JP5966604B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
容器内の現像剤を表面に保持して、潜像を可視像に現像する現像領域に現像剤を搬送する現像剤の保持体と、
回転軸と、前記回転軸に支持された羽根部と、を有し、前記容器内で回転して、現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の回転に伴って前記搬送部材の羽根部が周期的に対向する位置に配置されて、前記容器に収容された現像剤のトナーの濃度を検出する濃度の検出器と、
現像が行われる場合に、前記搬送部材を予め設定された第1の回転速度で回転させると共に、前記容器に収容された現像剤の総量を検出する場合に、前記第1の回転速度よりも低速の第2の回転速度で前記搬送部材を回転させる搬送部材の制御手段と、
前記濃度の検出器が検出した検出値の極大値と、前記搬送部材が前記第2の回転速度で回転される期間中に、前記濃度の検出器が検出した検出値の極小値と、を取得する極値の取得手段と、
前記極大値に基づいて、現像剤の濃度を特定する濃度の特定手段と、
前記極小値に基づいて、前記容器に収容された現像剤の総量を特定する総量の特定手段と、
予め測定された前記極大値と前記現像剤の濃度と前記総量との関係を記憶する第1の関係の記憶手段と、
予め測定された前記極小値と前記現像剤の濃度と前記総量との関係を記憶する第2の関係の記憶手段と、
前記濃度の検出器が検出した前記極大値と、前記第1の関係の記憶手段に記憶された関係と、に基づいて、現像剤の濃度の暫定値を特定する濃度の暫定値の特定手段と、
前記濃度の検出器が検出した前記極小値と、前記濃度の暫定値と、前記第2の関係の記憶手段に記憶された関係と、に基づいて、現像剤の総量の暫定値を特定する総量の暫定値の特定手段と、
前記濃度の検出器が検出した前記極大値と、前記第1の関係の記憶手段に記憶された関係と、前記総量の暫定値と、に基づいて、現像剤の濃度を特定する前記濃度の特定手段と、
前記濃度の検出器が検出した前記極小値と、前記第2の関係の記憶手段に記憶された関係と、前記濃度の特定手段で特定された現像剤の濃度と、に基づいて、現像剤の総量を特定する前記総量の特定手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記総量の特定手段で特定された現像剤の総量が、予め設定された総量の上限値から下限値までの範囲内に含まれているか否かを判別する総量の判別手段と、
前記総量の特定手段で特定された現像剤の総量が、前記範囲内に含まれていない場合に、範囲内に含まれていないことを告知する告知部材と、
を備えたことを特徴とする。
表面に潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体の表面の潜像を可視像に現像する請求項1または2に記載の現像装置と、
前記現像装置における現像剤の濃度に基づいて、現像剤を補給する現像剤の補給装置と、
前記像保持体の表面の可視像を、媒体に転写する転写装置と、
前記媒体の表面の可視像を定着する定着装置と、
を備えたことを特徴とする。
また、請求項1,3に記載の発明によれば、暫定値を使用しない場合に比べて、現像剤の濃度と総量を検出する精度を向上させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、現像剤の総量が正常な範囲内に含まれていない場合に告知をすることができる。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、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。
図1において、実施例1の画像形成装置の一例としての複写機Uは、記録部の一例であって、画像記録装置の一例としてのプリンタ部U1を有する。プリンタ部U1の上部には、読取部の一例であって、画像読取装置の一例としてのスキャナ部U2が支持されている。スキャナ部U2の上部には、原稿の搬送装置の一例としてのオートフィーダU3が支持されている。実施例1のスキャナ部U2には、入力部の一例としてのユーザインタフェースU0が支持されている。前記ユーザインタフェースU0は、操作者が入力をして、複写機Uの操作が可能である。
読取り用の光学系Aの左方には、撮像部材の一例としての撮像素子CCDが配置されている。撮像素子CCDには、画像処理部GSが電気的に接続されている。
画像処理部GSは、プリンタ部U1の書込回路DLに電気的に接続されている。書込回路DLは、潜像の形成装置の一例としての露光装置ROSに電気的に接続されている。
感光体ドラムPRには、帯電領域Q0において、帯電器の一例としての帯電ロールCRが対向して配置されている。前記帯電ロールCRには、電源回路Eから帯電電圧が印加される。なお、電源回路Eは、制御部の一例としてのコントローラCにより制御される。前記コントローラCは、画像処理部GSや書込回路DL等との間でも信号の送受信を行って、各種制御を行う。
感光体ドラムPRの回転方向に対して、帯電領域Q0の下流側に設定された書込領域Q1において、感光体ドラムPRの表面に、露光装置ROSから、書込光の一例としてのレーザービームLが照射される。
感光体ドラムPRの回転方向に対して、書込領域Q1の下流側に設定された現像領域Q2には、現像装置Gが感光体ドラムPRの表面に対向して配置されている。
感光体ドラムPRの回転方向に対して、現像領域Q2の下流側には、転写領域Q3が設定されている。
給紙トレイTR1〜TR4の左上方には、媒体の取出部材の一例としてのピックアップロールRpが配置されている。ピックアップロールRpの左方には、捌き部材の一例としての捌きロールRsが配置されている。
各給紙トレイTR1〜TR4の左方には、上方に延びる媒体の搬送路SH1が形成されている。搬送路SH1には、媒体の搬送部材の一例としての搬送ロールRaが複数配置されている。搬送路SH1には、シートSの搬送方向の下流部であり且つ転写領域Q3の上流側に、送出部材の一例としてのレジロールRrが配置されている。
転写ベルトTBは、駆動部材の一例としての駆動ロールRdと、従動部材の一例としての従動ロールRfとにより回転可能に支持されている。
転写ベルトTBの内側には、転写器の一例としての転写ロールTRが支持されている。前記転写ロールTRは、転写ベルトTBを挟んで感光体ドラムPRに対向して配置されている。したがって、転写ロールTRと感光体ドラムPRとが対向する領域により、転写領域Q3が構成されている。前記転写ロールTRには、電源回路Eから転写電圧が印加される。
なお、感光体ドラムPRの回転方向に対して、転写領域Q3の下流側には、像保持体の清掃器の一例としてのドラムクリーナCLpが、感光体ドラムPRの表面に対向して配置されている。
定着装置Fの右方には、媒体の搬送路の一例として、上方に延びる排出路SH2が接続されている。
排出路SH2には、媒体の搬送部材の一例として、媒体を搬送可能且つ正逆回転可能な搬送ロールRbや排出ロールRhが配置されている。
プリンタ部U1の上面には、媒体の排出部の一例としての排紙トレイRhが形成されている。
排出路SH2と反転路SH3との分岐部には、搬送方向の切替部材の一例としてのゲートMGが配置されている。実施例1のゲートMGは、弾性変形可能な薄膜形状、いわゆるフィルムにより構成されている。定着装置Fから搬送されるシートSがゲートMGを通過する場合は、シートSにゲートMGが押されて弾性変形して、シートSが排出路SH2に通過可能となるように配置されている。そして、シートSが排出路SH2から反転路SH3に搬送される場合、ゲートMGは、弾性復元した状態で保持され、シートSが、定着装置Fの側に進入することを妨げ、反転路SH3の側にシートSを案内するように配置されている。
前記原稿トレイTG1に収容された複数の原稿Giは、プラテンガラスPG上の原稿の読み取り位置を順次通過して、原稿排紙トレイTG2に排出される。
前記オートフィーダU3を使用して自動的に原稿を搬送して複写を行う場合は、読取り用の光学系Aは初期位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の読み取り位置を順次通過する各原稿Giを露光する。
原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行う場合、読取り用の光学系Aが左右方向に移動して、プラテンガラスPG上の原稿が、露光されながら走査される。
原稿Giからの反射光は、光学系Aを通って、撮像素子CCDに集光される。前記撮像素子CCDは、撮像面上に集光された原稿の反射光を電気信号に変換する。
前記感光体ドラムPRの表面は、帯電領域Q0において帯電ロールCRによりに帯電される。潜像書込位置Q1において、露光装置ROSから出力されたレーザビームLは、感光体PRの表面に静電潜像を形成する。現像領域Q2において、現像装置Gは、現像領域Q2を通過する感光体ドラムPRの静電潜像を、可視像の一例としてのトナー像Tnに現像する。現像装置Gで現像剤が消費されると、消費量に応じて現像剤の搬送装置GHが作動して、カートリッジKから現像装置Gに現像剤が補給される。
手差しトレイTRtから給紙されたシートSも、搬送路SHに合流して、レジロールRrに搬送される。
レジロールRrから搬送されたシートSは、転写ベルトTBの表面に支持されて、転写領域Q3を通過する。転写領域Q3を通過するシートSには、転写ロールTRに印加された転写電圧により、感光体ドラムPR表面のトナー像Tnが転写される。
転写領域Q3を通過後の感光体ドラムPR表面には、ドラムクリーナCLpにより残留トナーが除去されて清掃される。清掃後の感光体ドラムPRの表面は、帯電ロールCRにより再帯電される。
トナー像が定着された記録シートSは、ゲートMGを弾性変形させながら通過して、排出路SH2に搬送される。排紙トレイTRhに排出されるシートSは、搬送ロールRbにより搬送されて、排出ロールRhにより、排紙トレイTRhに排出される。
図2は実施例1の現像装置の説明図である。
図3は図2のIII−III線断面図である。
図2、図3において、実施例1の現像装置Gは、現像容器1を有する。現像容器1は、前後方向に延びる容器の本体部2を有する。容器の本体部2の内部には、第1の収容部の一例としての現像ロールの収容室2aが右上方に配置されている。また、第1の収容部2aの左下方には、第2の収容部の一例としてのサプライ室2bが形成されている。サプライ室2bの左方には、第3の収容部の一例としてのアドミクス室2cが形成されている。
図3において、容器の本体部2の前端部には、サプライ室2bおよびアドミクス室2cから前方に延びる左右一対の筒部4が一体的に形成されている。サプライ室2bの前方の筒部4には、現像剤の排出口4aが底部に形成されている。アドミクス室2cの前方の筒部4には、現像剤の供給口4bが上方に形成されている。現像剤の供給口4bは、現像剤の補給装置の一例としての現像剤の搬送装置GHに接続されている。
なお、実施例1の現像剤は、いわゆる2成分現像剤により構成されており、磁性の粉体の一例としてのキャリアと、着色剤の一例であって、非磁性の粉体の一例としてのトナーとを有する。したがって、現像剤が撹拌される際に、トナーとキャリアとが擦れて、トナーおよびキャリアが摩擦帯電する。
図2、図3において、サプライ室2bには、第1の撹拌部材の一例としてのサプライオーガ11が配置されている。サプライオーガ11は、前後方向に延びる回転軸11aを有する。回転軸11aは、現像容器1に前後両端部が回転可能に支持されている。回転軸11aの外周面には、羽根部の一例として、螺旋状の搬送羽根11bが支持されている。搬送羽根11bは、後端から前部まで配置されている。また、回転軸11aの前端部には、現像剤の排出口4aに対応する位置に、羽根部の一例としての螺旋状の逆方向の搬送羽根11cが支持されている。逆方向の搬送羽根11cは、搬送羽根11bとは逆巻きの螺旋状に形成されている。
2に対応する位置に、羽根部の一例としての螺旋状の逆方向の搬送羽根12cが支持されている。逆方向の搬送羽根12cは、搬送羽根12bとは逆巻きの螺旋状に形成されている。
図2、図3において、回転軸12aには、濃度センサSN1に対応する位置に、羽根部の一例としてのパドル12dが支持されている。パドル12dは、前後方向に延びる板状に形成されている。
現像装置Gでは、印刷動作が開始されると、現像ロール6やオーガ11,12が回転する。現像剤の搬送装置GHから搬送された現像剤は、現像剤の供給口4bから流入する。現像剤の供給口4bから供給された現像剤は、アドミクスオーガ12で矢印Yb方向に搬送される。アドミクスオーガ12で搬送された現像剤は、下流端の逆方向の搬送羽根12cで、矢印Ybとは逆方向に搬送される力を受ける。したがって、現像剤はアドミクス室2cの下流端で堆積する。堆積した現像剤は、現像剤の山が崩れるようにして後側の接続口E2を通じて、サプライ室2bに流入する。サプライ室2bに流入した現像剤は、サプライオーガ11により矢印Ya方向に搬送される。サプライオーガ11により搬送される現像剤は、ピックアップ磁極N2で現像スリーブ8に吸着される。現像スリーブ8に吸着された現像剤は、トリマーSkで層厚が規制される。層厚が規制された現像剤は、現像領域Q2に搬送され、現像に使用される。
図4は本発明の実施例1の画像形成装置の制御部が備えている各機能をブロック図で示した図である。
図4において、実施例1の複写機UのコントローラCは、計算機の一例としてのマイクロコンピュータにより構成されている。コントローラCは、外部との信号の入出力、および、入出力信号レベルの調節等を行う入出力信号調節部の一例としての入出力インターフェース、いわゆる、I/Oを有する。また、コントローラCは、記憶装置の一例として、処理を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されたリードオンリーメモリ、いわゆるROMを有する。また、コントローラCは、記憶装置の一例として、処理を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されたハードディスクドライブを有する。また、コントローラCは、記憶装置の一例として、必要な処理を実行するためのプログラムや必要なデータを一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリ、いわゆる、RAMを有する。また、コントローラCは、ROMやHDD、RAMに記憶されたプログラムに応じた処理を行う演算装置、いわゆる、CPUを有する。また、コントローラCは、発信器の一例として、クロック発振器を有する。コントローラCは、前記ROM等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することが可能である。
前記コントローラCは、ユーザインタフェースU0や濃度センサSN1等の信号出力要素からの出力信号が入力されている。
ユーザインタフェースU0は、電源の操作部材の一例としての電源ボタンU0aや、表示部の一例であって、告知部材の一例としての表示パネルU0b、入力部材の一例としての矢印キーU0c等を備えている。
SN1:濃度センサ
濃度センサSN1は、現像剤の濃度を検出する。実施例1の濃度センサSN1は、透磁率を検知して、その検知信号をコントローラCに入力する。
コントローラCは、次の被制御要素D1,D2,Eの制御信号を出力している。
D1:メインモータの駆動回路
主駆動源の駆動回路の一例としてのメインモータの駆動回路D1は、主駆動源の一例としてのメインモータM1を正逆回転駆動することにより、感光体ドラムPR、定着装置Fの加熱ロールFh、排出ロールRh等を回転駆動する。
E:電源回路
前記電源回路Eは、現像ロール6や帯電ロールCR、転写ロールTR、加熱ロールFhに内蔵された加熱部材の一例としてのヒータ等に、電源を供給する。
現像用の駆動源の駆動回路の一例としての現像用のモータの駆動回路D2は、現像用の駆動源の一例としての現像用のモータM2を駆動することにより、現像ロール6やオーガ11,12を回転させる。
コントローラCは、信号入力要素の出力信号に応じて、各被制御要素の動作を制御するためのプログラムにより、次の機能実現手段を有している。
C1:ジョブの制御手段
画像形成動作の制御手段の一例としてのジョブの制御手段C1は、スキャナ部U2から送信された画像情報に応じて、帯電ロールCR、転写ロールTR、定着装置F等の動作を制御して、画像形成動作の一例としてのジョブを実行する。
C2:電源の制御手段
電源の制御手段C2は、電源回路Eの作動を制御して、現像ロール6等の各部材への電圧や電源供給を制御する。
第1の回転速度の記憶手段C3は、現像が行われる場合に現像装置Gのオーガ11,12を回転させる回転速度として、第1の回転速度を記憶する。なお、実施例1の第1の回転速度は、一例として、600[rpm]に設定されている。
C4:第2の回転速度の記憶手段
第2の回転速度の記憶手段C4は、現像容器1に収容された現像剤の総量を検出する場合に現像装置Gのオーガ11,12を回転させる回転速度として、第1の回転速度よりも低速の第2の回転速度を記憶する。実施例1の第2の回転速度は、一例として、300[rpm]に設定されている。
搬送部材の制御手段C5は、現像用のモータの駆動回路D2を介して、現像ロール6やオーガ11,12の回転速度を制御する。実施例1の搬送部材の制御手段C5は、現像が行われる場合に、オーガ11,12等を第1の回転速度で回転させると共に、現像容器1に収容された現像剤の総量を検出する場合に、第2の回転速度でオーガ11,12等を回転させる。
C6:印刷枚数の計数手段
印刷枚数の計数手段C6は、画像の印刷枚数を計数する。実施例1の印刷枚数の計数手段C6は、画像の印刷枚数の累積値N1を計数する。
図6は実施例1の濃度センサ部分の説明図であり、図6Aは濃度センサの検知面の上流側にパドルが位置する状態の説明図、図6Bは濃度センサの検知面の上流側に搬送羽根が位置する状態の説明図、図6Cは濃度センサの検知面の下流側にパドルが位置する状態の説明図である。
C7:濃度の履歴の記憶手段
濃度の履歴の記憶手段C7は、濃度センサSN1が検出する検出値の履歴を記憶する。実施例1の現像装置Gでは、濃度の履歴の記憶手段C7に、一例として、図5に示すような波形21が記憶される。図5において、波形21は、濃度センサSN1の出力値の第1の極大値21aと、極小値21bと、第1の極大値21bよりも値の小さい第2の極大値21cと、が、時間の経過に応じて、順に現れる。図6において、実施例1のアドミクスオーガ12では、パドル12dが濃度センサSN1の検知面SN1aの上流側に差し掛かると、図6Aに示すように、パドル12dの下流側に多くの現像剤22が保持される。したがって、検知面SN1aは、多くの現像剤に含まれるキャリアを検出する。よって、第1の極大値21aが検出される。パドル12dが検知面SN1aを通過すると、図6Cに示すように、パドル12dの上流側の空間が検知面SN1aに対向する。したがって、濃度センサSN1は、キャリアをほとんど検知できない。よって、極小値21bが検出される。
図6Bにおいて、搬送羽根12bが検知面SN1aを通過する場合、回転軸12aに対して螺旋状に傾斜する搬送羽根12bは、回転軸12aに沿って延びる板状のパドル12dよりも、下流側に保持する現像剤22′の量が少なくなる。したがって、第1の極大値21aよりも値の小さい第2の極大値21cが検出される。よって、アドミクスオーガ12の回転に伴って、第1の極大値21a、極小値21b、第2の極大値21cが順に検出される。
補正値の記憶手段C8は、ジョブの実行中における濃度センサSN1の検出値と実際のトナー濃度との補正値を記憶する。
C9:濃度の演算手段
濃度の演算手段C9は、ジョブの実行中に、現像容器1の内部に収容された現像剤のトナー濃度を演算する。実施例1の濃度の演算手段C9は、濃度センサSN1の検出値と、補正値の記憶手段C8に記憶された補正値と、に基づいて、現像容器1の内部のトナー濃度を演算する。なお、実施例1の濃度の演算手段C9は、濃度センサSN1の検出値の波形21における第1の極大値21aの値を使用して、トナー濃度を演算する。なお、実施例1の濃度の演算手段C9は、現像剤の総量は、後述する特定された総量の値で増減しないものとみなして、後述する図7の関係を使用して、濃度の演算を行う。また、実施例1の濃度の演算手段C9は、ジョブの実行中に、予め設定された時間間隔で、トナー濃度を演算する。
補給の制御手段C10は、濃度の演算手段C9で演算されたトナー濃度に基づいて、現像装置Gへの現像剤の補給の制御を行う。実施例1の補給の制御手段C10は、トナー濃度が、予め設定されたトナー濃度の下限値よりも低い場合に、予め設定された時間だけ、現像剤の搬送装置GHを作動させることで、現像剤の補給を行う。
C11:閾値の記憶手段
閾値の記憶手段C11は、現像剤の総量の検出を開始するか否かを判別するための閾値Naを記憶する。実施例1の閾値Naは、一例として、印刷枚数の計数手段C6が計数する累積値N1の閾値が使用されている。なお、閾値Naは、設計や仕様等に応じて任意に変更可能であるが、一例として、Na=1000[枚]を使用可能である。
極値の取得手段C12は、現像剤の総量の検出が開始された場合に、波形21の極値21a,21bを取得する。実施例1の極値の取得手段C12は、現像を行わない状態で、第1の回転速度または第2の回転速度でオーガ11,12を予め設定された期間、回転させている間に、濃度の履歴の記憶手段C7に記憶された波形21から、第1の極大値21aと、極小値21bと、を取得する。実施例1の極値の取得手段C12は、第1の回転速度でオーガ11,12が回転中の波形21の中の最大値を第1の極大値21aとして取得する。また、実施例1の極値の取得手段C12は、第2の回転速度でオーガ11,12が回転中の波形21の中の、最小値を極小値21bとして取得する。なお、極値21a,21bの導出方法は、例えば、複数の第1の極大値21aの平均値としたり、複数の極小値21bの中で、最大と最小を除外した残りの値の平均とする等、任意の導出方法を採用可能である。
C13:第1の関係の記憶手段
第1の関係の記憶手段C13は、予め測定された第1の極大値21aと現像剤の濃度と総量との関係を記憶する。実施例1の第1の関係の記憶手段C13は、図7Aに示すグラフを記憶する。図7Aにおいて、第1の関係では、横軸に総量[g]を取り、縦軸に現像剤の濃度[%]を取り、第1の極大値を1.8[V]〜4.0[V]まで、0.1[V]刻みで測定した関係が予め測定されている。
第2の関係の記憶手段C14は、予め測定された極小値21bと現像剤の濃度と総量との関係を記憶する。実施例1の第2の関係の記憶手段C14は、図7Bに示すグラフを記憶する。図7Bにおいて、第2の関係では、横軸に総量[g]を取り、縦軸に現像剤の濃度[%]を取り、極小値を1.5[V]〜3.1[V]まで、0.1[V]刻みで測定した関係が予め測定されている。
C15:濃度の暫定値の特定手段
濃度の暫定値の特定手段C15は、濃度センサSN1が検出した第1の極大値21aと、第1の関係の記憶手段C13に記憶された関係と、に基づいて、現像剤の濃度の暫定値を特定する。実施例1の濃度の暫定値の特定手段C15は、一例として、第1の極大値21aが、2.2[V]の場合、図7Aに示すグラフから、2.2[V]の線が取りうる濃度の範囲である5.75[%]〜6.25[%]を、濃度の暫定値とする。
総量の暫定値の特定手段C16は、濃度センサSN1が検出した極小値21bと、濃度の暫定値と、第2の関係の記憶手段C14に記憶された関係と、に基づいて、現像剤の総量の暫定値を特定する。実施例1の総量の暫定値の特定手段C16は、一例として、極大値21aが前述の2.2[V]且つ極小値21bが1.8[V]の場合、図7Bに示すグラフから、1.8[V]の線上且つ現像剤の濃度が5.75[%]〜6.25[%]を満足する範囲に対応する総量の範囲である625[g]〜700[g]を、総量の暫定値とする。
C17:濃度の特定手段
濃度の特定手段C17は、第1の極大値21aに基づいて、現像剤の濃度を特定する。実施例1の濃度の特定手段C17は、濃度センサSN1が検出した第1の極大値21aと、第1の関係の記憶手段C13に記憶された関係と、総量の暫定値と、に基づいて、現像剤の濃度を特定する。実施例1の濃度の特定手段C17は、一例として、前述の極大値21aが2.2[V]且つ極小値21bが1.8[V]の場合、図7Aに示すグラフから、2.2[V]の線上且つ総量が625[g]〜700[g]を満足する現像剤の濃度の平均値である5.85[%]を現像剤の濃度とする。
総量の特定手段C18は、極小値21bに基づいて、現像容器1に収容された現像剤の総量を特定する。実施例1の総量の特定手段C18は、濃度センサSN1が検出した極小値21bと、第2の関係の記憶手段C14に記憶された関係と、濃度の特定手段C17で特定された現像剤の濃度と、に基づいて、現像剤の総量を特定する。実施例1の総量の特定手段C18は、一例として、前述の極大値21aが2.2[V]且つ極小値21bが1.8[V]の場合、図7Bに示すグラフから、1.8[V]の線上且つ現像剤の濃度が5.85[%]を満足する総量である630[g]を現像剤の総量とする。
C19:総量の閾値の記憶手段
総量の閾値の記憶手段C19は、現像剤の総量の閾値を記憶する。実施例1の総量の閾値の記憶手段C19は、濃度センサSN1や現像剤の搬送装置GHが故障している恐れがあるか否かを判別するための閾値として、現像剤の総量の上限値および下限値を記憶する。なお、現像剤の総量の上限値および下限値は、設計や仕様等により予め設定される。
総量の判別手段C20は、総量の特定手段C18で特定された現像剤の総量が、総量の閾値の記憶手段C19に記憶された総量の上限値から下限値までの範囲内に含まれているか否かを判別する。
C21:告知部材の制御手段
告知部材の制御手段C21は、総量の特定手段C18で特定された現像剤の総量が範囲内に含まれていない場合に、範囲内に含まれていないことを告知する。実施例1の告知部材の制御手段C21は、告知部材の一例としての表示パネルU0bに、利用者に点検を促す内容の表示を行うことで、告知を行う。
補正値の演算手段C22は、濃度センサSN1の検出値と実際のトナー濃度との補正値を演算する。実施例1の補正値の演算手段C22は、濃度の演算手段C9で演算された直近の現像剤の濃度と、濃度の特定手段C17で特定された現像剤の濃度と、に基づいて、補正値を演算する。具体的には、補正値の演算手段C22は、濃度の演算手段C9で演算された直近の現像剤の濃度と濃度の特定手段C17で特定された現像剤の濃度との差分を、補正値の記憶手段C8に記憶された補正値に加算した値を、新たな補正値として演算する。補正値の演算手段C22は、補正値の記憶手段C8に記憶された補正値を、新たな補正値に更新する。
図8は実施例1の濃度と総量の検出処理の説明図である。
図8の流れ図、いわゆる、フローチャートの各ステップSTの処理は、複写機UのコントローラCに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は複写機Uの他の各種処理と並行して実行される。
図8に示すフローチャートは複写機Uの電源投入により開始される。
図8のST1において、ジョブが開始されたか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST2に進み、ノー(N)の場合はST1を繰り返す。
ST3において、印刷枚数の累積値N1の計数を開始する。そして、ST4に進む。
ST4において、次の処理(1)〜(3)を実行する。そして、ST5に進む。
(1)現像剤の濃度を検出し、記憶する。
(2)補正値に基づいて、濃度を演算する。
(3)演算された濃度に応じて、補給を行う。
ST5において、ジョブが終了したか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST1に戻る。ノー(N)の場合はST6に進む。
ST7において、予め設定された期間、濃度センサSN1の検出値を記憶する。そして、ST8に進む。
ST8において、濃度センサSN1の検出値の履歴に基づいて、第1の極大値21aを取得する。そして、ST9に進む。
ST9において、ジョブを中断する。そして、ST10に進む。
ST10において、オーガ11,12の回転速度を、第2の回転速度に設定する。そして、ST11に進む。
ST12において、濃度センサSN1の検出値の履歴に基づいて、極小値21bを取得する。そして、ST13に進む。
ST13において、次の処理(1)〜(4)を実行する。そして、ST14に進む。
(1)第1の極大値から濃度の暫定値を演算する。
(2)極小値と濃度の暫定値から総量の暫定値を演算する。
(3)第1の極大値と総量の暫定値から濃度の値を演算する。
(4)極小値と濃度の値から総量の値を演算する。
ST15において、次の処理(1)、(2)を実行する。そして、ST16に進む。
(1)直近の濃度と、演算された濃度の値との差分から新たな補正値を演算し、更新する。
(2)印刷枚数の累積値N1を初期化する。
ST16において、回転速度を第1の回転速度に設定する。そして、ST17に進む。
ST17において、ジョブを再開する。そして、ST3に戻る。
(1)ジョブを停止する。
(2)表示パネルU0bに総量が範囲外になっていることを表示する。
ST19において、エラー、すなわち、総量が範囲外になっていることを解消する入力がされた否かを判別する。具体的には、サービスエンジニア等が現像装置Gを交換した後に、予め設定された入力をした場合に、エラーが解消された入力がされたと判別する。イエス(Y)の場合はST1に戻る。ノー(N)の場合はST19を繰り返す。
前記構成を備えた実施例1の複写機Uの現像装置Gでは、ジョブ実行中は、第1の回転速度でオーガ11,12等を回転させながら、現像剤の濃度が検出される。そして、検出された現像剤の濃度に基づいて、現像剤の補給が行われる。
また、実施例1の現像装置Gでは、予め設定された閾値Naの印刷が行われる度に、現像剤の濃度及び総量の検出が行われる。現像剤の濃度は、ジョブが実行中と同一の第1の回転速度でオーガ11,12が回転される状態で、濃度センサSN1の検出値の波形21の第1の極大値21aに基づいて、演算される。また、現像剤の総量は、第1の回転速度よりも低速の第2の回転速度でオーガ11,12が回転される状態で、波形21の極小値21bに基づいて、演算される。
図9Bに示すように、オーガ11,12の回転速度が低速の第2の回転速度に設定され、且つ、総量が800[g]の場合、第1の極大値21a、第2の極大値21c、極小値21bのいずれでも、実際の現像剤の濃度の変動に対して、濃度センサSN1の出力値が十分に変動している。すなわち、濃度センサSN1が、現像剤の濃度に対して、十分な感度を有している。
総量が少なくなり且つ回転速度が高速の場合に、第2の極大値21cの感度が低下する理由も不明であるが、回転速度が高速になると、図6Bに示す搬送羽根12bの下流側に保持される現像剤22′の量が、パドル12dの場合に比べて、不十分になりやすいためでは無いかと考察される。
これらに対して、第1の極大値21aは、回転速度が高速になっても十分な感度を有し、且つ、総量が低下しても十分な感度を有している。したがって、現像剤の濃度を検出する際に第1の極大値21aを使用する実施例1の複写機Fは、高感度で現像剤の濃度を検出可能である。
図10A〜図10Fにおいて、オーガ11,12の回転速度が高速の600[rpm]の場合は、現像剤の総量が変動しても各極値21a〜21cの変動が小さいことが分かる。これに対して、回転速度が低速の300[rpm]、200[rpm]の場合、高速の場合に比べて、極値21a〜21cの変動が大きくなることが分かる。すなわち、オーガ11,12の回転速度が高速化されると、濃度センサSN1の出力値に基づく総量の検知が困難になることが分かる。
また、図10Eと図10Fから極小値21bの場合、現像剤の濃度が低くなると、濃度が高い場合に比べて、極小値21bの変動が大きくなることが分かる。すなわち、濃度センサSN1の感度は、総量だけでなく、濃度にも影響を受けることが分かる。
よって、実施例1の複写機Uでは、濃度センサSN1を使用して、濃度と総量を検出可能である。したがって、現像容器1の内部の現像剤の総量を検出するためのセンサを別個に設ける構成に比べて、部品点数が削減される。よって、総量を検出するセンサを別個に設ける場合に比べて、実施例1の現像装置Gは、製作費用が低減される。
そして、現像剤の総量が、予め設定された範囲外になっている場合、濃度センサSN1の故障や、現像装置Gのオーガ11,12の故障、現像剤の搬送装置GHの故障等の可能性がある。これに対して、実施例1の現像装置Gでは、現像剤の総量が、予め設定された範囲外になっている場合、表示パネルU0bを介して、利用者に告知される。実施例1では、現像剤の総量の検出が、従来に比べて高精度に行われており、故障等の判別も高精度に行われる。
また、実施例1の現像装置Gでは、精度良く導出された現像剤の濃度を使用して、補正値が更新される。したがって、更新された補正値を使用して、ジョブの実行中に導出される現像剤の濃度の精度も向上する。よって、現像剤の補給動作の精度も向上しやすい。したがって、従来の構成に比べて、現像剤の過剰な供給や供給不足が低減される。よって、印刷される画像において、かぶりや白点、色ムラ等の画質欠陥が低減される。すなわち、画質や色の安定性が向上する。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H08)を下記に例示する。
(H01)前記各実施例において、画像形成装置の一例として複写機Uを例示したが、これに限定されない。例えば、画像形成装置の一例としてのプリンタ、FAX、あるいはこれら複数の機能を備えた複合機等に適用可能である。また、単色の画像形成装置に限定されず、多色の画像形成装置にも適用可能である。
(H03)前記実施例において、濃度と総量を特定する際に、暫定値を導出した後に詳細な値を導出する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、現像剤の濃度や総量について、要求される精度が、暫定値のような幅を持っていても良い場合、暫定値を濃度や総量とすることも不可能ではない。
(H05)前記実施例において、現像剤の総量と濃度を検出する際に、第1の極大値21aを導出する際に、ジョブを実行する際の第1の回転速度とする構成を例示したが、これに限定されない。例えば、第1の極大値21aを導出する際の回転速度を、第2の回転速度としたり、第1の回転速度および第2の回転速度とは異なる第3の回転速度とすることも可能である。
(H07)前記実施例において、総量が正常な範囲外の場合に告知を行う構成を例示したが、これに限定されない。例えば、総量が正常な範囲外の場合に、正常な範囲内となるように部材を作動させることも可能である。例えば、補給タンクのような現像剤を補給する機構や、オーガ等のような現像剤を強制的に現像装置の外に排出する機構などを備えている場合、現像剤が過少の場合には現像剤の補給を行い、現像剤が過多の場合には現像剤の強制排出を行うことも可能である。
(H08)前記実施例において、極大値や極小値を使用して濃度と総量を検出する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、センサの基準電位の正負の設定や、回路構成等により、極大と極小が逆転する場合、対応する値を使用して、濃度と総量の検出を行うことが可能である。すなわち、本願明細書および請求の範囲において、「極大値、極小値」は、「トナー濃度が低く且つキャリア濃度が高くなるほど出力値が変化する方向を「大きくなる方向」と定義した場合における極大値、極小値」を指すものとする。
12…搬送部材、
12a…回転軸、
12b,12d…羽根部、
21a…極大値、
21b…極小値、
C5…搬送部材の制御手段、
C12…極値の取得手段、
C13…第1の関係の記憶手段、
C14…第2の関係の記憶手段、
C15…濃度の暫定値の特定手段、
C16…総量の暫定値の特定手段、
C17…濃度の特定手段、
C18…総量の特定手段、
C20…総量の判別手段、
F…定着装置、
G…現像装置、
GH…現像剤の補給装置、
PR…像保持体、
Q2…現像領域、
SN1…濃度の検出器、
TU…転写装置、
U…画像形成装置、
U0b…告知部材。
Claims (3)
- 容器内の現像剤を表面に保持して、潜像を可視像に現像する現像領域に現像剤を搬送する現像剤の保持体と、
回転軸と、前記回転軸に支持された羽根部と、を有し、前記容器内で回転して、現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の回転に伴って前記搬送部材の羽根部が周期的に対向する位置に配置されて、前記容器に収容された現像剤のトナーの濃度を検出する濃度の検出器と、
現像が行われる場合に、前記搬送部材を予め設定された第1の回転速度で回転させると共に、前記容器に収容された現像剤の総量を検出する場合に、前記第1の回転速度よりも低速の第2の回転速度で前記搬送部材を回転させる搬送部材の制御手段と、
前記濃度の検出器が検出した検出値の極大値と、前記搬送部材が前記第2の回転速度で回転される期間中に、前記濃度の検出器が検出した検出値の極小値と、を取得する極値の取得手段と、
前記極大値に基づいて、現像剤の濃度を特定する濃度の特定手段と、
前記極小値に基づいて、前記容器に収容された現像剤の総量を特定する総量の特定手段と、
予め測定された前記極大値と前記現像剤の濃度と前記総量との関係を記憶する第1の関係の記憶手段と、
予め測定された前記極小値と前記現像剤の濃度と前記総量との関係を記憶する第2の関係の記憶手段と、
前記濃度の検出器が検出した前記極大値と、前記第1の関係の記憶手段に記憶された関係と、に基づいて、現像剤の濃度の暫定値を特定する濃度の暫定値の特定手段と、
前記濃度の検出器が検出した前記極小値と、前記濃度の暫定値と、前記第2の関係の記憶手段に記憶された関係と、に基づいて、現像剤の総量の暫定値を特定する総量の暫定値の特定手段と、
前記濃度の検出器が検出した前記極大値と、前記第1の関係の記憶手段に記憶された関係と、前記総量の暫定値と、に基づいて、現像剤の濃度を特定する前記濃度の特定手段と、
前記濃度の検出器が検出した前記極小値と、前記第2の関係の記憶手段に記憶された関係と、前記濃度の特定手段で特定された現像剤の濃度と、に基づいて、現像剤の総量を特定する前記総量の特定手段と、
を備えたことを特徴とする現像装置。 - 前記総量の特定手段で特定された現像剤の総量が、予め設定された総量の上限値から下限値までの範囲内に含まれているか否かを判別する総量の判別手段と、
前記総量の特定手段で特定された現像剤の総量が、前記範囲内に含まれていない場合に、範囲内に含まれていないことを告知する告知部材と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 表面に潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体の表面の潜像を可視像に現像する請求項1または2に記載の現像装置と、
前記現像装置における現像剤の濃度に基づいて、現像剤を補給する現像剤の補給装置と、
前記像保持体の表面の可視像を、媒体に転写する転写装置と、
前記媒体の表面の可視像を定着する定着装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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