(57)【要約】【課題】評価対象が攪拌されるだけではなく所定方向へ移動する場合であっても、その評価対象における混合状態の良否を正確に定量評価できるようにする。【解決手段】基材物質およびこれに注入される混入物質を所定方向に移動させつつ前記混入物質の攪拌を行う場合に、当該攪拌による前記混入物質の分布状態を評価する攪拌評価装置において、前記基材物質中における前記混入物質の分布状態を検出する検出する検出手段３と、前記検出手段３による検出結果を解析して前記混入物質の分布状態に関する評価情報を抽出する解析手段４と、前記検出手段３での検出を前記基材物質および前記混入物質の少なくとも一方の移動の態様から特定されるタイミングで行うように当該検出手段３に指示を与える検出制御手段５と、を設ける。【選択図】図１
2008122731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材物質およびこれに注入される混入物質を所定方向に移動させつつ前記混入物質の攪拌を行う場合に、当該攪拌による前記混入物質の分布状態を評価する攪拌評価装置であって、
前記基材物質中における前記混入物質の分布状態を検出する検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果を解析して前記混入物質の分布状態に関する評価情報を抽出する解析手段と、
前記検出手段での検出を前記基材物質および前記混入物質の少なくとも一方の移動の態様から特定されるタイミングで行うように当該検出手段に指示を与える検出制御手段と
を備えることを特徴とする攪拌評価装置。
【請求項２】
前記検出制御手段は、前記基材物質および前記混入物質の少なくとも一方の移動速度から算出される時間を用いて前記タイミングを特定する
ことを特徴とする請求項１記載の攪拌評価装置。
【請求項３】
前記解析手段は、前記評価情報として標準偏差を抽出する
ことを特徴とする請求項１または２記載の攪拌評価装置。
【請求項４】
基材物質およびこれに注入される混入物質を所定方向に移動させつつ前記混入物質の攪拌を行う場合に、当該攪拌による前記混入物質の分布状態を評価する攪拌評価方法であって、
前記基材物質中における前記混入物質の分布状態を検出するとともに、当該検出を前記基材物質および前記混入物質の少なくとも一方の移動の態様から特定されるタイミングで行い、
前記タイミングでの検出結果を解析して前記混入物質の分布状態に関する評価情報を抽出する
ことを特徴とする攪拌評価方法。
【請求項５】
トナーが混入された現像剤を用いて像形成を行う画像形成手段と、
前記現像剤およびこれに注入される前記トナーを所定方向に移動させつつ当該トナーの攪拌の攪拌を行って前記画像形成手段に供給する移動攪拌手段と、
前記現像剤中における前記トナーの分布状態を検出する検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果を解析して前記トナーの分布状態に関する評価情報を抽出する解析手段と、
前記検出手段での検出を前記移動攪拌手段による前記現像剤および前記トナーの少なくとも一方の移動の態様から特定されるタイミングで行うように当該検出手段に指示を与える検出制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記解析手段での前記評価情報の抽出結果に応じて前記移動攪拌手段による移動の態様を可変させる移動制御手段
を備えることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材物質への混入物質の混入分布状態を評価するための攪拌評価装置および攪拌評価方法に関し、さらにはこれを用いて構成される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、トナーカートリッジからトナーが現像剤へ注入されると、これらを所定方向に移動させつつトナーの攪拌を行って、その攪拌後のトナー現像剤を用いて静電潜像の現像を行うように構成されたものがある。このような構成の画像形成装置において、良好な像形成を行うためには、トナーが十分に攪拌され、現像剤中にトナーが均一に分布した状態となっていることが必要である。
【０００３】
その一方で、従来、材料攪拌物については、評価対象材料のサイズ、数量および分散状態を定量的に測定することにより、その混合状態の良否を正確に定量評価することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２６８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した構成の画像形成装置では、トナーの攪拌に伴い、そのトナーを含む現像剤が所定方向へ移動するため、攪拌時間や観察測定領域によってはトナーの分布状態が大きく異なってしまうことになる。すなわち、従来における評価方法をそのまま適用しても、正確な評価結果が得られないおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、評価対象が攪拌されるだけではなく所定方向へ移動する場合であっても、その評価対象における混合状態の良否を正確に定量評価することのできる攪拌評価装置、攪拌評価方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたものである。
請求項１に係る発明は、基材物質およびこれに注入される混入物質を所定方向に移動させつつ前記混入物質の攪拌を行う場合に、当該攪拌による前記混入物質の分布状態を評価する攪拌評価装置であって、前記基材物質中における前記混入物質の分布状態を検出する検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果を解析して前記混入物質の分布状態に関する評価情報を抽出する解析手段と、前記検出手段での検出を前記基材物質および前記混入物質の少なくとも一方の移動の態様から特定されるタイミングで行うように当該検出手段に指示を与える検出制御手段とを備えることを特徴とする攪拌評価装置である。
請求項２に係る発明は、前記検出制御手段が、前記基材物質および前記混入物質の少なくとも一方の移動速度に基づいて前記タイミングを特定することを特徴とする請求項１記載の攪拌評価装置である。
請求項３に係る発明は、前記解析手段が、前記評価情報として標準偏差を抽出することを特徴とする請求項１または２記載の攪拌評価装置である。
請求項４に係る発明は、基材物質およびこれに注入される混入物質を所定方向に移動させつつ前記混入物質の攪拌を行う場合に、当該攪拌による前記混入物質の分布状態を評価する攪拌評価方法であって、前記基材物質中における前記混入物質の分布状態を検出するとともに、当該検出を前記基材物質および前記混入物質の少なくとも一方の移動の態様から特定されるタイミングで行い、前記タイミングでの検出結果を解析して前記混入物質の分布状態に関する評価情報を抽出することを特徴とする攪拌評価方法である。
請求項５に係る発明は、トナーが混入された現像剤を用いて像形成を行う画像形成手段と、前記現像剤およびこれに注入される前記トナーを所定方向に移動させつつ当該トナーの攪拌の攪拌を行って前記画像形成手段に供給する移動攪拌手段と、前記現像剤中における前記トナーの分布状態を検出する検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果を解析して前記トナーの分布状態に関する評価情報を抽出する解析手段と、前記検出手段での検出を前記移動攪拌手段による前記現像剤および前記トナーの少なくとも一方の移動の態様から特定されるタイミングで行うように当該検出手段に指示を与える検出制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項６に係る発明は、前記解析手段での前記評価情報の抽出結果に応じて前記現像剤および前記トナーの移動の態様を可変させる移動制御手段を備えることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１、４、５に係る発明によれば、基材物質（現像剤）および混入物質（トナー）の少なくとも一方の移動の態様から特定されるタイミングで、その基材物質中における混入物質の分布状態を検出し、そのタイミングでの検出結果を解析して混入物質の分布状態に関する評価情報を抽出するので、基材物質および混入物質が所定方向へ移動する場合であっても、分布状態の検出が早すぎたり遅すぎたりすることがなく、その移動との関係において一定条件下での検出および評価情報抽出を行うことが可能となるので、結果として混入物質の分布状態を正確に定量評価することができる。
請求項２に係る発明によれば、混入物質の分布状態の検出タイミングが、基材物質および混入物質の少なくとも一方の移動速度に基づいて特定されるので、その移動と検出タイミングとの関係の適切化が確実に図れるようになる。
請求項３に係る発明によれば、混入物質の分布状態に関する評価情報として標準偏差を抽出するので、その分布状態の定量評価が適切で、かつ、理解容易なものとなる。
請求項６に係る発明によれば、評価情報の抽出結果に応じて移動攪拌手段による移動の態様を可変させるので、例えばトナー分布状態について良好な評価結果が得られるように移動態様を可変させることで、トナーが均一に分布した現像剤を用いて像形成を行うことが可能となり、結果として高画質の像形成を行い得るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に基づき本発明に係る攪拌評価装置、攪拌評価方法および画像形成装置について説明する。
【００１０】
先ず、本発明に係る画像形成装置の具体例について説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の機能構成例を示すブロック図であり、図２はその要部構成例を示す説明図である。
【００１１】
本実施形態で説明する画像形成装置は、記録用紙上への画像出力を行うプリンタ装置、複写機、複合機等からなるもので、図１に示すように、画像形成手段１、移動攪拌手段２、検出手段３、解析手段４、検出制御手段５および移動制御手段６としての機能を備えて構成されたものである。
【００１２】
画像形成手段１は、トナーが混入された現像剤を用いて感光体上の静電潜像を現像して像形成を行い、これを記録用紙上へ転写して定着させることで、その記録用紙上への画像出力を行うものである。なお、トナーおよび現像剤については、広く利用されている一般的なものであるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００１３】
移動攪拌手段２は、トナーカートリッジからトナーが現像剤へ注入されると、現像剤およびこれに注入されるトナーを所定方向に移動させつつ、当該トナーの攪拌を行って、そのトナー混入攪拌後の現像剤（以下、単に「トナー現像剤」という）を画像形成手段１に供給するものである。そのために、移動攪拌手段２は、図２に示すように、現像剤が充填される流路１３と、その流路１３内へトナーカートリッジからのトナーが注入される注入口１１と、その流路１３内に配されたスクリューオーガ１２と、そのスクリューオーガ１２を回転させる駆動源（ただし不図示）とを有している。そして、駆動源がスクリューオーガ１２を回転させると、スクリューオーガ１２が流路１３内の現像剤および注入口１１から注入されたトナーをスクリューオーガ１２の軸方向に沿って移動させるとともに、流路１３内でトナーの攪拌を行うように構成されている。
【００１４】
検出手段３は、移動攪拌手段２の流路１３内の現像剤中におけるトナーの分布状態を検出するものである。検出は、光量、光波長、Ｘ線強度、透磁率等を用いて行うことが考えられる。例えば、光量と光波長を用いる場合であれば、流路１３内から得られる反射光量をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等の固体撮像素子を用いて撮像することで、その流路１３内のトナー分布状態を検出する。なお、光量、光波長、Ｘ線強度、透磁率等のいずれを用いる場合であっても、その検出素子やこれに付随する電気回路等は、公知技術を用いて実現すればよいため、ここではその説明を省略する。
【００１５】
解析手段４は、検出手段３による検出結果を解析して、トナーの分布状態に関する評価情報を抽出するものである。検出結果の解析は、例えば検出手段３が固体撮像素子を用いる場合であれば、撮像データを画像処理することによって行えばよい。また、トナーの分布状態に関する評価情報は、その分布状態を定量的に特定し得る情報であればよく、一具体例として分布の標準偏差についての情報が挙げられる。
【００１６】
検出制御手段５は、検出手段３によるトナー分布状態の検出タイミングを制御するものである。すなわち、検出制御手段５は、検出手段３での検出タイミングについての指示を、当該検出手段３に対して与えるものである。検出タイミングは、移動攪拌手段２による現像剤およびトナーの少なくとも一方の移動の態様、さらに具体的には当該移動の速度から算出される時間を用いて特定する。少なくとも一方であるから、現像剤の移動速度から特定してもよいし、トナーの移動速度から特定してもよいし、あるいはこれらの両方から特定してもよい。これは、移動攪拌手段２による現像剤およびトナーの移動速度は略同等と考えられるが、その特定については現像剤とトナーとでその容易さが必ずしも同等ではないからである。本実施形態では、特定が容易な現像剤の移動速度から検出タイミングを特定する場合を例に挙げる。
【００１７】
移動制御手段６は、移動攪拌手段２による現像剤およびトナーの移動の態様を制御するものである。移動態様の制御としては、その移動の速度の制御、すなわち移動攪拌手段２が有する駆動源への動作速度指示が挙げられる。ただし、移動制御手段６では、移動態様の制御を、解析手段４での評価情報の抽出結果を基づいて行う。したがって、移動制御手段６は、解析手段４での評価情報の抽出結果に応じて、現像剤およびトナーの移動の態様を可変させることになる。
【００１８】
これらの各手段１〜６のうち、画像形成手段１および移動攪拌手段２を除く他の手段３〜６は、画像形成装置が有するコンピュータとしての機能が、所定プログラムを実行することによって実現されるものである。その場合に、当該所定プログラムは、画像形成装置内へのインストールに先立ち、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されるものであっても、または有線若しくは無線による通信手段を介して配信されるものであってもよい。
【００１９】
また、検出手段３、解析手段４および検出制御手段５については、画像形成装置とは別の装置として構成されたものであってもよい。その場合に、これらの各手段３〜５は、画像形成装置に対して用いられる攪拌評価装置、すなわち本発明に係る攪拌評価装置の一具体例を構成することになる。
【００２０】
次に、以上のように構成された画像形成装置および攪拌評価装置における処理動作例、すなわち本発明に係る攪拌評価方法の具体例について説明する。図３、４は、本発明に係る攪拌評価方法の具体的な手順を示す説明図である。
【００２１】
上述した構成の画像形成装置または画像形成装置に付設された攪拌評価装置を用いて当該画像形成装置の移動攪拌手段２におけるトナー混入分布状態を評価するためには、先ず、その評価に先立ち、検出手段３がトナーの分布状態を検出するタイミングを特定しておく。検出タイミングは、現像剤の移動速度から算出される時間を用いて特定することが考えられる。
【００２２】
具体的には、移動攪拌手段２および現像剤のスペックから、移動攪拌手段２による現像剤の搬送量ｖ1［ｋｇ／ｓ］、初期状態に充填されている現像剤の体積Ｖ[ｍ3]、移動攪拌手段２による搬送領域長Ｌ[ｍ]、現像剤の密度ρ[ｋｇ／ｍ3]が明らかとなるので、これらの値と以下に示す（１）式を用いて、移動攪拌手段２による現像剤の搬送速度（移動速度）ｖ2[ｍ／ｓ]を算出する。
【００２３】
ｖ2＝（ｖ1・Ｌ）／（ρ・Ｖ）……（１）
【００２４】
そして、移動速度ｖ2を算出したら、以下に示す（２）式により、移動速度ｖ2の逆数比を求め、これにより検出手段３がトナーの分布状態を検出するタイミングとなる時間ｔ［ｓ］を算出する。なお、この時間ｔは、移動攪拌手段２が現像剤およびトナーの移動動作を開始してからの経過時間に相当するものである。
【００２５】
ｔ∝１／ｖ2……（２）
【００２６】
その結果、検出タイミングとなる時間（以下「評価時間」という）ｔ［ｓ］については、図３（ａ）に示すように、現像剤の移動速度ｖ2[ｍ／ｓ]に応じて、それぞれ個別に特定されることになる。なお、評価時間ｔの値は、上述したスペック値の入力を条件にして検出制御手段５に算出させるようにしてもよいし、外部装置等で算出したものを入力して検出制御手段５に保持させるようにしてもよい。
【００２７】
その後、移動攪拌手段２が現像剤および注入されたトナーを移動させ、そのトナーの攪拌を開始すると、検出制御手段５は、その動作開始からの経過時間を計測し、経過時間が評価時間ｔとなった時点で、検出手段３に対してトナー分布状態の検出を行うように指示を与える。この指示を受けて、検出手段３は、移動攪拌手段２の流路１３内の現像剤中におけるトナーの分布状態を検出するのである。これにより、検出手段３は、検出が早すぎたり遅すぎたりすることがなく、現像剤およびトナーの移動との関係において、常に一定条件下での検出を行うことになる。
【００２８】
つまり、注入されたトナーは移動攪拌手段２によって攪拌されながら移動するが、そのトナーを含む現像剤に対する検出のタイミングおよび位置を一定条件に揃えることで、その後に行う評価精度の向上を図っているのである。仮に、検出のタイミングおよび位置が特定されてないケースでは、例えば次のような誤評価が発生するおそれがある。例えば、攪拌性が悪く、注入されたトナーが塊状のまま検出位置を通過しきってしまうと、その通過後の状態を検出しても、その領域には評価領域にトナーが存在しないことになる。このような検出結果に基づいて、後の評価を行っても、その評価については適切なものであるとは言えず、これを回避すべく検出制御手段５が検出手段３に対するタイミング制御を行うのである。
【００２９】
このとき、検出手段３は、移動攪拌手段２の流路１３内の全域についてトナー分布状態の検出を行うことが考えられるが、図３（ｂ）に示すように、その検出を流路１３内の一部領域についてのみ行うようにしても構わない。その場合、どの領域を当該一部領域とするかは、予め定めておくものとする。具体的には、トナーの移動および攪拌による分布状態の変化が特徴的に現われる領域を、実験等で得られる経験則から特定しておき、その特定した領域を当該一部領域とすることが考えられる。このような一部領域についてのみ検出を行うようにすれば、流路１３内の全域について検出を行う場合に比べて、当該検出に係るデータ量を削減することができ、これに伴ってその検出データを解析する解析手段４での処理負荷も軽減することができる。
【００３０】
このようにして得られた検出手段３での検出結果については、解析手段４がその解析を行う。検出結果の解析には、例えば検出手段３が撮像データを得るものであれば、図３（ｃ）に示すように、例えば公知の二値化技術を用いて現像剤に相当する画素データとトナーに相当する画素データとを識別可能にすることや、その識別可能にした画素データの高感度表示化を行うこと等が含まれる。
【００３１】
そして、解析手段４は、解析の結果を基にして、トナーの分布状態に関する評価情報を抽出する。具体的には、図４に示すように、横軸を濃度、縦軸を画素数とする、各画素データについてのヒストグラムを作成する。これにより、図４（ａ）のようにヒストグラムのピークが一つであれば、攪拌により現像剤とトナーが十分に混ざっているが、図４（ｂ）のようにヒストグラムのピークが複数存在していると、現像剤とトナーが十分に混ざり合っていない可能性が高い、といったことが分かるようになる。このことは、作成したヒストグラムから標準偏差を抽出することで、定量的に特定することが可能となる。そのため、解析手段４は、トナー分布の特性値である標準偏差を抽出して、トナーの攪拌の度合いを定量的に特定し、これをトナーの分布状態に関する評価情報とするのである。
【００３２】
この評価情報については、解析手段４によって出力される。出力先としては、画像形成装置が有する情報表示ディスプレイや当該画像形成装置と接続するコンピュータ装置等が挙げられる。これらを出力先とすることで、評価情報についてのユーザに対する表示出力を行えるようになるからである。
【００３３】
また、評価情報の出力先としては、その他にも、移動制御手段６が挙げられる。評価情報が出力される場合、移動制御手段６は、その評価情報に応じて、現像剤およびトナーの移動の態様を可変させる。すなわち、移動制御手段６では、評価情報の内容により、移動攪拌手段２が有する駆動源への動作速度指示を相違させて、これにより、現像剤およびトナーの移動速度を制御する。例えば、評価情報による攪拌の度合いが低い場合には、当該度合いが高くなるように移動攪拌手段２の駆動源の動作速度を上昇させ、また評価情報による攪拌の度合いが高い場合には、当該度合いを抑えるべく移動攪拌手段２の駆動源の動作速度を低下させる、といった具合である。
【００３４】
このような速度制御を経ることで、移動攪拌手段２は、現像剤とトナーが必要十分に混ざり合ったトナー現像剤を、画像形成手段１に対して供給することになる。したがって、画像形成手段１は、トナーが均一に分布した現像剤を用いて像形成を行うことが可能となり、結果として高画質の像形成を行い得るようになる。
【００３５】
なお、以上に説明した実施形態では、本発明の好適な実施具体例について説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００３６】
例えば、本実施形態では、標準偏差抽出の対象となる検出手段３での検出結果が撮像データである場合を例に挙げたが、検出手段３が透磁率を用いた検出を行う場合についても、同様の処理動作によって評価情報を得ることができる。すなわち、検出手段３として、透磁率センサを複数配置するとともに、透磁率の標準偏差を算出する解析装置を配設し、さらには現像剤の搬送速度も計測し、その結果に応じて評価タイミングを可変させて、透磁率の標準偏差を評価する場合においても、その結果を用いて画像形成パラメータ（攪拌動作速度等）を制御することが可能である。このことは、透磁率を用いた場合のみならず、他の場合（Ｘ線強度を用いた場合等）についても全く同様である。
【００３７】
また、本実施形態では、検出手段３での検出タイミングを移動攪拌手段２による現像剤またはトナーの移動速度から算出される時間を用いて特定する場合を例に挙げたが、その検出のタイミングおよび位置を一定条件に揃えることができれば、他の手法で検出タイミングを特定してもよい。すなわち、検出および評価を行うタイミングは、現像剤またはトナーの移動の態様から特定されたものであればよい。
【００３８】
さらに、本実施形態では、トナーが混入された現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置に本発明を適用した場合、すなわち基材物質が現像剤であり、これに注入される混入物質がトナーである場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の基材物質および混入物質について評価を行う場合にも全く同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る攪拌評価方法の具体的な手順を示す説明図（その１）である。
【図４】本発明に係る攪拌評価方法の具体的な手順を示す説明図（その２）である。
【符号の説明】
【００４０】
１…画像形成手段、２…移動攪拌手段、３…検出手段、４…解析手段、５…、検出制御手段、６…移動制御手段
【図１】
2008122731.tif 000003
【図２】
2008122731.tif 000004
【図３】
2008122731.tif 000005
【図４】
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