテーブルである。
図示のように、累積回転時間が増加するにしたがって、補正係数が大きくなる。これは、トナー補給ローラ35cの経年使用により当該ローラ35c、特に該ローラ35cを駆動するモータの回転能力が劣化しトナー落下量が低下するためである。つまり、図5に示すように、累積回転時間の増加にしたがって減少するトナー補給量を適切に補正するため、累積回転時間が増加するにしたがって、補正係数を大きくしている。
図6の補正係数テーブル202は、温度・湿度センサ112が検出したトナー容器35a内部の温度(℃)と対応させて補正係数Bを記録したテーブルで、図7の補正係数テーブル203は、同センサ112が検出したトナー容器35a内部の湿度(%)と対応させて補正係数Cを記録したテーブルである。
つまり、図6及び図7のテーブルは、温度・湿度センサ112のそれぞれの検出値に対応させて補正係数を記録したテーブルである。
図示のように、温度・湿度が増加するにしたがって、補正係数が大きくなる。これは、温度・湿度が増加するとトナーの流動性が低くなりトナー落下量が低下するためである。
つまり、図6及び図7のテーブルは、温度・湿度センサ112のそれぞれの検出値に対応させて補正係数を記録したテーブルである。
図示のように、温度・湿度が増加するにしたがって、補正係数が大きくなる。これは、温度・湿度が増加するとトナーの流動性が低くなりトナー落下量が低下するためである。
補正部114bは、トナー補給量決定部114aが決定したトナー補給量を、前述の補正テーブル(201〜203)に基づき、補正することにより、見かけ上のトナー補給量を算出する。
つまり、補正部114bは、トナー補給ローラ回転時間記憶領域113aに記憶された、トナー補給ローラ35cの累積回転時間(sec)を読み出し、図4の補正係数テーブル201に基づき補正係数Aを決定する。
同様に、温度・湿度センサ112が検出したトナー容器35a内部の温度(℃)及び湿度(%)から、それぞれ図5及び図6の補正係数テーブル(202、203)に基づき補正係数B、同Cを決定する。
そして、補正部114bは、印字率算出部111が算出した印字率に基づきトナー補給量決定部114aが決定したトナー補給量Smg(前述の例では、22mg)に対して、前記決定した補正係数(A〜C)を乗算することで見かけ上のトナー補給量を算出する。
つまり、補正部114bは、トナー補給ローラ回転時間記憶領域113aに記憶された、トナー補給ローラ35cの累積回転時間(sec)を読み出し、図4の補正係数テーブル201に基づき補正係数Aを決定する。
同様に、温度・湿度センサ112が検出したトナー容器35a内部の温度(℃)及び湿度(%)から、それぞれ図5及び図6の補正係数テーブル(202、203)に基づき補正係数B、同Cを決定する。
そして、補正部114bは、印字率算出部111が算出した印字率に基づきトナー補給量決定部114aが決定したトナー補給量Smg(前述の例では、22mg)に対して、前記決定した補正係数(A〜C)を乗算することで見かけ上のトナー補給量を算出する。
具体的には、トナー補給ローラ回転時間記憶領域113aに記憶された、トナー補給ローラ35cの累積回転時間(sec)が1000sec、温度・湿度センサ112が検出したトナー容器35a内部の温度(℃)が25℃、同湿度(%)が40%の場合、補正部114bは、前述の補正テーブル(201〜203)に基づき、決定したトナー補給量22mgに、1.00(補正係数A)、1.00(同B)、1.05(同C)を乗算する。つまり、見かけ上のトナー補給量を23.1mgと算出する。
そして、制御部114は、前記算出した見かけ上のトナー補給量を現像容器30に補給できる、トナー補給ローラ35cの回転時間又は回転数を演算し、トナー補給ローラ駆動部115を制御、つまり、トナー補給ローラ35cの駆動制御を行う。
具体的には、例えば、トナー補給ローラ35cを1秒間回転させることで、トナーが150mg補給されるように調整されている場合には、23.1/150(msec)=154(msec)、前記ローラ35cを回転させて、算出した見かけ上のトナー量を補給する。
このようにすることで、決定したトナー補給量22mgが現像容器30に補給される。
このようにすることで、決定したトナー補給量22mgが現像容器30に補給される。
そして、制御部114は、トナー補給ローラ35cの回転時間(154(msec))をメモリ113のトナー補給ローラ回転時間記憶領域113aに記憶されているトナー補給ローラ35cの累積回転時間に加算記録(積算)する。
以後、制御部114は、画像形成部120を制御し、印刷処理を実行する。
以後、制御部114は、画像形成部120を制御し、印刷処理を実行する。
図8は、前述したトナー補給の制御処理を説明するためのフロー図である。
コピー開始ボタンの押下などを契機として、印刷処理を開始すると、印字率算出部111は、1ページ毎の印刷原稿データに係わる印刷画像の印字率を算出し(ステップS1)、制御部114に出力すると、制御部114のトナー補給量決定部114aは、入力された印字率を基に現像容器30に補給するトナー量Sを決定する(ステップS2)。
コピー開始ボタンの押下などを契機として、印刷処理を開始すると、印字率算出部111は、1ページ毎の印刷原稿データに係わる印刷画像の印字率を算出し(ステップS1)、制御部114に出力すると、制御部114のトナー補給量決定部114aは、入力された印字率を基に現像容器30に補給するトナー量Sを決定する(ステップS2)。
また、補正部114bは、前述したように、メモリ113の補正係数テーブル記憶領域113bに記憶された補正係数テーブルに基づき、補正係数A〜補正係数Cを決定し(ステップS3)、決定した補正係数をステップS2で算出したトナー量Sに乗算、つまり、見かけ上のトナー補給量を算出する(ステップS4)。
制御部114は、補正部114bが算出した量のトナー量(見かけ上のトナー補給量)を現像容器30に補給できるように、トナー補給ローラ35cの駆動制御を実行する(ステップS5)。
そして、画像形成処理を実行し(ステップS6)、全ページの印刷(全印刷処理)が終了したか否かを判定する(ステップS7)。
終了した場合(ステップS7/YES)、全印刷処理を終了し、終了しない場合には(ステップS7/NO)、ステップS1以降の処理を実行する。
そして、画像形成処理を実行し(ステップS6)、全ページの印刷(全印刷処理)が終了したか否かを判定する(ステップS7)。
終了した場合(ステップS7/YES)、全印刷処理を終了し、終了しない場合には(ステップS7/NO)、ステップS1以降の処理を実行する。
(実施例2)
実施例1では、トナー補給ローラの回転時間、温度、湿度条件を考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を基準にして見かけ上のトナー補給量を算出したが、その他にも、プロセスコントロールに係わる値(プロセスコントロール値)の変動に応じて、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を変化させる必要がある。そこで、実施例2では、プロセスコントロール値を考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を補正する、本発明に係わる画像形成装置について説明する。
実施例1では、トナー補給ローラの回転時間、温度、湿度条件を考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を基準にして見かけ上のトナー補給量を算出したが、その他にも、プロセスコントロールに係わる値(プロセスコントロール値)の変動に応じて、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を変化させる必要がある。そこで、実施例2では、プロセスコントロール値を考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を補正する、本発明に係わる画像形成装置について説明する。
図9は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置100’を示すブロック図である。
116は、プロコン設定値読取部で、画像形成処理を実行する画像形成部120で設定されるプロセスコントロール値を読み取り、制御部114に出力する。
なお、プロセスコントロールとは、例えば、A4サイズ原稿の1000枚印字ごとにトナーパッチを作製して、その現像濃度などを判断することで画像形成条件を調整することをいい、調整対象としては、現像バイアス電圧値や帯電電位設定値やレーザ出力値などがある。
116は、プロコン設定値読取部で、画像形成処理を実行する画像形成部120で設定されるプロセスコントロール値を読み取り、制御部114に出力する。
なお、プロセスコントロールとは、例えば、A4サイズ原稿の1000枚印字ごとにトナーパッチを作製して、その現像濃度などを判断することで画像形成条件を調整することをいい、調整対象としては、現像バイアス電圧値や帯電電位設定値やレーザ出力値などがある。
図10の補正係数テーブル204は、プロコン設定値読取部116が画像形成部120において設定されているプロセスコントロール値例えば現像バイアス電圧(V)の基準値(−450V)に対しての調整値と対応させて補正係数Dを記録したテーブルである。調整値が、現像バイアス基準値(−450V)からマイナスに変化すると、より多くの現像バイアスが印加されるため、補正係数Dを小さくしてトナー補給量を抑えるようにしている。現像バイアスの調整値が基準値から−100〜+99Vの範囲内であれば、基本的に補正は行わない(補正値1.00)。
補正係数テーブル204は、補正係数テーブル記憶領域113bに記憶されている。
補正係数テーブル204は、補正係数テーブル記憶領域113bに記憶されている。
トナー補給量決定部114aは、印字率算出部111が出力した原稿印字率に基づいて決定したトナー補給量を、取得したプロセスコントロール値に基づき補正する。
具体的には、トナー補給量決定部114aは、プロコン設定値読取部116が読み出した、プロセスコントロール値例えば現像バイアス電圧(V)の基準値(−450V)に対しての調整値から、図10の補正係数テーブル204に基づき、補正係数Dを決定する。
そして、前述したように、印字率算出部111が出力した原稿印字率に基づいて決定したトナー補給量に、前記補正テーブル204に基づき決定した補正係数Dを乗算することによりトナー補給量を補正する。
具体的には、トナー補給量決定部114aは、プロコン設定値読取部116が読み出した、プロセスコントロール値例えば現像バイアス電圧(V)の基準値(−450V)に対しての調整値から、図10の補正係数テーブル204に基づき、補正係数Dを決定する。
そして、前述したように、印字率算出部111が出力した原稿印字率に基づいて決定したトナー補給量に、前記補正テーブル204に基づき決定した補正係数Dを乗算することによりトナー補給量を補正する。
補正部114bは、前記補正したトナー補給量に対して、実施例1で説明した補正処理を施し、見かけ上のトナー補給量を算出する。
次に、本発明に係わる画像形成装置を用いて、A4サイズ用紙の連続プリントテストを行い、トナー濃度の変化について調査した結果を以下に説明する。
ここでは、印字率の異なる印刷用原稿で、5000枚までのトナー濃度の推移を調査した。なお、トナー濃度の測定は250枚ごとに現像剤を約1グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求め、重量比率により算出した。
ここでは、印字率の異なる印刷用原稿で、5000枚までのトナー濃度の推移を調査した。なお、トナー濃度の測定は250枚ごとに現像剤を約1グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求め、重量比率により算出した。
図11(A)のL1は、印刷原稿の印字率が15%の原稿を、実施例1の画像形成装置100で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したもので、同L2は、当該原稿を、実施例2の画像形成装置100’で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したものである。
同じく、図11(B)のL11は、印刷原稿の印字率が5%の原稿を、実施例1の画像形成装置100で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したもので、同L12は、当該原稿を、実施例2の画像形成装置100’で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したものである。
図からも明らかなように、実施例1の画像形成装置100によれば、印刷処理開始から約2000枚までの間において、適切なトナー濃度(5%)が維持される。
さらに、実施例2の画像形成装置100’によれば、印刷処理開始から終了までの間において、適切なトナー濃度(5%)が維持される。そのため、印刷処理開始から終了までの間において、高画質な印刷画像を得ることができる。
同じく、図11(B)のL11は、印刷原稿の印字率が5%の原稿を、実施例1の画像形成装置100で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したもので、同L12は、当該原稿を、実施例2の画像形成装置100’で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したものである。
図からも明らかなように、実施例1の画像形成装置100によれば、印刷処理開始から約2000枚までの間において、適切なトナー濃度(5%)が維持される。
さらに、実施例2の画像形成装置100’によれば、印刷処理開始から終了までの間において、適切なトナー濃度(5%)が維持される。そのため、印刷処理開始から終了までの間において、高画質な印刷画像を得ることができる。
(その他)
トナー補給ローラの回転時間を基準にして、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量に後述の補正係数を乗算したが、回転時間の他にも回転数等を基準にしてもよい。同様に、トナー補給ローラを駆動するモータの回転時間、回転数を基準にしてもよい。
また、補正係数A〜補正係数Cを乗算した値は、所定範囲内で用いられる。その理由としては、現像剤のトナー濃度がオーバートナーだとトナーパッチの濃度が高くなりすぎるためトナー補給量を少なくする必要があるからで、逆に、現像剤のトナー濃度がアンダートナーだとトナーパッチの濃度が低くなりすぎるためトナー補給量を多くする必要があるからである。
補正係数A〜補正係数Cを乗算した値が大きく変化してしまうと、見かけ上のトナー補給量が大きく変化してしまうので、当該値を0.8から1.5の範囲内にすることが望ましい。
本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
トナー補給ローラの回転時間を基準にして、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量に後述の補正係数を乗算したが、回転時間の他にも回転数等を基準にしてもよい。同様に、トナー補給ローラを駆動するモータの回転時間、回転数を基準にしてもよい。
また、補正係数A〜補正係数Cを乗算した値は、所定範囲内で用いられる。その理由としては、現像剤のトナー濃度がオーバートナーだとトナーパッチの濃度が高くなりすぎるためトナー補給量を少なくする必要があるからで、逆に、現像剤のトナー濃度がアンダートナーだとトナーパッチの濃度が低くなりすぎるためトナー補給量を多くする必要があるからである。
補正係数A〜補正係数Cを乗算した値が大きく変化してしまうと、見かけ上のトナー補給量が大きく変化してしまうので、当該値を0.8から1.5の範囲内にすることが望ましい。
本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1…露光ユニット、2…感光体ドラム、3…現像装置、4…クリーナユニット、5…帯電器、6…中間転写ベルトユニット、7…レジストローラ、8…転写ローラ、9a…加圧ローラ、9b…ヒートローラ、10…給紙トレイ、11−1、11−2…ピックアップローラ、12−1〜12−8…搬送ローラ、13…排紙トレイ、14…手差しトレイ、30…現像容器、31…現像ローラ、32a、32b…搬送スクリュー、33…ドクターブレード、34…開口、35…トナー補給装置、35a…トナー容器、35b…トナー攪拌部材、35c…トナー補給ローラ、60…中間転写ベルト、61…中間転写ベルト駆動ローラ、62…中間転写ベルト従動ローラ、63…中間転写ベルトテンション機構、64…中間転写ローラ、65…中間転写ベルトクリーニングユニット、100、100’…画像形成装置、111…印字率算出部、112…温度・湿度センサ、113…メモリ、113a…トナー補給ローラ回転時間記憶領域、113b…補正係数テーブル記憶領域、114…制御部、114a…トナー補給量決定部、114b…補正部、115…トナー補給ローラ駆動部、116…プロコン設定値読取部、120…画像形成部、201〜204…補正係数テーブル。
Claims (7)
- トナーを収納した容器から補給ローラを回転することにより、感光体ドラムに形成された潜電潜像を現像するための現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を備えた画像形成装置において、
印刷原稿の印字率を算出して前記トナー補給量を決定し、
前記トナーの温度及び湿度を検出するセンサを備え、前記補給ローラの累積回転時間又は回転数を積算し、
前記温度及び湿度並びに前記積算値に基づいて前記決定したトナー補給量を見かけ上補正し、当該補正した見かけ上のトナー補給量を補給するように前記補給ローラを回転させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記温度及び湿度を検出するセンサのそれぞれの検出値に対応させて補正係数を記録したテーブル、及び、前記補給ローラの累積回転時間又は回転数の積算値と対応させて補正係数を記録したテーブルを記憶し、これらのテーブルを参照して前記見かけ上のトナー補給量を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 画像形成条件を調整するために設定されているプロセスコントロール値を取得し、前記印字率を算出して決定した前記トナー補給量を前記プロセスコントロール値に基づいて補正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。
- プロセスコントロール値と対応させて補正係数を記録したテーブルを記憶し、当該テーブルを参照して前記トナー補給量を補正することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記プロセスコントロール値として、現像バイアス電圧値を用いることを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。
- 印刷原稿の印字率を算出し、当該印字率に基づいてトナー補給量を決定し、トナーの温度及び湿度を検出し、当該検出値に基づいて前記トナー補給量を見かけ上補正し、当該見かけ上補正されたトナー補給量を供給するようにトナー補給ローラを制御することを特徴とするトナー補給制御方法。
- 画像形成条件を調整するために設定されているプロセスコントロール値を取得し、前記印字率に基づいて決定したトナー補給量を補正することを特徴とする請求項6に記載のトナー補給制御方法。
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CN102073248A (zh) * | 2009-11-24 | 2011-05-25 | 夏普株式会社 | 图像形成装置以及调色剂补充方法 |
JP2015114573A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置、トナー補給方法、及びプログラム |
JP2015215456A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、情報処理方法及びプログラム |
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- 2008-02-15 JP JP2008034264A patent/JP2009192890A/ja active Pending
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