JP2004126219A - Image forming apparatus, its control method and cartridge - Google Patents

Image forming apparatus, its control method and cartridge Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that the variation of image density, fog and toner scattering occur when image forming operation is restarted to perform printing for the specified number of sheets after leaving an image forming apparatus in a state where the operation is not performed. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is equipped with a toner concentration sensor 9 to detect the amount of developer, a counter 83 to detect the amount of developer based on the quantity of formed images, a first developer concentration control means to perform supply control in accordance with a difference between an output value based on a detection signal from the sensor 9 and a reference output value, a second developer concentration control means to perform the supply control based on a counted value by the counter 83, and a control means to perform the developer supply control by concurrently using the sensor 9 and the developer concentration control means if a difference value between the detection signal and the reference value is equal to or above a specified value, perform the supply control by the first developer concentration control means if the difference value is equal to or under the specified value, and perform the supply control by decreasing the ratio of the supply control by the second developer concentration control means and increasing that by the first developer concentration control means if a difference between the detection signal after restarting the image forming operation and that just after restarting the image forming operation becomes equal to or above the specified value. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置及びその制御方法とプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式、静電記録方式等の画像形成装置に設けられた現像装置には、一般的に、トナー粒子とキャリア粒子を混合した二成分現像剤が用いられている。この現像装置によって像担持体である感光ドラム上の静電潜像にトナー粒子が付着されて、その静電潜像を顕像化している。周知のように、二成分現像剤のトナー濃度、即ち、キャリア粒子とトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子の重量の割合は、このような画像形成装置における形成画像の品質を安定化させる上で極めて重要な要素になっている。トナー粒子は現像時に消費され、これによりトナー濃度が変化する。このため、現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）を使用して適時にトナー濃度を正確に検出し、その検出したトナー濃度の変化に応じてトナー補給を行い、トナー濃度が常に一定になるように制御して、形成される画像の品位を保持する必要がある。このように、現像により現像装置内のトナー粒子が消費され、それを補給するトナー量を制御するために、現像容器中のトナー濃度検知装置及びトナー濃度制御装置として、従来さまざまな方式のものが実用化されている。
【０００３】
例えば、現像スリーブ或いは現像容器の現像剤搬送経路に近接して配置したトナー濃度検知装置により、現像スリーブ上に搬送されたトナー粒子或いは現像容器内のトナーに光を当てたときの反射率がトナー濃度により異なることを利用してトナー濃度を検知し、その検出したトナー濃度の変化に応じてトナーの補給量を制御する光学検知方式の現像剤濃度制御装置がある。また、現像器内の側壁に配置されたインダクタンスヘッドにより、磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率を検知し、その検出信号によって現像器内のトナー濃度を求め、その求めたトナー濃度と基準値との比較によりトナーを補給するように構成したインダクタンス検知方式の現像剤濃度制御装置が使用されている。
【０００４】
また、像担持体である感光体ドラム上に形成したパッチ画像濃度を、その表面に対向した位置に設けた光源及びその反射光を受けるセンサにより読み取り、その読み取ったパッチ画像濃度をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換した後、そのデジタル信号をＣＰＵ（中央演算処理装置）に送り、ＣＰＵにおいてそのデジタル信号が表わす濃度値が初期設定値よりも高い場合には、初期設定値に戻るまでトナー補給が停止され、初期設定値よりも低ければ初期設定値に戻るまで強制的にトナーが補給されるようにしたパッチ検出方式の現像剤濃度制御装置が使用されている。
【０００５】
また、レーザスキャナやＬＥＤアレイなどを用いてデジタル潜像を形成する画像形成装置では、１ページ当たりの画像情報信号における印刷画素数の累計値（以下、「ビデオカウント数」）から１ページ当たりのトナー消費量を推定し、その推定した消費量に対応してトナー補給量を決定する自動トナー補給制御（以下、「ビデオカウントＡＴＲ」）もある。このビデオカウントＡＴＲは、トナー濃度検知手段を必要としないことからコスト面で大きな利点がある。しかしながら、上記した光による検知方式は、トナー飛散等により検知手段が汚れると正確にトナー濃度を検知できないなどの解決すべき課題がある。また、パッチ画像濃度から間接的にトナー濃度を制御する上記のパッチ検出方式は、複写機或いは画像形成装置の小型化に伴い、パッチ画像を形成するスペースや検知手段を設置するスペースが確保できない等の課題がある。更に、上記のビデオカウントＡＴＲは、トナー補給量の誤差が徐々に累積されるという課題を持っており、大量に画像形成を行った際には、トナー濃度の誤差が生じる。そこで、この点を補正する何らかの手段が必要であり、そのため現在のところ単独でビデオカウントＡＴＲを使用するには困難を伴う。
【０００６】
一方、磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率を検知するインダクタンス検知方式の現像剤濃度制御（以下、「インダクタンス検知方式ＡＴＲ」）は、上記のような課題がなく好適である。そのトナー濃度の制御方法は、例えば現像剤の見かけの透磁率が大きいと検知された場合には、一定体積内で現像剤中のキャリア粒子が占める割合が多くなってトナー濃度が低くなったことを意味するのでトナー補給を開始する。逆に現像剤の見かけの透磁率が小さくなった場合には、一定体積内で現像剤中のキャリア粒子が占める割合が少なくなりトナー濃度が高くなったことを意味するのでトナー補給を停止するというようにしてトナー濃度を制御する。
【０００７】
図１２は、このようなインダクタンス検知方式ＡＴＲを採用した２成分現像装置６１の断面図を示す。
【０００８】
図において、５０は現像容器で、現像剤５１を収容している。５４は現像剤担持体である現像スリーブである。現像スリーブ５４は中空の金属スリーブで、内部に磁界発生手段であるマグネットローラ５５を内包している。現像スリーブ５４の下方には現像剤層厚規制ブレード５６が現像スリーブ５４に近接して設けられている。これにより現像スリーブ５４の矢印方向の回転に伴い送られた現像剤は、この現像剤層厚規制ブレード５６により薄層化される。
【０００９】
現像容器５０内には、現像スリーブ５４と略平行にＡスクリュー５７が配置されており、現像剤を矢印の方向に搬送、撹拌する。またＡスクリュー５７に対して、現像スリーブ５４とは反対側に仕切壁５２を挟んで、Ｂスクリュー５８が配置されている。ここでＡスクリュー５７側からＢスクリュー５８側への現像剤の受け渡しを行うために、仕切壁５２は長手方向両端部には設けず、長手方向の中間位置に延在させることで、これらＡ，Ｂスクリュー５７，５８間での現像剤の循環を実現している。
【００１０】
Ａスクリュー５７側に存在して画像形成に用いられた現像剤は、Ｂスクリュー５８側に送られ、Ｂスクリュー５８の現像剤搬送方向の上流側に位置するインダクタンス検知方式のトナー濃度センサ５３によりトナー濃度が検出される。
【００１１】
このトナー濃度の検知方法は以下の様にして行われる。
【００１２】
まず所望のトナー濃度となる場合のトナー濃度センサ５３の出力値を基準値として予め定めておく。もしくは初期の所定のトナー濃度となっている新現像剤に対するトナー濃度センサ５３の出力を調べて、その値を基準値とする。この基準値を、この現像装置に設けてある不揮発性のメモリに格納しておく。そして画像形成中に、トナー濃度センサ５３の出力値を調べ、この出力値と基準値とを比較し、出力値が大きいときはトナー量が少ないと判断してトナー濃度センサ５３の下流側にあるトナー補給口６０を通じて、トナー補給機構６１から適正量のトナー補給が行われる。逆に、トナー濃度センサ５３の出力値が小さい場合は、トナー濃度が高いと判断してトナー補給を行わない。これによって現像剤のトナー濃度は常に一定に保たれる。
【００１３】
従来のこのインダクタンス検知方式ＡＴＲは、環境の変動による現像剤５１のかさ密度の変化により、見かけ透磁率に対応したセンサ検出信号が変化してしまうという問題がある。つまり、低温低湿度の環境下では、現像剤に含まれる水分量が減り、その結果としてトナー粒子とキャリアとの接触によるトナー帯電電荷が増加して現像剤間の反発が大きくなり、現像剤のかさ密度が減少する。逆に、高温高湿度の環境下では、現像剤に含まれる水分量が増加してトナー粒子とキャリアとの接触によるトナー帯電電荷が減少するために現像剤間の反発が小さくなり、現像剤のかさ密度が増加する。つまり、現像容器中のトナー濃度が一定であるにも拘わらず、その環境によってインダクの出力値が変動してしまう。
【００１４】
そこで、このような環境に応じて、インダクセンサへ設定する電圧を変更して濃度センサの出力値が一定になるように環境補正を行っている。これによって、環境が変動して現像剤のかさ密度が変化しても、問題なくトナー濃度を検出できるようになった。しかし、更に、インダクタンス検知方式ＡＴＲの問題点としては、長期間の放置（特に高湿度環境下）によって、出力が変動してしまう問題があった。つまり、放置によってトナー粒子とキャリア粒子の間隙が更に詰ってしまうことがあり（この現象を以後現像剤のパッキングと称する）、かさ密度の増加に伴う見かけの透磁率の増加がおこり、トナー濃度が適正であるにも拘わらずトナー濃度が低下したと誤検知してしまうという場合があった。
【００１５】
例えば、長期間の停止後に画像形成装置を作動させようとしたとき、インダクタンス検知方式ＡＴＲは、上記のようにトナー濃度が低下したと誤検知してしまい、トナーを過剰に補給してしまう場合があった。このようなトナーの過剰補給は、画像の濃度やカラーバランスの狂い、更にはカブリの発生などの画像品質を低下させる原因となる。更には、トナー飛散の増大による画像形成装置内の汚損などの問題に繋がりかねない。この問題は、ユーザの使用状況によって不定期に発生し、現像剤のかさ密度の増加度合いも予測できないことから、インダクタンス検知方式ＡＴＲのみではトナー濃度制御が不正確になる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記に説明したように、ビデオカウントＡＴＲ方式のみ、インダクタンス検知方式ＡＴＲ方式のみでは、トナー濃度制御が不正確になってしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、現像剤の濃度制御（補給制御を正確に行い、さらに、現像剤量の変動を最小限に抑えて適正な現像剤量を維持して、形成される画像濃度の変動やカブリ等を抑えて高品位の画像を形成する画像形成装置及びその制御方法とプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像剤の量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する第１検知手段と、
形成した画像量に基づいて前記現像剤の量を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段の検出信号による出力値と基準出力値との差分に応じて、前記現像剤の補給制御を行う第１現像剤濃度制御手段と、
前記第２検知手段による検知に基づいて前記現像剤の補給制御を行う第２現像剤濃度制御手段と、
前記検出信号と基準値との差分値が所定量以上の場合に前記第１及び現像剤濃度制御手段の併用により前記現像剤の補給制御を行い、前記差分値が所定量以下の場合に前記第１現像剤濃度制御手段による補給制御を実行させ、画像形成動作再開後の前記検出信号と画像形成動作再開直後の前記検出信号との差分が所定値以上になった場合は、前記第２現像剤濃度制御手段による補給制御の比率を減少させ、前記第１現像剤濃度制御手段による補給制御の比率を増加させるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像剤の量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する第１検知手段と、
形成した画像量に基づいて前記現像剤の量を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段の検出信号と基準値との差分に応じて、前記現像剤の補給制御を実行する第１現像剤濃度制御手段と、
前記第２検知手段による検知に基づいて前記現像剤の補給制御を行う第２現像剤濃度制御手段と、
前記検出信号と基準値との差分値が所定量以上の場合に前記第１及び現像剤濃度制御手段の併用により前記現像剤の補給制御を行い、前記差分値が所定量以下の場合に前記第１現像剤濃度制御手段による補給制御を実行させ、画像形成動作再開後の前記検出信号と前記基準値との差分が所定値以下の場合に前記第２現像剤濃度制御手段による前記現像剤の補給動作を停止し、前記第１現像剤濃度制御手段による補給制御を行うように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤の量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する第１検知工程と、
形成した画像量に基づいて前記現像剤の量を検知する第２検知工程と、
前記第１検知工程で出力される検出信号による出力値と基準出力値との差分に応じて、前記現像剤の補給制御を行う第１現像剤濃度制御工程と、
前記第２検知工程での検知に基づいて前記現像剤の補給制御を行う第２現像剤濃度制御工程と、
前記検出信号と基準値との差分値が所定量以上の場合に前記第１及び現像剤濃度制御工程の併用により前記現像剤の補給制御を行い、前記差分値が所定量以下の場合に前記第１現像剤濃度制御工程での補給制御を実行させ、画像形成動作再開後の前記検出信号と画像形成動作再開直後の前記検出信号との差分が所定値以上になった場合は、前記第２現像剤濃度制御工程による補給制御の比率を減少させ、前記第１現像剤濃度制御工程による補給制御の比率を増加させるように制御する制御工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤の量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する第１検知工程と、
形成した画像量に基づいて前記現像剤の量を検知する第２検知工程と、
前記第１検知工程による検出信号と基準値との差分に応じて、前記現像剤の補給制御を実行する第１現像剤濃度制御工程と、
前記第２検知工程での検知に基づいて前記現像剤の補給制御を行う第２現像剤濃度制御工程と、
前記検出信号と基準値との差分値が所定量以上の場合に前記第１及び現像剤濃度制御手段の併用により前記現像剤の補給制御を行い、前記差分値が所定量以下の場合に前記第１現像剤濃度制御工程による補給制御を実行させ、画像形成動作再開後の前記検出信号と前記基準値との差分が所定値以下の場合に前記第２現像剤濃度制御工程による前記現像剤の補給動作を停止し、前記第１現像剤濃度制御工程による補給制御を行うように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【００２４】
図１において、１は潜像担持体である感光ドラム、２０は感光ドラム１を帯電する帯電ユニット、２１は感光ドラム１上に潜像を形成する露光ユニット、２２はトナーにより潜像を可視化するための現像ユニット、１２は現像ユニット２２にトナーを補給するトナー補給機構、２５は可視化されたトナー像を用紙等の転写シート上に転写するための転写ローラ、２６は転写シート上に転写されたトナー像を定着するための定着ユニット、２３は感光ドラム１上に残った転写残トナーを除去するためのクリーニングユニットである。９はトナー濃度センサ、１０は現像容器、１１はトナー補給口である。
【００２５】
更に、１７は現像ユニット２２内に設置された記憶部であって、本発明の実施形態では、一例として読み書き可能なＥＥＰＲＯＭを使用している。この記憶部１７は、現像器カートリッジ（現像ユニット）２２が画像形成装置の本体にセットされることによってエンジンコントローラ２７と電気的に接続され、エンジンコントローラ２７を介して記憶部１７に記憶されているカートリッジ情報を画像形成装置側から読み書きできるようになる。
【００２６】
図１３は、本実施の形態に係る記憶部１７の詳細を示す図である。
【００２７】
この記憶部１７には、後述する濃度センサの標準制御電圧に関する情報を記憶する領域１７１と、標準出力電圧に関する情報を記憶する領域１７２とを有する。尚、これ以外にも現像ユニットに関する情報を記憶する領域を有している。
【００２８】
図２は、現像ユニット２２の部分を拡大して示す詳細図、図３は現像ユニット２２の断面を上方から見た図である。これら図２及び図３を参照して、この現像ユニット２２を説明する。尚、これら図において共通する部分は同じ番号で示し、その説明を省略している。
【００２９】
図２において、現像容器１０は、キャリア粒子とトナー粒子を所定の比率にて混合した現像剤を収容している。この現像容器１０の内部は、仕切り壁７によって現像スリーブ２に最も近接して略平行なＡスクリュー５を有する現像室１０ａと、Ａスクリュー５に対して仕切壁７を挟んで配置されたＢスクリュー６を有する攪拌室１０ｂとに区画されている。
【００３０】
図３に示すように、現像室１０ａから攪拌室１０ｂへの現像剤８の受け渡しを行うために仕切壁７は、その長手方向の両端部が開放されており、かつＡ及びＢスクリュー５，６が図２中の矢印方向に回転することで、現像室１０ａと攪拌室１０ｂ間を現像剤８が図３の矢印で示すように循環することができる。本実施形態では、Ａ及びＢスクリュー５，６は、それぞれ直径１４ｍｍである。
【００３１】
現像容器１０の感光ドラム１に近接対向する部位には開口部が設けられ、この開口部に、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の非磁性の現像剤担持手段である現像スリーブ２が設けられている。この現像スリーブ２は、内部に磁界発生手段であるマグネットローラ３を内包している。この現像スリーブ２は図２の矢印方向に回転して、現像剤８を感光ドラム１との対向している現像部分に搬送する。この現像スリーブ２の下方に近接して設けられた現像剤層厚規制ブレード４で規制されて形成された現像剤薄層は、その現像部分で図２の矢印方向に回転する感光ドラム１に磁気ブラシとなって接触し、感光ドラム１上の静電潜像がトナーにより現像される。
【００３２】
攪拌室１０ｂの上方にはトナー補給機構１２が設けられ、そのトナー補給機構１２の内部には補給用トナーが収容されている。攪拌室１０ｂの側面で、かつＢスクリュー６の現像剤搬送方向の上流側に、トナー濃度センサ９が設けられている。現像室１０ａ側の現像剤８は攪拌室１０ｂ側に送られ、この現像剤８のトナー濃度がトナー濃度センサ９により検出される。このトナー濃度センサ９によるトナー濃度の検出結果に基づいて、攪拌室１０ｂの上方でトナー濃度センサ９の下流側に設けられたトナー補給口１１を通じて、トナー補給機構１２から適正量のトナーが補給される。これによって現像容器１０内の現像剤８のトナー濃度を常に一定に保つようにしている。
【００３３】
現像剤８のトナーとしては、例えばバインダー樹脂に着色剤や帯電制御剤等を添加した公知のものが使用でき、本実施の形態においては、体積平均粒径が５〜１５μｍのサイズのものを使用している。一方、現像剤８の磁性キャリアとしては、例えばフェライトなどの磁性体粒子などの他に、磁性体粒子の表面に極めて薄い樹脂コーティングを施したもの等が好適に使用され、平均粒径５〜７０μｍのサイズのものが好ましい。
【００３４】
本実施の形態に係る現像剤８は、初期において現像容器１０内に収容させる現像剤として、キャリア粒子からトナー粒子へのトリボ付与の点で好ましいトナー濃度（キャリア粒子およびトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合。以下、Ｔ／Ｄ比と記す。）であるＴ／Ｄ比８％のものを使用している。
【００３５】
次に本実施の形態のトナー濃度センサ９の詳細を説明する。
【００３６】
本実施の形態では、静電潜像の現像により現像容器１０内の現像剤濃度が変化するのを補正するため、即ち、現像容器１０に補給するトナー量を制御するために、攪拌室１０ｂの側壁にインダクタンスセンサを有するトナー濃度センサ９を設置している。エンジンコントローラ２７は、このトナー濃度センサ９から出力される検出信号（電圧値）によって、その時点での現像剤８のトナー濃度を検知し、この検知したトナー濃度と予め設定した基準値とを比較して、その比較結果に基づいてトナーを補給を制御するという、インダクタンス検知方式の自動トナー補給制御方法（ＡＴＲ）を実施している。
【００３７】
前述したように、二成分現像剤は、磁性キャリアと非磁性トナーを主成分としており、現像剤８のＴ／Ｄ比が変化すると、磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率が変化する。この見かけの透磁率をトナー濃度センサであるインダクタンスセンサによって検知して電気信号に変換するものである。
【００３８】
図４は、インダクタンスセンサ（トナー濃度センサ）の設定電圧と出力値の関係を説明する図である。
【００３９】
この図４は、標準環境（２３℃６０％ＲＨ）におけるＴ／Ｄ比８％の現像剤に対する設定電圧（以後、制御電圧）と出力値（出力電圧）の関係を示している。図４に示すように、制御電圧１２．５Ｖ付近が最も出力電圧の変化率が大きいため、本実施の形態では、標準環境下の標準制御電圧として１２．５Ｖを、標準出力電圧として２．５Ｖを採用している。
【００４０】
図５はＴ／Ｄ比とトナー濃度センサ９の出力電圧との関係を示す図である。この図より、センサ出力電圧（Ｖ）は、Ｔ／Ｄ比に応じてほぼ直線的に変化することが分かる。
【００４１】
基本的なトナー濃度制御は、エンジンコントローラ２７により以下のように行う。画像形成動作を行う際に、まずトナー濃度センサ（インダクタンスセンサ）９からの出力電圧を検出する。この出力電圧は、現像ユニット２２内の二成分現像剤のトナー濃度に対応している。このトナー濃度センサ９からの出力電圧を画像形成装置本体内の比較器（図示しない）の一方の入力に供給する。この比較器の他方の入力には、基準電圧信号源（図示しない）から、現像剤８の規定の濃度における見かけの透磁率に対応する基準電気信号が入力されている。従って、比較器（図示しない）は規定トナー濃度と現像器内の実際のトナー濃度とを比較することになり、両入力信号の比較結果としての、比較器の検出信号が装置本体内のエンジンコントローラ２７内のＣＰＵ（図示しない）に供給される。
【００４２】
尚、このような比較処理は、比較器等のハードウェアによらずに、ＣＰＵによるソフトウェアで実行されてもよい。
【００４３】
エンジンコントローラ２７のＣＰＵは、この比較器からの検出信号に基づいてトナー補給時間を補正するように制御する。例えば、トナー濃度センサ９によって検出された現像剤８のトナー濃度が規定値（規定トナー濃度）よりも小である場合には、つまり、トナーが補給不足である場合には、ＣＰＵは制御信号を出力して不足分のトナーを現像ユニット２２に補給するようにトナー補給機構１２を作動させる。トナー補給機構１２はその内部にトナー搬送用のスクリュー（不図示）を有しており、ＣＰＵからの制御信号（駆動信号）に応じて決定されたトナー補給量を落下させる時間だけスクリューが回転する。
【００４４】
また、トナー濃度センサ９によって検出された現像剤８のトナー濃度が上記規定値よりも大である場合には、つまり、トナーが過剰補給である場合には、その後の画像形成に際しては、過剰トナー量が消費されるまでトナーを補給せずに画像を形成させる。即ち、トナー無補給で画像を形成して過剰トナー量を消費させ、その過剰トナー量が消費されたらトナー補給動作を上述のとおり行わせるなどの制御を行う。
【００４５】
このトナー濃度センサ（インダクタンスセンサ）９は上述したように現像剤のみかけの透磁率が変化すると出力電圧が変化する。従って、環境条件、即ち、温度や湿度が変化すると現像剤の状態が変化して、その出力電圧が変化してしまう。具体的には、低温低湿環境下では、現像剤の含む水分量が減り、トナーとキャリアとの接触によるトナー帯電電荷が増加するため現像剤間の反発が大きくなり現像剤のかさ密度が減少する。これにより、インダクタンスセンサ９の出力値は小さくなる。逆に、高温高湿環境下では、現像剤の含む水分量が増加してトナーとキャリアとの接触によるトナー帯電電荷が減少するため現像剤間の反発が小さくなり、現像剤のかさ密度が増加するのでインダクタンスセンサ９の出力値が大きくなる。
【００４６】
図６は、Ｔ／Ｄ比８％の現像剤に対して制御電圧１２．５Ｖをトナー濃度センサ９に設定した場合の、現像剤の絶対水分量とトナー濃度センサ９の出力電圧の関係を示す図である。
【００４７】
この図６から、現像剤の水分量が多くなるとトナー濃度センサ９の出力電圧が上がることが分かる。その理由は上述した通りである。
【００４８】
また、トナー濃度センサ９の出力電圧が一定の出力電圧２．５Ｖとなるように制御電圧を変えることも可能である。
【００４９】
図７は、Ｔ／Ｄ比８％の現像剤に対してトナー濃度センサ９の出力電圧が２．５Ｖになるときの、絶対水分量に対する制御電圧値を説明する図である。
【００５０】
図７から分かるように、絶対水分量が小さいときには制御電圧を、上記した標準環境下での標準制御電圧１２．５Ｖより大きくし、逆に絶対水分量が大きいときは制御電圧を小さくすればよい。つまり、上述した基本となるトナー補給制御方法に加え、本体装置及び現像剤の環境が変化した場合に、トナー濃度センサ９の出力電圧に補正を加える必要がある。このように環境が変わった場合のその補正方法としては、上記したように標準出力電圧を補正するか、もしくは標準制御電圧を補正するかである。いずれの方法でも本実施の形態に適用可能であるが、本実施の形態では、一例として標準制御電圧を環境に応じて補正する例で説明する。
【００５１】
図８は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要制御部の構成を説明するブロック図で、前述の図面と共通する部分は同じ記号で示し、その説明を省略する。
【００５２】
図において、８０はパルス幅変調器で、入力した画像信号をＰＷＭしたパルス信号を出力している。８１は発振器で、一定の周波数のクロック信号を発生している。８２はＡＮＤ回路で、ＰＷＭ信号とクロック信号とを入力して、それらの論理積を取り、その信号をカウンタ８３に供給している。これによりカウンタ８３は、画像信号の各画素の濃度に対応した数のクロックパルスを計数することになる。エンジンコントローラ２７は、ＣＰＵ２７０，ＣＰＵ２７０により実行されるプログラムやデータ等を記憶しているＲＯＭ２７１、ＣＰＵ２７０による制御処理の実行時に各種データを一時的に保存するワークエリアを提供するＲＡＭ２７２を備えている。またＲＯＭ２７１は、後述する各種テーブル２７１ａ等も記憶している。８４は温湿センサで、この画像形成装置が設置されている環境（温度、湿度）を測定して、それに応じた信号をエンジンコントローラ２７に供給している。
【００５３】
以上の構成に基づいて、上記のインダクタンス検知方式ＡＴＲと共に、本実施の形態で使用するビデオカウント方式ＡＴＲについて説明する。
【００５４】
パルス幅変調器８０から発信される画素画像信号に対応するレーザ駆動パルスをＡＮＤ回路８２の一方の入力に供給し、このＡＮＤ回路８２の他方の入力には発振器８１からのクロックパルスを供給する。このＡＮＤゲート回路８２の出力は、レーザ駆動パルスのパルス幅に対応した数のクロックパルス、即ち、各画素の濃度に対応した数のクロックパルスである。このＡＮＤ回路８２から出力されるクロックパルスをカウンタ８３によって各画像毎に積算し、この計数値に基づいてビデオカウント数を算出する（このビデオカウント数はＲＡＭ２７２で積算される）（例えば、Ａ４サイズ、１枚の最大ビデオカウント数は４００ｄｐｉ，２５６階調で、３８８４×１００００００である）。
【００５５】
このビデオカウント数は、プリント１枚分のトナー像を形成するために消費されるトナー量に対応している。ＣＰＵ２７０はこのビデオカウント数から、予め格納されているビデオカウント数とトナー補給時間との対応関係を示す換算テーブル２７１ａを読み出し、前述のようにトナー補給機構１２を制御することで、消費したトナー量を補うようにトナー補給の制御を行う。
【００５６】
図９は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置における処理を説明するフローチャートである。尚、この処理を実行するプログラムはＲＯＭ２７１に記憶されており、ＣＰＵ２７０の制御の下に実行される。
【００５７】
この処理は、ステップＳ１０１で装置の電源（不図示）をオンにすることにより開始され、次にステップＳ１０２に進み、濃度センサ９の標準制御電圧Ｖ０と標準出力電圧Ｖｒｅｆを読み出す。この標準制御電圧Ｖ０と標準出力電圧Ｖｒｅｆの値は、本実施の形態においては予め記憶部１７に格納されている。
【００５８】
次にステップＳ１０３に進み、温湿度センサ８４により検出した温湿度を示す信号を基に絶対水分量Ｘを計算する。標準制御電圧Ｖ０は前述したように、標準環境（２３℃６０％ＲＨ）下での電圧であるため、ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で求めた絶対水分量Ｘに基づいて標準制御電圧を補正した、補正後制御電圧Ｖ１を定める。なお、これは絶対水分量と補正量との関係を示すテーブル２７１ａに基づいて補正する。そしてステップＳ１０５に進み、補正後の制御電圧Ｖ１をトナー濃度センサ９に入力電圧に設定する。
【００５９】
次にステップＳ１０６に進み、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖｏｕｔをエンジンコントローラに記憶保持する。そしてステップＳ１０８に進み、出力電圧Ｖｏｕｔと標準出力電圧Ｖｒｅｆ（予めＲＯＭ２７１に記憶されている）とを比較し、その電圧差がパッキング判断値Ｅよりも大きい［（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）≧Ｅ］か否かを判断する。このパッキング判断値Ｅは予め定められているもので、この値を（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）が上回った場合にパッキング発生が発生し、トナー濃度センサ９の出力値とトナー濃度の対応が合致していないと判断する。尚、本実施の形態では、このＥの値は０．３Ｖとした。
【００６０】
このステップＳ１０８の判断で、その電圧差がパッキング判断値Ｅよりも小さかった場合はステップＳ１０９に進み、インダクタンス検知方式のトナー補給制御を選択する。この（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）が判断値Ｅを下回る場合は、インダクタンス検知方式でトナー補給制御を継続して行っても、形成される画像に及ぼす影響はほとんどないと考えられる。実際に電圧差が０．３Ｖだった場合、インダクタンス検知方式でトナー補給制御を行っても、実際のトナー濃度としては約１％程度の上昇となるため画像上の問題とはならない。
【００６１】
一方、ステップＳ１０８で、その差（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）がパッキング判断値Ｅよりも大きい場合は、そのままインダクタンス検知方式のトナー補給制御を行うとトナーの過剰補給によるカブリやトナー飛散の発生を招く場合があるため、ステップＳ１１０に進み、ビデオカウントＡＴＲとインダクタンス検知方式ＡＴＲの両者の併用による補給制御を選択する。そしてステップＳ１１１に進み、その差分（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）に応じて両者を併用しながらプリントする枚数Ｎを決定し、ＲＡＭ２７２に記憶する。この枚数の考え方は、基本的には、その差が大きいほど現像剤の放置によるパッキングが顕著になっており、パッキング解消に必要な枚数が多くなり、逆に差が小さい場合は、パッキング解消が少数のプリント動作ですむことになる。よって本実施の形態１では、枚数Ｎを以下の関係式で決定した。
【００６２】
Ｎ＝（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）×１５０
ここでｍ（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）の単位は［Ｖ］であり、枚数ＮはＡ４サイズの用紙の枚数である。
【００６３】
このようにステップＳ１０９，Ｓ１１１で、インダクタンス検知方式ＡＴＲとするか、これらを併用とするかを選択した後ステップＳ１１２に進み、画像形成装置はプリントレディ状態となる。
【００６４】
次にステップＳ１１３で、プリント信号がオン（プリント開始が指示される）になるとステップＳ１１４に進み、枚数Ｎが設定されているかを判断し（ＲＡＭ２７２に枚数Ｎが記憶されている）、設定されていない場合はインダクタンス検知方式ＡＴＲが選択されていることになるためステップＳ１１５に進み、トナー濃度センサ９の出力値Ｖｏｕｔを調べて、これと標準出力電圧Ｖｒｅｆとの差分からトナー補給量を決定する。そしてステップＳ１１６に進み、プリント動作中にトナー補給を行う。そして次のプリント動作に備える。
【００６５】
一方、枚数Ｎが設定されていない時はステップＳ１１７に進み、それまで画像形成（印刷）した枚数が、設定された枚数Ｎに達したか否かを判断し、達していた場合は、ビデオカウントＡＴＲとインダクタンス検知方式ＡＴＲを併用する枚数分の印刷処理が終了して、パッキングが解消されたことを意味するのでステップＳ１１５に進み、それ以後はトナー濃度センサ９の出力電圧に基づいてトナー補給を制御する。一方、ステップＳ１１７で、枚数Ｎに達していない場合はステップＳ１１８に進み、ビデオカウントによるトナー補給量とトナー濃度センサ９の出力電圧に基づいて求められたトナー補給量と枚数情報とからトナー補給量を決定する。この際、基本的には、ビデオカウントＡＴＲとインダクタンス検知方式ＡＴＲの両者の併用でのトナー補給開始時には、ビデオカウントによるトナー補給制御をメインで行い、印刷枚数が増えていく毎に徐々にビデオカウントによるトナー補給制御の割合を減らし、トナー濃度センサ９の出力電圧値に基づくトナー補給制御の比率を上げていく。具体的には以下のように行う。
【００６６】
ビデオカウントによるトナー補給量をＶ、トナー濃度センサ９の出力電圧から求められたトナー補給量をＷ、併用の枚数をＮとする。そして、併用でのトナー補給制御を開始してからｎ枚目（ｎ≦Ｎ）でのトナー補給量をＺｎとすると、
Ｚｎ＝（１−ｎ／Ｎ）×Ｖ＋（ｎ／Ｎ）×Ｗ
とする。なお、これらの併用による補給制御を開始した一枚目では、トナー補給は行われない。これはビデオカウントに基づく補給制御では、一枚目のプリントでビデオカウントを調べ、その結果で次のプリントでトナー補給を行うためである。従って上記のｎはｎ＞１の場合である。
【００６７】
尚、トナー濃度検出のタイミングはプリント動作の再開直前でも、プリント動作中でも構わない。例えば、画像形成動作の１枚目はプリント動作の再開直前、それ以降はプリント動作中に検出しても構わない。
【００６８】
また、前述したように本実施の形態で用いているインダクタンス検知ＡＴＲにおいては、最適なトナー濃度（本発明の実施の形態では８％である。この値よりも高すぎるとトナーの飛散等が生じ、低すぎると画像濃度が薄くなる等の問題が生じることがある）における出力電圧の基準値を２．５Ｖになるように調整しており、この基準値よりもトナー濃度センサ９の出力電圧が大きければ（例えば、３．０Ｖ）トナーを補給し、この基準値よりも小さければ（例えば、２．０Ｖ）、トナーの補給を停止している。しかし本実施の形態では、当然上記の信号処理に限定されるものではなく、例えば回路の構成を変更して基準値が２．５Ｖ以外の値であってもよく、またトナー濃度が最適値よりも低いときに、トナー濃度センサ９の出力電圧が、そのセンサ９の基準値よりも小さくなるようにし、トナー濃度が最適値よりも高いときに、トナー濃度センサ９の出力電圧がそのセンサ９の基準値よりも大きくなるようにしても構わない。
【００６９】
以上説明したように本実施の形態１によれば、放置後の画像形成動作の再開時にトナー濃度センサ９の出力電圧を調べ、これを予め定められた基準電圧と比較して、その差分が所定値以上であった場合に、現像剤がパッキングしていると判断し、その差分に応じて定められた枚数だけビデオカウントＡＴＲとインダクタンス検知方式ＡＴＲとを併用する。この併用処理の開始時は、１００％ビデオカウントに基づいてトナー補給を制御して、形成した画像の枚数が増える毎に、徐々にビデオカウントに基づくトナー補給制御の比率を減らし、インダクタンス検知方式によるトナー補給制御の比率を増やしていく。
【００７０】
本実施の形態１では、インダクタンセンサ検知方式ＡＴＲにより画像形成再開時の値と、記憶されている基準出力値との差分から、インダクタンセンサ検知方式ＡＴＲ／ビデオカウントＡＴＲ併用方式とインダクタンセンサ検知方式ＡＴＲの併用し、その後、インダクタンス検知方式への切り換え（現像剤回復の推定）を画像形成動作再開時点からの通紙枚数にて決定しているが、画像形成動作を再開した時点からの「通紙枚数」だけでなく、例えば、「攪拌時間」，「補給トナー量」、「ビデオカウント数」などの累計値のいずれか（もしくは、前記のパラメータのいくつかを組み合わせた函数の算出値など）が所定値に達した場合に基づいて行っても良い。
【００７１】
［実施の形態２］
実施の形態１において、上記差分が大きい場合（現像剤のパッキング状態が大きい場合）は、それだけビデオカウントＡＴＲ／インダクタンセンサ検知方式ＡＴＲ併用方式の期間が長くなり、ビデオカウントＡＴＲの誤差により発生するトナー濃度変動が起こる可能性が高くなる。また場合によっては、トナー画像濃度変動やカブリ、トナー飛散の問題が発生することがあった。
【００７２】
すなわち、上記のような場合（現像剤のパッキング状態が大きい場合）に、画像形成動作再開時に主にビデオカウントＡＴＲにてトナー補給を行っていくと、記録比率とトナー消費量の関係が完全に対応していないため、場合によってはトナー濃度が大きく変わってしまうことがあった。そのため、トナー濃度が大きく増加する場合には、画像濃度が大きくなったり、またカブリやトナー飛散の問題が発生し、トナー濃度が大きく減少する場合には、画像濃度が低下するなどの問題が発生することがあった。
【００７３】
ここで記録比率とトナー消費量の関係が対応しない理由は、画像の種類によって単位記録率当たりのトナー消費量に差が生じるためである。例えばベタ画像とライン画像では、ライン画像は単位記録率当たりのトナー消費量が多くなる傾向があり、またハーフトーン画像とベタ画像とでは、ベタ画像が単位記録率当たりのトナー消費量が多くなる傾向がある。更に、ベタ画像でのトナー消費量にしても、様々な要因によりバラツキが生じる。よって、ビデオカウントＡＴＲで画像形成動作を繰り返した際に生じるトナー濃度が変動してしまう問題は防ぎきれないこととなる。
【００７４】
これに対して本実施の形態２では、上記したように、長時間放置後に画像形成動作を再開した後のトナー濃度センサの出力電圧Ｖ１と、予め定めてあるインダクタンスセンサの目標電圧ＶＳと画像形成動作の再開時点の再開時電圧Ｖ０とを比較して、インダクタンス検知方式ＡＴＲ／ビデオカウントＡＴＲの併用時にトナー濃度が大きく変動した場合でもそれを検知し、更にトナー濃度の変動を最小限に抑制する処理について説明する。
【００７５】
インダクタンスセンサ検知方式ＡＴＲ／ビデオカウントＡＴＲ併用時のトナー濃度変動検知方法とトナー濃度変動を最小限に抑制する動作を図１０及び図１１のフローチャートに示す。
【００７６】
図１０は、本発明の実施の形態２に係るトナー濃度が大きく増加した時の検知方法とトナー濃度変動を最小限に抑制する動作を示すフローチャートである。
【００７７】
また図１１は、本実施の形態２における、トナー濃度が大きく減少した時の検知方法とトナー濃度変動を最小限に抑制する動作を示すフローチャートである。これらの処理はいずれもＣＰＵ２７０により実行され、この処理を実行するプログラムはＲＯＭ２７１に記憶されている。
【００７８】
まず、トナー濃度が増加する場合について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００７９】
まずステップＳ２０１で、装置の電源がオンされるとステップＳ２０２に進み、トナー濃度センサ９の基準電圧ＶＳを読み出し（予めＲＯＭ２７１或いは記憶部１７に記憶されている）、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖｏｕｔ（これをＶ０とする）をエンジンコントローラに記憶保持する。次にステップＳ２０４に進み、トナー濃度センサ９の電圧Ｖ０と基準電圧ＶＳとを比較する。トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ０と基準電圧ＶＳとの差分が所定値Ｅより小さい場合はステップＳ２０５に進み、インダクタンスＡＴＲによるトナー濃度の検知制御を選択する。そしてステップＳ２２０に進み、トナー濃度センサ９の出力電圧に基づいてトナーの補給を制御する。
【００８０】
一方、この差分値が所定値Ｅより大きい場合はステップＳ２０６に進み、ビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲ併用方式を選択してトナー濃度の検知制御を行う。次にステップＳ２０７に進み、電圧Ｖ０と基準電圧ＶＳとの差分値に応じて、この併用による画像の印刷（形成）を行う枚数Ｎを決定する。
【００８１】
次にステップＳ２０８に進み画像形成動作を再開した後、画像形成した枚数が、ステップＳ２０７で設定した所定枚数Ｎに達しているかどうかを判断する。所定枚数Ｎに達するとステップＳ２１０に進み、ビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲの併用による制御を終了する。
【００８２】
一方、所定枚数Ｎに達していない場合はステップＳ２１１に進み、画像形成動作再開後のトナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ１をされている）、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖｏｕｔ（これをＶ０とする）をエンジンコントローラに記憶保持する。次にステップＳ２１２に進み、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ１と、予め定めてあるトナー濃度センサ９の基準電圧値ＶＳとを比較する。ステップＳ２１３で、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ１と基準電圧ＶＳとの差が所定値ＥＬ以下の場合はステップＳ２１４に進み、この場合はトナー濃度が大きく増加したと判断してステップＳ２１５に進み、ビデオカウントＡＴＲでのトナー補給制御を停止し、インダクタンス検知方式ＡＴＲのみのトナー補給制御に切り替える
またステップＳ２１３で、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ１と基準電圧ＶＳとの差がＥＬ以上の場合はステップＳ２０９に戻り、所定枚数Ｎに達するまでビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲとの併用によるトナー補給制御を行う。
【００８３】
本実施の形態２では、所定値ＥＬの値を−０．１５Ｖとした。元来、ビデオカウントＡＴＲ／インダクタンス検知方式ＡＴＲの併用時は、現像剤がパッキング状態にあり、かさ密度の増加に伴う見かけの透磁率の増加が起こり、現像容器内のトナー濃度が適正であるにも拘わらずトナー濃度センサ９の出力電圧が高い値を示しているのである。従って、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ１が、基準電圧値ＶＳより小さくなることは通常有り得ない。そこで、この場合は、ビデオカウントＡＴＲの信頼性が低下したと判断できる。そしてこのような場合には、ビデオカウントＡＴＲによるトナー補給制御を停止し、トナー濃度センサ９による制御、即ち、インダクタンス検知方式ＡＴＲのみのトナー補給制御に切り替える。これにより、トナー濃度増加を最小限に抑制できる。
【００８４】
次に図１１のフローチャートを参照して、トナー濃度が減少している場合の処理について説明する。
【００８５】
ステップＳ３０１で、装置の電源がオンされるとステップＳ３０２に進み、トナー濃度センサ９の基準電圧ＶＳを読み出し（ＲＯＭ２７１或いは記憶部１７に記憶されている）、次にステップＳ３０３で、トナー濃度センサ９の開始時出力電圧Ｖｏｕｔ（これをＶ０とする）を求める。次にステップＳ３０４に進み、トナー濃度センサ９の開始時の電圧Ｖ０と基準電圧ＶＳとを比較する。ステップＳ３０４で、電圧Ｖ０と基準電圧ＶＳとの差分と所定値Ｅとを比較し、その差分が所定値Ｅよりも小さい場合はステップＳ３０５に進み、インダクタンスＡＴＲを選択し、ステップＳ３２０で、トナー濃度センサ９の出力電圧に基づいてトナーの補給を制御する。
【００８６】
一方、ステップＳ３０４で、その差分が所定値Ｅより大きい場合はステップＳ３０６に進み、ビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲの併用方式を選択する。次にステップＳ３０７に進み、電圧Ｖ０と基準電圧ＶＳとの差分に応じて、併用方式で画像を形成する画像の枚数Ｎを決定する。
【００８７】
こうしてステップＳ３０８に進み、画像形成動作が再開されるとステップＳ３０９に進み、それまで画像形成（印刷）した枚数が所定枚数Ｎに達しているかどうかを判断する。尚、この印刷枚数は、一枚の画像が形成される度に不図示の処理によりカウントアップされて、ＲＡＭ２７２に記憶されているものとする。ここで所定枚数Ｎに達しているとステップＳ３１０に進み、ビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲの併用による補給制御を終了する。
【００８８】
一方、ステップＳ３０９で、所定枚数Ｎに達していない場合はステップＳ３１１に進み、画像形成動作を再開した後、トナー濃度センサ９の出力電圧をされている）、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖｏｕｔ（これをＶ０とする）をエンジンコントローラに記憶保持し、これをＶ１とする。次にステップＳ３１２に進み、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ１と、画像形成動作を再開した時点での出力電圧Ｖ０（ステップＳ３０３で入力した）とを比較する。次にステップＳ３１３に進み、出力電圧Ｖ１と電圧Ｖ０との差分が所定値Ｅｕ以上かどうかを調べ、そうであればステップＳ３１４に進み、トナー濃度が大きく減少したと判断し、次にステップＳ３１５で、ビデオカウントＡＴＲでのトナー補給制御の比率を所定量まで減少させ、インダクタンス検知方式ＡＴＲでのトナー補給制御の比率をある所定量まで増加させる。これにより、トナー濃度の減少を最小限に抑制できる。
【００８９】
また、ステップＳ３１３で、出力電圧Ｖ１と電圧Ｖ０との差分がＥｕ以下の場合はステップＳ３０９に戻り、画像形成した画像の枚数が所定枚数Ｎに達するまでビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲ併用を行う。
【００９０】
尚、本実施の形態２では、所定値Ｅｕの値を０．４７Ｖとした。これは、トナー濃度に換算すると約２％となり、この範囲であれば極端な画像濃度薄を引き起こすことはないと考えられる。パッキング状態にある現像剤は、画像形成動作を行うと、必ずパッキングの状態が改善されてくる。従って、画像形成動作を繰り返すと、トナー濃度センサ９の出力電圧が低下し、トナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ１が画像形成動作再開時点の再開時の電圧Ｖ０より大きくなることは通常有り得ない。そこで、この場合も、ビデオカウントＡＴＲの信頼性が低下したと判断できるのである。
【００９１】
本実施の形態２では、ビデオカウントＡＴＲでのトナー補給制御の比率が５０％以上の場合に限り、画像形成動作を再開した後のトナー濃度センサ９の出力電圧Ｖ１と、画像形成動作の再開時点の電圧Ｖ０の差分が０．４７Ｖ以上になった時、ビデオカウントＡＴＲによるトナー補給制御の比率を５０％まで強制的に減少させ、インダクタンス検知方式ＡＴＲでのトナー補給制御の比率を強制的に５０％まで増加させている。このようにしてビデオカウントＡＴＲ／インダクタンス検知方式ＡＴＲとの併用を継続しながら、トナー濃度の減少を最小限に抑制できるのである。
【００９２】
なお、この現象は通常、画像形成動作を何度か繰り返した後に発生するので、ビデオカウントＡＴＲでのトナー補給制御の比率を５０〜１００％まで強制的に減少させ、インダクタンス検知方式ＡＴＲでのトナー補給制御の比率を強制的に５０〜１００％まで増加させても同様の効果が得られる。
【００９３】
この結果、画像形成動作を再開した時点の電圧と、トナー濃度センサ９の基準電圧の差分に応じた期間、ビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲとを併用させることにより、発生していた画像濃度変動やカブリ、トナー飛散の発生を防止することができた。
【００９４】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
【００９５】
本発明の実施の形態３に係るトナー粒子は球形重合トナーであり、その球形重合トナーの製法は、重合法のモノマーに着色剤及び荷電制御剤を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させたもので、これにより球形状のトナー粒子を得ることができる。この生成法は、廉価に球形状のトナーを作製するのに好適である。尚、上述した球形重合トナーの生成法は、本実施の形態の手法に限るものではなく、球形状のトナーが生成できれば、例えば乳化重合法等で生成してもかまわず、また他の添加物が入っていても構わない。
【００９６】
この製法により得られる球形重合トナーの形状係数は、ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０である。このＳＦ−１、ＳＦ−２には、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナーを１００個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｓｅｘ３）に導入して解析し、下式より算出して得られた値を、本実施の形態２で形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２と定義した。
【００９７】
ＳＦ−１＝（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ×（π／４）×１００
ここで、ＡＲＥＡは、トナー投影面積、ＭＸＬＮＧは絶対最大長、ＰＥＲＩは周長を示している。
【００９８】
またＳＦ−１は球形度合いを示し、大きくなるにつれ球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２は凹凸度合いを示し、大きくなるにつれて表面積の凹凸が顕著になる。
【００９９】
この球形状トナーの形状係数に対し、従来の粉砕トナーの形状係数は、ＳＦ−１が１８０〜２２０、ＳＦ−２が１８０〜２００であることから、従来の粉砕トナーに比べて球形重合トナーは、形状が略真円に近いことがわかる。もともと真円に近い球形重合トナーは、粉砕トナーに対して形状変化する要因が少ないため形状変化が少ないことを示す。また粉砕トナーは、トナー粒子の形状のばらつきが大きいため、空隙率、かさ密度の変化も大きい。これに対し球形重合トナーでは、上記の通りトナー粒子の形状の変化が少ないため、かさ密度変化も少なく、現像剤を放置した場合のインダクタンス検知方式ＡＴＲの検出信号誤差も少ないものとなる。
【０１００】
従って、本実施の形態２では、球形重合トナーを使用して放置後の画像形成が再開された直後のトナー濃度センサの出力電圧の誤差を抑え、粉砕トナーに比較して、より誤差の少ないＴ／Ｄ比制御が可能となる。
【０１０１】
また、キャリア粒子として球形のものを用い、１×１０１０〜１×１０１４［Ω・ｃｍ］と抵抗の高いものを用いると良い。このおゆにキャリア粒子を球形にすることにより、上記かさ密度の変化が小さくなる。更に高抵抗であるため、一度キャリア粒子に蓄積された電荷が逃げにくくなり、現像剤を放置したときのキャリア粒子の電荷の変動が少なくなる。このため、この高抵抗な球形キャリアは、インダクタンス方式のＡＴＲに適しているといえる。
【０１０２】
従って、この高抵抗の球形キャリアを、上記実施の形態１で説明したトナー補給制御と組み合わせることにより、より誤差の少ないＴ／Ｄ比制御が可能となる。
【０１０３】
尚、本願発明者らは、バインダ樹脂と、磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とからなる樹脂磁性キャリアとを用い、重合法により上記高抵抗キャリアを生成したが、他の製法により抵抗を調整することができれば、そのキャリアを使用してもかまわない
また、この球形重合トナーは、特に重合トナーで作製される必要はなく、他の方法で、球形トナーが作製できるのであればそれでもかまわない。
【０１０４】
なお、本発明の実施の形態において、電源オン時を、画像形成装置が長い間放置された後の画像形成の再開時としていたが、電源オンのままでも長い時間放置される場合がある。このような場合は、スリープモードを設定し、そのスリープモードから解除する時を、画像形成の動作の再開時としてもよい。また或いは、画像形成装置本体の内蔵タイマにて画像形成動作が停止している時間を計測し、その経過時間が所定時間を超えた後に、画像形成動作が開始されると、その時を画像形成動作の再開時とみなし、トナー濃度センサ９の出力電圧を基準電圧と比較して、ビデオカウント併用でのＡＴＲの判断を行ってもよい。
【０１０５】
また、本発明の実施の形態において、ビデオカウントＡＴＲとインダクタンス検知方式ＡＴＲとの併用を、所定枚数Ｎの画像を形成する間としたが、原理的には、現像ユニットのスクリュー５，６の回転数を検知して、それらが所定回数回転する間だけ併用するように制御しても良い。このように、画像形成装置や制御系の構成等に関して、種々の変形及び変更がなし得ることはいうまでもない。
【０１０６】
［その他の実施の形態］
なお本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用しても良い。
【０１０７】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵまたはＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成されることは言うまでもない。
【０１０８】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１０９】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることが出来る。
【０１１０】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１１１】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１１２】
以上説明したように本実施の形態によれば、画像形成動作が再開された後のトナー濃度センサの出力電圧、基準電圧と、及び画像形成動作の再開時のセンサ出力電圧とに基づいて、インダクタンス検知方式ＡＴＲ／ビデオカウントＡＴＲの併用時にトナー濃度の変動を検知し、更にトナー濃度の変動を最小限に抑制することができる。
【０１１３】
また、画像形成動作を再開した後のトナー濃度センサの出力電圧と基準電圧とに基づいて、トナー濃度が大きく増加したと判断した場合に、ビデオカウントＡＴＲでのトナー補給制御を停止し、インダクタンス検知方式ＡＴＲのみによるトナー補給制御に切り替えることにより、画像濃度の増大、カブリ、トナー飛散の問題を防止することができる。
【０１１４】
また、画像形成動作を再開した後のトナー濃度センサの出力電圧と、再開時点の電圧とに基づいて、トナー濃度が大きく減少したと判断した場合には、ビデオカウントＡＴＲでのトナー補給制御の比率を所定量まで減少させ、インダクタンス検知方式ＡＴＲによるトナー補給制御の比率を所定量まで増加させることにより画像濃度低下を防止することができる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、現像剤の濃度制御（補給制御）を正確に実施して、さらに、現像剤量の変動を最小限に抑えて適正な現像剤量を維持して、形成される画像濃度の変動やカブリ等を抑えて高品位の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る現像ユニットの拡大断面図である。
【図３】本実施の形態に係る現像ユニットを上方から見た断面図である。
【図４】本実施の形態に係るインダクタンスセンサの制御電圧と出力電圧との関係を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る現像剤のＴ／Ｄ比とインダクタンスセンサの出力電圧との関係を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る現像剤の絶対水分量と、インダクタンスセンサの出力電圧との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る現像剤の絶対水分量と、インダクタンスセンサの制御電圧との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置おけるトナー補給制御方法を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲ併用時のトナー濃度増加検知、及びトナー濃度増加を最小限に抑制する処理を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るビデオカウントＡＴＲ／インダクタンスＡＴＲ併用時のトナー濃度減少検知、及びトナー濃度減少を最小限に抑制する処理を説明するフローチャートである。
【図１２】一般的な現像ユニットの構成例を示す断面図である。
【図１３】本実施の形態に係る記憶部のデータ構成を説明する図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for forming an electrostatic image on an image carrier and visualizing the image with a developer to form an image on a recording medium, a control method thereof, and a process cartridge.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Generally, a two-component developer in which toner particles and carrier particles are mixed is used in a developing device provided in an image forming apparatus such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system. The toner particles are attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum as the image carrier by the developing device, and the electrostatic latent image is visualized. As is well known, the toner concentration of the two-component developer, that is, the ratio of the weight of the toner particles to the total weight of the carrier particles and the toner particles is extremely important for stabilizing the quality of the formed image in such an image forming apparatus. It is an important factor. The toner particles are consumed during development, which changes the toner concentration. For this reason, a toner concentration control device (ATR) is used to accurately detect the toner concentration in a timely manner, replenish the toner according to the detected change in the toner concentration, and control the toner concentration to be always constant. Thus, it is necessary to maintain the quality of the formed image. As described above, the toner particles in the developing device are consumed by the development, and in order to control the amount of toner to replenish the toner particles, various types of conventional toner density detecting devices and toner density controlling devices in the developing container have been used. Has been put to practical use.
[0003]
For example, when the toner concentration detecting device arranged in the developing sleeve or the developer conveying path of the developing container is disposed close to the developer conveying path, the reflectance when light is applied to the toner particles conveyed on the developing sleeve or the toner in the developing container is measured. There is an optical detection type developer concentration control device that detects toner concentration by utilizing the fact that the toner concentration varies depending on the concentration, and controls the toner supply amount according to the detected change in toner concentration. Further, an apparent magnetic permeability based on a mixing ratio of the magnetic carrier and the non-magnetic toner is detected by an inductance head arranged on a side wall in the developing device, and a toner concentration in the developing device is obtained by a detection signal from the detected magnetic permeability. An inductance detecting type developer concentration control device configured to replenish toner by comparing the density with a reference value is used.
[0004]
Further, a patch image density formed on a photosensitive drum as an image carrier is read by a light source provided at a position facing the surface thereof and a sensor receiving reflected light thereof, and the read patch image density is subjected to A / D conversion. After the digital signal is converted into a digital signal by the device, the digital signal is sent to a CPU (Central Processing Unit). If the density value represented by the digital signal is higher than the initial set value, the toner is returned to the initial set value. A replenishment is stopped, and a patch detection type developer concentration control device is used in which toner is forcibly replenished until it returns to the initial set value if the replenishment is lower than the initial set value.
[0005]
Also, in an image forming apparatus that forms a digital latent image using a laser scanner, an LED array, or the like, the total number of print pixels in an image information signal per page (hereinafter, referred to as a “video count number”) is calculated based on the number of pixels per page. There is also automatic toner replenishment control (hereinafter, “video count ATR”) that estimates the toner consumption and determines the toner replenishment amount in accordance with the estimated consumption. The video count ATR has a great cost advantage because it does not require a toner density detecting means. However, the above-described detection method using light has a problem to be solved such that the toner density cannot be accurately detected if the detection unit is soiled due to toner scattering or the like. In addition, the above-described patch detection method in which the toner density is indirectly controlled from the patch image density cannot secure a space for forming a patch image or a space for installing a detection unit due to the downsizing of a copying machine or an image forming apparatus. There is a problem. Further, the above-described video count ATR has a problem that errors in the amount of toner replenishment gradually accumulate, and when a large number of images are formed, errors in toner density occur. Therefore, some means for correcting this point is necessary, and it is difficult to use the video count ATR alone at present.
[0006]
On the other hand, an inductance detection type developer concentration control (hereinafter, referred to as an “inductance detection type ATR”) for detecting an apparent magnetic permeability based on a mixing ratio of a magnetic carrier and a non-magnetic toner is preferable without the above-described problems. The method of controlling the toner concentration is that, for example, when it is detected that the apparent magnetic permeability of the developer is large, the ratio of the carrier particles in the developer in a certain volume increases and the toner concentration decreases. Means that toner supply is started. Conversely, when the apparent magnetic permeability of the developer decreases, it means that the ratio of the carrier particles in the developer within a certain volume has decreased and the toner concentration has increased, so that the toner replenishment is stopped. Thus, the toner density is controlled.
[0007]
FIG. 12 is a sectional view of a two-component developing device 61 employing such an inductance detection type ATR.
[0008]
In the figure, reference numeral 50 denotes a developing container which contains a developer 51. Reference numeral 54 denotes a developing sleeve which is a developer carrier. The developing sleeve 54 is a hollow metal sleeve and contains a magnet roller 55 as a magnetic field generating means inside. Below the developing sleeve 54, a developer layer thickness regulating blade 56 is provided close to the developing sleeve 54. As a result, the developer fed with the rotation of the developing sleeve 54 in the direction of the arrow is thinned by the developer layer thickness regulating blade 56.
[0009]
An A screw 57 is disposed in the developing container 50 substantially parallel to the developing sleeve 54, and conveys and agitates the developer in the direction of the arrow. Further, a B screw 58 is arranged on the opposite side of the developing screw 54 from the A screw 57 with the partition wall 52 interposed therebetween. Here, in order to transfer the developer from the side of the A screw 57 to the side of the B screw 58, the partition walls 52 are not provided at both ends in the longitudinal direction, but extend to intermediate positions in the longitudinal direction. The circulation of the developer between the B screws 57 and 58 is realized.
[0010]
The developer present on the A screw 57 side and used for image formation is sent to the B screw 58 side, and the toner is detected by the toner density sensor 53 of the inductance detection type located on the upstream side of the B screw 58 in the developer conveying direction. The concentration is detected.
[0011]
The method of detecting the toner density is performed as follows.
[0012]
First, an output value of the toner density sensor 53 when a desired toner density is obtained is predetermined as a reference value. Alternatively, the output of the toner density sensor 53 for a new developer having an initial predetermined toner density is checked, and the value is used as a reference value. This reference value is stored in a non-volatile memory provided in the developing device. During the image formation, the output value of the toner density sensor 53 is checked, and the output value is compared with a reference value. An appropriate amount of toner is supplied from the toner supply mechanism 61 through the toner supply port 60. Conversely, when the output value of the toner density sensor 53 is small, it is determined that the toner density is high, and the toner is not supplied. Thus, the toner concentration of the developer is always kept constant.
[0013]
This conventional inductance detection method ATR has a problem that a sensor detection signal corresponding to an apparent magnetic permeability changes due to a change in the bulk density of the developer 51 due to a change in environment. That is, in a low-temperature and low-humidity environment, the amount of water contained in the developer decreases, and as a result, the toner charge increases due to the contact between the toner particles and the carrier, and the repulsion between the developers increases. The density decreases. On the other hand, in an environment of high temperature and high humidity, the amount of water contained in the developer increases, and the toner charge due to the contact between the toner particles and the carrier decreases. The density increases. That is, although the toner concentration in the developing container is constant, the output value of the inductor fluctuates depending on the environment.
[0014]
Therefore, in accordance with such an environment, the environment correction is performed so that the output value of the density sensor becomes constant by changing the voltage set to the inductive sensor. As a result, even when the bulk density of the developer changes due to a change in the environment, the toner density can be detected without any problem. However, as another problem of the inductance detection type ATR, there is a problem that the output fluctuates due to long-term storage (particularly in a high humidity environment). In other words, the gap between the toner particles and the carrier particles may be further narrowed by the standing (this phenomenon is hereinafter referred to as “packing of the developer”), and the apparent magnetic permeability increases with the increase in the bulk density. In some cases, it is erroneously detected that the toner density has decreased, although it is appropriate.
[0015]
For example, when trying to operate the image forming apparatus after a long period of shutdown, the inductance detection type ATR may erroneously detect that the toner concentration has decreased as described above, and may replenish the toner excessively. there were. Such excessive replenishment of the toner causes a deterioration in image quality such as a deviation in image density and color balance, and the occurrence of fog. Further, this may lead to a problem such as contamination in the image forming apparatus due to an increase in toner scattering. This problem occurs irregularly depending on the use situation of the user, and the degree of increase in the bulk density of the developer cannot be predicted. Therefore, the toner density control becomes inaccurate only with the inductance detection type ATR.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there is a problem that the toner density control becomes inaccurate only with the video count ATR method or the inductance detection method only.
[0017]
The present invention has been made in view of the conventional example described above, and controls the concentration of the developer (correctly controls the replenishment, and further maintains the appropriate amount of the developer by minimizing the fluctuation of the amount of the developer, An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that forms a high-quality image while suppressing fluctuations in image density to be formed, fogging, and the like, a control method thereof, and a process cartridge.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention has the following configuration. That is,
An image forming apparatus that forms an electrostatic image on an image carrier, visualizes the image with a developer, and forms an image on a recording medium,
First detection means for detecting the amount of the developer based on the magnetic permeability and outputting a detection signal;
Second detection means for detecting the amount of the developer based on the formed image amount;
First developer concentration control means for controlling the supply of the developer according to a difference between an output value of the first detection means based on a detection signal and a reference output value;
Second developer concentration control means for performing supply control of the developer based on detection by the second detection means;
When the difference value between the detection signal and the reference value is equal to or more than a predetermined amount, the developer supply control is performed by using the first and the developer concentration control means in combination. (1) When the replenishment control is performed by the developer concentration control means, and the difference between the detection signal after the restart of the image forming operation and the detection signal immediately after the restart of the image forming operation becomes a predetermined value or more, the second developer Control means for reducing the supply control ratio by the density control means and increasing the supply control ratio by the first developer concentration control means.
[0019]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention has the following configuration. That is,
An image forming apparatus that forms an electrostatic image on an image carrier, visualizes the image with a developer, and forms an image on a recording medium,
First detection means for detecting the amount of the developer based on the magnetic permeability and outputting a detection signal;
Second detection means for detecting the amount of the developer based on the formed image amount;
A first developer concentration control unit that executes the developer supply control in accordance with a difference between a detection signal of the first detection unit and a reference value;
Second developer concentration control means for performing supply control of the developer based on detection by the second detection means;
When the difference value between the detection signal and the reference value is equal to or more than a predetermined amount, the developer supply control is performed by using the first and the developer concentration control means in combination. (1) The replenishment control is performed by the developer concentration control unit, and when the difference between the detection signal after the image forming operation is restarted and the reference value is equal to or less than a predetermined value, the replenishment of the developer by the second developer concentration control unit is performed. Control means for stopping the operation and controlling the first developer concentration control means to perform replenishment control;
It is characterized by having.
[0020]
In order to achieve the above object, a method for controlling an image forming apparatus according to the present invention includes the following steps. That is,
A method of controlling an image forming apparatus that forms an electrostatic image on an image carrier, visualizes the image with a developer, and forms an image on a recording medium,
A first detection step of detecting the amount of the developer based on the magnetic permeability and outputting a detection signal;
A second detection step of detecting the amount of the developer based on the formed image amount;
A first developer concentration control step of performing supply control of the developer according to a difference between an output value based on a detection signal output in the first detection step and a reference output value;
A second developer concentration control step of performing supply control of the developer based on the detection in the second detection step;
When the difference value between the detection signal and the reference value is equal to or more than a predetermined amount, the developer replenishment control is performed by using the first and developer concentration control steps in combination. (1) The replenishment control in the developer concentration control step is executed, and when the difference between the detection signal after resuming the image forming operation and the detection signal immediately after resuming the image forming operation is equal to or larger than a predetermined value, the second developing A control step of reducing the ratio of the replenishment control by the developer concentration control step and increasing the ratio of the replenishment control by the first developer concentration control step.
[0021]
In order to achieve the above object, a method for controlling an image forming apparatus according to the present invention includes the following steps. That is,
A method of controlling an image forming apparatus that forms an electrostatic image on an image carrier, visualizes the image with a developer, and forms an image on a recording medium,
A first detection step of detecting the amount of the developer based on the magnetic permeability and outputting a detection signal;
A second detection step of detecting the amount of the developer based on the formed image amount;
A first developer concentration control step of executing the developer supply control in accordance with a difference between a detection signal obtained by the first detection step and a reference value;
A second developer concentration control step of performing supply control of the developer based on the detection in the second detection step;
When the difference value between the detection signal and the reference value is equal to or more than a predetermined amount, the developer supply control is performed by using the first and the developer concentration control means in combination. (1) The replenishment control is executed by the developer concentration control step, and when the difference between the detection signal after the image forming operation is restarted and the reference value is equal to or less than a predetermined value, the developer is replenished by the second developer concentration control step. A control step of stopping operation and performing control to perform replenishment control in the first developer concentration control step;
It is characterized by having.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0023]
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of the image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0024]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum as a latent image carrier, reference numeral 20 denotes a charging unit for charging the photosensitive drum 1, reference numeral 21 denotes an exposure unit for forming a latent image on the photosensitive drum 1, and reference numeral 22 denotes a visualization of the latent image with toner. A toner supply mechanism for supplying toner to the development unit 22, a transfer roller 25 for transferring the visualized toner image onto a transfer sheet such as paper, and a transfer roller 26 transferred onto the transfer sheet. A fixing unit 23 for fixing the toner image is a cleaning unit for removing the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1. Reference numeral 9 denotes a toner density sensor, 10 denotes a developing container, and 11 denotes a toner supply port.
[0025]
Reference numeral 17 denotes a storage unit provided in the developing unit 22. In the embodiment of the present invention, a readable / writable EEPROM is used as an example. The storage unit 17 is electrically connected to the engine controller 27 when the developing unit cartridge (developing unit) 22 is set in the main body of the image forming apparatus, and is stored in the storage unit 17 via the engine controller 27. The cartridge information can be read and written from the image forming apparatus side.
[0026]
FIG. 13 is a diagram illustrating details of the storage unit 17 according to the present embodiment.
[0027]
The storage unit 17 has an area 171 for storing information about a standard control voltage of the density sensor described later, and an area 172 for storing information about a standard output voltage. In addition, it has an area for storing information on the developing unit.
[0028]
FIG. 2 is an enlarged detailed view showing a part of the developing unit 22, and FIG. 3 is a view of a cross section of the developing unit 22 viewed from above. The developing unit 22 will be described with reference to FIGS. In these drawings, common parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0029]
In FIG. 2, a developing container 10 contains a developer in which carrier particles and toner particles are mixed at a predetermined ratio. The inside of the developing container 10 has a developing chamber 10a having an A screw 5 which is almost parallel to the developing sleeve 2 by a partition wall 7 and a B screw which is disposed with the partition wall 7 interposed between the A screw 5 and the developing chamber 10a. 6 and a stirring chamber 10b having the same.
[0030]
As shown in FIG. 3, in order to transfer the developer 8 from the developing chamber 10a to the stirring chamber 10b, the partition wall 7 has both ends in the longitudinal direction open, and the A and B screws 5, 6 2 rotates in the direction indicated by the arrow in FIG. 2 so that the developer 8 can circulate between the developing chamber 10a and the stirring chamber 10b as indicated by the arrow in FIG. In the present embodiment, the A and B screws 5, 6 each have a diameter of 14 mm.
[0031]
An opening is provided in a portion of the developing container 10 which is in close proximity to the photosensitive drum 1, and a developing sleeve 2 which is a non-magnetic developer holding means such as aluminum or non-magnetic stainless steel is provided in this opening. . The developing sleeve 2 contains a magnet roller 3 as a magnetic field generating means inside. The developing sleeve 2 rotates in the direction of the arrow in FIG. 2 to convey the developer 8 to a developing portion facing the photosensitive drum 1. The developer thin layer formed by being regulated by the developer layer thickness regulating blade 4 provided below and adjacent to the developing sleeve 2 is magnetically applied to the photosensitive drum 1 which rotates in the direction of the arrow in FIG. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed with the toner by making contact with a brush.
[0032]
A toner replenishing mechanism 12 is provided above the stirring chamber 10b, and replenishing toner is stored inside the toner replenishing mechanism 12. A toner concentration sensor 9 is provided on the side surface of the stirring chamber 10b and on the upstream side of the B screw 6 in the developer conveying direction. The developer 8 in the developing chamber 10a is sent to the stirring chamber 10b, and the toner density of the developer 8 is detected by the toner density sensor 9. Based on the detection result of the toner density by the toner density sensor 9, an appropriate amount of toner is replenished from the toner replenishing mechanism 12 through a toner replenishing port 11 provided above the stirring chamber 10b and downstream of the toner density sensor 9. You. Thus, the toner concentration of the developer 8 in the developing container 10 is always kept constant.
[0033]
As the toner of the developer 8, for example, a known toner in which a colorant, a charge control agent, and the like are added to a binder resin can be used. In the present embodiment, a toner having a volume average particle size of 5 to 15 μm is used. are doing. On the other hand, as the magnetic carrier of the developer 8, besides magnetic particles such as ferrite, for example, those having a very thin resin coating on the surface of the magnetic particles are preferably used, and the average particle diameter is 5 to 70 μm. Is preferred.
[0034]
The developer 8 according to the present exemplary embodiment has a preferable toner concentration (toner with respect to the total weight of the carrier particles and the toner particles) in terms of providing a tribo from the carrier particles to the toner particles as the developer to be initially contained in the developing container 10. (T / D ratio), which is 8% of the particle weight.
[0035]
Next, details of the toner concentration sensor 9 of the present embodiment will be described.
[0036]
In the present embodiment, in order to correct the change in the developer concentration in the developing container 10 due to the development of the electrostatic latent image, that is, to control the amount of toner supplied to the developing container 10, the stirring chamber 10b is A toner concentration sensor 9 having an inductance sensor on the side wall is provided. The engine controller 27 detects the toner density of the developer 8 at that time based on the detection signal (voltage value) output from the toner density sensor 9 and compares the detected toner density with a preset reference value. Then, an automatic toner replenishment control method (ATR) of an inductance detection method of controlling replenishment of toner based on the comparison result is performed.
[0037]
As described above, the two-component developer contains a magnetic carrier and a non-magnetic toner as main components, and when the T / D ratio of the developer 8 changes, the apparent magnetic permeability due to the mixing ratio of the magnetic carrier and the non-magnetic toner changes. Change. The apparent magnetic permeability is detected by an inductance sensor, which is a toner concentration sensor, and is converted into an electric signal.
[0038]
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a set voltage and an output value of an inductance sensor (toner density sensor).
[0039]
FIG. 4 shows a relationship between a set voltage (hereinafter, control voltage) and an output value (output voltage) for a developer having a T / D ratio of 8% in a standard environment (23 ° C., 60% RH). As shown in FIG. 4, since the change rate of the output voltage is the largest near the control voltage of 12.5 V, in the present embodiment, 12.5 V is used as the standard control voltage under the standard environment, and 2.5 V is used as the standard output voltage. Is adopted.
[0040]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the T / D ratio and the output voltage of the toner density sensor 9. From this figure, it can be seen that the sensor output voltage (V) changes almost linearly according to the T / D ratio.
[0041]
Basic toner density control is performed by the engine controller 27 as follows. When performing the image forming operation, first, the output voltage from the toner density sensor (inductance sensor) 9 is detected. This output voltage corresponds to the toner concentration of the two-component developer in the developing unit 22. The output voltage from the toner density sensor 9 is supplied to one input of a comparator (not shown) in the main body of the image forming apparatus. To the other input of the comparator, a reference electric signal corresponding to an apparent magnetic permeability at a specified concentration of the developer 8 is input from a reference voltage signal source (not shown). Therefore, a comparator (not shown) compares the specified toner density with the actual toner density in the developing device, and a detection signal of the comparator as a result of comparing the two input signals is output from the engine controller in the apparatus main body. 27 is supplied to a CPU (not shown).
[0042]
Note that such a comparison process may be executed by software using a CPU instead of using hardware such as a comparator.
[0043]
The CPU of the engine controller 27 controls to correct the toner supply time based on the detection signal from the comparator. For example, when the toner density of the developer 8 detected by the toner density sensor 9 is lower than a specified value (specified toner density), that is, when the toner is insufficiently replenished, the CPU issues a control signal. The toner supply mechanism 12 is operated so as to output and supply the insufficient toner to the developing unit 22. The toner replenishing mechanism 12 has a screw (not shown) for toner conveyance therein, and the screw rotates for a time for dropping the toner replenishing amount determined according to a control signal (drive signal) from the CPU. .
[0044]
When the toner density of the developer 8 detected by the toner density sensor 9 is higher than the above-mentioned specified value, that is, when the toner is excessively replenished, the excess toner An image is formed without replenishing toner until the amount is consumed. That is, control is performed such that an image is formed without toner replenishment, the excess toner amount is consumed, and when the excess toner amount is consumed, the toner replenishing operation is performed as described above.
[0045]
As described above, the output voltage of the toner density sensor (inductance sensor) 9 changes when the apparent magnetic permeability of the developer changes. Therefore, when environmental conditions, that is, temperature and humidity change, the state of the developer changes, and the output voltage changes. Specifically, in a low-temperature and low-humidity environment, the amount of water contained in the developer decreases, and the charge of the toner due to the contact between the toner and the carrier increases, so that repulsion between the developers increases and the bulk density of the developer decreases. . Thereby, the output value of the inductance sensor 9 decreases. Conversely, in a high-temperature, high-humidity environment, the amount of water contained in the developer increases, and the toner charge due to the contact between the toner and the carrier decreases, so that repulsion between the developers decreases and the bulk density of the developer increases. Therefore, the output value of the inductance sensor 9 increases.
[0046]
FIG. 6 shows the relationship between the absolute water content of the developer and the output voltage of the toner density sensor 9 when a control voltage of 12.5 V is set in the toner density sensor 9 for the developer having a T / D ratio of 8%. FIG.
[0047]
FIG. 6 shows that the output voltage of the toner density sensor 9 increases as the amount of water in the developer increases. The reason is as described above.
[0048]
It is also possible to change the control voltage so that the output voltage of the toner density sensor 9 becomes a constant output voltage of 2.5V.
[0049]
FIG. 7 is a diagram illustrating a control voltage value with respect to the absolute water content when the output voltage of the toner density sensor 9 becomes 2.5 V for a developer having a T / D ratio of 8%.
[0050]
As can be seen from FIG. 7, when the absolute water content is small, the control voltage may be made higher than the standard control voltage 12.5 V under the standard environment described above, and conversely, when the absolute water content is large, the control voltage may be made small. . That is, in addition to the above-described basic toner supply control method, it is necessary to correct the output voltage of the toner density sensor 9 when the environment of the main body device and the developer changes. As a correction method when the environment changes in this way, the standard output voltage is corrected as described above, or the standard control voltage is corrected. Either method can be applied to the present embodiment, but in the present embodiment, an example in which the standard control voltage is corrected according to the environment will be described as an example.
[0051]
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a main control unit of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. Portions common to the above-described drawings are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0052]
In the figure, reference numeral 80 denotes a pulse width modulator, which outputs a pulse signal obtained by performing PWM on an input image signal. An oscillator 81 generates a clock signal having a constant frequency. An AND circuit 82 inputs a PWM signal and a clock signal, calculates a logical product of the signals, and supplies the logical product to the counter 83. Thus, the counter 83 counts the number of clock pulses corresponding to the density of each pixel of the image signal. The engine controller 27 includes a CPU 270, a ROM 271 storing programs and data executed by the CPU 270, and a RAM 272 providing a work area for temporarily storing various data when the CPU 270 executes control processing. The ROM 271 also stores various tables 271a described later. A temperature and humidity sensor 84 measures the environment (temperature and humidity) in which the image forming apparatus is installed, and supplies a signal corresponding to the measured environment to the engine controller 27.
[0053]
Based on the above configuration, a video count ATR used in the present embodiment will be described together with the above-described inductance detection ATR.
[0054]
A laser drive pulse corresponding to the pixel image signal transmitted from the pulse width modulator 80 is supplied to one input of an AND circuit 82, and a clock pulse from the oscillator 81 is supplied to the other input of the AND circuit 82. The output of the AND gate circuit 82 is the number of clock pulses corresponding to the pulse width of the laser drive pulse, that is, the number of clock pulses corresponding to the density of each pixel. The clock pulse output from the AND circuit 82 is integrated for each image by the counter 83, and the video count is calculated based on the count (the video count is integrated in the RAM 272) (for example, A4 size). The maximum video count for one image is 400 dpi, 256 gradations, and is 3888 × 1,000,000).
[0055]
The video count corresponds to the amount of toner consumed to form a toner image for one print. The CPU 270 reads out the conversion table 271a indicating the correspondence between the video count number and the toner replenishment time stored in advance from the video count number, and controls the toner replenishment mechanism 12 as described above, so that the consumed toner amount Is controlled so as to compensate for.
[0056]
FIG. 9 is a flowchart illustrating processing in the image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. A program for executing this processing is stored in the ROM 271 and is executed under the control of the CPU 270.
[0057]
This process is started by turning on the power supply (not shown) of the apparatus in step S101, and then proceeds to step S102 to read out the standard control voltage V0 and the standard output voltage Vref of the density sensor 9. The values of the standard control voltage V0 and the standard output voltage Vref are stored in the storage unit 17 in advance in the present embodiment.
[0058]
Next, the process proceeds to step S103, where the absolute moisture content X is calculated based on the signal indicating the temperature and humidity detected by the temperature and humidity sensor 84. As described above, since the standard control voltage V0 is a voltage under the standard environment (23 ° C., 60% RH), in step S104, the standard control voltage is corrected based on the absolute water content X obtained in step S103. The control voltage V1 after correction is determined. Note that this is corrected based on the table 271a indicating the relationship between the absolute water content and the correction amount. Then, the process proceeds to step S105, in which the corrected control voltage V1 is set to the toner density sensor 9 as an input voltage.
[0059]
Next, the process proceeds to step S106, where the output voltage Vout of the toner density sensor 9 is stored and held in the engine controller. Then, the process proceeds to step S108, where the output voltage Vout is compared with the standard output voltage Vref (previously stored in the ROM 271), and the voltage difference is larger than the packing judgment value E [(Vout−Vref) ≧ E]. Judge. The packing determination value E is predetermined, and if (Vout-Vref) exceeds this value, packing occurs, and the correspondence between the output value of the toner density sensor 9 and the toner density does not match. Judge. In this embodiment, the value of E is 0.3 V.
[0060]
If it is determined in step S108 that the voltage difference is smaller than the packing determination value E, the flow advances to step S109 to select toner supply control based on inductance detection. If this (Vout-Vref) is smaller than the judgment value E, it is considered that even if the toner supply control is continuously performed by the inductance detection method, there is almost no effect on the formed image. When the voltage difference is actually 0.3 V, even if the toner supply control is performed by the inductance detection method, the actual toner density increases by about 1%, so that there is no problem on the image.
[0061]
On the other hand, if the difference (Vout-Vref) is larger than the packing determination value E in step S108, if toner supply control of the inductance detection method is performed as it is, fog or toner scattering due to excessive supply of toner may occur. Therefore, the process proceeds to step S110, and replenishment control using both the video count ATR and the inductance detection type ATR is selected. Then, the process proceeds to step S111, where the number N of prints is determined using both of them in accordance with the difference (Vout−Vref), and stored in the RAM 272. The idea of the number of sheets is that, basically, the larger the difference is, the more noticeable the packing by leaving the developer is.The number of sheets required for eliminating packing is large, and conversely, if the difference is small, the packing is eliminated. Only a few print operations will be needed. Therefore, in Embodiment 1, the number N is determined by the following relational expression.
[0062]
N = (Vout−Vref) × 150
Here, the unit of m (Vout-Vref) is [V], and the number N is the number of A4 size sheets.
[0063]
As described above, in steps S109 and S111, it is determined whether to use the inductance detection method ATR or to use both of them. Then, the process proceeds to step S112, and the image forming apparatus enters the print ready state.
[0064]
Next, in step S113, when the print signal is turned on (instruction to start printing), the process proceeds to step S114, where it is determined whether or not the number N is set (the number N is stored in the RAM 272). If not, the inductance detection method ATR is selected, so the process proceeds to step S115, where the output value Vout of the toner density sensor 9 is checked, and the toner supply amount is determined from the difference between the output value Vout and the standard output voltage Vref. Then, the process proceeds to step S116 to supply toner during the printing operation. Then, it prepares for the next printing operation.
[0065]
On the other hand, if the number N has not been set, the flow advances to step S117 to determine whether the number of image formed (printed) sheets has reached the set number N. If so, the video count is counted. Since the printing process for the number of sheets using both the ATR and the inductance detection method ATR has been completed and the packing has been eliminated, the process proceeds to step S115, and thereafter, toner replenishment is performed based on the output voltage of the toner density sensor 9. Control. On the other hand, if it is determined in step S117 that the number of sheets N has not been reached, the process proceeds to step S118, where the toner supply amount is determined from the toner supply amount obtained from the video count, the toner supply amount obtained based on the output voltage of the toner density sensor 9, and the number information. To determine. At this time, basically, when toner supply is started by using both the video count ATR and the inductance detection method ATR, toner supply control based on the video count is mainly performed, and the video count is gradually increased each time the number of prints increases. , The ratio of the toner supply control based on the output voltage value of the toner density sensor 9 is increased. Specifically, this is performed as follows.
[0066]
Let V be the toner replenishment amount by video count, W be the toner replenishment amount determined from the output voltage of the toner density sensor 9, and N be the number of sheets used together. Then, assuming that the toner supply amount on the n-th sheet (n ≦ N) after starting the toner supply control in combination is Zn,
Zn = (1-n / N) × V + (n / N) × W
And It should be noted that toner supply is not performed on the first sheet after the supply control is started by using these combinations. This is because in the replenishment control based on the video count, the video count is checked in the first print, and the result is used to supply toner in the next print. Therefore, n is the case where n> 1.
[0067]
The timing of toner density detection may be immediately before the restart of the printing operation or during the printing operation. For example, the first sheet of the image forming operation may be detected immediately before the resuming of the printing operation, and after that, during the printing operation.
[0068]
Further, as described above, in the inductance detection ATR used in the present embodiment, the optimum toner concentration (8% in the embodiment of the present invention. If the value is too high, toner scattering or the like may occur). The output voltage of the toner density sensor 9 is adjusted to be less than 2.5 V when the output voltage is too low. If it is larger (for example, 3.0 V), the toner is replenished. If it is smaller than this reference value (for example, 2.0 V), the toner supply is stopped. However, in the present embodiment, the signal processing is not limited to the above-described signal processing. For example, the reference value may be a value other than 2.5 V by changing the circuit configuration. When the toner density is lower than the reference value of the sensor 9, the output voltage of the toner density sensor 9 is set lower than the reference value of the sensor 9. It may be set to be larger than the reference value.
[0069]
As described above, according to the first embodiment, the output voltage of the toner density sensor 9 is checked when the image forming operation is restarted after being left, and the output voltage is compared with a predetermined reference voltage. If the value is greater than or equal to the value, it is determined that the developer is packed, and the video count ATR and the inductance detection type ATR are used together by the number determined according to the difference. At the start of this combined processing, toner supply is controlled based on the 100% video count, and whenever the number of formed images increases, the ratio of toner supply control based on the video count is gradually reduced, and the inductance detection method is used. Increase the toner supply control ratio.
[0070]
In the first embodiment, an inductance sensor detection method ATR / video count ATR combination method and an inductance sensor are used based on a difference between a value at the time of resuming image formation by the inductance sensor detection method ATR and a stored reference output value. The detection method ATR is used in combination, and the switching to the inductance detection method (estimation of the developer recovery) is determined based on the number of sheets passed from the time when the image forming operation is restarted. Not only the "number of sheets passed" but also any one of accumulated values such as "stirring time", "replenished toner amount", and "video count" (or a calculated value of a function combining some of the above parameters) , Etc.) has reached a predetermined value.
[0071]
[Embodiment 2]
In the first embodiment, when the difference is large (when the packing state of the developer is large), the period of the video count ATR / inductance sensor detection system ATR combined system becomes longer accordingly, which is caused by an error in the video count ATR. The possibility of toner density fluctuations increases. In some cases, problems such as toner image density fluctuation, fog, and toner scattering may occur.
[0072]
That is, in the above case (when the packing state of the developer is large), when the toner replenishment is performed mainly by the video count ATR when the image forming operation is restarted, the relationship between the recording ratio and the toner consumption becomes completely. In some cases, the toner density was greatly changed due to the incompatibility. For this reason, when the toner density increases significantly, the image density increases, and fogging and toner scattering occur. When the toner density decreases significantly, problems such as a decrease in the image density occur. There was something to do.
[0073]
Here, the reason that the relationship between the recording ratio and the toner consumption does not correspond is that there is a difference in the toner consumption per unit recording rate depending on the type of the image. For example, in a solid image and a line image, the line image tends to consume a large amount of toner per unit recording rate, and in a halftone image and a solid image, the solid image consumes a large amount of toner per unit recording rate. Tend. Further, the amount of toner consumption in a solid image also varies due to various factors. Therefore, the problem that the toner density fluctuates when the image forming operation is repeated by the video count ATR cannot be prevented.
[0074]
On the other hand, in the second embodiment, as described above, the output voltage V1 of the toner density sensor after the image forming operation is resumed after being left for a long time, the predetermined target voltage VS of the inductance sensor, and the image forming operation. By comparing with the restart time voltage V0 at the time of restarting the operation, even if the toner density greatly changes when the inductance detection type ATR / video count ATR is used in combination, it is detected, and the toner density fluctuation is further minimized. The processing will be described.
[0075]
FIGS. 10 and 11 are flowcharts showing a method for detecting toner density fluctuation when the inductance sensor detection method ATR / video count ATR is used together and an operation for minimizing toner density fluctuation.
[0076]
FIG. 10 is a flowchart showing a method for detecting a large increase in toner density and an operation of minimizing toner density fluctuation according to Embodiment 2 of the present invention.
[0077]
FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of detecting when the toner density has significantly decreased and an operation of minimizing toner density fluctuation according to the second embodiment. All of these processes are executed by the CPU 270, and a program for executing this process is stored in the ROM 271.
[0078]
First, the case where the toner density increases will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0079]
First, in step S201, when the power of the apparatus is turned on, the process proceeds to step S202, where the reference voltage VS of the toner density sensor 9 is read out (previously stored in the ROM 271 or the storage unit 17), and the output voltage Vout of the toner density sensor 9 is output. (This is referred to as V0) is stored in the engine controller. Next, the process proceeds to step S204, where the voltage V0 of the toner density sensor 9 is compared with the reference voltage VS. If the difference between the output voltage V0 of the toner density sensor 9 and the reference voltage VS is smaller than the predetermined value E, the process proceeds to step S205, and the detection control of the toner density by the inductance ATR is selected. Then, the process proceeds to step S220 to control toner supply based on the output voltage of the toner density sensor 9.
[0080]
On the other hand, if the difference value is larger than the predetermined value E, the process proceeds to step S206, where the video count ATR / inductance ATR combined method is selected to perform toner density detection control. Next, in step S207, the number N of images to be printed (formed) by the combined use is determined according to the difference between the voltage V0 and the reference voltage VS.
[0081]
Next, the process proceeds to step S208, and after the image forming operation is restarted, it is determined whether the number of images formed has reached the predetermined number N set in step S207. When the predetermined number N is reached, the process proceeds to step S210, and the control using the video count ATR / inductance ATR in combination is ended.
[0082]
On the other hand, if the predetermined number N has not been reached, the process proceeds to step S211 in which the output voltage V1 of the toner density sensor 9 after the image forming operation is restarted) and the output voltage Vout of the toner density sensor 9 (this is V0). ) Is stored in the engine controller. Next, proceeding to step S212, the output voltage V1 of the toner density sensor 9 is compared with a predetermined reference voltage value VS of the toner density sensor 9. In step S213, if the difference between the output voltage V1 of the toner density sensor 9 and the reference voltage VS is equal to or smaller than the predetermined value EL, the process proceeds to step S214. In this case, it is determined that the toner density has increased greatly, and the process proceeds to step S215. Stop the toner replenishment control in the video count ATR and switch to the toner replenishment control only for the inductance detection type ATR.
If it is determined in step S213 that the difference between the output voltage V1 of the toner density sensor 9 and the reference voltage VS is equal to or larger than EL, the process returns to step S209, and the toner replenishment control is performed using the video count ATR / inductance ATR until the predetermined number N is reached. I do.
[0083]
In the second embodiment, the value of the predetermined value EL is −0.15V. Originally, when the video count ATR / inductance detection type ATR was used in combination, the developer was in a packing state, an apparent magnetic permeability increased with an increase in bulk density, and the toner concentration in the developing container was proper. Nevertheless, the output voltage of the toner density sensor 9 indicates a high value. Therefore, it is generally impossible that the output voltage V1 of the toner density sensor 9 becomes smaller than the reference voltage value VS. Therefore, in this case, it can be determined that the reliability of the video count ATR has decreased. In such a case, the toner replenishment control by the video count ATR is stopped, and the control is switched to the control by the toner density sensor 9, that is, the toner replenishment control using only the inductance detection type ATR. Thereby, an increase in toner density can be suppressed to a minimum.
[0084]
Next, with reference to a flowchart of FIG. 11, a process when the toner density is decreasing will be described.
[0085]
When the power of the apparatus is turned on in step S301, the process proceeds to step S302, where the reference voltage VS of the toner density sensor 9 is read (stored in the ROM 271 or the storage unit 17). At the start of the operation (Vout). Next, the process proceeds to step S304, where the voltage V0 at the start of the toner density sensor 9 is compared with the reference voltage VS. In step S304, the difference between the voltage V0 and the reference voltage VS is compared with a predetermined value E, and if the difference is smaller than the predetermined value E, the process proceeds to step S305 to select an inductance ATR. The toner supply is controlled based on the output voltage of the sensor 9.
[0086]
On the other hand, if the difference is larger than the predetermined value E in step S304, the process proceeds to step S306, and a combined method of video count ATR / inductance ATR is selected. Next, the process proceeds to step S307, where the number N of images to be formed by the combined method is determined according to the difference between the voltage V0 and the reference voltage VS.
[0087]
In step S308, when the image forming operation is restarted, the process proceeds to step S309, in which it is determined whether the number of image formed (printed) sheets has reached the predetermined number N. It is assumed that the number of printed sheets is counted up by a process (not shown) every time one image is formed and stored in the RAM 272. Here, if the predetermined number N has been reached, the process proceeds to step S310, and the replenishment control using the video count ATR / inductance ATR in combination is ended.
[0088]
On the other hand, if the predetermined number N has not been reached in step S309, the flow advances to step S311 to restart the image forming operation, and then the output voltage of the toner density sensor 9 is output.) This is set to V0) in the engine controller, and this is set to V1. Next, the process proceeds to step S312, where the output voltage V1 of the toner density sensor 9 is compared with the output voltage V0 (input in step S303) when the image forming operation is restarted. Next, the process proceeds to step S313 to check whether the difference between the output voltage V1 and the voltage V0 is equal to or greater than a predetermined value Eu. If so, the process proceeds to step S314, where it is determined that the toner density has significantly decreased, and then in step S315 Then, the ratio of the toner replenishment control in the video count ATR is reduced to a predetermined amount, and the ratio of the toner replenishment control in the inductance detection type ATR is increased to a predetermined amount. As a result, a decrease in toner density can be suppressed to a minimum.
[0089]
If the difference between the output voltage V1 and the voltage V0 is equal to or less than Eu in step S313, the process returns to step S309, and the video count ATR / inductance ATR is used in combination until the number of formed images reaches the predetermined number N.
[0090]
In the second embodiment, the value of the predetermined value Eu is set to 0.47V. This is about 2% in terms of toner density, and it is considered that an extremely low image density is not caused in this range. When an image forming operation is performed on the developer in the packing state, the packing state is always improved. Therefore, when the image forming operation is repeated, the output voltage of the toner density sensor 9 decreases, and it is usually impossible that the output voltage V1 of the toner density sensor 9 becomes higher than the voltage V0 at the time of resuming the image forming operation. Therefore, also in this case, it can be determined that the reliability of the video count ATR has decreased.
[0091]
In the second embodiment, the output voltage V1 of the toner density sensor 9 after the image forming operation is restarted and the time when the image forming operation is restarted only when the ratio of the toner replenishment control in the video count ATR is 50% or more. Is greater than 0.47 V, the ratio of the toner replenishment control by the video count ATR is forcibly reduced to 50%, and the ratio of the toner replenishment control by the inductance detection type ATR is forcibly reduced to 50%. %. In this way, it is possible to minimize the decrease in toner density while continuing to use the video count ATR / inductance detection type ATR in combination.
[0092]
Since this phenomenon usually occurs after the image forming operation is repeated several times, the ratio of the toner replenishment control in the video count ATR is forcibly reduced to 50 to 100%, and the toner in the inductance detection type ATR is reduced. The same effect can be obtained even if the supply control ratio is forcibly increased to 50 to 100%.
[0093]
As a result, by using the video count ATR / inductance ATR together for a period corresponding to the difference between the voltage at the time when the image forming operation is restarted and the reference voltage of the toner density sensor 9, the image density fluctuation and fogging that have occurred Thus, it was possible to prevent toner scattering.
[0094]
[Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0095]
The toner particles according to Embodiment 3 of the present invention are spherical polymerized toners. The spherical polymerized toner is manufactured by suspending a monomer composition obtained by adding a colorant and a charge control agent to a monomer of the polymerization method in an aqueous medium. It is turbid and polymerized, whereby spherical toner particles can be obtained. This production method is suitable for producing a spherical toner at a low cost. The method for producing the spherical polymerized toner described above is not limited to the method of the present embodiment. If a spherical toner can be produced, it may be produced by, for example, an emulsion polymerization method, or other additives. May be included.
[0096]
The spherical polymer toner obtained by this method has a shape factor of 100 to 140 for SF-1 and 100 to 120 for SF-2. For the SF-1 and SF-2, FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd. was used, 100 toners were sampled at random, and the image information was obtained via an interface using an image analyzer manufactured by Nicole ( Lusex3), analyzed, and the values calculated by the following equation were defined as shape factors SF-1 and SF-2 in the second embodiment.
[0097]
SF-1 = (MXLNG) 2 / AREA × (π / 4) × 100
SF-2 = (PERI) 2 / AREA × (π / 4) × 100
Here, AREA indicates the toner projection area, MXLNG indicates the absolute maximum length, and PERI indicates the circumference.
[0098]
SF-1 indicates a degree of spherical shape, and becomes gradually indefinite from a spherical shape as the size increases. SF-2 indicates the degree of unevenness, and as the size increases, the unevenness of the surface area becomes remarkable.
[0099]
In contrast to the shape factor of the spherical toner, the shape factor of the conventional pulverized toner is 180 to 220 for SF-1 and 180 to 200 for SF-2. It can be seen that the shape is almost a perfect circle. Originally, spherical polymerized toner having a shape close to a perfect circle shows little change in shape due to little change in shape with respect to pulverized toner. Further, the crushed toner has a large variation in the shape of the toner particles, so that the porosity and the bulk density change greatly. On the other hand, in the case of the spherical polymerized toner, the change in the shape of the toner particles is small as described above, so that the change in the bulk density is small, and the detection signal error of the inductance detection type ATR when the developer is left unattended is also small.
[0100]
Therefore, in the second embodiment, the error of the output voltage of the toner concentration sensor immediately after the image formation after being left using the spherical polymerized toner is restarted is suppressed, and T is smaller than that of the pulverized toner. / D ratio control becomes possible.
[0101]
Further, it is preferable to use a spherical carrier particle having a high resistance of 1 × 1010 to 1 × 1014 [Ω · cm]. By making the carrier particles spherical, the change in the bulk density is reduced. Furthermore, since the resistance is high, the charge once accumulated in the carrier particles is difficult to escape, and the change in the charge of the carrier particles when the developer is left is reduced. For this reason, it can be said that this high-resistance spherical carrier is suitable for an inductance type ATR.
[0102]
Therefore, by combining this high-resistance spherical carrier with the toner supply control described in the first embodiment, it is possible to control the T / D ratio with less error.
[0103]
The inventors of the present application used a binder resin and a resin magnetic carrier composed of a magnetic metal oxide and a non-magnetic metal oxide to produce the high-resistance carrier by a polymerization method. If you can adjust it, you can use that carrier
The spherical polymerized toner does not need to be made of a polymerized toner, and any other method can be used as long as a spherical toner can be manufactured.
[0104]
In the embodiment of the present invention, the time when the power is turned on is the time when image formation is restarted after the image forming apparatus has been left for a long time. However, the image forming apparatus may be left for a long time even when the power is on. In such a case, the time when the sleep mode is set and the sleep mode is released may be the time when the image forming operation is restarted. Alternatively, the time during which the image forming operation is stopped is measured by a built-in timer of the image forming apparatus main body, and when the image forming operation is started after the elapsed time exceeds a predetermined time, the image forming operation is started. It is also possible to determine the ATR by using the video count together by comparing the output voltage of the toner density sensor 9 with the reference voltage.
[0105]
In the embodiment of the present invention, the video count ATR and the inductance detection type ATR are used together during the formation of a predetermined number N of images. However, in principle, the rotation of the screws 5 and 6 of the developing unit is performed. The numbers may be detected and controlled so that they are used together only while they rotate a predetermined number of times. As described above, it goes without saying that various modifications and changes can be made to the configuration of the image forming apparatus and the control system.
[0106]
[Other embodiments]
Even if the present invention is applied to a system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, and a printer), the present invention can be applied to an apparatus (for example, a copier, a facsimile device, and the like) including one device. May be applied.
[0107]
Further, an object of the present invention is to provide a storage medium storing a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or an apparatus, and a computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus to store the storage medium. Needless to say, this can also be achieved by reading out and executing the program code stored in the.
[0108]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the function of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0109]
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, or the like is used. I can do it.
[0110]
When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where a part of the actual processing is performed and the function of the above-described embodiment is realized by the processing is also included.
[0111]
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided on a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. This includes the case where the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.
[0112]
As described above, according to the present embodiment, the inductance is determined based on the output voltage and the reference voltage of the toner density sensor after the image forming operation is restarted, and the sensor output voltage when the image forming operation is restarted. When the detection method ATR / video count ATR is used in combination, a change in toner density can be detected, and a change in toner density can be suppressed to a minimum.
[0113]
Further, when it is determined that the toner density has increased significantly based on the output voltage of the toner density sensor and the reference voltage after the image forming operation is resumed, the toner replenishment control in the video count ATR is stopped, and inductance detection is performed. By switching to toner replenishment control using only the system ATR, it is possible to prevent an increase in image density, fog, and toner scattering.
[0114]
If it is determined that the toner density has greatly decreased based on the output voltage of the toner density sensor after the image forming operation is restarted and the voltage at the time of the restart, the ratio of the toner replenishment control in the video count ATR is determined. Is reduced to a predetermined amount and the ratio of the toner replenishment control by the inductance detection method ATR is increased to a predetermined amount, whereby a decrease in image density can be prevented.
[0115]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the developer concentration control (supply control) is accurately performed, and further, the fluctuation of the developer amount is minimized, and the proper developer amount is maintained. It is possible to form a high-quality image while suppressing fluctuations in image density to be formed and fogging.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the developing unit according to the exemplary embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the developing unit according to the exemplary embodiment as viewed from above.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a control voltage and an output voltage of the inductance sensor according to the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a T / D ratio of a developer and an output voltage of an inductance sensor according to the exemplary embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an absolute water content of a developer and an output voltage of an inductance sensor according to the exemplary embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an absolute water content of a developer and a control voltage of an inductance sensor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a main part of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a toner supply control method in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for detecting an increase in toner density and a process for minimizing an increase in toner density when a video count ATR / inductance ATR is used in combination according to Embodiment 2 of the present invention;
FIG. 11 is a flowchart illustrating a process for detecting a decrease in toner density when the video count ATR / inductance ATR is used in combination and minimizing the decrease in toner density according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a general developing unit.
FIG. 13 is a diagram illustrating a data configuration of a storage unit according to the present embodiment.

Claims (16)

像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像剤の量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する第１検知手段と、
形成した画像量に基づいて前記現像剤の量を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段の検出信号による出力値と基準出力値との差分に応じて、前記現像剤の補給制御を行う第１現像剤濃度制御手段と、
前記第２検知手段による検知に基づいて前記現像剤の補給制御を行う第２現像剤濃度制御手段と、
前記検出信号と基準値との差分値が所定量以上の場合に前記第１及び現像剤濃度制御手段の併用により前記現像剤の補給制御を行い、前記差分値が所定量以下の場合に前記第１現像剤濃度制御手段による補給制御を実行させ、画像形成動作再開後の前記検出信号と画像形成動作再開直後の前記検出信号との差分が所定値以上になった場合は、前記第２現像剤濃度制御手段による補給制御の比率を減少させ、前記第１現像剤濃度制御手段による補給制御の比率を増加させるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus that forms an electrostatic image on an image carrier, visualizes the image with a developer, and forms an image on a recording medium,
First detection means for detecting the amount of the developer based on the magnetic permeability and outputting a detection signal;
Second detection means for detecting the amount of the developer based on the formed image amount;
First developer concentration control means for controlling the supply of the developer according to a difference between an output value of the first detection means based on a detection signal and a reference output value;
Second developer concentration control means for performing supply control of the developer based on detection by the second detection means;
When the difference value between the detection signal and the reference value is equal to or more than a predetermined amount, the developer supply control is performed by using the first and the developer concentration control means in combination. (1) When the replenishment control is performed by the developer concentration control means, and the difference between the detection signal after the restart of the image forming operation and the detection signal immediately after the restart of the image forming operation becomes a predetermined value or more, the second developer Control means for controlling so as to decrease the ratio of the replenishment control by the density control means and to increase the ratio of the replenishment control by the first developer concentration control means;
An image forming apparatus comprising: 像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像剤の量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する第１検知手段と、
形成した画像量に基づいて前記現像剤の量を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段の検出信号と基準値との差分に応じて、前記現像剤の補給制御を実行する第１現像剤濃度制御手段と、
前記第２検知手段による検知に基づいて前記現像剤の補給制御を行う第２現像剤濃度制御手段と、
前記検出信号と基準値との差分値が所定量以上の場合に前記第１及び現像剤濃度制御手段の併用により前記現像剤の補給制御を行い、前記差分値が所定量以下の場合に前記第１現像剤濃度制御手段による補給制御を実行させ、画像形成動作再開後の前記検出信号と前記基準値との差分が所定値以下の場合に前記第２現像剤濃度制御手段による前記現像剤の補給動作を停止し、前記第１現像剤濃度制御手段による補給制御を行うように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus that forms an electrostatic image on an image carrier, visualizes the image with a developer, and forms an image on a recording medium,
First detection means for detecting the amount of the developer based on the magnetic permeability and outputting a detection signal;
Second detection means for detecting the amount of the developer based on the formed image amount;
A first developer concentration control unit that executes the developer supply control in accordance with a difference between a detection signal of the first detection unit and a reference value;
Second developer concentration control means for performing supply control of the developer based on detection by the second detection means;
When the difference value between the detection signal and the reference value is equal to or more than a predetermined amount, the developer supply control is performed by using the first and the developer concentration control means in combination. (1) The replenishment control is performed by the developer concentration control unit, and when the difference between the detection signal after the image forming operation is restarted and the reference value is equal to or less than a predetermined value, the replenishment of the developer by the second developer concentration control unit is performed. Control means for stopping the operation and controlling the first developer concentration control means to perform replenishment control;
An image forming apparatus comprising: 前記現像剤は、磁性を有するキャリア粒子にトナー粒子を混合して構成されて容器内に収容されており、前記現像剤の量は、前記キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子の重量の割合に相当してい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。The developer is configured by mixing toner particles with carrier particles having magnetism, and is contained in a container. 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the ratio corresponds to a ratio. 前記画像形成装置が置かれている環境を検知して環境情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された環境情報に基づいて前記基準値を変更する変更手段とを更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。Acquisition means for detecting the environment where the image forming apparatus is placed and acquiring environment information,
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a changing unit configured to change the reference value based on the environment information acquired by the acquiring unit. 更に、形成された画像量を計量する計量手段を有し、
前記計量手段による計量値に応答して、前記第１及び第２現像剤濃度制御手段の併用による制御から前記第１現像剤濃度制御手段による制御に切り換える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。Furthermore, it has a weighing means for weighing the amount of the formed image,
5. A control method according to claim 1, wherein the control is switched from the control using the first and second developer concentration control means to the control using the first developer concentration control means in response to the measurement value by the measurement means. The image forming apparatus according to claim 1. 前記トナー粒子の形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 3, wherein the shape factor SF-1 of the toner particles is in a range of 100 to 140, and SF-2 is in a range of 100 to 120. 前記トナー粒子が重合法により生成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 3, wherein the toner particles are generated by a polymerization method. 前記キャリア粒子の比抵抗は、１×１０１０×１０１４［Ω・ｃｍ］であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 3, wherein the specific resistance of the carrier particles is 1 × 1010 × 1014 [Ω · cm]. 前記キャリア粒子は、バインダ樹脂と、磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物とを含む磁性樹脂キャリアであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 3, wherein the carrier particles are a magnetic resin carrier including a binder resin, a magnetic metal oxide, and a nonmagnetic metal oxide. 前記現像剤に関する情報を記憶する記憶手段を更に有し、前記制御手段により読み出し、及び書込み可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising a storage unit configured to store information on the developer, wherein the storage unit is readable and writable by the control unit. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の現像剤を収容するプロセスカートリッジであって、前記画像形成装置本体に対して着脱可能であることを特徴とするカートリッジ。A process cartridge containing the developer according to claim 1, wherein the process cartridge is detachable from the image forming apparatus main body. 像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤の量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する第１検知工程と、
形成した画像量に基づいて前記現像剤の量を検知する第２検知工程と、
前記第１検知工程で出力される検出信号による出力値と基準出力値との差分に応じて、前記現像剤の補給制御を行う第１現像剤濃度制御工程と、
前記第２検知工程での検知に基づいて前記現像剤の補給制御を行う第２現像剤濃度制御工程と、
前記検出信号と基準値との差分値が所定量以上の場合に前記第１及び現像剤濃度制御工程の併用により前記現像剤の補給制御を行い、前記差分値が所定量以下の場合に前記第１現像剤濃度制御工程での補給制御を実行させ、画像形成動作再開後の前記検出信号と画像形成動作再開直後の前記検出信号との差分が所定値以上になった場合は、前記第２現像剤濃度制御工程による補給制御の比率を減少させ、前記第１現像剤濃度制御工程による補給制御の比率を増加させるように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。A method of controlling an image forming apparatus that forms an electrostatic image on an image carrier, visualizes the image with a developer, and forms an image on a recording medium,
A first detection step of detecting the amount of the developer based on the magnetic permeability and outputting a detection signal;
A second detection step of detecting the amount of the developer based on the formed image amount;
A first developer concentration control step of performing supply control of the developer according to a difference between an output value based on a detection signal output in the first detection step and a reference output value;
A second developer concentration control step of performing supply control of the developer based on the detection in the second detection step;
When the difference value between the detection signal and the reference value is equal to or more than a predetermined amount, the developer replenishment control is performed by using the first and developer concentration control steps in combination. (1) The replenishment control in the developer concentration control step is executed, and when the difference between the detection signal after resuming the image forming operation and the detection signal immediately after resuming the image forming operation is equal to or larger than a predetermined value, the second developing A control step of reducing the ratio of the replenishment control in the developer concentration control step and increasing the ratio of the replenishment control in the first developer concentration control step;
A method for controlling an image forming apparatus, comprising: 像担持体に静電画像を形成し現像剤により顕像化して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤の量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する第１検知工程と、
形成した画像量に基づいて前記現像剤の量を検知する第２検知工程と、
前記第１検知工程による検出信号と基準値との差分に応じて、前記現像剤の補給制御を実行する第１現像剤濃度制御工程と、
前記第２検知工程での検知に基づいて前記現像剤の補給制御を行う第２現像剤濃度制御工程と、
前記検出信号と基準値との差分値が所定量以上の場合に前記第１及び現像剤濃度制御手段の併用により前記現像剤の補給制御を行い、前記差分値が所定量以下の場合に前記第１現像剤濃度制御工程による補給制御を実行させ、画像形成動作再開後の前記検出信号と前記基準値との差分が所定値以下の場合に前記第２現像剤濃度制御工程による前記現像剤の補給動作を停止し、前記第１現像剤濃度制御工程による補給制御を行うように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。A method of controlling an image forming apparatus that forms an electrostatic image on an image carrier, visualizes the image with a developer, and forms an image on a recording medium,
A first detection step of detecting the amount of the developer based on the magnetic permeability and outputting a detection signal;
A second detection step of detecting the amount of the developer based on the formed image amount;
A first developer concentration control step of executing the developer supply control in accordance with a difference between a detection signal obtained by the first detection step and a reference value;
A second developer concentration control step of performing supply control of the developer based on the detection in the second detection step;
When the difference value between the detection signal and the reference value is equal to or more than a predetermined amount, the developer supply control is performed by using the first and the developer concentration control means in combination. (1) The replenishment control is executed by the developer concentration control step, and when the difference between the detection signal after the image forming operation is restarted and the reference value is equal to or less than a predetermined value, the developer is replenished by the second developer concentration control step. A control step of stopping operation and performing control to perform replenishment control in the first developer concentration control step;
A method for controlling an image forming apparatus, comprising: 前記現像剤は、磁性を有するキャリア粒子にトナー粒子を混合して構成されて容器内に収容されており、前記現像剤の量は、前記キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子の重量の割合に相当していることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の制御方法。The developer is configured by mixing toner particles with carrier particles having magnetism, and is contained in a container. 14. The control method according to claim 12, wherein the control method corresponds to a ratio. 像担持体と、現像剤を収容する現像剤収容容器と、前記現像剤収容容器内の現像剤量を透磁率に基づいて検知して検知信号を出力する検知手段と、記憶手段とを有するカートリッジであって、
前記記憶手段は、前記検知手段に関する情報を記憶する領域を有することを特徴とするカートリッジ。A cartridge including: an image carrier; a developer storage container that stores a developer; a detection unit that detects a developer amount in the developer storage container based on the magnetic permeability to output a detection signal; and a storage unit. And
The cartridge according to claim 1, wherein the storage unit has an area for storing information on the detection unit. 前記検知手段に関する情報とは、前記検出手段の制御電圧と出力電圧に関する情報であることを特徴とする請求項１５に記載のカートリッジ。16. The cartridge according to claim 15, wherein the information on the detection unit is information on a control voltage and an output voltage of the detection unit.
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