JP6938551B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図2に示すように、像担持体の一例である感光ドラム13は、静電像を担持可能である。現像装置の一例である現像装置2は、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて感光ドラム13の静電像をトナー像に現像する。補給部の一例である現像剤補給部7は、交換可能に設けられた現像剤容器の一例であるトナーボトル70に収納された補給用現像剤を現像装置2に補給する。
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置80は、中間転写ベルト81の上向き面に画像形成部85を配置した中間転写方式のモノクロプリンタである。
図2は画像形成部の構成の説明図である。図2に示すように、画像形成部85は、感光ドラム13を囲んで、帯電装置11、露光装置12、現像装置2、転写ローラ14、ドラムクリーニング装置15を配置している。感光ドラム13は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層を形成しており、所定のプロセススピードで矢印R1方向に回転する。
現像装置2は、帯電極性が負極性のトナー(非磁性)と帯電極性が正極性のキャリア(磁性)を含む二成分現像剤を使用する。現像装置2の内部は、隔壁213によって現像室212と攪拌室211とに区画されている。隔壁213の手前側と奥側の端部に、現像室212と攪拌室211とを相互に連通させる開口部が形成されている。
図3は現像剤補給部の構成の説明図である。図2に示すように、現像装置2には、トナーボトル70を着脱可能に装備した現像剤補給部7が付設されている。現像装置2は、画像形成に伴って現像剤中のトナーのみが消費されて、現像剤のトナー濃度TDが低下する。現像剤補給部7は、現像装置2で消費されたトナー量に見合った量の新しいトナーをトナーボトル70から現像装置2へ補給して、現像剤のトナー濃度TDを所定範囲に保つ。
図2に示すように、1枚の画像が現像されるごとに、現像装置2から1枚の画像分のトナーが取り出されて、現像装置2内を循環する現像剤のトナー比率(トナー濃度TD)が低下する。制御部100は、1枚の画像ごとにトナー消費量を求めて、トナー消費量に相当するトナーを、1枚の画像形成ごとにトナーボトル70から現像装置2へ補給する。トナー消費検知手段の一例である制御部100は、1枚の画像の画像情報からビデオカウント値Vcを算出し、ビデオカウント値Vcに係数A(Vc)を乗じて、1枚の画像形成で消費されたトナー量に対応するビデオカウント補給量M(Vc)を求める。画像の画像比率に応じてビデオカウント値Vcは変化する。画像比率100%(全面最高濃度画像)の画像を1枚出力したときのビデオカウント値Vcは、Vc=1023である。画像比率が100%とは、記録材の全面に黒画像のトナー像が隙間なく形成される状態である。1枚の画像の画像比率に応じてビデオカウント値Vcは変化する。
M(Vc)=Vc×A(Vc) ・・・(式1)
M(Indc)=(TD(target)−TD(Indc))×A(Indc)・・・(式2)
M=M(Vc)+M(Indc)+M(remain) ・・・(式3)
B=M/T ・・・(式4)
M(remain)=M−B×T ・・・(式5)
図2に示されるように、トナーボトル70内のトナーが無くなると、現像装置2でトナー消費が続く一方で現像剤補給部7からのトナー補給が途絶えるので、現像装置2内の現像剤のトナー濃度TDが目標トナー濃度TD(target)を割り込む。
ΔTD(old)=TD(Indc)−TD(target)≧−1.0%・・・(式6)
制御部100は、表示画面300にトナーボトル交換要求指示が表示された状態で、トナーボトルセンサ76の出力に基づいて、トナーボトル70の取り外しと再取り付けを判断する。トナーボトル70が現像剤補給部7から抜かれると、トナーボトルセンサ76がトナーボトル70を検知しなくなって、表示画面300には「トナーボトルなし」が表示される。その後、現像剤補給部7にトナーボトル70が挿入されると、トナーボトルセンサ76がトナーボトル70を検知するようになって、表示画面300には「トナーボトル70の交換完了」が表示される。
図2に示すように、比較例1では、制御部100は、「トナーボトル70の交換完了」を判断すると、補給モードのシーケンスを自動的に実行する。補給モードでは、画像形成を中止した状態で、インダクタンスセンサ26の出力に基づいてインダクタ補給量M(Indc)を求める。そして、インダクタ補給量M(Indc)に相当する回転回数Bだけ補給モータ73を作動させて、現像装置2内の現像剤に不足分のトナーを補給する。補給モードの実行後、現像剤のトナー濃度TDが目標トナー濃度TD(target)にまで高められると、画像形成の禁止を解除して、画像形成の再開を許可する。
図4は比較例2の制御におけるトナー濃度の変化の説明図である。図4中、(a)は画像比率10%(実線)、(b)は画像比率80%(点線)である。図2を参照して図4に示すように、比較例2では、制御部100は、「トナーボトル70の交換完了」を判断すると、補給モードを実行することなく、そのまま画像形成を許可する。
図5は画像形成枚数とトナー濃度の低下量の関係の説明図である。図5中、(a)は画像比率10%、(b)は画像比率30%、(c)は画像比率50%、(d)は画像比率80%である。図2を参照して図5に示すように、比較例3では、制御部100は、トナーボトル70が交換されたと判断すると、補給モードを実行することなくそのまま画像形成を許可する。そして、画像形成を続けている間に、実測したトナー濃度TD(Indc)が基準値を下回った場合、直ちに画像形成を中止して補給モードを実行する。
図6はビデオカウント累積値とトナー濃度の低下量の関係の説明図である。図7は実施例1の制御のフローチャートである。図8は実施例1の制御の効果の説明図である。図6、図8中、(a)は画像比率10%、(b)は画像比率30%、(c)は画像比率50%、(d)は画像比率80%である。
ΔTD=TD(Indc)−TD(target)≧−0.5%・・・(式7)
ΔTD(New)=TD(Indc)−TD(target)≧−0.5%・・・(式8)
図2を参照して図8に示すように、画像比率10%では、累積値Vsumが2046に達した段階で式7の関係を満たしていたので、補給モードの制御は実施されなかった。画像比率を10%においては、補給モードの制御によるダウンタイムを発生させることなく実測したトナー濃度TD(Indc)を回復させることができた。
式7における−0.5%の数値は、インダクタンスセンサ26の検知精度等も考慮して、他の値にしても構わない。式7における−0.5%の数値を高くし過ぎると、補給モードの実施頻度が増えすぎてしまうので、当該数値は、−0.8〜−0.2%の範囲が望ましい。また、第2モードの実行の可否を判断するトナー濃度の閾値は、トナーボトル70内のトナーが無いと判断してトナーボトル70の交換を要求する際のトナー濃度の閾値よりも大きいことが望ましい。トナーボトル70が新しいものか否かの判断を誤判断する可能性が低くなるからである。
図9は実施例2の制御の説明図である。図2に示すように、実施例1では、トナーボトル70の交換後、ビデオカウント値Vcの累積値Vsumが2046の固定値に達した後にトナー濃度TD(Indc)を実測した。そして、実測したトナー濃度TD(Indc)と目標トナー濃度TD(target)とを比較して補給モードの実行の可否を判断した。これに対して、図9に示すように、実施例2では、目標トナー濃度TD(target)の値に合わせて補給モードの実行判断を行うビデオカウント値Vcの累積値Vsumを変更する。
図10は実施例3の制御のフローチャートである。図10中、S14以外のステップは、実施例1と同一であるため、図7と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
実施例1では、トナーボトルの交換検知結果に基づいて、画像形成再開した後、トナー消費量が所定量に到達前はトナー濃度に関わらず画像形成動作を許可した。そして、トナーボトル交換後のトナー消費量が所定量に達したときのトナー濃度に基づいて、再度画像形成動作を禁止することの可否を決定した。これに対して、実施例4では、画像形成再開後の所定期間の間は、トナー濃度と閾値に基づいて画像形成動作を禁止するとともに、該閾値は所定期間中の画像比率の平均値に基づいて変更することを特徴とする。
(1)画像比率の平均値80%以上の場合:閾値6.9%
(2)画像比率の平均値20%以上80%未満の場合:閾値6.7%
(3)画像比率の平均値20%未満の場合:閾値6.5%
本発明は、現像剤容器の交換後、トナー消費の累積量が所定累積量に達するまでは補給モードを実行することなく画像形成を継続させる限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
図11は比較例1の制御のフローチャートである。図12は実施例1の制御の効果の説明図である。図12中、(a)は画像比率10%、(b)は画像比率30%、(c)は画像比率50%、(d)は画像比率80%である。
(A)目標トナー濃度TD(target):8.0%
(B)交換判断トナー濃度TD(old) :7.0%
(C)回復判断トナー濃度TD(mode):6.7%
(D)新品判断トナー濃度TD(new) :7.5%
(b)実施例1と同様に、制御部100は、現像装置2内の現像剤のトナー濃度が交換判断トナー濃度TD(old)=7.0%に低下すると、「トナーボトル70=空」と判定して、「トナーボトルの交換」を要求する。
(c)実施例1とは異なり、制御部100は、現像装置2内の現像剤のトナー濃度が3枚の画像形成で連続して回復判断トナー濃度TD(mode)=6.7%を下回ると、画像形成を禁止して補給モードを実行する。
(d)実施例1と同様に、制御部100は、補給モードを実行した場合、現像装置2内の現像剤のトナー濃度が新品判断トナー濃度TD(new)=7.5%まで回復すると、補給モードを終了して画像形成を許可する。
ΔTD(N)=TD(Indc)−TD(target)≦−1.3%・・・(式10)
ΔTD比(New)=TD(Indc)−TD(target)≧−0.5%・・・(式11)
図2を参照して図12に示すように、トナーボトル70の交換後、それぞれの画像比率の画像を用いて画像出力を行うと、インダクタンスセンサ26で実測したトナー濃度TD(Indc)が推移する。
13 感光ドラム、14 転写ローラ、15 ドラムクリーニング装置
211 攪拌室、212 現像室、213 隔壁
221 第二搬送スクリュー、222 第一搬送スクリュー
231 マグネット、232 現像スリーブ、25 層厚規制ブレード
26 インダクタンスセンサ、27 現像駆動モータ
39 二次転写内ローラ、40 二次転写外ローラ、70 トナーボトル
71 上トナー搬送スクリュー、72 下トナー搬送スクリュー
73 補給モータ、81 中間転写ベルト、90 定着装置
100 制御部
Claims (6)
- 画像を形成する画像形成動作を実行可能な画像形成装置であって、
像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置と、
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部と、
前記現像装置に補給するための現像剤を収容する現像剤補給容器と、
前記現像剤補給容器の交換を検知する交換検知部と、
前記現像装置内のトナー濃度が目標トナー濃度となるように、前記トナー濃度検知部によって検知された前記現像装置内のトナー濃度に基づいて前記現像剤補給容器から前記現像装置に現像剤を補給する補給動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記トナー濃度検知部によって検知された前記現像装置内のトナー濃度が前記目標トナー濃度よりもトナー濃度が低い所定のトナー濃度よりも低い場合、前記画像形成動作を中断させて、且つ前記現像剤補給容器の交換を促し、
前記画像形成動作を中断した状態で前記交換検知部によって前記現像剤補給容器の交換が検知された場合、前記現像装置内のトナー濃度が前記所定のトナー濃度よりも低くても、中断した前記画像形成動作を再開させる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記画像形成動作を中断した状態で前記交換検知部によって前記現像剤補給容器の交換が検知された場合、前記現像装置内のトナー濃度が前記所定のトナー濃度よりも低くても、中断した前記画像形成動作を再開させて、前記画像形成動作を再開した状態で前記補給動作を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記画像形成動作を中断した状態で前記交換検知部によって前記現像剤補給容器の交換が検知された場合、前記現像装置内のトナー濃度が前記所定のトナー濃度よりも低くても、中断した前記画像形成動作を再開させて、少なくとも1枚の記録材に画像を形成し、
その後、前記トナー濃度検知部によって検知された前記現像装置内のトナー濃度が前記所定のトナー濃度よりもトナー濃度が高い第2の所定のトナー濃度よりも高い場合、再開した前記画像形成動作を継続し、前記トナー濃度検知部によって検知された前記現像装置内のトナー濃度が前記第2の所定のトナー濃度よりも低い場合、再開した前記画像形成動作を中断させて、前記画像形成動作を中断した状態で前記補給動作を制御する
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。 - 前記制御部は、
前記画像形成動作を中断した状態で前記交換検知部によって前記現像剤補給容器の交換が検知された場合、前記現像装置内のトナー濃度が前記所定のトナー濃度よりも低くても、中断した前記画像形成動作を再開させて、少なくとも1枚の記録材に画像を形成し、
その後、前記トナー濃度検知部によって検知された前記現像装置内のトナー濃度が前記第2の所定のトナー濃度よりも低い場合、再開した前記画像形成動作を中断させて、前記画像形成動作を中断した状態で前記補給動作を制御し、
その後、前記トナー濃度検知部によって検知された前記現像装置内のトナー濃度が前記第2の所定のトナー濃度よりも高い場合、中断した前記画像形成動作を再開させ、前記トナー濃度検知部によって検知された前記現像装置内のトナー濃度が前記第2の所定のトナー濃度よりも低い場合、前記現像剤補給容器の交換を促す
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記現像装置内のトナー濃度が前記所定のトナー濃度よりも低いことを前記トナー濃度検知部が所定回数連続して検知した場合、前記画像形成動作を中断させて、前記現像剤補給容器の交換を促す
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記所定のトナー濃度は、前記目標トナー濃度よりもトナー濃度が1%以上低い
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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