JP2006126698A - Image forming apparatus - Google Patents

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Hiroshi Akita
宏 秋田
Kunio Shigeta
邦男 重田
Seiko Itagaki
板垣  整子
Isamu Miura
勇 三浦
Sanji Nemoto
三次 根本
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Konica Minolta Business Technologies Inc
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Konica Minolta Business Technologies Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus with which toner concentration can be correctly calculated by an optical system toner concentration detecting means even in case where spent occurs on the surface of carrier due to stress resulting from use of developer. <P>SOLUTION: The image forming apparatus develops an electrostatic latent image on each image carrier by using a corresponding developing device storing two-component developer composed of toner and carrier. In the image forming apparatus, using an optical sensor, a control section calculates toner concentration by measuring an amount of light reflected from developer in the developing device. The control section also separates only carrier from the developer by generating an electric field in the developing device. Using the the optical sensor, the control section then measures an amount of light reflected from the carrier separated. Using the amount of light reflected from the carrier, the value of the toner concentration calculated is corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を併せ持つ複合機であって、電子写真方式の画像形成装置に係わり、特に2成分現像剤を用いて現像を行う画像形成装置に関する。   The present invention relates to a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine having these functions, and relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus that performs development using a two-component developer.

近年、電子写真方式の画像形成装置においても、オフセット印刷並みの高速/高画質の画像が要求されるようになっている。   In recent years, even in an electrophotographic image forming apparatus, a high-speed / high-quality image equivalent to offset printing has been required.

高画質を実現するために、現像プロセスにおいてはトナーの均一な帯電が必要になる。また高速化に対応するためには、トナーの迅速な帯電立ち上がりが要求される。これらトナーに要求される性能を満足するためには、現像剤としてはトナーのみから構成される1成分現像剤よりも、トナーとキャリアから構成される2成分現像剤を使用した方が有利である。   In order to achieve high image quality, the toner needs to be uniformly charged in the development process. Further, in order to cope with the increase in speed, the toner needs to be quickly charged. In order to satisfy the performance required for these toners, it is advantageous to use a two-component developer composed of toner and carrier as a developer rather than a one-component developer composed of only toner. .

一方、2成分現像剤を使用する際にポイントとなるのは、トナー濃度の制御である。   On the other hand, the point when using a two-component developer is the control of the toner density.

トナー濃度を思惑どおりコントロールすることによって、目標の画像濃度が得られるのであるが、そのためには現像器内の現像剤のトナー濃度を検知する手段が必要となる。   By controlling the toner density as desired, a target image density can be obtained. For this purpose, a means for detecting the toner density of the developer in the developing device is required.

トナー濃度検知手段としては、現像剤の透磁率を測定する透磁率式のトナー濃度センサや、現像剤からの反射光量を測定してトナー濃度を求める光学式のトナー濃度センサが広く知られている。   As the toner concentration detection means, a magnetic permeability type toner concentration sensor that measures the magnetic permeability of the developer and an optical toner concentration sensor that measures the amount of reflected light from the developer to obtain the toner concentration are widely known. .

透磁率センサの場合の問題点として、トナー濃度が一定であっても帯電量が変化すれば現像剤の嵩密度が変化するため現像剤の透磁率が変化する。従って、トナー濃度も変化したものと判断してしまう。   As a problem in the case of the magnetic permeability sensor, even if the toner concentration is constant, if the charge amount changes, the bulk density of the developer changes, and therefore the magnetic permeability of the developer changes. Therefore, it is determined that the toner density has also changed.

従って、嵩密度の変動が大きい現像剤においては、透磁率センサよりも光学式センサの方が適しており、特にトナー濃度によって反射光量が大きく変化するカラー現像剤(一般的に、低いトナー濃度で反射光量小、高いトナー濃度で反射光量大)の場合に適している。   Accordingly, an optical sensor is more suitable than a magnetic permeability sensor for a developer with large fluctuations in bulk density, and in particular, a color developer whose reflected light amount varies greatly depending on the toner concentration (generally with a low toner concentration). Suitable for small reflected light quantity, high toner density and large reflected light quantity).

光学式トナー濃度センサとしては、従来にも特許文献1に示されるような実施例がある。この従来例の場合は、トナー濃度測定専用の現像剤担持体上に担持した現像剤に対する反射光量を測定してトナー濃度を求めている。
特開2004−29090号公報
As an optical toner density sensor, there is an example as shown in Patent Document 1 in the past. In the case of this conventional example, the toner concentration is obtained by measuring the amount of reflected light with respect to the developer carried on the developer carrying member dedicated to toner density measurement.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-29090

特許文献1等の光学式トナー濃度センサによっても必ずしも必要とする満足なトナー濃度を検知することはできなかった。   Even with the optical toner concentration sensor disclosed in Patent Document 1, it is not always possible to detect the required satisfactory toner concentration.

光学式トナー濃度センサの問題点として、現像剤の使い込みによる劣化によって、同一のトナー濃度で比較した場合でも新品の現像剤よりも反射光量が多くなり、トナー濃度が高いと判断してしまう傾向がある。   The problem with optical toner density sensors is that due to deterioration due to the use of the developer, even when compared with the same toner density, the amount of reflected light is larger than that of a new developer, and the toner density tends to be judged to be high. There is.

現像剤の耐久による劣化によって現像剤からの反射光量が新品現像剤よりも多くなる理由は、現像剤の使い込みによって現像剤が機械的もしくは熱的ストレスを受け、キャリア表面に微粉状態となったトナーが固着する所謂スペント現象が発生するために、カラー現像剤を例に取ると、本来のキャリア表面の色に対してトナーの色が若干混じることによって明るい色になるからである。   The reason why the amount of reflected light from the developer is larger than that of a new developer due to deterioration due to the durability of the developer is that the developer is subjected to mechanical or thermal stress due to the use of the developer, and the carrier surface becomes fine powder. This is because a so-called spent phenomenon in which the toner is fixed occurs, and when a color developer is taken as an example, the color of the toner is slightly mixed with the original color of the carrier surface, resulting in a bright color.

従って、現像剤からの反射光量が多いという検知結果からトナー濃度が高いと判断するように誤検知を起こすわけである。   Therefore, erroneous detection is caused so as to determine that the toner density is high from the detection result that the amount of reflected light from the developer is large.

本発明の目的は、現像剤に使い込みによるストレスでキャリア表面にスペントが発生した状態でも、光学式のトナー濃度検知手段によるトナー濃度の算出が正確に出来るような画像形成装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of accurately calculating a toner density by an optical toner density detecting means even in a state in which a spent is generated on a carrier surface due to stress due to the use of a developer. is there.

前記目的は、下記の請求項1〜5記載の発明により達成される。
(請求項1)
トナーとキャリアから構成される2成分現像剤を収容する現像装置を用いて像形成体上の静電潜像の現像を行う画像形成装置において、
制御部は光学センサを用いて現像装置内の現像剤からの反射光量を測定してトナー濃度を算出するとともに、現像装置内で電界を形成して現像剤からキャリアのみを分離し、分離したキャリアからの反射光量を光学センサで測定し、キャリアからの反射光量を用いてトナー濃度算出値に補正を加えることを特徴とする画像形成装置。
(請求項2)
像形成体上にトナーを現像するための現像剤担持体Aと、現像剤担持体Aに現像剤を供給する現像剤担持体Bとを有し、
現像剤担持体Aと現像剤担持体Bはいずれも回転可能な非磁性円筒部材とその内部に配置される磁石群から構成されるとともに、互いに対向するように設置され、
現像剤からの反射光量の測定時には、現像剤担持体Aと現像剤担持体Bを同電位に設定するとともに両者の最も近接した対向部に、現像剤担持体Aは磁石が位置し、現像剤担持体Bは前記磁石の極性と異極性の2つの磁石の中間位置となるよう磁石群の位相を設定し、
キャリアからの反射光量の測定時には、現像剤担持体Aと現像剤担持体Bの間に電界を形成するとともに両者の最も近接した対向部において同極性の磁石を対向させるように磁石群の位相を設定し、
光学センサは現像剤担持体Aに担持された現像剤もしくはキャリアからの反射光量を測定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(請求項3)
像形成体上にトナーを現像するための現像剤担持体Aと、現像剤担持体Aから現像剤を剥ぎ取る現像剤担持体Bとを有し、
現像剤担持体Aと現像剤担持体Bはいずれも回転可能な非磁性円筒部材とその内部に配置される磁石群から構成されるとともに、互いに対向するように設置され、
現像剤からの反射光量の測定時には、現像剤担持体Aと現像剤担持体Bを同電位に設定するとともに両者の最も近接した対向部に、現像剤担持体Bは磁石が位置し、現像剤担持体Aは前記磁石の極性と異極性の2つの磁石の中間位置となるよう磁石群の位相を設定し、
キャリアからの反射光量の測定時には、現像剤担持体Aと現像剤担持体Bの間に電界を形成するとともに両者の最も近接した対向部において同極性の磁石を対向させるように磁石群の位相を設定し、
光学センサは現像剤担持体Bに担持された現像剤もしくはキャリアからの反射光量を測定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(請求項4)
請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、キャリアからの反射光量の測定は、所定の現像装置駆動時間毎に実施することを特徴とする画像形成装置。
(請求項5)
請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、キャリアからの反射光量の測定は、所定のプリント数毎に実施することを特徴とする画像形成装置。
The object is achieved by the inventions according to claims 1 to 5 below.
(Claim 1)
In an image forming apparatus that develops an electrostatic latent image on an image forming body using a developing device that contains a two-component developer composed of toner and a carrier,
The control unit uses an optical sensor to measure the amount of reflected light from the developer in the developing device to calculate the toner density, and forms an electric field in the developing device to separate only the carrier from the developer. An image forming apparatus characterized in that the amount of light reflected from the toner is measured by an optical sensor and the toner density calculation value is corrected using the amount of light reflected from the carrier.
(Claim 2)
A developer carrying body A for developing the toner on the image forming body, and a developer carrying body B for supplying the developer to the developer carrying body A;
Both developer carrier A and developer carrier B are composed of a rotatable non-magnetic cylindrical member and a magnet group disposed therein, and are installed so as to face each other.
When measuring the amount of reflected light from the developer, the developer carrier A and the developer carrier B are set to the same potential, and the developer carrier A has a magnet positioned at the closest facing portion between the two. The carrier B sets the phase of the magnet group so as to be an intermediate position between two magnets having different polarities from the magnet,
When measuring the amount of light reflected from the carrier, the phase of the magnet group is set so that an electric field is formed between the developer carrier A and the developer carrier B, and the magnets of the same polarity are opposed to each other at the closest facing portion between the two. Set,
The optical sensor measures the amount of reflected light from the developer or carrier carried on the developer carrier A.
The image forming apparatus according to claim 1.
(Claim 3)
A developer carrying body A for developing toner on the image forming body, and a developer carrying body B that peels off the developer from the developer carrying body A;
Both developer carrier A and developer carrier B are composed of a rotatable non-magnetic cylindrical member and a magnet group disposed therein, and are installed so as to face each other.
When measuring the amount of reflected light from the developer, the developer carrying body A and the developer carrying body B are set to the same potential, and the developer carrying body B has a magnet positioned at the closest facing portion between the two. The carrier A sets the phase of the magnet group so that it is in the middle position between the two magnets of opposite polarity and the polarity of the magnet,
When measuring the amount of light reflected from the carrier, the phase of the magnet group is set so that an electric field is formed between the developer carrier A and the developer carrier B, and the magnets of the same polarity are opposed to each other at the closest facing portion between the two. Set,
The optical sensor measures the amount of reflected light from the developer or carrier carried on the developer carrier B.
The image forming apparatus according to claim 1.
(Claim 4)
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the amount of light reflected from the carrier is measured every predetermined developing device driving time.
(Claim 5)
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the amount of light reflected from the carrier is measured every predetermined number of prints.

請求項1〜3に記載された本発明によるときは、光学式のトナー濃度検知手段によるトナー濃度検出に当って、キャリアのスペントによる反射光量の変化を補正するために、測定した現像剤のトナー濃度検出値に、現像剤からキャリアのみを分離して反射光量を測定し、補正を加えることによって、トナー濃度の算出が正確に行われることとなった。   According to the present invention described in claims 1 to 3, the measured developer toner is used to correct the change in the amount of reflected light due to the spent of the carrier in detecting the toner density by the optical toner density detecting means. The toner density is accurately calculated by separating the carrier alone from the developer and measuring the amount of reflected light and correcting the density detection value.

請求項4、5に記載された本発明によるときは、トナー濃度算出値の補正を所定の現像装置駆動時間毎に、或いは所定のプリント数毎に行うことによって、プリント動作中にしばしば行われるトナー濃度検出時には、先に行われたトナー濃度算出値の補正値を用いて算出することによって、単にトナー濃度検出を行うことのみによっても許容範囲内にある正確なトナー濃度算出値が得られることとなった。   According to the present invention, the toner density calculation value is corrected every predetermined developing device driving time or every predetermined number of prints, so that the toner is often used during the printing operation. At the time of density detection, an accurate toner density calculation value within an allowable range can be obtained simply by performing toner density detection by calculating using the correction value of the toner density calculation value previously performed. became.

(1) 本発明の画像形成装置の説明に先だって、キャリアからの反射光量を用いてトナー濃度を補正する方法について説明する。   (1) Prior to the description of the image forming apparatus of the present invention, a method for correcting the toner density using the amount of light reflected from the carrier will be described.

新品の現像剤および耐久後(この例では10万プリント後)の現像剤のトナー濃度対反射光量の関係(シアン現像剤の場合)を図1に示す。いずれの現像剤の場合にも、トナー濃度が低くなるほどキャリア表面の色(黒に近いグレー)の影響が大きくなるため、反射光量が減少し、トナー濃度に対して光学センサ出力はリニアに変化している。その際、キャリア表面にトナーがスペントした状態の耐久現像剤の方が、同じトナー濃度でも反射光量が多くなる。   FIG. 1 shows the relationship between the toner concentration of the new developer and the developer after endurance (in this example, after 100,000 prints) and the amount of reflected light (in the case of a cyan developer). In any developer, the lower the toner density, the greater the influence of the carrier surface color (gray near black), so the amount of reflected light decreases, and the optical sensor output changes linearly with respect to the toner density. ing. At that time, the amount of reflected light increases with the same developer concentration in the durable developer in which the toner is spent on the carrier surface.

一方、トナー濃度が高い領域では、キャリア表面の影響が小さくなるため、スペントによる反射光量変化の影響を受けにくくなり、この現像剤処方の場合ではトナー濃度20%以上の領域ではスペントの有無にかかわらず同一トナー濃度に対しては光学センサの反射光量は同じになっている。   On the other hand, in the region where the toner concentration is high, the influence of the carrier surface is small, so that it is difficult to be influenced by the change in the amount of reflected light due to spent. First, the amount of reflected light from the optical sensor is the same for the same toner density.

従って本発明では、画像形成装置の所定プリント数毎(例えば3000プリント)に現像剤からキャリアのみを分離してキャリアからの反射光量(出力電圧V(C0))及び現像剤からの反射光量(出力電圧V(CX))とを光学センサで測定する。また予め工程調整時に新品現像剤を用いて、トナー濃度0%の反射光量(出力電圧V(D0))とトナー濃度20%の反射光量(出力電圧V(D20))とを記憶させ、制御部にて検量線(カーブD)を作成している。   Therefore, in the present invention, only the carrier is separated from the developer for every predetermined number of prints (for example, 3000 prints) of the image forming apparatus, and the reflected light amount from the carrier (output voltage V (C0)) and the reflected light amount from the developer (output). Voltage V (CX)) is measured with an optical sensor. In addition, a new developer is used in advance during the process adjustment to store a reflected light amount (output voltage V (D0)) having a toner concentration of 0% and a reflected light amount (output voltage V (D20)) having a toner concentration of 20%, and a control unit. A calibration curve (Curve D) is created.

キャリアからの出力電圧V(C0)とトナー濃度20%での出力電圧V(D20)とを結ぶ検量線(カーブC)をもって耐久現像剤を用いたときのトナー濃度と光学センサ出力電圧との関係を示していて、現像剤からの測定された出力電圧V(CA)は検量線(カーブC)上にある。   Relationship between toner density and optical sensor output voltage when a durable developer is used with a calibration curve (curve C) connecting the output voltage V (C0) from the carrier and the output voltage V (D20) at a toner density of 20%. The measured output voltage V (CA) from the developer is on the calibration curve (curve C).

従来は現像剤から測定された出力電圧V(CA)をもって検量線(カーブD)からトナー濃度を求めていた。このために求めたトナー濃度は実際よりも高い値として認識されていた。   Conventionally, the toner concentration is obtained from a calibration curve (curve D) using the output voltage V (CA) measured from the developer. For this reason, the obtained toner density was recognized as a value higher than the actual value.

本発明にあっては、次の演算処理を行ってトナー濃度算出値に補正を行い、スペントによる反射光量の変化分を除去し、使用上問題のない正確なトナー濃度算出値V(DA)が得られることとなる。   In the present invention, the following calculation process is performed to correct the toner density calculation value, the change in reflected light amount due to spent is removed, and an accurate toner density calculation value V (DA) that does not cause a problem in use is obtained. Will be obtained.

V(DA)=V(CA)−{V(C0)−V(D0)}×
〔1−{V(CA)−V(C0)}/{V(D20)−V(C0)}〕
(2) 本発明の適用される画像形成装置について説明する。
V (DA) = V (CA) − {V (C0) −V (D0)} ×
[1- {V (CA) -V (C0)} / {V (D20) -V (C0)}]
(2) An image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.

図1は、本発明の像露光制御を行う画像形成装置の全体構成図である。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image forming apparatus that performs image exposure control according to the present invention.

画像形成装置は、画像形成装置100と画像読取装置200とから構成される。   The image forming apparatus includes an image forming apparatus 100 and an image reading apparatus 200.

画像形成装置100は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段10Y,10M,10C,10Kと、ベルト状の中間転写体6と給紙搬送手段20及び定着装置70とからなる。   The image forming apparatus 100 is called a tandem color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, a belt-shaped intermediate transfer member 6, a sheet feeding / conveying unit 20, and a fixing unit 70. It consists of.

画像形成装置100の上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査露光装置202とから成る画像読取装置200が設置されている。   An image reading device 200 including an automatic document feeder 201 and a document image scanning exposure device 202 is installed on the upper part of the image forming apparatus 100.

自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された原稿dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。   The document d placed on the document table of the automatic document feeder 201 is transported by a transport unit, and an image on one or both sides of the document is scanned and exposed by the optical system of the document image scanning exposure device 202, and the line image sensor CCD is scanned. Is read.

ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部50において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行い、一旦メモリに記憶された後、露光手段(画像書き込み手段)3Y、3M、3C、3Kに入力される。   The analog signal photoelectrically converted by the line image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing, and the like in the image processing unit 50, and once stored in the memory, exposure means (image writing) Means) 3Y, 3M, 3C, 3K.

イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成手段10Yは、像担持体としての感光体ドラム1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及びクリーニング手段5Yを有する。マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成手段10Mは、像担持体としての感光体ドラム1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及びクリーニング手段5Mを有する。シアン(C)色の画像を形成する画像形成手段10Cは、像担持体としての感光体ドラム1C、帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及びクリーニング手段5Cを有する。黒(K)色の画像を形成する画像形成手段10Kは、像担持体としての感光体ドラム1K、帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及びクリーニング手段5Kを有する。帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光装置3C及び帯電手段2Kと露光装置3Kとは、潜像形成手段を構成し、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上に静電潜像を形成する。   The image forming unit 10Y that forms a yellow (Y) image includes a charging unit 2Y, an exposure unit 3Y, a developing device 4Y, and a cleaning unit 5Y disposed around a photosensitive drum 1Y as an image carrier. The image forming unit 10M that forms a magenta (M) color image includes a photosensitive drum 1M as an image carrier, a charging unit 2M, an exposure unit 3M, a developing device 4M, and a cleaning unit 5M. An image forming unit 10C for forming a cyan (C) color image includes a photosensitive drum 1C as an image carrier, a charging unit 2C, an exposure unit 3C, a developing device 4C, and a cleaning unit 5C. The image forming unit 10K that forms a black (K) image includes a photosensitive drum 1K as an image carrier, a charging unit 2K, an exposure unit 3K, a developing device 4K, and a cleaning unit 5K. The charging unit 2Y and the exposure unit 3Y, the charging unit 2M and the exposure unit 3M, the charging unit 2C and the exposure unit 3C, and the charging unit 2K and the exposure unit 3K constitute a latent image forming unit, and the photosensitive drums 1Y, 1M, and 1C. An electrostatic latent image is formed on 1K.

4Y,4M,4C,4Kは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(K)の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を内包する現像装置、現像を行い感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上に各色のトナー像を形成する。   4Y, 4M, 4C, and 4K are developing devices that include a two-component developer composed of a small particle size toner of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) and a carrier, and development. A toner image of each color is formed on the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K.

中間転写体6は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。   The intermediate transfer body 6 is wound around a plurality of rollers and is rotatably supported.

画像形成手段10Y,10M,10C,10Kより形成された各色のトナー画像は、回動する中間転写体6上に一次転写手段7Y,7M,7C,7Kにより逐次転写されて(一次転写)、合成されたカラー画像が形成される。   The toner images of the respective colors formed by the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are sequentially transferred (primary transfer) by the primary transfer units 7Y, 7M, 7C, and 7K onto the rotating intermediate transfer body 6 to be combined. A colored image is formed.

給紙搬送手段20の給紙カセット21内に収容された転写材Pは、給紙手段22により給紙され、給紙ローラ23,24,25,26、レジストローラ27等を経て、二次転写手段(転写ローラ)9に搬送され、転写材P上にカラー画像が転写される(二次転写)。   The transfer material P accommodated in the paper feeding cassette 21 of the paper feeding / conveying means 20 is fed by the paper feeding means 22, passes through the paper feeding rollers 23, 24, 25, 26, the registration rollers 27, etc., and is subjected to secondary transfer. It is conveyed to a means (transfer roller) 9 and a color image is transferred onto the transfer material P (secondary transfer).

カラー画像が転写された転写材Pは、定着装置70においてヒータを内蔵した定着ローラと、定着ローラに圧接する加圧ローラとによって転写材Pが挟持され、熱と圧力とを加えることにより転写材P上のカラートナー像(或いはトナー像)が定着されて転写材P上に固定され、排紙ローラ27a及び28に挟持されて機外の排紙トレイ29上に載置される。   The transfer material P onto which the color image has been transferred is sandwiched between a fixing roller having a built-in heater in the fixing device 70 and a pressure roller in pressure contact with the fixing roller, and heat and pressure are applied to apply the transfer material P. The color toner image (or toner image) on P is fixed and fixed on the transfer material P, sandwiched between paper discharge rollers 27a and 28, and placed on a paper discharge tray 29 outside the apparatus.

一方、二次転写手段9により転写材Pにカラー画像を転写した後、転写材Pを曲率分離した中間転写体6は、クリーニング手段8により残留トナーが除去される。   On the other hand, after the color image is transferred to the transfer material P by the secondary transfer unit 9, the residual toner is removed by the cleaning unit 8 from the intermediate transfer body 6 from which the transfer material P is separated by curvature.

定着処理された転写材Pを反転排紙する場合には、転写材Pは定着装置70と排紙ローラ28の中間に配置された分岐板28Aの図示右側の搬送路を通過し、下方の第1搬送路(1)に搬送された後、逆転搬送されて分岐板28Aの図示左側の第2搬送路(2)を通過し、排紙ローラ28により装置外に排出される。   When the transfer material P that has been subjected to the fixing process is reversely discharged, the transfer material P passes through a conveyance path on the right side of the branch plate 28A disposed between the fixing device 70 and the paper discharge roller 28, and the lower second transfer material P. After being transported to one transport path (1), it is transported in reverse, passes through the second transport path (2) on the left side of the branch plate 28 A, and is discharged out of the apparatus by the paper discharge roller 28.

転写材Pの両面に複写する場合には、転写材Pの第1面に形成した画像を定着処理した後、転写材Pを第1搬送路(1)、さらに分岐板28Bの下方の第4搬送路(4)に導入した後、逆転搬送し、分岐板28Bの図示右側の搬送路を通過させ、第3搬送路(3)に搬送した後、上方に迂回し給紙ローラ26により搬送する。転写材Pは画像形成手段10Y,10M,10C,10Kにおいて第2面に各色の画像が両面に形成され、定着装置70により加熱定着処理され、排紙ローラ28によって装置外に排出される。   When copying on both surfaces of the transfer material P, after fixing the image formed on the first surface of the transfer material P, the transfer material P is transferred to the first conveyance path (1), and further to the fourth below the branch plate 28B. After being introduced into the conveyance path (4), the sheet is conveyed in the reverse direction, passed through the conveyance path on the right side of the branch plate 28B, conveyed to the third conveyance path (3), detoured upward, and conveyed by the paper feed roller 26. . On the transfer material P, images of the respective colors are formed on the second surface of the image forming means 10Y, 10M, 10C, and 10K, heated and fixed by the fixing device 70, and discharged to the outside by the paper discharge roller 28.

なお、画像形成装置100の説明においては、カラー画像形成について説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。   In the description of the image forming apparatus 100, the color image formation has been described. However, the present invention includes a case of forming a monochrome image.

(3) 本発明の画像形成装置100に用いられる現像装置4は、実施例1,2に示すように、(A)感光体ドラム1上の静電潜像を現像する現像剤担持体41Aと、現像剤担持体41Aに現像剤を供給する現像剤担持体42Aとを有し、光センサS4によって現像剤担持体41Aに付着状態にある現像剤又はキャリアの反射光量を測定することができる構成、(B)感光体ドラム1上の静電潜像を現像する現像剤担持体41Bと、現像剤担持体41Bから現像剤を剥ぎ取る現像剤担持体42Bとを有し、光センサS4によって現像剤担持体42Bに付着状態にある現像剤又はキャリアの反射光量を測定することができる構成、となっている。   (3) As shown in the first and second embodiments, the developing device 4 used in the image forming apparatus 100 of the present invention includes (A) a developer carrier 41A that develops an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1, and And a developer carrier 42A for supplying developer to the developer carrier 41A, and the reflected light quantity of the developer or carrier attached to the developer carrier 41A can be measured by the optical sensor S4. (B) a developer carrier 41B that develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1, and a developer carrier 42B that peels off the developer from the developer carrier 41B, and is developed by the optical sensor S4. In this configuration, the amount of reflected light from the developer or carrier that is attached to the agent carrier 42B can be measured.

(A) 実施例1の現像装置について、図3に示す構成図を用いて説明する。   (A) The developing device of Example 1 will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

感光体ドラム1に対向しては、内部に複数の磁石を有した磁石ロール411Aと、磁石ロール411A外周を矢示方向に回転する現像スリーブ412Aとからなる現像剤担持体41Aがある。   Opposite to the photosensitive drum 1, there is a developer carrier 41A composed of a magnet roll 411A having a plurality of magnets therein and a developing sleeve 412A that rotates the outer periphery of the magnet roll 411A in the direction of the arrow.

現像剤担持体41Aに近接しては、現像剤担持体41Aに現像剤を供給する現像剤担持体42Aがある。現像剤担持体42Aも、内部に複数の磁石を有した磁石ロール421Aと、磁石ロール421Aの外周を矢示方向に回転する現像スリーブ422Aとからなっている。   In the vicinity of the developer carrier 41A, there is a developer carrier 42A that supplies the developer to the developer carrier 41A. The developer carrier 42A also includes a magnet roll 421A having a plurality of magnets therein, and a developing sleeve 422A that rotates the outer periphery of the magnet roll 421A in the direction indicated by the arrow.

44Aは水車状の翼を有する撹拌部材で、現像剤の撹拌を行っていて、トナーと磁性キャリアとから成る現像剤は撹拌されて摩擦帯電し、キャリア外周にトナーが付着した状態となっていて、回転する現像スリーブ422A周面に磁力によって付着し、現像スリーブ422Aの回転に伴って移動する。   44A is an agitating member having a water wheel-like blade, which agitates the developer. The developer composed of the toner and the magnetic carrier is agitated and frictionally charged, and the toner is attached to the outer periphery of the carrier. The developing sleeve 422A is rotated and adhered to the peripheral surface of the developing sleeve 422A by a magnetic force, and moves with the rotation of the developing sleeve 422A.

現像スリーブ422Aの現像スリーブ412Aに最も近接した対向部では、磁石ロール421Aは同磁極の2つの磁石の中間位置となっていて、磁石ロール411Aは異磁極の磁石が位置している(図3(a)参照)。   In the portion of the developing sleeve 422A that is closest to the developing sleeve 412A, the magnet roll 421A is in the middle position between the two magnets having the same magnetic pole, and the magnet roll 411A has a magnet having a different magnetic pole (FIG. 3 ( a)).

従って、現像スリーブ422Aに磁力によって付着していた現像剤は対向部で磁力差によって現像スリーブ412A周面に移動し、現像領域へと搬送される。   Accordingly, the developer adhering to the developing sleeve 422A by the magnetic force moves to the developing sleeve 412A peripheral surface by the magnetic force difference at the opposite portion, and is conveyed to the developing region.

現像スリーブ412Aによって現像剤が搬送される間に、層厚規制部材43Aによって所定の現像剤の搬送量となるよう制限がなされ、現像スリーブ412Aには直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加され、現像領域において感光体ドラム1上の静電潜像部分にトナーが付着して現像が行われる。   While the developer is transported by the developing sleeve 412A, the layer thickness regulating member 43A limits the developer transport amount to a predetermined amount, and a developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developing sleeve 412A. In the development area, the toner adheres to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 1 and development is performed.

かかる画像形成の一部をなす現像プロセスにおいて、適時発光素子と受光素子とより成る光学センサS4によって、現像スリーブ412A上の現像剤の反射率を測定してトナー濃度の検知がなされ、測定されたトナー濃度出力に対して後に説明する補正が加えられ、補正されたトナー濃度出力値が規定値以下に低下したときは、制御部はトナー補給を行うよう制御を行っている。   In the development process that forms part of the image formation, the optical density of the developer on the developing sleeve 412A is measured by the optical sensor S4 including a light emitting element and a light receiving element in a timely manner, and the toner density is detected and measured. When a correction described later is applied to the toner density output, and the corrected toner density output value falls below a specified value, the control unit performs control to perform toner replenishment.

本発明の画像形成装置では、上記説明した画像形成モードとともに、トナー濃度検知データ補正モードを有していて、光学センサS4によって検知されたトナー濃度に対し、キャリアから反射光量を検知して、先に検知されたトナー濃度に対して補正を行うことが制御系によって行われる。   The image forming apparatus of the present invention has a toner density detection data correction mode in addition to the image forming mode described above, and detects the amount of reflected light from the carrier for the toner density detected by the optical sensor S4. The control system corrects the detected toner density.

図4には、電気制御系の概要を示すブロック図を示している。110は演算制御処理を行うCPUで、RAM111、ROM112、不揮発メモリ113が接続している。RAM111には、プリント数積算値又は、現像時間積算値が記憶されていて、プリント数又は現像時間の増加と共に前記積算値に加算される。   FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the electric control system. Reference numeral 110 denotes a CPU that performs arithmetic control processing, and is connected to a RAM 111, a ROM 112, and a nonvolatile memory 113. The RAM 111 stores the print number integrated value or the development time integrated value, and is added to the integrated value as the number of prints or the development time increases.

ROM112には、画像形成モードプログラムと、トナー濃度検知データ補正プログラムとを記憶していて、画像形成時には画像形成モードプログラムを呼び出し、インターフェース120を介して外部機器の動作の制御を行い、画像形成を行う。画像形成を行うことによって、プリント数積算値が所定の積算値に達したとき、又は現像時間積算値が所定の積算値に達したとき、CPU110はトナー濃度検知データ補正プログラムを呼び出し、インターフェース120を介して関係部材の動作の制御を行って、トナー濃度検知データの補正を行っている。   The ROM 112 stores an image formation mode program and a toner density detection data correction program. When the image is formed, the image formation mode program is called and the operation of an external device is controlled via the interface 120 to perform image formation. Do. When the print number integrated value reaches a predetermined integrated value by performing image formation, or when the development time integrated value reaches a predetermined integrated value, the CPU 110 calls a toner density detection data correction program and causes the interface 120 to Thus, the operation of the related members is controlled through the correction of the toner density detection data.

次に図3、図4を用いてトナー濃度検知データの補正動作について説明する。   Next, the toner density detection data correction operation will be described with reference to FIGS.

トナー濃度検知データの補正には、先ず光学センサS4によって現像スリーブ412A上の現像剤の反射光測定を行うことから行われる。   The toner density detection data is corrected by first measuring the reflected light of the developer on the developing sleeve 412A by the optical sensor S4.

制御部100は、磁石ロール411A及び磁石ロール421Aの磁石位置を移動させ、現像剤担持体41Aと現像剤担持体42Aとの最も近接した対向部では、磁石ロール411Aについては磁石が位置し、磁石ロール421Aについては磁石ロール411Aの位置した磁石と磁極性を異にした2つの磁石の中間位置となるように設定し、現像スリーブ412Aと現像スリーブ422Aとには、同電位のバイアス電圧の印加を行う。本実施例においては共に−500Vに電圧印加し、駆動を行う(図3(a)参照)。   The control unit 100 moves the magnet positions of the magnet roll 411A and the magnet roll 421A, and the magnet is positioned for the magnet roll 411A at the closest portion between the developer carrier 41A and the developer carrier 42A. The roll 421A is set so as to be at an intermediate position between two magnets having different magnetic polarities from the magnet positioned on the magnet roll 411A, and a bias voltage having the same potential is applied to the developing sleeve 412A and the developing sleeve 422A. Do. In this embodiment, the voltage is applied to -500 V to drive (see FIG. 3A).

かかる駆動動作を行うことによって、現像スリーブ422A周面に磁力によって付着搬送された現像剤は、現像スリーブ422Aが現像スリーブ412Aに最も近接した対向部で、磁力差によって現像スリーブ412A周面へと移動し、現像スリーブ412A周面上に付着した現像剤の反射光量は光学センサS4によって出力電圧V(CA)として計測される。   By performing such a driving operation, the developer adhered and conveyed to the circumferential surface of the developing sleeve 422A by the magnetic force moves to the circumferential surface of the developing sleeve 412A by the magnetic force difference at the facing portion where the developing sleeve 422A is closest to the developing sleeve 412A. The reflected light amount of the developer adhered on the peripheral surface of the developing sleeve 412A is measured as the output voltage V (CA) by the optical sensor S4.

次いで、光学センサS4によって現像スリーブ412A周面上のキャリアの反射光測定を行う。   Next, the reflected light of the carrier on the peripheral surface of the developing sleeve 412A is measured by the optical sensor S4.

制御部100は、磁石ロール421Aの磁石位置を移動させ、現像剤担持体41Aと現像剤担持体42Aとの最も近接した対向部で、同極性の磁石が対向するように位置設定し、現像スリーブ412Aにはトナーと同極性のバイアス電圧(本実施例では−500V)を印加し、現像スリーブ422Aは接地して、現像スリーブ412Aと現像スリーブ422Aとの対向した間隙では、電界が形成された状態で駆動を行う(図3(b)参照)。   The controller 100 moves the magnet position of the magnet roll 421A, sets the position so that the magnets of the same polarity face each other at the closest facing portion between the developer carrier 41A and the developer carrier 42A, and the developing sleeve A bias voltage having the same polarity as the toner (−500 V in this embodiment) is applied to 412A, the developing sleeve 422A is grounded, and an electric field is formed in the gap between the developing sleeve 412A and the developing sleeve 422A. Is driven (see FIG. 3B).

かかる駆動動作を行うことによって、現像スリーブ412Aと現像スリーブ422Aとの間では、現像スリーブ422Aから現像スリーブ412Aへキャリアのみが電界によって移動する。   By performing such a driving operation, only the carrier moves from the developing sleeve 422A to the developing sleeve 412A by an electric field between the developing sleeve 412A and the developing sleeve 422A.

但し、十分な量のキャリア移動は容易ではないので、現像スリーブ412Aの線速度に較べ、現像スリーブ422Aの線速度を1.5〜4倍程度と変化させたり、上記の駆動動作を現像スリーブ412Aが複数回転する間継続状態とすることが行われる。   However, since a sufficient amount of carrier movement is not easy, the linear velocity of the developing sleeve 422A is changed to about 1.5 to 4 times the linear velocity of the developing sleeve 412A, or the above driving operation is changed to the developing sleeve 412A. The continuation state is performed while the motor rotates a plurality of times.

このようにして、現像スリーブ412A周面上に付着したキャリアの反射光量は、光学センサS4によって出力電圧V(C0)として計測される。   In this way, the reflected light amount of the carrier adhering to the circumferential surface of the developing sleeve 412A is measured as the output voltage V (C0) by the optical sensor S4.

制御部100は、先に説明した演算式を用い、現像剤からの反射光量を測定した出力電圧V(CA)と、キャリアからの反射光量を測定した出力電圧V(C0)とからトナー濃度演算値の補正が行われる。   The control unit 100 calculates the toner density from the output voltage V (CA) obtained by measuring the amount of reflected light from the developer and the output voltage V (C0) obtained by measuring the amount of reflected light from the carrier, using the arithmetic expression described above. Value correction is performed.

制御部100は、補正が行われたトナー濃度算定値を予めメモリに記録された規定トナー濃度値と比較し、補正されたトナー濃度算定値が規定トナー濃度値を下回っていると判断されたときには、トナー補給手段によるトナー補給が行われる。   The control unit 100 compares the corrected toner density calculated value with the specified toner density value recorded in the memory in advance, and when it is determined that the corrected toner density calculated value is lower than the specified toner density value. Then, toner supply by the toner supply means is performed.

キャリアのみ反射光量測定が行われての、トナー濃度検知データの補正が行われたのちは、次の所定のプリント積算値(例えば2500プリント)、又は次の所定の現像時間積算値に達するまでの間に行われる画像形成時のトナー濃度測定については、測定されたトナー濃度出力値に対して先のキャリアのみの反射光量測定によって得られた補正値をそのまま使用してトナー濃度測定値の補正が行われ、補正されたトナー濃度測定値に基づいて、トナー補給の必要性が判断される。   After the correction of the toner density detection data after the reflected light amount measurement is performed for only the carrier, the next predetermined print integrated value (for example, 2500 prints) or the next predetermined development time integrated value is reached. Regarding the toner density measurement during image formation performed in the meantime, the correction value of the toner density measurement value can be corrected by using the correction value obtained by the reflected light amount measurement of only the previous carrier as it is for the measured toner density output value. The necessity of toner replenishment is determined based on the corrected toner density measurement value.

(B) 実施例2の現像装置について、図5に示す構成図を用いて説明する。   (B) The developing device of Example 2 will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

感光体ドラム1に対向しては、内部に複数の磁石を有した磁石ロール411Bと、磁石ロール411B外周を矢示方向に回転する現像スリーブ412Bとからなる現像剤担持体41Bがある。   Opposing the photosensitive drum 1, there is a developer carrier 41B including a magnet roll 411B having a plurality of magnets therein and a developing sleeve 412B that rotates the outer periphery of the magnet roll 411B in the direction indicated by the arrow.

現像剤担持体41Bに近接しては、現像剤担持体41Bから現像剤を剥ぎ取って搬送する現像剤担持体42Bがある。現像剤担持体42Bも、内部に複数の磁石を有した磁石ロール421Bと、磁石ロール421Bの外周を矢示方向に回転する現像スリーブ422Bとからなっている。   In the vicinity of the developer carrier 41B, there is a developer carrier 42B that peels off the developer from the developer carrier 41B and conveys it. The developer carrier 42B also includes a magnet roll 421B having a plurality of magnets therein, and a developing sleeve 422B that rotates the outer periphery of the magnet roll 421B in the direction of the arrow.

442B、443Bは水車状の翼を有する撹拌部材で、現像剤の撹拌を行っていて、トナーと磁性キャリアとから成る現像剤は撹拌されて摩擦帯電し、キャリア外周にトナーが付着した状態となっていて、回転する現像スリーブ412B周面に磁力によって付着し、現像スリーブ412Bの回転に伴って感光体ドラム1に近接した現像領域へ移動する。   Reference numerals 442B and 443B are stirring members having water wheel-like blades, which stir the developer. The developer composed of the toner and the magnetic carrier is stirred and frictionally charged, and the toner is attached to the outer periphery of the carrier. At this time, it adheres to the peripheral surface of the rotating developing sleeve 412B by a magnetic force, and moves to the developing area close to the photosensitive drum 1 as the developing sleeve 412B rotates.

現像スリーブ412Bの現像スリーブ422Bに最も近接した対向部では、磁石ロール411Bは同磁極の2つの磁石の中間位置となっていて、磁石ロール421Bは異磁極の磁石が位置している(図5(a)参照)。   In the portion of the developing sleeve 412B that is closest to the developing sleeve 422B, the magnet roll 411B is at an intermediate position between the two magnets having the same magnetic pole, and the magnet roll 421B has a magnet having a different magnetic pole (FIG. 5 ( a)).

従って、現像スリーブ412Bに磁力によって付着していた現像剤は対向部で磁力差によって現像スリーブ422B周面に移動し、現像剤溜まりへと搬送される。   Therefore, the developer adhering to the developing sleeve 412B by the magnetic force moves to the peripheral surface of the developing sleeve 422B by the magnetic force difference at the opposite portion, and is conveyed to the developer reservoir.

現像スリーブ412Bによって現像剤が搬送される間に、層厚規制部材43Bによって所定の現像剤の搬送量となるよう制限がなされ、現像スリーブ412Bには直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加され、現像領域において感光体ドラム1上の静電潜像部分にトナーが付着して現像が行われる。   While the developer is transported by the developing sleeve 412B, the layer thickness regulating member 43B limits the developer transport amount to a predetermined amount, and a developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developing sleeve 412B. In the development area, the toner adheres to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 1 and development is performed.

かかる画像形成の一部をなす現像プロセスにおいて、適時、現像スリーブ422Bに対向して設けられた発光素子と受光素子とより成る光学センサS4によって、現像スリーブ412B上で、感光体ドラム1上の非画像部を通過し現像が行われなかった現像剤を現像スリーブ422B上に移動搬送された状態で、現像スリーブ422B上の現像剤の反射率を測定してトナー濃度の検知がなされ、測定されたトナー濃度出力に対して後に説明する補正が加えられ、補正されたトナー濃度出力値が規定値以下に低下したときは、制御部はトナー補給を行うよう制御を行っている。   In the development process that forms part of the image formation, the optical sensor S4 composed of a light emitting element and a light receiving element provided opposite to the developing sleeve 422B is appropriately timed on the developing sleeve 412B on the photosensitive drum 1. In a state where the developer that has passed through the image portion and has not been developed is moved and conveyed onto the developing sleeve 422B, the reflectance of the developer on the developing sleeve 422B is measured, and the toner density is detected and measured. When a correction described later is applied to the toner density output, and the corrected toner density output value falls below a specified value, the control unit performs control to perform toner replenishment.

本発明の画像形成装置では、上記説明した画像形成モードとともに、トナー濃度検知データ補正モードを有していて、光学センサS4によって検知されたトナー濃度に対し、キャリアから反射光量を検知して、先に検知されたトナー濃度に対して補正を行うことが制御系によって行われる。   The image forming apparatus of the present invention has a toner density detection data correction mode in addition to the image forming mode described above, and detects the amount of reflected light from the carrier for the toner density detected by the optical sensor S4. The control system corrects the detected toner density.

図6には、電気制御系の概要を示すブロック図を示している。110は演算制御処理を行うCPUで、RAM111、ROM112、不揮発メモリ113が接続している。RAM111には、プリント数積算値又は、現像時間積算値が記憶されていて、プリント数又は現像時間の増加と共に前記積算値に加算される。   FIG. 6 is a block diagram showing an outline of the electric control system. Reference numeral 110 denotes a CPU that performs arithmetic control processing, and is connected to a RAM 111, a ROM 112, and a nonvolatile memory 113. The RAM 111 stores the print number integrated value or the development time integrated value, and is added to the integrated value as the number of prints or the development time increases.

ROM112には、画像形成モードプログラムと、トナー濃度検知データ補正プログラムとを記憶していて、画像形成時には画像形成モードプログラムを呼び出し、インターフェース120を介して外部機器の動作の制御を行い、画像形成を行う。画像形成を行うことによって、プリント数積算値が所定の積算値に達したとき、又は現像時間積算値が所定の積算値に達したとき、CPU110はトナー濃度検知データ補正プログラムを呼び出し、インターフェース120を介して関係部材の動作の制御を行って、トナー濃度検知データの補正を行っている。   The ROM 112 stores an image formation mode program and a toner density detection data correction program. When the image is formed, the image formation mode program is called and the operation of an external device is controlled via the interface 120 to perform image formation. Do. When the print number integrated value reaches a predetermined integrated value by performing image formation, or when the development time integrated value reaches a predetermined integrated value, the CPU 110 calls a toner density detection data correction program and causes the interface 120 to Thus, the operation of the related members is controlled through the correction of the toner density detection data.

次に図5、図6を用いてトナー濃度検知データの補正動作について説明する。   Next, the toner density detection data correction operation will be described with reference to FIGS.

トナー濃度検知データの補正には、先ず光学センサS4によって現像スリーブ422B上の現像剤の反射光測定を行うことから行われる。   The toner density detection data is corrected by first measuring the reflected light of the developer on the developing sleeve 422B by the optical sensor S4.

制御部100は、磁石ロール411B及び磁石ロール421Bの磁石位置を移動させ、現像剤担持体41Bと現像剤担持体42Bとの最も近接した対向部では、磁石ロール421Bについては磁石が位置し、磁石ロール411Bについては磁石ロール421Bの位置した磁石と磁極性を異にした2つの磁石の中間位置となるように設定し、現像スリーブ412Bと現像スリーブ422Bとには、同電位のバイアス電圧の印加を行う。本実施例においては共に−500Vに電圧印加し、感光体ドラム1上の非画像領域を現像するような状態、即ち実質的には現像が行われない状態で駆動を行う。このときの感光体電位は−700Vに設定する(図5(a)参照)。   The control unit 100 moves the magnet positions of the magnet roll 411B and the magnet roll 421B, and the magnet is positioned for the magnet roll 421B at the closest facing portion between the developer carrier 41B and the developer carrier 42B. The roll 411B is set to be at an intermediate position between two magnets having different magnetic polarities from the magnet located on the magnet roll 421B, and a bias voltage having the same potential is applied to the developing sleeve 412B and the developing sleeve 422B. Do. In this embodiment, voltage is applied to -500 V in both cases, and driving is performed in a state where a non-image area on the photosensitive drum 1 is developed, that is, a state where development is not substantially performed. At this time, the photosensitive member potential is set to −700 V (see FIG. 5A).

かかる駆動動作を行うことによって、現像スリーブ412B周面に磁力によって付着搬送された現像剤は、現像スリーブ412Bが現像スリーブ422Bに最も近接した対向部で、磁力差によって現像スリーブ422B周面へと移動し、現像スリーブ422B周面上に付着した現像剤の反射光量は光学センサS4によって出力電圧V(CA)として計測される。   By performing such a driving operation, the developer adhered and transported to the circumferential surface of the developing sleeve 412B by the magnetic force moves to the circumferential surface of the developing sleeve 422B by the magnetic force difference at the facing portion where the developing sleeve 412B is closest to the developing sleeve 422B. The reflected light amount of the developer adhered on the peripheral surface of the developing sleeve 422B is measured as the output voltage V (CA) by the optical sensor S4.

次いで、光学センサS4によって現像スリーブ422B周面上のキャリアの反射光測定を行う。   Next, the reflected light of the carrier on the peripheral surface of the developing sleeve 422B is measured by the optical sensor S4.

制御部100は、磁石ロール411Bの磁石位置を移動させ、現像剤担持体41Bと現像剤担持体42Bとの最も近接した対向部で、同極性の磁石が対向するように位置設定し、現像スリーブ422Bにはトナーと同極性のバイアス電圧(本実施例では−500V)を印加し、現像スリーブ412Bは接地して、現像スリーブ422Bと現像スリーブ412Bとの対向した間隙では、電界が形成された状態で駆動を行う。このとき、感光体は帯電しない(図5(b)参照)。   The control unit 100 moves the magnet position of the magnet roll 411B, sets the position so that the magnets of the same polarity face each other at the closest facing portion between the developer carrier 41B and the developer carrier 42B, and the developing sleeve A bias voltage having the same polarity as the toner (−500 V in this embodiment) is applied to 422B, the developing sleeve 412B is grounded, and an electric field is formed in the gap between the developing sleeve 422B and the developing sleeve 412B. Drive with. At this time, the photosensitive member is not charged (see FIG. 5B).

かかる駆動動作を行うことによって、現像スリーブ422Bと現像スリーブ412Bとの間では、現像スリーブ412Bから現像スリーブ422Bへ電界によってキャリアのみが移動する。   By performing such a driving operation, only the carrier moves between the developing sleeve 422B and the developing sleeve 412B by an electric field from the developing sleeve 412B to the developing sleeve 422B.

但し、十分な量のキャリア移動は容易ではないので、現像スリーブ422Bの線速度に較べ、現像スリーブ412Bの線速度を1.5〜4倍程度と変化させたり、上記の駆動動作を現像スリーブ422Bが複数回転する間継続状態とすることが行われる。   However, since a sufficient amount of carrier movement is not easy, the linear velocity of the developing sleeve 412B is changed to about 1.5 to 4 times the linear velocity of the developing sleeve 422B, or the above driving operation is changed to the developing sleeve 422B. The continuation state is performed while the motor rotates a plurality of times.

このようにして、現像スリーブ422B周面上に付着したキャリアの反射光量は、光学センサS4によって出力電圧V(C0)として計測される。   In this way, the reflected light amount of the carrier adhering to the circumferential surface of the developing sleeve 422B is measured as the output voltage V (C0) by the optical sensor S4.

制御部100は、先に説明した演算式を用い、現像剤からの反射光量を測定した出力電圧V(CA)と、キャリアからの反射光量を測定した出力電圧V(C0)とからトナー濃度演算値の補正が行われる。   The control unit 100 calculates the toner density from the output voltage V (CA) obtained by measuring the amount of reflected light from the developer and the output voltage V (C0) obtained by measuring the amount of reflected light from the carrier, using the arithmetic expression described above. Value correction is performed.

制御部100は、補正が行われたトナー濃度算定値を予めメモリに記録された規定トナー濃度値と比較し、補正されたトナー濃度算定値が規定トナー濃度値を下回っていると判断されたときには、トナー補給手段によるトナー補給が行われる。   The control unit 100 compares the corrected toner density calculated value with the specified toner density value recorded in the memory in advance, and when it is determined that the corrected toner density calculated value is lower than the specified toner density value. Then, toner supply by the toner supply means is performed.

キャリアのみ反射光量測定が行われての、トナー濃度検知データの補正が行われたのちは、次の所定のプリント積算値(例えば2500プリント)、又は次の所定の現像時間積算値に達するまでの間に行われる画像形成時のトナー濃度測定については、測定されたトナー濃度出力値に対して先のキャリアのみの反射光量測定によって得られた補正値をそのまま使用してトナー濃度測定値の補正が行われ、補正されたトナー濃度測定値に基づいて、トナー補給の必要性が判断される。   After the correction of the toner density detection data after the reflected light amount measurement is performed for only the carrier, the next predetermined print integrated value (for example, 2500 prints) or the next predetermined development time integrated value is reached. Regarding the toner density measurement during image formation performed in the meantime, the correction value of the toner density measurement value can be corrected by using the correction value obtained by the reflected light amount measurement of only the previous carrier as it is for the measured toner density output value. The necessity of toner replenishment is determined based on the corrected toner density measurement value.

(C) 比較例として、キャリアの反射光量を測定してトナー濃度補正を行うことのない従来の現像装置にちいて、図7に示す構成図を用いて説明する。   (C) As a comparative example, a conventional developing device that does not perform toner density correction by measuring the amount of reflected light from a carrier will be described with reference to the configuration diagram shown in FIG.

内部に磁石ロール411Cを有し、矢印方向に回転する現像スリーブ412Cから成る現像剤担持体41Cでは、撹拌部材44Cによって撹拌され、摩擦帯電してキャリアにトナーが付着状態となった現像剤を磁力によって現像スリーブ412C周面に付着させ、現像領域へと搬送される。   In the developer carrying member 41C including the developing roller 412C that has a magnet roll 411C and rotates in the direction of the arrow, the developer that is agitated by the agitating member 44C, frictionally charged, and the toner is attached to the carrier is magnetically applied. Is attached to the circumferential surface of the developing sleeve 412C and conveyed to the developing region.

本比較例においては、現像スリーブ412Cによって現像剤が搬送される間に、層厚規制部材43Cによって所定の現像剤の搬送量となるよう制限がなされ、現像スリーブ412C上の現像剤は光学センサS4によって反射率を測定してトナー濃度の検知がなされ、測定されたトナー濃度が規定値以下に低下したときは、制御部はトナー補給を行うよう制御を行っている。   In this comparative example, while the developer is transported by the developing sleeve 412C, the layer thickness regulating member 43C limits the developer transport amount to be a predetermined amount, and the developer on the developing sleeve 412C is the optical sensor S4. The toner density is detected by measuring the reflectance by the control unit, and when the measured toner density falls below a specified value, the control unit performs control to replenish the toner.

(4) 本発明者らは、実施例1、実施例2、及び比較例について実写テストを行い、トナー濃度推移の安定性を比較した。   (4) The present inventors performed a live-action test on Example 1, Example 2, and Comparative Example, and compared the stability of toner density transition.

(a) 共通の条件は下記の通りである。
画像形成装置:A4ヨコ 80枚/分 機 (デジタルフルカラー機)
プロセススピードV:400mm/sec
感光体ドラム直径:80mm
感光体帯電電圧V0: −700V(可変:左記は標準値)
現像剤担持体電位Vdc: −500V(可変:左記は標準値)
感光体ベタ露光電位Vi: −50V
現像バイアスAC成分Vac: 1kVp−p 矩形波 5kHz
潜像露光手段: 半導体レーザー(波長780nm)
現像剤担持体直径: 30mm
現像剤担持体〜感光体距離Ds: 約0.30mm
現像剤担持体上の現像剤搬送量D: 約25mg/cm2
現像剤担持体移動速度/プロセススピード (=現像θ):2.0
光学センサ構成:発光素子=赤外LED(中心波長880nm)
受光素子=フォトトランジスタ
入射角45°/受光角45°
トナー: 体積平均粒径4.5μmの重合トナー
キャリア: 体積平均粒径25μm/磁化の強さ 60emu/g
設定トナー濃度:6%
キャリアのみの反射光量測定:2500プリント毎に実施(実施例のみ)
(b) テスト内容は下記の通りである。
印字パターン: 各色平均印字率6%のフルカラー画像
印字モード: 連続印字10万プリント
環境: 一般環境(20℃、50%)
トナー濃度の確認:5000プリント毎に現像器内の現像剤トナー濃度を実測する。
(A) The common conditions are as follows.
Image forming device: A4 horizontal 80 sheets / minute machine (digital full color machine)
Process speed V: 400mm / sec
Photoconductor drum diameter: 80 mm
Photoreceptor charging voltage V0: -700V (variable: left is standard value)
Developer carrier potential Vdc: −500 V (variable: left is standard value)
Photoconductor solid exposure potential Vi: -50V
Development bias AC component Vac: 1 kVp-p rectangular wave 5 kHz
Latent image exposure means: Semiconductor laser (wavelength 780 nm)
Developer carrier diameter: 30 mm
Developer carrier-photoreceptor distance Ds: about 0.30 mm
Developer transport amount D on developer carrier: about 25 mg / cm 2
Developer carrier moving speed / process speed (= development θ): 2.0
Optical sensor configuration: light emitting element = infrared LED (central wavelength 880 nm)
Photodetector = Phototransistor
Incident angle 45 ° / light receiving angle 45 °
Toner: Polymerized toner carrier having a volume average particle diameter of 4.5 μm: Volume average particle diameter of 25 μm / magnetization strength of 60 emu / g
Set toner density: 6%
Measurement of reflected light amount of carrier only: Performed every 2500 prints (Example only)
(B) The test contents are as follows.
Printing pattern: Full color image printing mode with an average printing rate of 6% for each color: Continuous printing 100,000 printing environment: General environment (20 ° C, 50%)
Confirmation of toner density: The developer toner density in the developing device is measured every 5000 prints.

シアン現像剤のトナー濃度を確認した。
(初期のトナー濃度=6%を維持して推移するかを確認する。±1%以内ならばOK。)
(C) テスト結果
実施例1および実施例2においては、10万プリントを通じてトナー濃度が6±1%の範囲で推移し、良好な性能を示した。図8にはトナー濃度推移の状態を示している。出力画像のベタ濃度も安定しており、またかぶりやトナー飛散も発生しなかった。一方、比較例の場合には、スペントの影響によりトナー濃度を実際よりも高い値であると判断したため、トナー補給量が少なめになり、テスト後半ではトナー濃度の狙い目である6±1%の範囲より低く推移し、画像濃度低下が顕著になった。
The toner concentration of the cyan developer was confirmed.
(Check whether the initial toner concentration is maintained at 6% or not. If within ± 1%, OK.)
(C) Test Results In Example 1 and Example 2, the toner density changed in the range of 6 ± 1% through 100,000 prints, and good performance was shown. FIG. 8 shows the state of toner density transition. The solid density of the output image was stable, and neither fogging nor toner scattering occurred. On the other hand, in the case of the comparative example, it was determined that the toner concentration was higher than the actual value due to the influence of spent, so the amount of toner replenishment was small, and the target of 6 ± 1%, which is the target of toner concentration in the second half of the test. The transition was lower than the range, and the decrease in image density became significant.

10万プリント終了後の現像剤の解析を行ったところ、実施例1/実施例2/比較例のいずれの場合もキャリア表面にスペントが発生していた。   Analysis of the developer after the completion of 100,000 printing revealed that spent was generated on the carrier surface in any of Example 1 / Example 2 / Comparative Example.

上記のテスト結果から、本発明の実施例1および実施例2の画像形成装置を使用すれば、現像剤にストレスがかかりキャリア表面にスペントが発生する場合においても、キャリアのみの反射光量を光学センサで測定して現像剤のトナー濃度を算出するため、安定したトナー濃度推移を示し、長期にわたって良好な画像が得られることが明らかとなった。   From the above test results, when the image forming apparatuses according to the first and second embodiments of the present invention are used, even when the developer is stressed and a spent is generated on the surface of the carrier, the reflected light amount of only the carrier is measured by the optical sensor. Since the toner density of the developer is calculated by measuring the above, it has become clear that a stable transition of the toner density is exhibited and a good image can be obtained over a long period of time.

新品の現像剤および耐久後の現像剤のトナー濃度対反射光量の関係図。FIG. 6 is a relationship diagram of toner density versus reflected light amount of a new developer and a developer after durability. 画像形成装置の全体構成図。1 is an overall configuration diagram of an image forming apparatus. 実施例1の現像装置の構成図。1 is a configuration diagram of a developing device according to Embodiment 1. FIG. 実施例1の電気制御系の概要を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating an outline of an electric control system according to a first embodiment. 実施例2の現像装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a developing device according to a second embodiment. 実施例2の電気制御系の概要を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating an outline of an electric control system according to a second embodiment. 比較例の現像装置の構成図。The block diagram of the image development apparatus of a comparative example. 実施例と比較例とのトナー濃度推移を示すグラフ。6 is a graph showing a change in toner concentration between an example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
41A,(B) 現像剤担持体
411A,(B) 磁石ロール
412A,(B) 現像スリーブ
42A,(B) 現像剤担持体
421A,(B) 磁石ロール
422A,(B) 現像スリーブ
43A,(B) 層厚規制部材
1 Photosensitive drum 41A, (B) Developer carrier 411A, (B) Magnet roll 412A, (B) Development sleeve 42A, (B) Developer carrier 421A, (B) Magnet roll 422A, (B) Development sleeve 43A, (B) Layer thickness regulating member

Claims (5)

トナーとキャリアから構成される2成分現像剤を収容する現像装置を用いて像形成体上の静電潜像の現像を行う画像形成装置において、
制御部は光学センサを用いて現像装置内の現像剤からの反射光量を測定してトナー濃度を算出するとともに、現像装置内で電界を形成して現像剤からキャリアのみを分離し、分離したキャリアからの反射光量を光学センサで測定し、キャリアからの反射光量を用いてトナー濃度算出値に補正を加えることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus that develops an electrostatic latent image on an image forming body using a developing device that contains a two-component developer composed of toner and a carrier,
The control unit uses an optical sensor to measure the amount of reflected light from the developer in the developing device to calculate the toner density, and forms an electric field in the developing device to separate only the carrier from the developer. An image forming apparatus characterized in that the amount of light reflected from the toner is measured by an optical sensor and the toner density calculation value is corrected using the amount of light reflected from the carrier.
像形成体上にトナーを現像するための現像剤担持体Aと、現像剤担持体Aに現像剤を供給する現像剤担持体Bとを有し、
現像剤担持体Aと現像剤担持体Bはいずれも回転可能な非磁性円筒部材とその内部に配置される磁石群から構成されるとともに、互いに対向するように設置され、
現像剤からの反射光量の測定時には、現像剤担持体Aと現像剤担持体Bを同電位に設定するとともに両者の最も近接した対向部に、現像剤担持体Aは磁石が位置し、現像剤担持体Bは前記磁石の極性と異極性の2つの磁石の中間位置となるよう磁石群の位相を設定し、
キャリアからの反射光量の測定時には、現像剤担持体Aと現像剤担持体Bの間に電界を形成するとともに両者の最も近接した対向部において同極性の磁石を対向させるように磁石群の位相を設定し、
光学センサは現像剤担持体Aに担持された現像剤もしくはキャリアからの反射光量を測定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
A developer carrying body A for developing the toner on the image forming body, and a developer carrying body B for supplying the developer to the developer carrying body A;
Both developer carrier A and developer carrier B are composed of a rotatable non-magnetic cylindrical member and a magnet group disposed therein, and are installed so as to face each other.
When measuring the amount of reflected light from the developer, the developer carrier A and the developer carrier B are set to the same potential, and the developer carrier A has a magnet positioned at the closest facing portion between the two. The carrier B sets the phase of the magnet group so as to be an intermediate position between two magnets having different polarities from the magnet,
When measuring the amount of light reflected from the carrier, the phase of the magnet group is set so that an electric field is formed between the developer carrier A and the developer carrier B, and the magnets of the same polarity are opposed to each other at the closest facing portion between the two. Set,
The optical sensor measures the amount of reflected light from the developer or carrier carried on the developer carrier A.
The image forming apparatus according to claim 1.
像形成体上にトナーを現像するための現像剤担持体Aと、現像剤担持体Aから現像剤を剥ぎ取る現像剤担持体Bとを有し、
現像剤担持体Aと現像剤担持体Bはいずれも回転可能な非磁性円筒部材とその内部に配置される磁石群から構成されるとともに、互いに対向するように設置され、
現像剤からの反射光量の測定時には、現像剤担持体Aと現像剤担持体Bを同電位に設定するとともに両者の最も近接した対向部に、現像剤担持体Bは磁石が位置し、現像剤担持体Aは前記磁石の極性と異極性の2つの磁石の中間位置となるよう磁石群の位相を設定し、
キャリアからの反射光量の測定時には、現像剤担持体Aと現像剤担持体Bの間に電界を形成するとともに両者の最も近接した対向部において同極性の磁石を対向させるように磁石群の位相を設定し、
光学センサは現像剤担持体Bに担持された現像剤もしくはキャリアからの反射光量を測定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
A developer carrying body A for developing toner on the image forming body, and a developer carrying body B that peels off the developer from the developer carrying body A;
Both developer carrier A and developer carrier B are composed of a rotatable non-magnetic cylindrical member and a magnet group disposed therein, and are installed so as to face each other.
When measuring the amount of reflected light from the developer, the developer carrying body A and the developer carrying body B are set to the same potential, and the developer carrying body B has a magnet positioned at the closest facing portion between the two. The carrier A sets the phase of the magnet group so that it is in the middle position between the two magnets of opposite polarity and the polarity of the magnet,
When measuring the amount of light reflected from the carrier, the phase of the magnet group is set so that an electric field is formed between the developer carrier A and the developer carrier B, and the magnets of the same polarity are opposed to each other at the closest facing portion between the two. Set,
The optical sensor measures the amount of reflected light from the developer or carrier carried on the developer carrier B.
The image forming apparatus according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、キャリアからの反射光量の測定は、所定の現像装置駆動時間毎に実施することを特徴とする画像形成装置。 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the amount of light reflected from the carrier is measured every predetermined developing device driving time. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、キャリアからの反射光量の測定は、所定のプリント数毎に実施することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the amount of light reflected from the carrier is measured every predetermined number of prints.
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