JP2006171361A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2006171361A
JP2006171361A JP2004363743A JP2004363743A JP2006171361A JP 2006171361 A JP2006171361 A JP 2006171361A JP 2004363743 A JP2004363743 A JP 2004363743A JP 2004363743 A JP2004363743 A JP 2004363743A JP 2006171361 A JP2006171361 A JP 2006171361A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image
density
developer
forming apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004363743A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Ishida
祐介 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004363743A priority Critical patent/JP2006171361A/en
Publication of JP2006171361A publication Critical patent/JP2006171361A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of more accurately detecting the remaining amount of toner in a toner container. <P>SOLUTION: The image forming apparatus, having a development unit 4 which performs development, by using a developer containing toner and a carrier, the toner container 46 which contains toner to be supplied, a toner supply means 47, a toner density detecting means 42 for detecting the toner density of the developer in the development unit 4, and an image density detecting means 15 of detecting the density of a developed reference toner image T has a toner remaining amount detection mode, including a 1st step of driving the toner supply means 47 and also detecting the toner density of the developer in the development unit 4 by the toner density detecting means 42 and a 2nd step of forming the reference toner image T, after the 1st step and detecting its density by the image density detecting means 15, and in the 2nd step, it is decided whether the 1st step is to be performed again or that the toner remaining amount detection mode is to be finished, according to the detection result of the density of the reference toner image T. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、像担持体に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する静電記録方式や電子写真方式を利用した複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer using an electrostatic recording system or an electrophotographic system that develops an electrostatic image formed on an image carrier using a developer including a toner and a carrier. It is about.

例えば、電子写真方式の画像形成装置では、一般に、帯電・露光・現像・転写・定着・クリーニングの各画像形成プロセスによって画像形成を行う。即ち、電子写真感光体(以下「感光体」という。)の表面を均一に帯電した後、画像情報に応じた露光を行って静電像(潜像)を形成する。この静電潜像をトナーによってトナー像として現像し、このトナー像を感光体上から紙等の記録材上に転写する。トナー像を転写した後の感光体は、表面に残った転写残トナーが除去されてクリーニングされる。一方、トナー像が転写された記録材は加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これによって画像形成が終了する。   For example, in an electrophotographic image forming apparatus, image formation is generally performed by image forming processes of charging, exposure, development, transfer, fixing, and cleaning. That is, after the surface of an electrophotographic photoreceptor (hereinafter referred to as “photoreceptor”) is uniformly charged, exposure according to image information is performed to form an electrostatic image (latent image). The electrostatic latent image is developed as a toner image with toner, and the toner image is transferred from the photoreceptor onto a recording material such as paper. The photoreceptor after the toner image is transferred is cleaned by removing the transfer residual toner remaining on the surface. On the other hand, the recording material onto which the toner image has been transferred is heated and pressurized to fix the toner image on the surface. This completes image formation.

上述のような画像形成装置に用いられる現像剤として、近年のフルカラー画像形成装置の高画質化、高速化に伴い、主に非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤が広く用いられている。   As a developer used in the image forming apparatus as described above, a two-component developer in which a non-magnetic toner and a magnetic carrier are mainly mixed is widely used with the recent improvement in image quality and speed of a full-color image forming apparatus. ing.

二成分現像剤を用いた現像器では、トナーの消費によって現像器内のトナーとキャリアの混合比(トナー濃度)が変化するため、このトナー濃度を常に適正に保つ必要がある。トナー濃度が不適正な場合、画像濃度変動、ガサツキ、かぶり、キャリア付着、トナー飛散などの画像不良が発生することがある。このため、高画質、高安定化画像を形成する上で、トナー濃度を的確に検知し、トナー補給量を適正に制御することが大変重要となる。   In a developing device using a two-component developer, since the mixing ratio (toner concentration) of toner and carrier in the developing device changes depending on toner consumption, it is necessary to always maintain the toner concentration appropriately. When the toner density is inappropriate, image defects such as image density fluctuation, roughness, fogging, carrier adhesion, and toner scattering may occur. For this reason, in forming a high-quality and highly-stabilized image, it is very important to accurately detect the toner concentration and appropriately control the toner replenishment amount.

そこで、従来、トナー濃度を検知する手段として、例えば、光検知方式、インダクタンス検知方式などが提案され、実施されている。光検知方式は現像剤の反射濃度の変化を、又インダクタンス検知方式は透磁率の変化をセンサにより検知することにより二成分現像剤自体の物理的特性の変化を直接検知し、その検知結果に基づいてトナー供給量を制御する。   Therefore, conventionally, as means for detecting the toner density, for example, a light detection method, an inductance detection method, and the like have been proposed and implemented. The light detection method detects changes in the developer's reflection density, and the inductance detection method detects changes in the magnetic permeability with a sensor to directly detect changes in the physical properties of the two-component developer itself, based on the detection results. To control the toner supply amount.

これら光検知方式、インダクタンス検知方式のトナー濃度検知手段は、トナー濃度を直接検知することができるため、トナー濃度を一定に保つことが比較的容易に実現できる。その反面、温度や湿度などの環境変動や経時劣化によってトナーの帯電量が変動した場合、トナー濃度を正確に制御できないことがある。つまり、たとえトナー濃度が適正であっても、環境変動やキャリアの劣化によってトナー帯電量が変動した場合には、トナーとキャリアとの結合力が変動して、感光体上へのトナー移動量が変動するため、安定した画像濃度を保つことが困難となることがある。   Since the toner density detection means of these light detection system and inductance detection system can directly detect the toner density, it is relatively easy to keep the toner density constant. On the other hand, if the charge amount of the toner fluctuates due to environmental fluctuations such as temperature and humidity or deterioration with time, the toner density may not be accurately controlled. In other words, even if the toner concentration is appropriate, if the toner charge amount fluctuates due to environmental fluctuations or carrier deterioration, the binding force between the toner and the carrier fluctuates, and the amount of toner movement onto the photoreceptor is reduced. Since it fluctuates, it may be difficult to maintain a stable image density.

これに対し、次のような、所謂、パッチ検知方式のトナー補給制御方法がある。つまり、感光体(或いは記録材担持体又は中間転写体)上に形成した基準潜像を現像することによって基準画像(パッチ画像)を形成し、このパッチ画像の反射濃度を画像濃度検知手段により検知する。そして、その検知結果に基づいてトナー補給量を制御する。   On the other hand, there is a so-called patch detection type toner supply control method as described below. That is, a reference image (patch image) is formed by developing the reference latent image formed on the photosensitive member (or recording material carrier or intermediate transfer member), and the reflection density of the patch image is detected by the image density detection means. To do. Then, the toner replenishment amount is controlled based on the detection result.

パッチ検知方式においては、検知の対象があくまでも感光体(或いは、記録材担持体又は中間転写体)上に形成されたトナー付着量であるから、温度や湿度などの環境変動や経時劣化によってトナー帯電量が変動した場合においても、常に画像形成における適正なトナー濃度を保つことができる。しかし、パッチ検知方式では、現像剤のトナー濃度を直接制御しているわけではないため、トナー濃度の大幅な変動が起こった場合、カブリ、キャリア付着、トナー飛散などが発生することがある。   In the patch detection method, the target of detection is the amount of toner deposited on the photosensitive member (or recording material carrier or intermediate transfer member), so the toner charge is caused by environmental fluctuations such as temperature and humidity and deterioration with time. Even when the amount varies, it is possible to always maintain an appropriate toner density in image formation. However, in the patch detection method, the toner density of the developer is not directly controlled. Therefore, when the toner density greatly fluctuates, fogging, carrier adhesion, toner scattering, and the like may occur.

そこで、上述の光検知方式、インダクタンス検知方式といった現像器内の現像剤のトナー濃度を直接検知するトナー濃度検知手段を用いるトナー補給制御と、パッチ検知方式によるトナー補給制御とを併用することが行われる。   Therefore, the toner replenishment control using the toner concentration detecting means for directly detecting the toner concentration of the developer in the developing device such as the light detection method and the inductance detection method described above and the toner replenishment control by the patch detection method are used in combination. Is called.

ところで、長期に渡って画像形成装置を使用し続けていくと、現像器に補給するためのトナーを収容するトナー貯蔵部(トナー容器)内のトナーが無くなる。そのため、このトナー容器に残存するトナーの残量(有無)を判定し、使用者に対してトナー容器への新たなトナーの補給、或いはトナー容器の交換(トナー容器の一部又は全部が画像形成装置本体に対し着脱可能とされている場合。)を促す必要がある。   By the way, if the image forming apparatus is continuously used for a long time, the toner in the toner storage unit (toner container) for storing the toner to be replenished to the developing device disappears. Therefore, the remaining amount (presence / absence) of the toner remaining in the toner container is determined, and the user is supplied with a new toner, or the toner container is replaced (a part or all of the toner container forms an image). If it is possible to attach to and detach from the main body, it is necessary to prompt.

このトナー容器内のトナーの残量を検知するためのトナー残量検知手段としては、従来、ピエゾ方式、アンテナ方式(静電容量検知方式)、光検知方式などが提案され、実施されている。   Conventionally, a piezo method, an antenna method (capacitance detection method), a light detection method, and the like have been proposed and implemented as toner remaining amount detection means for detecting the remaining amount of toner in the toner container.

一方、トナー容器内のトナーの残量を検知するためのその他の方式として、近年、上記のパッチ検知方式のトナー補給制御で用いる画像濃度検知手段、或いは現像容器内の現像剤のトナー濃度を直接検知する光検知方式若しくはインダクタンス検知方式のトナー濃度検知手段を用いてトナー残量の検知を行う方式が提案され、実施されてきている。この方式によれば、トナー容器内のトナー残量を検知するために特別のセンサをトナー容器に設ける必要がないので、装置構成の簡易化、低コスト化の点で有利である。   On the other hand, as another method for detecting the remaining amount of toner in the toner container, in recent years, the image density detecting means used in the toner replenishment control of the above-described patch detection system, or the toner density of the developer in the developing container is directly used. A method for detecting the remaining amount of toner using a toner density detecting means of a light detecting method or an inductance detecting method for detecting has been proposed and implemented. According to this method, there is no need to provide a special sensor in the toner container in order to detect the remaining amount of toner in the toner container, which is advantageous in terms of simplification of the apparatus configuration and cost reduction.

しかしながら、画像濃度検知手段又はトナー濃度検知手段による検知出力がある定められた固定値よりも高いか若しくは低いかを判断するだけでは、本当にトナーが無いのか、それともトナー濃度以外の要因でパッチ画像濃度が低くなっているのかを判断するのが困難である。   However, by merely determining whether the detection output from the image density detection means or the toner density detection means is higher or lower than a predetermined fixed value, whether the toner is really present or the patch image density depends on factors other than the toner density. It is difficult to determine whether the is low.

この問題は、通常動作中における検知出力によってトナー残量を判断するのではなく、強制トナー補給を行い、この強制トナー補給後の検知出力が所定の閾値を上回るかどうかによってトナー残量を判断する方法を用いると改善される。トナー容器にトナーが残存していれば、強制トナー補給により検知出力は確実に上昇し、そのときの現像剤の状態に依らずにトナーの残量を正確に判断することができるためである。   The problem is that the toner remaining amount is not determined based on the detection output during normal operation, but forced toner supply is performed, and the toner remaining amount is determined based on whether or not the detection output after the forced toner supply exceeds a predetermined threshold. This is improved with the method. This is because if the toner remains in the toner container, the detection output is surely increased by the forced toner supply, and the remaining amount of toner can be accurately determined regardless of the state of the developer at that time.

特許文献1、特許文献2は、それぞれパッチ検知方式、インダクタンス検知方式を用いたトナー残量検知に関して、現像器へのトナー補給動作を行っても検知出力が所定基準値を満たさない場合にトナー容器(トナーボトル、トナーカートリッジ)内のトナー無いことを判断することを開示する。これらの方式は、トナー残量検知とトナー補給制御との両方を共通のセンサで行うことができるため、トナー残量検知のための専用のセンサを設ける必要がなく、コスト的に非常に優れた方式であるといえる。   Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a toner container in which a detected output does not satisfy a predetermined reference value even when a toner replenishing operation is performed with respect to toner remaining amount detection using a patch detection method and an inductance detection method, respectively. It is disclosed to determine that there is no toner in (toner bottle, toner cartridge). These methods can perform both the toner remaining amount detection and the toner replenishment control with a common sensor, so there is no need to provide a dedicated sensor for toner remaining amount detection, and the cost is very excellent. It can be said that it is a method.

しかしながら、強制トナー補給を行いパッチ検知方式によってトナー残量を判定する場合には、通常、トナーの過補給を防止するために、強制トナー補給中にパッチ画像の形成を頻繁に行う必要がある。そのためトナー残量検知に多大な時間を要してしまい、画像形成を行うことのできないダウンタイムが発生してしまう。又、パッチ画像形成を頻繁に行うと、パッチ画像形成のためにトナー消費量が多くなる。そして、濃度検知が終了したパッチ画像をクリーナー機構で回収する場合にはパッチ画像を十分にクリーナー機構で回収しきれず、回収しきれなかったトナーが感光体を汚染する、所謂、すり抜けが発生することがある。更には、クリーナー機構の寿命を縮めることに繋がる。逆にパッチ画像検知の頻度を少なくすると、トナーを過剰に補給してしまう場合があり、この場合には画像濃度不良やカブリ、トナー飛散が発生することがある。   However, when forced toner supply is performed and the remaining toner amount is determined by the patch detection method, it is usually necessary to frequently form patch images during forced toner supply in order to prevent oversupply of toner. Therefore, it takes a long time to detect the remaining amount of toner, and a downtime in which image formation cannot be performed occurs. Further, if patch image formation is frequently performed, toner consumption increases for patch image formation. When a patch image whose density has been detected is collected by the cleaner mechanism, the patch image cannot be sufficiently collected by the cleaner mechanism, and so-called slip-through occurs in which the toner that could not be collected contaminates the photoconductor. There is. In addition, the life of the cleaner mechanism is shortened. Conversely, if the frequency of patch image detection is reduced, toner may be replenished excessively. In this case, image density defects, fogging, and toner scattering may occur.

又、強制トナー補給を行い、光検知方式若しくはインダクタンス検知方式によってトナー残量を判定する場合、例えば現像剤が長期使用によって劣化している状態において、トナー濃度がある所定の値になるまで強制トナー補給を行うと、画像濃度の急激な上昇、カブリ、トナー飛散などが発生する場合があった。この現象は、新しい現像剤の状態に比べ、現像剤の劣化の影響によりトナーへの電荷付与能力が低下しているために生じるものである。つまり、強制補給中にトナー濃度の検知を行っても、トナーの帯電量を制御することは非常に困難であった。
特開平5−66669号公報 特開2002−287479号公報
Further, when the toner remaining amount is determined by the light detection method or the inductance detection method when the toner is forcibly replenished, for example, in a state where the developer has deteriorated due to long-term use, the forced toner is used until the toner concentration reaches a predetermined value. When the replenishment is performed, there may be a case where an abrupt increase in image density, fogging, or toner scattering occurs. This phenomenon occurs because the ability to impart charge to the toner is lowered due to the deterioration of the developer as compared with the state of the new developer. That is, it is very difficult to control the charge amount of the toner even if the toner density is detected during the forced replenishment.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-66669 JP 2002-287479 A

本発明の目的は、簡易構成にてトナー容器内のトナーの残量をより正確に検知することのできる画像形成装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of more accurately detecting the remaining amount of toner in a toner container with a simple configuration.

本発明のより詳細な目的の一つは、トナー容器から現像器へ強制トナー補給を行い、現像器内の現像剤のトナー濃度を検知することによってトナー容器に残存するトナーの残量を判断するのに際し、トナー残量検知のために時間がかかることによる装置のダウンタイムを減らし、且つ、トナー残量検知後の画像濃度の変動を抑えて、安定した濃度の画像を形成することのできる画像形成装置を提供することである。   One of the more detailed objects of the present invention is to forcibly replenish toner from the toner container to the developing device, and determine the remaining amount of toner remaining in the toner container by detecting the toner concentration of the developer in the developing device. In this case, the image can be formed with a stable density by reducing the downtime of the apparatus due to the time taken to detect the remaining amount of toner, and suppressing the fluctuation of the image density after detecting the remaining amount of toner. A forming apparatus is provided.

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体上に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する現像器と、前記現像器に補給すべきトナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内に収容されているトナーを前記現像器に補給するトナー補給手段と、前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像器が現像剤を用いて現像した基準トナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、を有する画像形成装置において、前記トナー補給手段を駆動すると共に前記トナー濃度検知手段により前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検知する第1のステップと、前記第1のステップの後に前記基準トナー像を形成してその濃度を前記画像濃度検知手段により検知する第2のステップと、を備えたトナー残量検知モードを有し、前記第2のステップにおいて、前記基準トナー像の濃度の検知結果に応じて前記第1のステップを再度実行するか前記トナー残量検知モードを終了するかを決定することを特徴とする画像形成装置である。   The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention relates to a developing unit that develops an electrostatic image formed on an image carrier using a developer including toner and a carrier, and a toner container that contains toner to be replenished to the developing unit. Toner replenishing means for replenishing the toner contained in the toner container to the developing device, toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the developer in the developing device, and the developer supplying the developer. And an image density detecting means for detecting the density of the developed reference toner image. The toner supply means is driven and the toner density of the developer in the developing device is adjusted by the toner density detecting means. A first step of detecting, and a second step of forming the reference toner image after the first step and detecting the density thereof by the image density detecting means. Determining whether to execute the first step again or end the remaining toner amount detection mode in accordance with the detection result of the density of the reference toner image in the second step. The image forming apparatus is characterized.

本発明の一実施態様によると、前記第1のステップにおいて、前記トナー濃度検知手段により検知された現像剤のトナー濃度が所定値以上になった場合、前記トナー補給手段の駆動を停止した後に、前記第2のステップを実行する。又、本発明の一実施態様によると、前記第2のステップにおいて、前記画像濃度検知手段により検知された前記基準トナー像の濃度が所定値以上であった場合、前記トナー残量検知モードを終了する。又、本発明の一実施態様によると、前記第2のステップにおいて、前記画像濃度検知手段により検知された前記基準トナー像の濃度が所定値より低かった場合、前記第1のステップを再度実行する。更に、本発明の一実施態様によると、前記第1のステップにおいて、前記トナー補給手段の駆動時間が所定値以上になっても前記トナー濃度検知手段により検知された現像剤のトナー濃度が所定値以上にならない場合、前記トナー容器内のトナー残量が所定値以下となったことを検知する。   According to an embodiment of the present invention, in the first step, when the toner concentration of the developer detected by the toner concentration detection unit is equal to or higher than a predetermined value, after the driving of the toner supply unit is stopped, The second step is executed. According to an embodiment of the present invention, in the second step, when the density of the reference toner image detected by the image density detection means is a predetermined value or more, the toner remaining amount detection mode is terminated. To do. According to an embodiment of the present invention, when the density of the reference toner image detected by the image density detecting means is lower than a predetermined value in the second step, the first step is executed again. . Further, according to an embodiment of the present invention, in the first step, the toner density of the developer detected by the toner density detecting means is a predetermined value even when the driving time of the toner replenishing means is a predetermined value or more. If not, it is detected that the remaining amount of toner in the toner container has become a predetermined value or less.

本発明によれば、簡易構成にてトナー容器内のトナーの残量をより正確に検知することができる。つまり、より詳細には、本発明によれば、トナー容器から現像器へ強制トナー補給を行い、現像器内の現像剤のトナー濃度を検知することによってトナー容器に残存するトナーの残量(有無)を判断するのに際し、トナー残量検知のために時間がかかることによる装置のダウンタイムを減らし、且つ、トナー残量検知後の画像濃度の変動を抑えて、安定した濃度の画像を形成することができる。   According to the present invention, the remaining amount of toner in the toner container can be detected more accurately with a simple configuration. More specifically, according to the present invention, the toner remaining in the toner container (presence / absence) is detected by forcibly supplying toner from the toner container to the developing device and detecting the toner concentration of the developer in the developing device. ) Is reduced, the downtime of the apparatus due to the time taken to detect the remaining amount of toner is reduced, and fluctuations in image density after the remaining amount of toner is detected are suppressed to form an image with a stable density. be able to.

本発明の更なる目的、特徴的構成及び作用効果は、以下の説明から明らかとなるであろう。   Further objects, characteristic configurations and operational effects of the present invention will become apparent from the following description.

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。   The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

実施例1
[画像形成装置の全体構成及び動作]
先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図1は本実施例の画像形成装置100の概略構成図である。画像形成装置100は、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色に対応して設けられ4つの画像形成部1M、1C、1Y、1Bkを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。画像形成装置100は、画像形成装置本体に接続された原稿読み取り装置(図示せず)又は画像形成装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じて、4色フルカラー画像を記録材(記録用紙、プラスチックフィルム、布等)に形成することができる。各画像形成部1M、1C、1Y、1Bkにて像担持体としての電子写真感光体2M、2C、2Y、2Bk上に形成されたトナー像を、この電子写真感光体に対向して移動する記録材担持体8により搬送される記録材P上に転写する構成となっている。以下、詳しく説明する。
Example 1
[Overall Configuration and Operation of Image Forming Apparatus]
First, the overall configuration and operation of the image forming apparatus of this embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus 100 of the present embodiment. The image forming apparatus 100 is an electrophotographic full-color printer that is provided corresponding to four colors of magenta, cyan, yellow, and black and has four image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1Bk. The image forming apparatus 100 includes a document reading device (not shown) connected to the image forming apparatus main body, or four image signals in response to an image signal from a host device such as a personal computer connected to the image forming apparatus main body. A color full-color image can be formed on a recording material (recording paper, plastic film, cloth, etc.). Recording in which the toner images formed on the electrophotographic photoreceptors 2M, 2C, 2Y, and 2Bk as image carriers in the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1Bk are moved to face the electrophotographic photoreceptor. The recording material P is transferred onto the recording material P conveyed by the material carrier 8. This will be described in detail below.

尚、本実施例では、画像形成装置100が備える4つの画像形成部1M、1C、1Y、1Bkは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に属する要素であることを表すために符号に付した添え字M、C、Y、Bkは省略し、総括的に説明する。   In this embodiment, the four image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1Bk included in the image forming apparatus 100 have substantially the same configuration except that the development colors are different. Accordingly, in the following, unless there is a particular distinction, the subscripts M, C, Y, and Bk attached to the reference numerals to indicate that the element belongs to any one of the image forming units will be omitted, and a general description will be given. .

画像形成部1には、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム2が配設されている。感光ドラム2は、図中矢印方向に回転駆動される。   The image forming unit 1 is provided with a cylindrical photosensitive member, that is, a photosensitive drum 2 as an image carrier. The photosensitive drum 2 is rotationally driven in the arrow direction in the figure.

感光ドラム2の周囲には帯電手段としての一次帯電器3と、現像手段としての現像器4、転写手段としての転写帯電器5と、クリーニング手段としてのクリーニング装置6が配置されている。感光ドラム2の図中上方には露光手段としてのレーザースキャナ(露光装置)7が配置されている。又、各画像形成部1の感光ドラム2と対向して記録材担持体としての転写ベルト8が配置されている。転写ベルト8は、駆動ローラ9、テンションローラ10、従動ローラ11に掛け回されている。転写ベルト8は、駆動ローラ9の駆動により図中矢印方向に周回移動し、表面に静電吸着された記録材Pを各感光ドラム2との当接部(転写ニップ)へと搬送する。搬送ベルト7を介して感光ドラム2と対向する位置に転写帯電器が配置されている。   Around the photosensitive drum 2, a primary charger 3 as a charging unit, a developing unit 4 as a developing unit, a transfer charging unit 5 as a transfer unit, and a cleaning device 6 as a cleaning unit are arranged. A laser scanner (exposure device) 7 as an exposure unit is disposed above the photosensitive drum 2 in the drawing. Further, a transfer belt 8 serving as a recording material carrier is disposed facing the photosensitive drum 2 of each image forming unit 1. The transfer belt 8 is wound around a driving roller 9, a tension roller 10, and a driven roller 11. The transfer belt 8 circulates in the direction of the arrow in the figure by driving the drive roller 9, and conveys the recording material P electrostatically attracted to the surface to contact portions (transfer nips) with the respective photosensitive drums 2. A transfer charger is disposed at a position facing the photosensitive drum 2 via the conveyance belt 7.

画像形成動作が開始すると、先ず、回転する感光ドラム2の表面が一次帯電器3によって一様に帯電される。このとき、一次帯電器3には、帯電バイアス電源より帯電バイアスが印加される。次いで、感光ドラム2は、露光装置7から発せられる画像信号に対応したレーザー光により露光される。これにより、感光ドラム2上に画像信号に応じた静電像(潜像)が形成される。感光ドラム2上の静電像は、現像器4内に収容されたトナーによって顕像化され、可視像となる。本実施例では、レーザー光により露光した明部電位にトナーを付着させる反転現像方式を用いる。   When the image forming operation starts, first, the surface of the rotating photosensitive drum 2 is uniformly charged by the primary charger 3. At this time, a charging bias is applied to the primary charger 3 from a charging bias power source. Next, the photosensitive drum 2 is exposed with a laser beam corresponding to the image signal emitted from the exposure device 7. As a result, an electrostatic image (latent image) corresponding to the image signal is formed on the photosensitive drum 2. The electrostatic image on the photosensitive drum 2 is visualized by toner accommodated in the developing device 4 and becomes a visible image. In this embodiment, a reversal development method is used in which toner is attached to the bright portion potential exposed by laser light.

トナー像の形成タイミングに合わせて記録材収納カセット(図示せず)に収容された記録材Pが供給ローラ14により搬送され、転写ベルト8の表面に静電吸着される。   The recording material P stored in a recording material storage cassette (not shown) is conveyed by the supply roller 14 in accordance with the toner image formation timing, and is electrostatically attracted to the surface of the transfer belt 8.

例えば、4色フルカラーの画像形成時について説明すると、記録材Pは、先ず、マゼンタの画像形成部1Mの感光ドラム2Mと転写帯電器5Mとの間の転写部に搬送される。そして、転写帯電器5の作用により、マゼンタのトナー像が記録材P上に転写される。このとき、転写帯電器5には、転写電源から転写バイアスが印加される。同様にして、転写ベルト8により搬送された記録材Pが各画像形成部へと移動するのに伴い、シアン、イエロー、ブラックの各画像形成部1C、1Y、1Bkにおいて各色のトナー像が順次記録材P上に重ね合わされていく。こうして記録材P上にフルカラーの画像が形成される。   For example, when a four-color full-color image is formed, the recording material P is first conveyed to a transfer unit between the photosensitive drum 2M of the magenta image forming unit 1M and the transfer charger 5M. Then, a magenta toner image is transferred onto the recording material P by the action of the transfer charger 5. At this time, a transfer bias is applied to the transfer charger 5 from a transfer power source. Similarly, as the recording material P conveyed by the transfer belt 8 moves to the image forming units, the toner images of the respective colors are sequentially recorded in the cyan, yellow, and black image forming units 1C, 1Y, and 1Bk. Overlaid on the material P. Thus, a full-color image is formed on the recording material P.

次いで、記録材Pは転写ベルト8から分離され、定着手段としての定着装置13に搬送される。この定着装置13が備える定着ローラ13a、加圧ローラ13bによって、加熱、加圧されることで、記録材P上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの永久画像となる。その後、記録材Pは機外に排出される。   Next, the recording material P is separated from the transfer belt 8 and conveyed to a fixing device 13 as fixing means. The toner on the recording material P is melted and mixed by being heated and pressed by the fixing roller 13a and the pressure roller 13b included in the fixing device 13, and a full-color permanent image is obtained. Thereafter, the recording material P is discharged out of the apparatus.

又、転写部で転写しきれずに感光ドラム2上に残留したトナーはクリーニング装置6によって回収される。又、転写ベルト8上に付着したトナーなどの異物は、転写ベルトクリーナ12により除去される。これにより、一連の動作が終了する。   Further, the toner remaining on the photosensitive drum 2 without being completely transferred at the transfer portion is collected by the cleaning device 6. Further, foreign matters such as toner adhering to the transfer belt 8 are removed by the transfer belt cleaner 12. Thereby, a series of operations are completed.

尚、所望の画像形成部のみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。   Note that it is also possible to form a single-color or multi-color image of a desired color using only a desired image forming unit.

[現像器及びトナー補給装置]
図2を参照して現像器4及びこれにトナーを補給するトナー補給装置49について説明する。本実施例では、現像器4及びトナー補給装置49の構成は、全ての色用の画像形成部1M、1C、1Y、1Bkで同じである。図2において、現像器4は図1中上方から見た平面図として示し、トナー補給装置49は感光ドラム1の軸線方向(表面移動方向と直交する方向)に沿う断面図として示す。
[Developer and toner supply device]
The developing device 4 and the toner replenishing device 49 for replenishing toner will be described with reference to FIG. In this embodiment, the configurations of the developing device 4 and the toner replenishing device 49 are the same in the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1Bk for all colors. 2, the developing device 4 is shown as a plan view as viewed from above in FIG. 1, and the toner replenishing device 49 is shown as a sectional view along the axial direction of the photosensitive drum 1 (direction perpendicular to the surface movement direction).

現像器4は、非磁性トナー粒子(トナー)と磁性キャリア粒子(キャリア)とを主成分として備える二成分現像剤が収納された現像容器(現像器本体)44を有する。現像容器44内には、現像剤攪拌搬送部材として第1の攪拌搬送スクリュー43aと第2の攪拌搬送スクリュー43bとの2本のスクリューが配置されている。現像容器44の感光ドラム2と対向する部分は一部開口しており、この開口部にから一部露出するように現像剤担持体としての現像スリーブ41が回転可能に配置されている。現像スリーブ41の内部には、磁界発生手段としてのマグネットロール(図示せず)が固定配置されている。マグネットロールは周方向に複数の磁極を有し、現像容器44内の現像剤を磁気力により引きつけて現像スリーブ41上に担持させると共に、感光ドラム2と対向する現像部では現像剤の穂立ち(磁気ブラシ)を形成する。   The developing device 4 includes a developing container (developing device main body) 44 in which a two-component developer including non-magnetic toner particles (toner) and magnetic carrier particles (carrier) as main components is accommodated. In the developing container 44, two screws, a first stirring and conveying screw 43a and a second stirring and conveying screw 43b, are arranged as developer stirring and conveying members. A portion of the developing container 44 facing the photosensitive drum 2 is partially opened, and a developing sleeve 41 as a developer carrying member is rotatably disposed so as to be partially exposed from the opening. Inside the developing sleeve 41, a magnet roll (not shown) as a magnetic field generating means is fixedly arranged. The magnet roll has a plurality of magnetic poles in the circumferential direction, attracts the developer in the developing container 44 by the magnetic force and carries it on the developing sleeve 41, and at the developing portion facing the photosensitive drum 2, the developer spikes ( Magnetic brush).

現像スリーブ41、第1、第2の攪拌搬送スクリュー43a、43bは相互に平行に配設されている。又、これら現像スリーブ41、第1、第2の攪拌搬送スクリュー43a、43bは、感光ドラム2の軸線方向と平行に配設されている。現像容器44の内部は、隔壁44dによって第1室(現像室)44aと第2室(攪拌室)44bに分割されている。現像室44aと攪拌室44bは、現像容器44の長手方向両端部(図2中の左端及び右端)において連通している。   The developing sleeve 41 and the first and second agitating and conveying screws 43a and 43b are arranged in parallel to each other. The developing sleeve 41 and the first and second agitating / conveying screws 43 a and 43 b are arranged in parallel to the axial direction of the photosensitive drum 2. The inside of the developing container 44 is divided into a first chamber (developing chamber) 44a and a second chamber (stirring chamber) 44b by a partition wall 44d. The developing chamber 44a and the stirring chamber 44b communicate with each other at both ends in the longitudinal direction of the developing container 44 (left end and right end in FIG. 2).

第1の攪拌搬送スクリュー43aは現像室44a内に、又第2の攪拌搬送スクリュー43bは攪拌室44b内に配設されている。これら第1、第2の攪拌搬送スクリュー43a、43bは、モータ52の回転によってギヤ列54を介して同じ方向に回転駆動される。この回転により、攪拌室44b内の現像剤は、第2の攪拌搬送スクリュー43bによって攪拌されながら図2中左方に移動して、連通部を介して現像室44a内へと移動する。又、現像室44a内の現像剤は第1の攪拌搬送スクリュー43aによって攪拌されながら図2中右方に移動して、連通部を介して攪拌室44b内に移動する。つまり、現像剤は、第1、第2の攪拌搬送スクリュー43a、43bの2本のスクリューによって攪拌されながら現像容器44内を循環して搬送される。   The first stirring and conveying screw 43a is disposed in the developing chamber 44a, and the second stirring and conveying screw 43b is disposed in the stirring chamber 44b. These first and second agitating and conveying screws 43 a and 43 b are rotationally driven in the same direction via the gear train 54 by the rotation of the motor 52. By this rotation, the developer in the stirring chamber 44b moves to the left in FIG. 2 while being stirred by the second stirring and conveying screw 43b, and then moves into the developing chamber 44a through the communicating portion. Further, the developer in the developing chamber 44a moves to the right in FIG. 2 while being stirred by the first stirring and conveying screw 43a, and then moves into the stirring chamber 44b through the communicating portion. That is, the developer is circulated and conveyed in the developing container 44 while being agitated by the two screws of the first and second agitating and conveying screws 43a and 43b.

現像剤中のトナーは、上述のような攪拌搬送によって電荷が付与される。本実施例では、トナーの補給は、攪拌室44b内での現像剤搬送方向上流端部側の上部に設けられたトナー補給口44cから行われる。攪拌室44bの図中右端側には、内部の状態を外部から目視するための窓部が設けられている。又、攪拌室42内に現像剤のトナー濃度(トナーとキャリアとの混合比)を検知するためのトナー濃度検知手段として透磁率センサ42が取り付けられている。本実施例では、透磁率センサ42は、攪拌室44b内での現像剤搬送方向においてトナー補給口44cよりも上流側の現像容器44の側壁に配設されている。   The toner in the developer is charged by the agitation and conveyance as described above. In this embodiment, the toner is replenished from a toner replenishing port 44c provided in the upper part on the upstream end side in the developer transport direction in the stirring chamber 44b. On the right end side of the stirring chamber 44b in the drawing, a window portion for visually checking the internal state from the outside is provided. Further, a magnetic permeability sensor 42 is attached as a toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the developer (mixing ratio of toner and carrier) in the stirring chamber 42. In this embodiment, the magnetic permeability sensor 42 is disposed on the side wall of the developer container 44 upstream of the toner supply port 44c in the developer transport direction in the stirring chamber 44b.

トナー補給装置49からトナーが補給される位置を現像剤の循環についての最上流側とすると、このトナー濃度検知センサ42が取り付けられている位置は、最下流側となる。つまり、トナー濃度検知センサ42は、最も攪拌が進んだ状態の現像剤の濃度を検知できるように配置されている。   If the position where the toner is replenished from the toner replenishing device 49 is the most upstream side of the developer circulation, the position where the toner density detection sensor 42 is attached is the most downstream side. That is, the toner concentration detection sensor 42 is arranged so as to detect the concentration of the developer that has been most stirred.

現像スリーブ41は、モータ51によって図1中の矢示方向(反時計回り)に回転駆動される。現像スリーブ41は、その回転により、規制ブレード(不図示)によって表面に層状に塗布された現像剤を感光ドラム1に対向する現像部に搬送する。現像部にて、現像スリーブ41上の現像剤はマグネットロールの磁気力により穂立ちして、感光ドラム2の表面に接触又は近接する磁気ブラシを形成する。こうして現像部に搬送された現像剤(二成分現像剤)から、感光ドラム1上の静電像にトナーが供給される。これにより、静電像の画像部にトナーが選択的に付着し、静電像はトナー像として現像される。更に説明すると、感光ドラム2上の静電像が現像部に達するときに、現像バイアス印加電源(図示せず)によりAC電圧とDC電圧とが重畳された現像バイアスが現像スリーブ41に印加される。このとき、現像スリーブ41はモータ51により図1中の矢示方向に回転駆動され、上述の現像バイアスによって現像剤中のトナーが感光ドラム1の表面の静電像に応じて感光ドラム2上に転移する。   The developing sleeve 41 is rotationally driven by a motor 51 in the direction indicated by an arrow (counterclockwise) in FIG. The developing sleeve 41 conveys the developer applied in a layered manner on the surface by a regulating blade (not shown) to the developing unit facing the photosensitive drum 1 by its rotation. In the developing unit, the developer on the developing sleeve 41 rises due to the magnetic force of the magnet roll to form a magnetic brush that is in contact with or close to the surface of the photosensitive drum 2. The toner is supplied to the electrostatic image on the photosensitive drum 1 from the developer (two-component developer) thus transported to the developing unit. Thereby, toner selectively adheres to the image portion of the electrostatic image, and the electrostatic image is developed as a toner image. More specifically, when the electrostatic image on the photosensitive drum 2 reaches the developing portion, a developing bias in which an AC voltage and a DC voltage are superimposed is applied to the developing sleeve 41 by a developing bias application power source (not shown). . At this time, the developing sleeve 41 is driven to rotate in the direction indicated by the arrow in FIG. 1 by the motor 51, and the toner in the developer is transferred onto the photosensitive drum 2 according to the electrostatic image on the surface of the photosensitive drum 1 by the above-described developing bias. Metastasize.

上述のような現像動作によって二成分現像剤中のトナーが消費される。そして、現像容器44内の現像剤のトナー濃度が徐々に減少する。従って、トナー補給装置49によって現像容器44にトナーが補給される。トナー補給装置49は、現像器4に補給すべきトナーを収納するトナー容器(トナー補給槽、トナー貯蔵部)46を有する。トナー容器46の図中下部左端には、トナー排出口48が設けられている。トナー排出口48は、現像器4のトナー補給口44cに連結される。又、トナー容器46には、トナー排出口48に向けてトナーを搬送するトナー補給手段としてのトナー補給スクリュー47が設けられている。トナー補給スクリュー47はモータ53によって回転駆動される。   The toner in the two-component developer is consumed by the developing operation as described above. Then, the toner concentration of the developer in the developing container 44 gradually decreases. Accordingly, toner is supplied to the developing container 44 by the toner supply device 49. The toner replenishing device 49 has a toner container (toner replenishing tank, toner storage unit) 46 that stores toner to be replenished to the developing device 4. A toner discharge port 48 is provided at the lower left end of the toner container 46 in the drawing. The toner discharge port 48 is connected to the toner supply port 44 c of the developing device 4. Further, the toner container 46 is provided with a toner replenishing screw 47 as toner replenishing means for conveying the toner toward the toner discharge port 48. The toner supply screw 47 is driven to rotate by a motor 53.

モータ53の回転は、画像形成装置本体が備えるエンジン制御部60のCPU(制御手段)61によって制御される。トナー容器46内に所定量のトナーが収納されている状態でのモータ53の回転時間と、トナー補給スクリュー47によってトナー排出口48(トナー補給口44c)を介して現像容器44内に補給されるトナーの量との対応関係が予め実験等によって求められている。その結果は、例えばテーブルデータとしてCPU61に接続されたROM62(或いはCPU61内)に格納されている。つまり、CPU61は、モータ53の回転時間を制御(調整)することによって、現像容器44に対するトナーの補給量を調整するようになっている。   The rotation of the motor 53 is controlled by a CPU (control means) 61 of an engine control unit 60 provided in the image forming apparatus main body. The rotation time of the motor 53 in a state where a predetermined amount of toner is stored in the toner container 46, and the toner supply screw 47 replenish the developer container 44 through the toner discharge port 48 (toner supply port 44c). A correspondence relationship with the amount of toner is obtained in advance by experiments or the like. The result is stored in ROM 62 (or in CPU 61) connected to CPU 61 as table data, for example. That is, the CPU 61 adjusts the toner replenishment amount to the developing container 44 by controlling (adjusting) the rotation time of the motor 53.

尚、詳しくは後述するように、本実施例によればトナー容器46内のトナー残量(有無)を検知するための特別のセンサ類をトナー容器46内などに設けることなく、トナー容器46内のトナー残量(有無)を検知することができる。但し、トナー容器46内により多い所定量以上のトナーが収納されているか否かを検知するセンサを単数若しくは複数設け、所定のセンサがトナーの存在を検知している状態に対応して予め測定された、トナー補給スクリュー47によるトナー補給量とモータ53の回転数との関係に基づいて、トナー補給スクリュー47を駆動するようになっていてもよい。   As will be described in detail later, according to the present embodiment, no special sensors for detecting the remaining amount (presence / absence) of toner in the toner container 46 are provided in the toner container 46 without providing the toner container 46 or the like. It is possible to detect the remaining amount of toner (presence / absence). However, one or a plurality of sensors for detecting whether or not a larger amount of toner than the predetermined amount is stored in the toner container 46 are provided, and measurement is performed in advance corresponding to the state in which the predetermined sensor detects the presence of toner. The toner supply screw 47 may be driven based on the relationship between the amount of toner supplied by the toner supply screw 47 and the rotational speed of the motor 53.

[トナー補給制御]
次に、インダクタンス検知方式によるトナー補給制御について説明する。
[Toner supply control]
Next, toner supply control by the inductance detection method will be described.

上述のように、画像形成動作によって現像容器44内のトナーは減少する。そのため、現像剤中のトナー濃度が減少する。本実施例では、現像器4の現像容器44に透磁率センサ42が配設されており、現像容器44内の現像剤のトナー濃度を検出するために、透磁率センサ42によって現像剤の透磁率を検出する。現像剤中のトナー濃度が小さい場合はキャリア比率が大きくなるために、現像剤の透磁率は大きくなり、透磁率センサ42の出力レベルが大きくなる。   As described above, the toner in the developing container 44 is reduced by the image forming operation. Therefore, the toner concentration in the developer is reduced. In this embodiment, a magnetic permeability sensor 42 is disposed in the developing container 44 of the developing device 4, and the magnetic permeability of the developer is detected by the magnetic permeability sensor 42 in order to detect the toner concentration of the developer in the developing container 44. Is detected. When the toner concentration in the developer is low, the carrier ratio increases, so that the magnetic permeability of the developer increases and the output level of the magnetic permeability sensor 42 increases.

図3に示すように、透磁率センサ42は、本体部分42cの上に、検知ヘッド42aが円柱状に載っている形状で一体となっている。そして、入出力用の信号線42bを介して画像形成装置本体が備えるエンジン制御部60のCPU61との検知信号のやりとりを行っている。検知ヘッド42aの内部には検知トランスが埋め込まれている。この検知トランスは、1つの1次巻線と、基準巻線及び検知巻線からなる2つの2次巻線との、合計3つの巻線からなる。検知巻線は検知ヘッド42aの天面側に、基準巻線は1次巻線を挟んで検知ヘッド42aの裏側に配置している。センサ本体42c内に設けられた発信器から一定波形の信号をもつ電流が1次巻線に入力されると、基準巻線及び検知巻線からなる2つの2次巻線にも、電磁誘導により、ある波形の信号をもつ電流が流れる。この時の発信器からの一定波形の信号と、検知巻線から電磁誘導によって流れた電流のある波形の信号とを、センサ本体42c内に設けられた比較回路で判断することによって、検知ヘッド42aの天面側に、どの程度の密度の磁性体があるかを検知する。   As shown in FIG. 3, the magnetic permeability sensor 42 is integrated with the main body portion 42c in a shape in which the detection head 42a is mounted in a columnar shape. A detection signal is exchanged with the CPU 61 of the engine control unit 60 provided in the image forming apparatus main body via the input / output signal line 42b. A detection transformer is embedded in the detection head 42a. The detection transformer includes a total of three windings, one primary winding and two secondary windings including a reference winding and a detection winding. The detection winding is disposed on the top side of the detection head 42a, and the reference winding is disposed on the back side of the detection head 42a with the primary winding interposed therebetween. When a current having a signal having a constant waveform is input from the transmitter provided in the sensor body 42c to the primary winding, the two secondary windings including the reference winding and the detection winding are also caused by electromagnetic induction. A current having a signal with a certain waveform flows. At this time, the detection head 42a determines a signal having a constant waveform from the transmitter and a signal having a waveform having a current flowing from the detection winding by electromagnetic induction by a comparison circuit provided in the sensor body 42c. The density of the magnetic material is detected on the top surface side of the.

ここで、現像剤のトナー濃度と透磁率センサ42の出力との関係について説明する。図4は透磁率センサ42の出力特性の一例を示す。図示の例ではトナー濃度が小さい範囲では出力電圧値が大きな値で飽和し、トナー濃度が大きくなるに従ってセンサ出力が徐々に小さくなり、更に濃度が大きな範囲では出力電圧値が小さい値で飽和する。本実施例においては、トナー濃度が正常値8%(重量%:以下同様)であるとき、透磁率センサ42の検出出力電圧値が2.5Vになるように調整されている。電圧値が2.5V近傍において、検出出力値はトナー濃度に対してほぼ直線的に変化する。   Here, the relationship between the toner concentration of the developer and the output of the magnetic permeability sensor 42 will be described. FIG. 4 shows an example of output characteristics of the magnetic permeability sensor 42. In the illustrated example, the output voltage value is saturated at a large value in the range where the toner density is small, the sensor output gradually decreases as the toner density increases, and the output voltage value is saturated at a small value in the range where the toner density is large. In this embodiment, when the toner concentration is a normal value of 8% (weight%: the same applies hereinafter), the detected output voltage value of the magnetic permeability sensor 42 is adjusted to 2.5V. When the voltage value is around 2.5 V, the detected output value changes almost linearly with respect to the toner density.

上述のように、現像器4内の現像剤の濃度は透磁率センサ42により検知される。そして、その検知結果に基づいて、補給用のトナーが収納されているトナー補給装置49が駆動され、現像容器44内のトナー濃度を一定に保つようになっている。即ち、透磁率センサ42の検知結果に基づいて、CPU61がモータ53の回転時間を決定し、その時間だけモータ53を回転させる。ROM62(或いはCPU61内)には、図4に示すような透磁率センサ42の検知出力と現像剤のトナー濃度との関係に基づいて、透磁率センサ42の検知出力から現像器4に補給すべきトナー量を求めるための情報がテーブルデータ等として記憶されている。従って、CPU61は、この情報と、上述のようなモータ53の回転時間と補給されるトナーの量との対応関係を示すテーブルデータとから、トナー補給スクリュー47の回転数を求め、トナー補給量を制御することができる。   As described above, the developer concentration in the developing device 4 is detected by the magnetic permeability sensor 42. Then, based on the detection result, the toner replenishing device 49 storing replenishing toner is driven to keep the toner concentration in the developing container 44 constant. That is, based on the detection result of the magnetic permeability sensor 42, the CPU 61 determines the rotation time of the motor 53, and rotates the motor 53 by that time. In the ROM 62 (or in the CPU 61), the developer 4 should be replenished from the detection output of the magnetic permeability sensor 42 based on the relationship between the detection output of the magnetic permeability sensor 42 and the toner density of the developer as shown in FIG. Information for obtaining the toner amount is stored as table data or the like. Accordingly, the CPU 61 obtains the number of rotations of the toner supply screw 47 from this information and the table data indicating the correspondence between the rotation time of the motor 53 and the amount of toner to be supplied as described above, and determines the toner supply amount. Can be controlled.

通常、インダクタンス検知方式のトナー補給制御では、1枚の記録材Pに対する画像形成動作を行う毎にトナー補給スクリュー47の回転数を求めてトナー補給を実行する。   Normally, in the inductance detection type toner replenishment control, the toner replenishment is performed by obtaining the rotation speed of the toner replenishment screw 47 every time an image forming operation is performed on one recording material P.

次に、パッチ検知方式によるトナー補給制御について説明する。   Next, toner supply control by the patch detection method will be described.

前述のように、インダクタンス検知方式は、温度や湿度などの環境変動や経時劣化によってトナーの帯電量が変動した場合、トナー濃度を正確に制御できないことがある。そのため、本実施例では、パッチ検知方式のトナー補給制御を併用する。つまり、本実施例では、所定の基準潜像を感光ドラム2に形成した後、この潜像を所定の現像条件で現像することにより感光ドラム1上に基準トナー像(参照トナー像、パッチ画像)Tを形成する。そして、この基準トナー像の濃度を画像濃度検知手段(画像濃度センサ)15で検知する。本実施例では、画像濃度センサ15は、各画像形成部1M、1C、1Y、1Bkにおいて感光ドラム2に対向配置されている。画像濃度センサ15は、基準トナー像の画像濃度に応じた濃度信号をCPU61に入力する。CPU61は、画像濃度センサ15からの濃度信号と、予めROM62(或いはCPU61内)に記憶された初期基準信号とを比較し、その比較結果に基づいてトナー補給装置49の駆動時間を制御する。   As described above, the inductance detection method may not be able to accurately control the toner density when the charge amount of the toner fluctuates due to environmental fluctuations such as temperature and humidity and deterioration with time. For this reason, in this embodiment, patch detection type toner supply control is also used. That is, in this embodiment, after a predetermined reference latent image is formed on the photosensitive drum 2, the latent image is developed under a predetermined developing condition, whereby a reference toner image (reference toner image, patch image) is formed on the photosensitive drum 1. T is formed. The density of the reference toner image is detected by an image density detecting means (image density sensor) 15. In this embodiment, the image density sensor 15 is disposed opposite to the photosensitive drum 2 in each of the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1Bk. The image density sensor 15 inputs a density signal corresponding to the image density of the reference toner image to the CPU 61. The CPU 61 compares the density signal from the image density sensor 15 with the initial reference signal stored in advance in the ROM 62 (or in the CPU 61), and controls the driving time of the toner replenishing device 49 based on the comparison result.

更に説明すると、感光ドラム2の表面に画像濃度検知用のパッチ潜像が形成されたときには、現像バイアス印加電源(図示せず)によって現像スリーブ41に現像バイアスが印加され、又現像スリーブ41は図1中矢示方向に回転駆動される。これにより、感光ドラム2上のパッチ潜像が現像される。こうして現像されたテストパターンとしてのパッチ画像Tの濃度を、画像濃度センサ15によって検知し、画像濃度信号として読み取る。CPU61は、この画像濃度信号の値を基準値と比較し、トナー補給装置49の駆動を行う。典型的には、画像濃度センサ15の出力が常に一定になるようにトナー補給を行うことにより画像濃度を制御し、適正画像を得ることができる。画像濃度センサ15としては、パッチ画像Tに光を照射したときの反射光量を検知する一般的な光反射型の光学センサを使用することができる。   More specifically, when a patch latent image for image density detection is formed on the surface of the photosensitive drum 2, a developing bias is applied to the developing sleeve 41 by a developing bias applying power source (not shown). 1 is driven to rotate in the direction indicated by the arrow. Thereby, the patch latent image on the photosensitive drum 2 is developed. The density of the patch image T as a test pattern developed in this way is detected by the image density sensor 15 and read as an image density signal. The CPU 61 compares the value of the image density signal with a reference value and drives the toner replenishing device 49. Typically, it is possible to obtain an appropriate image by controlling the image density by supplying toner so that the output of the image density sensor 15 is always constant. As the image density sensor 15, a general light reflection type optical sensor that detects the amount of reflected light when the patch image T is irradiated with light can be used.

本実施例では、予め決められた所定期間(例えば、所定画像形成枚数)毎に、記録材Pに記録して出力する画像を形成している画像形成時以外の所定タイミングで、パッチ検知方式によるトナー補給制御を行う。画像形成時以外の所定タイミング(非画像形成時)としては、画像形成動作前若しくは後の準備動作時、複数の記録材に連続して画像形成を行っているときの記録材と記録材との間に相当するタイミング等が挙げられる。これにより、インダクタンス検知方式によるトナー補給制御の補正を行う。尚、パッチ検知方式によるトナー補給制御は、所定期間毎に行うことに限定されるものではなく、例えば画像形成装置本体が備える環境検知センサが所定の環境変化を検知した時、或いは画像形成装置の電源投入時等の任意のタイミングで行うことができる。   In the present embodiment, the patch detection method is used at a predetermined timing other than the time of image formation for forming an image to be recorded and output on the recording material P every predetermined period (for example, a predetermined number of image formations). Perform toner replenishment control. As a predetermined timing other than the time of image formation (during non-image formation), during the preparation operation before or after the image forming operation, the recording material and the recording material when the image is continuously formed on a plurality of recording materials are used. There are timings corresponding to those in between. As a result, the toner replenishment control is corrected by the inductance detection method. The toner replenishment control by the patch detection method is not limited to being performed every predetermined period. For example, when the environment detection sensor provided in the image forming apparatus main body detects a predetermined environmental change, or the image forming apparatus This can be done at any timing such as when the power is turned on.

[トナー容器内のトナー残量(有無)検知]
次に、本実施例において特徴的なトナー残量(有無)検知について説明する。
[Detecting remaining toner amount in toner container]
Next, characteristic toner remaining amount (presence / absence) detection in this embodiment will be described.

本実施例では、トナー補給装置49内等にトナー容器46内のトナーの残量を検知するための特別のセンサ類を設けずに、上記のインダクタンス検知方式によるトナー補給制御のために設けられた透磁率センサ42、及びパッチ検知方式によるトナー補給制御のために設けられた画像濃度センサ15を利用して、トナー容器46内のトナー残量の検知をも行う。これにより、装置構成の簡易化、トナー残量検知専用のセンサ分のコスト削減が可能となる。   In this embodiment, a special sensor for detecting the remaining amount of toner in the toner container 46 is not provided in the toner replenishing device 49 or the like, and is provided for toner replenishment control by the above-described inductance detection method. The remaining amount of toner in the toner container 46 is also detected by using the magnetic permeability sensor 42 and the image density sensor 15 provided for toner supply control by the patch detection method. As a result, it is possible to simplify the apparatus configuration and reduce the cost for a sensor dedicated to detecting the remaining amount of toner.

通常動作中に実行されるインダクタンス検知方式によるトナー補給制御(通常補給モード)のためのインダクタンス検知動作において、CPU61は、透磁率センサ42の検知結果(検知出力)Vsigと、ROM62(或いはCPU61内)に記憶されている予め定められた閾値Vlimitとを比較し、VsigがVlimitを下回っているかどうかを判定する。そこで、Vsig<Vlimitである場合は、トナー容器46内にはまだ十分トナーが残っていると判断し、トナー補給スクリュー47の回転時間が決定される。   In the inductance detection operation for toner replenishment control (normal replenishment mode) by the inductance detection method executed during normal operation, the CPU 61 detects the detection result (detection output) Vsig of the magnetic permeability sensor 42 and the ROM 62 (or in the CPU 61). Is compared with a predetermined threshold value Vlimit stored in the table, and it is determined whether or not Vsig is lower than Vlimit. Therefore, if Vsig <Vlimit, it is determined that sufficient toner still remains in the toner container 46, and the rotation time of the toner replenishing screw 47 is determined.

一方、Vsig≧Vlimitである場合は、トナー容器46内のトナー残量が少なくなってきていると判断できる。しかし、通常補給モードにおける透磁率センサ42の検知出力は、現像剤のトリボ(帯電電荷量)の変動、流動性の変動などトナー濃度以外の要因によっても変化する可能性がある。そのため、この透磁率センサ42の検知出力値のみでトナー残量を判断すると、トナー容器46内のトナー残量を誤検知する可能性がある。   On the other hand, when Vsig ≧ Vlimit, it can be determined that the remaining amount of toner in the toner container 46 is decreasing. However, the detection output of the magnetic permeability sensor 42 in the normal replenishment mode may change due to factors other than the toner concentration, such as a change in developer tribo (charged charge amount) and a change in fluidity. For this reason, if the remaining toner amount is determined only by the detected output value of the magnetic permeability sensor 42, the remaining toner amount in the toner container 46 may be erroneously detected.

ここで、閾値Vlimitを非常に大きくすることによって、トナー濃度が非常に低下した状態でトナー無しを検知するようにすれば、トナー残量の検知精度は向上すると考えられる。しかし、実際にトナー無しになった場合、トナー濃度を著しく低下させているために画像濃度が低下し、画質が損なわれてしまう虞がある。   Here, it is considered that the detection accuracy of the remaining amount of toner can be improved by detecting the absence of toner in a state in which the toner density is extremely lowered by increasing the threshold value Vlimit. However, when there is actually no toner, the toner density is significantly reduced, so that the image density may be reduced, and the image quality may be impaired.

そこで、本実施例では、CPU61は、通常補給モードにおけるインダクタンス検知動作において透磁率センサ42の検知出力Vsigが閾値Vlimit以上(Vsig≧Vlimit)であることを検知した場合、通常作像動作を一時中断し、トナー容器46内のトナーの残量(有無)を判断するための特殊モードであるトナー残量(有無)検知モードに移行し、このトナー残量検知モードにおいてトナー容器46内のトナーの残量を判断する。   Therefore, in this embodiment, when the CPU 61 detects that the detection output Vsig of the magnetic permeability sensor 42 is equal to or higher than the threshold value Vlimit (Vsig ≧ Vlimit) in the inductance detection operation in the normal supply mode, the normal image forming operation is temporarily suspended. Then, the mode shifts to a toner remaining amount (presence / absence) detection mode, which is a special mode for determining the remaining amount (presence / absence) of toner in the toner container 46. Determine the amount.

そして、本実施例では、トナー残量(有無)検知モードは、トナー補給スクリュー47を駆動すると共に透磁率センサ42により現像器4内の現像剤のトナー濃度を検知する第1のステップと、この第1のステップの後にパッチ画像Tを形成してその濃度を画像濃度センサ15により検知する第2のステップと、を備えており、上記第2のステップにおいて、パッチ画像Tの濃度の検知結果に応じて上記第1のステップを再度実行するかトナー残量(有無)検知モードを終了するかを決定する。本実施例では、上記第1のステップにおいて、透磁率センサ42により検知された現像剤のトナー濃度が所定値以上になった場合、トナー補給スクリュー47の駆動を停止した後に、上記第2のステップを実行する。又、上記第2のステップにおいて、画像濃度センサ15により検知されたパッチ画像Tの濃度が所定値以上であった場合、トナー残量(有無)検知モードを終了する。更に、上記第2のステップにおいて、画像濃度センサ15により検知されたパッチ画像Tの濃度が所定値より低かった場合、上記第1のステップを再度実行する。加えて、本実施例では、上記第1のステップにおいて、トナー補給スクリュー47の駆動時間が所定値以上になっても透磁率センサ42により検知された現像剤のトナー濃度が所定値以上にならない場合、トナー容器46内のトナー残量が所定値以下となったことを検知するようになっている。   In this embodiment, the toner remaining amount (presence / absence) detection mode includes a first step of driving the toner replenishing screw 47 and detecting the toner concentration of the developer in the developing device 4 by the magnetic permeability sensor 42. A second step of forming a patch image T after the first step and detecting the density thereof by the image density sensor 15. In the second step, the detection result of the density of the patch image T is provided. Accordingly, it is determined whether to execute the first step again or end the toner remaining amount (presence / absence) detection mode. In this embodiment, in the first step, when the toner concentration of the developer detected by the magnetic permeability sensor 42 exceeds a predetermined value, the driving of the toner supply screw 47 is stopped and then the second step. Execute. In the second step, when the density of the patch image T detected by the image density sensor 15 is equal to or higher than a predetermined value, the toner remaining amount (presence / absence) detection mode is terminated. Further, in the second step, when the density of the patch image T detected by the image density sensor 15 is lower than a predetermined value, the first step is executed again. In addition, in this embodiment, in the first step, the developer toner concentration detected by the magnetic permeability sensor 42 does not exceed the predetermined value even when the driving time of the toner replenishing screw 47 exceeds the predetermined value. In addition, it is detected that the remaining amount of toner in the toner container 46 has become a predetermined value or less.

以下、図5を参照して、トナー残量検知モードについて具体的に説明する。   Hereinafter, the toner remaining amount detection mode will be described in detail with reference to FIG.

CPU61は、ステップ1においてトナー残量検知モードをスタートすると、先ず、現像器4を2秒間空回転させる(第1、第2の攪拌搬送スクリュー43a、43bを回転させる。この時、現像スリーブ41の駆動も駆動する。)ると共に、透磁率センサ43によるインダクタンス検知動作を行い、検知出力を読み込む。そのときの透磁率センサ42の検知出力をVIrefとする。そして、CPU61は、得られたVIrefから0.15V(トナー濃度に換算して0.5%に相当する)を引いた値、即ち、VIref−0.15Vを、インダクタンス検知の目標出力値とする。   When the CPU 61 starts the toner remaining amount detection mode in Step 1, first, the developing device 4 is idled for 2 seconds (the first and second agitating and conveying screws 43a and 43b are rotated. In addition, the inductance is detected by the magnetic permeability sensor 43 and the detection output is read. The detection output of the magnetic permeability sensor 42 at that time is VIref. Then, the CPU 61 uses a value obtained by subtracting 0.15V (corresponding to 0.5% in terms of toner density) from the obtained VIref, that is, VIref−0.15V as a target output value for inductance detection. .

次いで、CPU61は、ステップ2においてトナー補給スクリュー47を回転させつつ(強制トナー補給動作)、現像器4の空回転動作を行わせると共に、透磁率センサ42によりインダクタンス検知を行い、検知出力を読み込む。そのときの透磁率センサ42の検知出力をVIsigとする。そして、CPU61は、VIsig≦(VIref−0.15V)が成立するか否かを判断し、成立した場合(即ち、強制トナー補給動作によって、現像剤のトナー濃度が0.5%増加する分に相当のトナーがトナー容器46から現像容器44に補給された場合)には、強制トナー補給動作とインダクタンス検知を停止させる。   Next, in step 2, the CPU 61 rotates the toner supply screw 47 (forced toner supply operation), causes the developing device 4 to perform idle rotation, performs inductance detection by the magnetic permeability sensor 42, and reads the detection output. The detection output of the magnetic permeability sensor 42 at that time is VIsig. Then, the CPU 61 determines whether or not VIsig ≦ (VIref−0.15V) is satisfied, and if it is satisfied (that is, the toner concentration of the developer is increased by 0.5% by the forced toner supply operation). When a considerable amount of toner is supplied from the toner container 46 to the developing container 44), the forced toner supply operation and the inductance detection are stopped.

次いで、CPU61は、ステップ3においてパッチ画像Tを形成させる。そして、CPU61は、画像濃度センサ15によるパッチ画像Tの濃度検知を行い、濃度信号を読み込む。そのときの画像濃度信号をVPsigとする。そして、CPU61は、VPsigと、所定の画像濃度に対応する閾値VPtrgとの比較を行い、VPsig≧VPtrgが成立するか否かを判断する。そして、CPU61は、VPsig≧VPtrgが成立した場合(即ち、パッチ画像Tの濃度が所定値より高いと判断した場合)、トナー容器46内のトナーが有ると判断し、トナー残量検知モードを終了する。   Next, the CPU 61 forms a patch image T in step 3. Then, the CPU 61 detects the density of the patch image T by the image density sensor 15 and reads the density signal. The image density signal at that time is VPsig. Then, the CPU 61 compares VPsig with a threshold value VPtrg corresponding to a predetermined image density, and determines whether VPsig ≧ VPtrg is satisfied. Then, when VPsig ≧ VPtrg is satisfied (that is, when it is determined that the density of the patch image T is higher than the predetermined value), the CPU 61 determines that there is toner in the toner container 46 and ends the toner remaining amount detection mode. To do.

一方、CPU61は、ステップ2においてVIsig≦(VIref−0.15V)が成立しないと判断した場合、強制トナー補給動作の積算時間Ttotalが40秒以下であるか否かを判断する。そして、Ttotalが40秒以下の場合は、強制トナー補給動作、インダクタンス検知、及びVIsig≦(VIref−0.15V)が成立するか否かの判断を続けて行う。又、CPU61は、Ttotalが40秒を超えてもVIsig≦(VIref−0.15V)が成立しなかった場合、トナー容器46内のトナーが無いと判断し、トナー残量検知モードを終了する。そして、CPU61は、画像形成装置本体が備える操作部16に、トナー容器46内のトナーが無い旨を使用者に報知するための「トナー無し」等のメッセージを表示させる。尚、CPU61が、画像形成装置本体に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器に上記同様の表示を行わせるための信号を送信したり、或いは記録材Pに記録して出力させたりしてもよい。又、画像形成装置本体或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたホスト機器が備える発音手段を介して音声により同様の内容を報知してもよい。又、この表示を行っている時は、画像形成装置の使用(画像形成動作)を禁止する。   On the other hand, if it is determined in step 2 that VIsig ≦ (VIref−0.15 V) is not established, the CPU 61 determines whether or not the integrated time Ttotal of the forced toner supply operation is 40 seconds or less. When Ttotal is 40 seconds or less, forced toner supply operation, inductance detection, and determination of whether or not VIsig ≦ (VIref−0.15 V) is continued. On the other hand, if VIsig ≦ (VIref−0.15 V) is not established even when Ttotal exceeds 40 seconds, the CPU 61 determines that there is no toner in the toner container 46 and ends the toner remaining amount detection mode. Then, the CPU 61 causes the operation unit 16 included in the image forming apparatus main body to display a message such as “no toner” to notify the user that there is no toner in the toner container 46. Note that the CPU 61 may transmit a signal for causing the host device such as a personal computer connected to the image forming apparatus main body to perform the same display as described above, or may record and output the signal on the recording material P. . Further, the same content may be notified by voice through sound generation means provided in the image forming apparatus main body or a host device communicably connected to the image forming apparatus main body. Further, during this display, use of the image forming apparatus (image forming operation) is prohibited.

又、ステップ3において、VPsig≧VPtrgが成立しなかった場合は、現像容器44内の現像剤のトナー濃度が未だ画像形成に対し適正な値に復帰していないと判断し、再びステップ1に戻る。   If VPsig ≧ VPtrg is not satisfied in step 3, it is determined that the toner density of the developer in the developer container 44 has not yet returned to an appropriate value for image formation, and the process returns to step 1 again. .

通常補給モード、トナー残量検知モードは、それぞれCPU61がROM62に格納されている通常補給プログラム、トナー残量検知プログラムに従って実行する。又、ROM62には、これら通常補給モード、トナー残量検知モードにて必要な閾値データ、テーブルデータ記憶されている。   The normal supply mode and the toner remaining amount detection mode are executed by the CPU 61 according to the normal supply program and the toner remaining amount detection program stored in the ROM 62, respectively. The ROM 62 stores threshold data and table data necessary for the normal replenishment mode and the toner remaining amount detection mode.

尚、トナー容器46は、全体又は一部がトナー補給装置49及び画像形成装置本体に対して着脱可能なユニット(トナーカートリッジ、トナーボトル)とされている。この場合、トナー容器46内のトナーが無くなった際にそのカートリッジを新品と交換する。又、トナー容器46は画像形成装置本体に固定されており、トナー容器46内のトナーが無くなった際に別途トナー供給手段からトナー容器46へトナーを供給するようになっていてもよい。この場合、トナー容器46にトナーを供給するトナー供給手段は、トナー容器46内のトナーが無くなった際にトナー容器46に一度にトナーを供給するようになっていてもよいし、トナー容器46及び画像形成装置本体に対し着脱可能なユニット(トナーカートリッジ、トナーボトル)として、その中のトナー(更にはトナー容器46内のトナー)が無くなるまでトナー容器46に接続されたままとされるものでもよい(当該トナー供給ユニットは、トナー容器46の一部であることに相当する。)。   The toner container 46 is a unit (toner cartridge, toner bottle) that can be attached to and detached from the toner supply device 49 and the image forming apparatus main body. In this case, when the toner in the toner container 46 runs out, the cartridge is replaced with a new one. The toner container 46 may be fixed to the image forming apparatus main body, and when the toner in the toner container 46 runs out, toner may be separately supplied from the toner supply means to the toner container 46. In this case, the toner supply means for supplying the toner to the toner container 46 may supply the toner to the toner container 46 at a time when the toner in the toner container 46 runs out. The unit (toner cartridge, toner bottle) that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body may remain connected to the toner container 46 until the toner (and the toner in the toner container 46) therein is exhausted. (This toner supply unit corresponds to a part of the toner container 46).

ここで、トナー容器46内のトナーの残量を検知するために、インダクタンス方式とパッチ検知方式の両方を併用することによる効果を説明する。   Here, an effect obtained by using both the inductance method and the patch detection method in order to detect the remaining amount of toner in the toner container 46 will be described.

パッチ検知方式のみでトナー容器46内のトナー残量の検知を行う場合、次のような不具合が発生することがある。つまり、この場合、強制トナー補給中にパッチ画像Tを形成し、得られた画像濃度信号値がある定められた閾値を上回ったか否かで、トナー残量検知を行う。しかし、強制トナー補給中にパッチ画像Tの濃度により現像容器44内の現像剤のトナー濃度を正確に検知することは難しいことから、現像容器44内の現像剤のトナー濃度が過剰に上がってしまい、強制トナー補給終了後の画像形成において、画像濃度のオーバーシュート、トナー飛散、カブリ等の画像不具合が発生することがある。   When the remaining amount of toner in the toner container 46 is detected only by the patch detection method, the following problems may occur. That is, in this case, the patch image T is formed during forced toner replenishment, and the remaining toner amount is detected based on whether or not the obtained image density signal value exceeds a predetermined threshold value. However, since it is difficult to accurately detect the toner concentration of the developer in the developer container 44 based on the density of the patch image T during forced toner replenishment, the toner concentration of the developer in the developer container 44 increases excessively. In image formation after completion of forced toner supply, image defects such as image density overshoot, toner scattering, and fogging may occur.

強制トナー補給中にパッチ検知の頻度を上げることによって、上記不具合を改善することができるものと考えられるが、この場合は、パッチ検知を頻繁に行ったことにより、トナー残量検知終了までに多大なダウンタイムを必要とする。又、パッチ画像Tを頻繁に形成することにより、トナー消費量が多くなる。更に、本実施例の画像形成装置100のようにパッチ画像Tをクリーニング6により回収する場合には、パッチ画像Tが頻繁にクリーニング装置6へと搬送されてくることによって、パッチ画像Tを全てクリーニング(回収)しきることができず、すり抜けなどといったクリーニング不良が発生することがある。   It is considered that the above problems can be improved by increasing the frequency of patch detection during forced toner replenishment. Requires downtime. Further, the toner consumption increases by frequently forming the patch image T. Further, when the patch image T is collected by the cleaning 6 as in the image forming apparatus 100 of the present embodiment, the patch image T is frequently conveyed to the cleaning device 6, so that the entire patch image T is cleaned. (Recovery) cannot be completed and cleaning failure such as slipping may occur.

一方、インダクタンス方式のみによってトナー容器46内のトナー残量の検知を行う場合、次のような不具合が発生することがある。つまり、この場合、強制トナー補給を行いつつインダクタンス検知を行い、得られた信号値がある定められた閾値を上回ったか否かで、トナー残量検知を行う。この方法では、強制トナー補給中に現像容器44内の現像剤のトナー濃度を正確に検知することができるが、最適な画像濃度を得るためのトナー濃度は、環境条件や現像剤の使用履歴によって異なるため、最適なトナー濃度を測り知ることが困難である。よって、強制トナー補給後の画像形成において、画像濃度不良やカブリ、トナー飛散が発生することがある。   On the other hand, when the remaining amount of toner in the toner container 46 is detected only by the inductance method, the following problems may occur. That is, in this case, the inductance detection is performed while forcibly supplying toner, and the toner remaining amount detection is performed based on whether or not the obtained signal value exceeds a predetermined threshold value. In this method, the toner concentration of the developer in the developer container 44 can be accurately detected during forced toner replenishment. However, the toner concentration for obtaining the optimum image density depends on the environmental conditions and the usage history of the developer. Due to the difference, it is difficult to measure and know the optimum toner density. Therefore, in image formation after forced toner supply, image density defects, fogging, and toner scattering may occur.

これに対し、本実施例によれば、強制トナー補給動作中はインダクタンス方式によって現像容器44内の現像剤のトナー濃度を正確に検知しながらトナー補給動作を行い、トナー濃度がある程度復帰したら強制トナー補給動作を一旦停止し、その後のパッチ検知方式によりパッチ画像Tの濃度を確認することによってトナー残量検知モードを終了するか否かを決定する。そのため、パッチ画像Tの形成頻度を最低限にまで減らしつつ、最適な画像形成を行うためのトナー濃度に復帰させることが可能となった。   In contrast, according to the present embodiment, during the forced toner replenishment operation, the toner replenishment operation is performed while accurately detecting the toner concentration of the developer in the developer container 44 by the inductance method. Whether or not to end the toner remaining amount detection mode is determined by temporarily stopping the replenishment operation and confirming the density of the patch image T by the subsequent patch detection method. Therefore, it is possible to restore the toner density for optimal image formation while reducing the formation frequency of the patch image T to the minimum.

以上、本実施例によれば、現像器4に補給するトナーを収容するトナー容器46に特別のセンサ類を設けることなく、トナー容器46内のトナーの残量(有無)をより正確に検知することができる。特に、トナー容器46から現像器4へ強制トナー補給を行い、現像器4内の現像剤のトナー濃度を検知することによってトナー容器61に残存するトナーの残量(有無)を判断するのに際し、トナー残量(有無)検知のために時間がかかることによる装置のダウンタイムを減らし、且つ、トナー残量(有無)検知後の画像濃度の変動を抑えて、安定した濃度の画像を形成することができる。これにより、画像形成装置100の信頼性を高めることができる。   As described above, according to this embodiment, the remaining amount (presence / absence) of toner in the toner container 46 is more accurately detected without providing a special sensor in the toner container 46 that contains toner to be supplied to the developing device 4. be able to. In particular, when toner is forcedly supplied from the toner container 46 to the developing device 4 and the toner concentration of the developer in the developing device 4 is detected to determine the remaining amount (presence or absence) of toner remaining in the toner container 61, To reduce the downtime of the device due to the time taken to detect the remaining amount of toner (presence / absence) and to suppress fluctuations in the image density after detection of the remaining amount of toner (presence / absence), thereby forming an image with a stable density Can do. Thereby, the reliability of the image forming apparatus 100 can be improved.

尚、本実施例では、図5のステップ2におけるインダクタンス検知の目標出力値をVIref−0.15Vと定めているが、これに限定されるものではなく、画像形成装置が使用される環境条件や、現像剤の種類、使用履歴等に応じて、適宜目標出力値を変更できる。   In this embodiment, the target output value for inductance detection in step 2 of FIG. 5 is set to VIref−0.15 V. However, the present invention is not limited to this, and environmental conditions in which the image forming apparatus is used, The target output value can be appropriately changed according to the type of developer, usage history, and the like.

例えば、詳しくは実施例2で説明するように、新しい現像剤と、使用により劣化した現像剤とではキャリアのトナーに対する帯電能力が変化し、現像剤の嵩密度が変化する。通常、劣化した現像剤では嵩密度が高くなる。従って、例えば現像剤の使用量を検知して、インダクタンス検知の目標出力値を、使用量が増えて劣化した現像剤に対しては高めに、新品の現像剤に対しては低めに設定することができる。これにより、トナー残量検知モード実行後の画像濃度不良、カブリ、トナー飛散等の問題をより確実に防止することができる。現像剤の使用量情報は、詳しくは実施例2で説明するものと同様にして検知することができ、その検知結果に応じて複数設定されたインダクタンス検知の目標出力値を適宜変更するようにすることができる。同様に、環境条件、現像剤の種類による現像剤の嵩密度の変化などを考慮して、環境検知手段(温湿度センサ等)により検知されたトナー残量検知モードを実行する時の環境情報、或いは自動若しくは手動で設定された現像剤種類情報に応じて、複数設定されたインダクタンス検知の目標出力値を適宜変更するようにすることができる。   For example, as will be described in detail in Example 2, the charging ability of the carrier to the toner changes and the bulk density of the developer changes between the new developer and the developer deteriorated by use. Usually, a deteriorated developer has a high bulk density. Therefore, for example, by detecting the amount of developer used, the target output value for inductance detection should be set higher for a developer that has deteriorated due to increased usage and lower for a new developer. Can do. As a result, problems such as an image density defect, fogging, and toner scattering after execution of the toner remaining amount detection mode can be prevented more reliably. The developer usage amount information can be detected in the same manner as described in detail in the second embodiment, and a plurality of set inductance detection target output values are appropriately changed according to the detection result. be able to. Similarly, environmental information when executing the toner remaining amount detection mode detected by the environment detection means (temperature / humidity sensor, etc.) in consideration of environmental conditions, changes in the bulk density of the developer depending on the type of the developer, Alternatively, a plurality of set inductance detection target output values can be appropriately changed according to developer type information set automatically or manually.

又、本実施例では、図5のステップ2におけるトナー補給の積算時間Ttotalの上限値を40秒と定めているが、これに限定されるものではなく、上記同様、画像形成装置が使用される環境条件や、現像剤の種類、使用履歴等に応じて適宜上限値を変更できる。   In this embodiment, the upper limit value of the total toner replenishment time Ttotal in step 2 of FIG. 5 is set to 40 seconds, but the present invention is not limited to this, and the image forming apparatus is used as described above. The upper limit value can be changed as appropriate according to environmental conditions, developer type, usage history, and the like.

又、図5のステップ3におけるパッチ検知の目標出力値VPtrgは、上記同様、画像形成装置が使用される環境条件や、現像剤の種類、使用履歴等に応じて、適宜目標出力値を変更できる。   In addition, the target output value VPtrg for patch detection in step 3 of FIG. 5 can be changed as appropriate according to the environmental conditions in which the image forming apparatus is used, the type of developer, the usage history, and the like. .

又、本実施例では、現像容器44内の現像剤のトナー濃度検知手段としてインダクタンス方式を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、現像剤に光を照射したときの反射光量を検知する光検知方式を用いてもよい。現像容器44内の現像剤のトナー濃度を直接検知するトナー濃度検知手段であれば、本発明を等しく適用できる。   In this embodiment, the inductance method is adopted as the toner concentration detecting means of the developer in the developing container 44, but the invention is not limited to this. For example, a light detection system that detects the amount of reflected light when the developer is irradiated with light may be used. The present invention can be equally applied to any toner concentration detecting means that directly detects the toner concentration of the developer in the developing container 44.

更に、本実施例では、通常動作中に実行されるインダクタンス検知方式によるトナー補給制御のためのインダクタンス検知動作において、透磁率センサ42の検知出力が閾値Vlimit以上であることを検知した場合にトナー残量検知モードに移行する、即ち、透磁率センサ42により検知された現像剤のトナー濃度が所定値以下となった場合に、トナー残量(有無)検知モードを実行するが、これに限定されるものではない。   Further, in this embodiment, in the inductance detection operation for toner replenishment control by the inductance detection method executed during the normal operation, the toner remaining is detected when it is detected that the detection output of the magnetic permeability sensor 42 is equal to or higher than the threshold value Vlimit. The mode is shifted to the amount detection mode, that is, the toner remaining amount (presence / absence) detection mode is executed when the toner density of the developer detected by the magnetic permeability sensor 42 becomes a predetermined value or less. However, the present invention is limited to this. It is not a thing.

例えば、通常動作中に実行されるパッチ検知方式によるトナー補給制御のためのパッチ検知動作において、画像濃度信号が閾値以下であることを検知した場合(即ち、パッチ画像Tの濃度が所定の濃度より低いと検知した場合)に上記トナー残量検知モードに移行してもよい。即ち、画像濃度センサ15により検知されたパッチ画像Tの濃度が所定値以下となった場合に、トナー残量(有無)検知モードを実行してもよい。   For example, in the patch detection operation for toner replenishment control by the patch detection method executed during the normal operation, when it is detected that the image density signal is equal to or lower than the threshold value (that is, the density of the patch image T is lower than the predetermined density). When it is detected that the toner level is low, the toner remaining amount detection mode may be entered. That is, when the density of the patch image T detected by the image density sensor 15 becomes a predetermined value or less, the toner remaining amount (presence / absence) detection mode may be executed.

或いは、トナー補給装置49の使用量情報として、例えばトナー補給スクリュー47の駆動積算時間が所定の時間に達した場合(即ち、トナー容器46内のトナーが所定値以下になることが理論上推定される所定期間が経過した場合)に、上記トナー残量検知モードに移行してもよい。即ち、トナー補給スクリュー47の使用量が所定値以上となった場合に、トナー残量(有無)検知モードを実行するようにしてもよい。この場合、詳しくは実施例2で説明するものと同様にして、トナー補給装置49の駆動時間を積算する計数手段と、その積算値を記憶する記憶媒体とを設け、その積算駆動時間が所定値以上となった場合にトナー残量検知モードを開始するようにすればよい。トナー容器46に新たなトナーを供給した際(或いはトナー容器46を交換した際)にトナー供給装置49の積算駆動時間をリセットするようにしてもよい。   Alternatively, as usage amount information of the toner replenishing device 49, for example, when the cumulative driving time of the toner replenishing screw 47 reaches a predetermined time (that is, it is theoretically estimated that the toner in the toner container 46 is equal to or less than a predetermined value). When the predetermined period elapses), the toner remaining amount detection mode may be entered. That is, when the usage amount of the toner replenishing screw 47 exceeds a predetermined value, the toner remaining amount (presence / absence) detection mode may be executed. In this case, in the same manner as described in the second embodiment, a counting unit that integrates the driving time of the toner replenishing device 49 and a storage medium that stores the integrated value are provided, and the integrated driving time is a predetermined value. In such a case, the remaining toner amount detection mode may be started. The accumulated drive time of the toner supply device 49 may be reset when new toner is supplied to the toner container 46 (or when the toner container 46 is replaced).

実施例2
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例1のものと同じであるので、実施例1のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
Example 2
Next, another embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration and operation of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment are the same as those of the first exemplary embodiment, elements having substantially the same or corresponding functions and configurations as those of the first exemplary embodiment are denoted by the same reference numerals. Detailed description will be omitted.

尚、本実施例では、トナー補給装置49のトナー容器46は画像形成装置本体に対して着脱可能なトナーカートリッジとされている。   In this embodiment, the toner container 46 of the toner replenishing device 49 is a toner cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.

本実施例においては、実施例1にて説明したトナー残量検知モードによってトナー容器46内のトナーが無いことが検知された場合、新品のトナー容器46に交換後、再びトナー残量検知モードを自動的に行う。即ち、トナー容器46の一部又は全部が画像形成装置本体に対し着脱可能なカートリッジとされている場合、カートリッジが交換されたことを検知する交換検知手段によって、カートリッジの交換が検知されたときに、トナー残量(有無)検知モードを実行することができる。   In this embodiment, when it is detected that there is no toner in the toner container 46 by the toner remaining amount detection mode described in the first embodiment, the toner remaining amount detection mode is changed to the new toner container 46 and then the toner remaining amount detection mode is set again. Do it automatically. That is, when part or all of the toner container 46 is a cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body, when the replacement of the cartridge is detected by the replacement detection unit that detects that the cartridge has been replaced. The toner remaining amount (presence / absence) detection mode can be executed.

更に説明すると、本実施例では、実施例1と同様に、トナー残量検知モードによってトナー容器46内のトナーが無いことが検知された場合、画像形成装置本体が備える操作部16等に「トナー無し」等のトナー容器46内にトナーが無いことを報知するためのメッセージが表示される。この表示が行われている間は、画像形成装置の使用は禁止されている。   More specifically, in this embodiment, as in the first embodiment, when it is detected that there is no toner in the toner container 46 by the toner remaining amount detection mode, the “toner” is displayed on the operation unit 16 provided in the main body of the image forming apparatus. A message for notifying that there is no toner in the toner container 46 such as “None” is displayed. While this display is being performed, the use of the image forming apparatus is prohibited.

本実施例では、画像形成装置100は、画像形成装置本体内を開放し、トナー容器46の交換を可能とする開閉部材(前ドア)に、トナーカートリッジの交換検知手段としてのドア開閉検知センサ(図示せず。)を有する。そして、前ドアを開けてトナー容器46を新品に交換した後、再び前ドアを閉めると、ドア開閉検知センサがドアの開閉を検知し、その検知信号をCPU61に入力する。これによって、CPU61は、トナー容器46が交換されたと判断する。CPU61は、こうしてトナー容器46が交換されたことを判断すると、実施例1にて説明した図5のフローに沿って、自動的にトナー残量検知モードを行う。   In the present exemplary embodiment, the image forming apparatus 100 opens the inside of the image forming apparatus main body, and an open / close member (front door) that allows the toner container 46 to be replaced. Not shown). Then, after opening the front door and replacing the toner container 46 with a new one, when the front door is closed again, the door open / close detection sensor detects the opening / closing of the door and inputs the detection signal to the CPU 61. As a result, the CPU 61 determines that the toner container 46 has been replaced. When the CPU 61 determines that the toner container 46 has been replaced in this way, the CPU 61 automatically performs the toner remaining amount detection mode along the flow of FIG. 5 described in the first embodiment.

そして、CPU61は、トナー残量検知モードによってトナー容器46内のトナーが有ることを検知した場合は、画像形成装置の使用禁止を解除し、通常の使用を可能とする。又、トナー残量検知モードによりトナー容器46内のトナーが無いことを検知した場合は、再び画像形成装置本体が備える操作部16等に、トナー容器46内のトナーが無いことを報知するためのメッセージを表示させる。この場合は、新品のトナー容器46が装着されていない、トナー容器46が正しく装着されていない、或いは交換されたトナー容器46が空であることなどが考えられる。この表示が行われている間は画像形成装置の使用は禁止される。   When the CPU 61 detects that there is toner in the toner container 46 in the toner remaining amount detection mode, the CPU 61 cancels the use prohibition of the image forming apparatus and enables normal use. Further, when it is detected that there is no toner in the toner container 46 by the toner remaining amount detection mode, the operation unit 16 provided in the image forming apparatus main body again notifies the operator that there is no toner in the toner container 46. Display a message. In this case, it is conceivable that a new toner container 46 is not mounted, the toner container 46 is not mounted correctly, or the replaced toner container 46 is empty. While this display is being performed, use of the image forming apparatus is prohibited.

以上、本実施例によれば、トナー残量検知モードによってトナー容器46内のトナーが無いことを検知した場合、新品のトナー容器46に交換後、再びトナー残量検知モードを自動的に行うこととした。これにより、実施例1と同様の効果を得られると共に、更に、新品のトナー容器46が正しく装着されたか否かを的確に判断することが可能となり、トナー容器46の交換後も安定した画像形成を行うことが可能となる。   As described above, according to this embodiment, when it is detected that there is no toner in the toner container 46 by the toner remaining amount detection mode, the toner remaining amount detection mode is automatically performed again after replacement with a new toner container 46. It was. As a result, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and it is possible to accurately determine whether or not the new toner container 46 is correctly mounted, and stable image formation can be performed even after the toner container 46 is replaced. Can be performed.

尚、本実施例では、トナーカートリッジの交換を検知するために、ドアの開閉を検知する開閉検知センサを用いたが、これに限定されるものではなく、トナーカートリッジの交換を検知し得るものであれば任意の手段を用いることができる。   In this embodiment, in order to detect the replacement of the toner cartridge, the open / close detection sensor for detecting the opening / closing of the door is used. However, the present invention is not limited to this, and the replacement of the toner cartridge can be detected. Any means can be used as long as it is present.

実施例3
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例1のものと同じであるので、実施例1、2のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
Example 3
Next, still another embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration and operation of the image forming apparatus of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, elements having substantially the same or corresponding functions and configurations as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals. A detailed description is omitted.

一般に、現像剤の寿命末期においては、キャリアの劣化が生じることによってキャリアの帯電性能が低下することが知られている。   In general, it is known that at the end of the life of a developer, the charging performance of the carrier is lowered due to the deterioration of the carrier.

このような場合に、実施例1におけるトナー残量検知モードの強制トナー補給を行った場合、補給されたトナーが十分に帯電せず、カブリやトナー飛散が発生することがある。更に、補給されたトナーが十分に帯電されていない状態でパッチ検知を行った場合、現像容器44内の現像剤のトナー濃度が、未だ画像形成に対して最適なトナー濃度にまで回復していないにも拘わらず、パッチ画像Tの濃度が濃くなったり、僅かなトナー濃度の変化でパッチ画像Tが濃くなったりすることにより、トナー残量を誤検知することが懸念される。   In such a case, when the forced toner supply in the toner remaining amount detection mode in the first exemplary embodiment is performed, the supplied toner may not be sufficiently charged, and fogging and toner scattering may occur. Further, when patch detection is performed in a state where the replenished toner is not sufficiently charged, the toner concentration of the developer in the developer container 44 has not yet recovered to the optimum toner concentration for image formation. Nevertheless, there is a concern that the remaining amount of toner may be erroneously detected by increasing the density of the patch image T or increasing the patch image T by a slight change in toner density.

そこで、本実施例では、現像器4内に収容されている二成分現像剤の使用履歴に応じて、実施例1にて説明した図5のステップ3におけるパッチ画像Tの形成を行う前に、現像器4の空回転動作(第1、第2の攪拌搬送スクリュー43a、43bを回転させる。この時、現像スリーブ41の駆動も行なう。)を行う。即ち、現像容器44内の現像剤を攪拌する。   Therefore, in this embodiment, before the patch image T is formed in Step 3 of FIG. 5 described in Embodiment 1 according to the usage history of the two-component developer stored in the developing device 4, The idling operation of the developing device 4 (the first and second agitating and conveying screws 43a and 43b are rotated. At this time, the developing sleeve 41 is also driven) is performed. That is, the developer in the developing container 44 is stirred.

図6に示すように、本実施例においては、現像器4に収容された現像剤の使用量情報として使用時間を計測するための計測手段と、この使用時間の積算値を格納するための記憶媒体としての不揮発性メモリーを設け、この不揮発性メモリーに格納された現像剤の積算使用時間に基づいて、現像器4の空回転動作を行うか否かを決定する。本実施例では、現像剤の使用時間の計数手段の機能は、CPU61が有する。本実施例では、記憶媒体として、読み書き可能なRP−ROM(以下「メモリー」という。)45が設置されている。メモリー45は、現像器4を画像形成装置本体にセットすることによってCPU61と電気的に接続され、現像器4の現像剤の使用時間情報をCPU61から読み書きできる。現像器4(現像容器44)を交換すれば、新たに積算使用時間がメモリー45に積算記憶されていく。或いは、現像器4(現像容器44)内の現像剤を交換した際に積算使用時間をリセットするようにしてもよい。   As shown in FIG. 6, in this embodiment, the measuring means for measuring the usage time as the usage amount information of the developer stored in the developing device 4 and the storage for storing the integrated value of the usage time. A non-volatile memory is provided as a medium, and it is determined whether or not to perform the idling operation of the developing device 4 based on the accumulated usage time of the developer stored in the non-volatile memory. In this embodiment, the CPU 61 has a function of a counting means for the developer usage time. In this embodiment, a readable / writable RP-ROM (hereinafter referred to as “memory”) 45 is installed as a storage medium. The memory 45 is electrically connected to the CPU 61 by setting the developing device 4 in the image forming apparatus main body, and the usage time information of the developer in the developing device 4 can be read and written from the CPU 61. If the developing device 4 (developing container 44) is replaced, the accumulated usage time is newly accumulated in the memory 45. Alternatively, the accumulated usage time may be reset when the developer in the developing device 4 (developing container 44) is replaced.

尚、記憶媒体は、不揮発性メモリーに限定されるものではなく、任意の記憶媒体を利用できる。例えば、揮発性メモリーとバックアップ電池とを組み合わせて使用してもよい。又、現像剤の使用時間情報を記憶する記憶媒体(メモリー)は、エンジン制御部60内等のその他の任意の部位に設けてもよい。更に、本実施例では、現像剤の積算使用時間は、現像器4の積算駆動時間(より詳細には第1、第2の攪拌搬送スクリュー43a、43bの駆動時間)をカウントすることにより求める。この他、現像剤の使用量と相関する任意の指標、即ち、現像器4内の現像剤の積算使用時間に対応する情報を現像剤の使用時間の積算値として代用することができる。   The storage medium is not limited to a nonvolatile memory, and any storage medium can be used. For example, a volatile memory and a backup battery may be used in combination. Further, a storage medium (memory) for storing developer usage time information may be provided in any other part such as in the engine control unit 60. Furthermore, in this embodiment, the accumulated usage time of the developer is obtained by counting the accumulated drive time of the developing device 4 (more specifically, the drive time of the first and second agitating and conveying screws 43a and 43b). In addition, an arbitrary index correlated with the usage amount of the developer, that is, information corresponding to the cumulative usage time of the developer in the developing device 4 can be used as the cumulative value of the usage time of the developer.

つまり、本実施例では、トナー残量(有無)検知モードは、実施例1と同様、トナー補給スクリュー47を駆動すると共に同時率センサ42により現像器4内の現像剤のトナー濃度を検知する第1のステップと、この第1のステップの後にパッチ画像Tを形成してその濃度を画像濃度センサ15により検知する第2のステップと、を備えている。そして、本実施例では更に、トナー残量(有無)検知モードは、第1のステップにおけるトナー補給スクリュー47の駆動を停止した後で、第2のステップの前に、トナー残量(有無)検知モードを開始した時点での現像器4内の現像剤の使用量情報に基づいて現像器4内の現像剤を所定時間攪拌する第3のステップを有する。特に、本実施例では、現像剤の使用量情報として、現像剤の積算使用時間が所定時間以上である場合に、上記第3のステップを実行する。   In other words, in this embodiment, the remaining toner amount (presence / absence) detection mode is the same as in the first embodiment, in which the toner supply screw 47 is driven and the toner ratio of the developer in the developing device 4 is detected by the coincidence rate sensor 42. 1 and a second step in which a patch image T is formed after the first step and the density is detected by the image density sensor 15. In this embodiment, the toner remaining amount (presence / absence) detection mode further detects the toner remaining amount (presence / absence) after the driving of the toner supply screw 47 in the first step is stopped and before the second step. There is a third step of stirring the developer in the developing device 4 for a predetermined time based on the usage amount information of the developer in the developing device 4 at the time when the mode is started. In particular, in the present embodiment, the third step is executed when the accumulated usage time of the developer is a predetermined time or more as the usage amount information of the developer.

以下、図7を参照して、本実施例におけるトナー残量検知モードについて具体的に説明する。   Hereinafter, the toner remaining amount detection mode in this embodiment will be described in detail with reference to FIG.

実施例1と同様に、CPU61は、ステップ1においてトナー残量検知モードをスタートすると、先ず、現像器4を2秒間空回転させると共に、透磁率センサ42によるインダクタンス検知動作を行い、検知出力を読み込む。そのときの透磁率センサ42の検知出力をVIrefとする。そして、CPU61は、得られたVIrefから0.15V(トナー濃度に換算して0.5%に相当する)を引いた値、即ち、VIref−0.15Vを、インダクタンス検知の目標出力値とする。尚、CPU61は、現像器4の使用時間(より詳細には第1、第2の攪拌搬送スクリュー43a、43bの駆動時間)を常に計数しており、トナー残量検知モードをスタートすると、該トナー残量検知モードを開始した時点での現像器4の積算使用時間をメモリー45に保持すると共に、引き続き現像器4の駆動時間の計数を継続する。   As in the first embodiment, when the CPU 61 starts the toner remaining amount detection mode in Step 1, first, the developing device 4 is idled for 2 seconds, and the inductance detection operation by the magnetic permeability sensor 42 is performed, and the detection output is read. . The detection output of the magnetic permeability sensor 42 at that time is VIref. Then, the CPU 61 uses a value obtained by subtracting 0.15V (corresponding to 0.5% in terms of toner density) from the obtained VIref, that is, VIref−0.15V as a target output value for inductance detection. . The CPU 61 always counts the usage time of the developing device 4 (more specifically, the driving time of the first and second agitating / conveying screws 43a and 43b). The accumulated usage time of the developing device 4 at the time of starting the remaining amount detection mode is held in the memory 45, and the driving time of the developing device 4 is continuously counted.

次いで、CPU61は、ステップ2においてトナー補給スクリュー47を回転させつつ(強制トナー補給動作)、現像器4の空回転動作を行わせると共に、透磁率センサ42によりインダクタンス検知を行い、検知出力を読み込む。そのときの透磁率センサ42の検知出力をVIsigとする。そして、CPU61は、VIsig≦(VIref−0.15V)が成立するか否かを判断し、成立した場合(即ち、強制トナー補給動作によって現像剤のトナー濃度が0.5%増加する分に相当するトナーがトナー容器46から現像容器44に補給された場合)には、強制トナー補給動作とインダクタンス検知を停止させる。   Next, in step 2, the CPU 61 rotates the toner supply screw 47 (forced toner supply operation), causes the developing device 4 to perform idle rotation, performs inductance detection by the magnetic permeability sensor 42, and reads the detection output. The detection output of the magnetic permeability sensor 42 at that time is VIsig. Then, the CPU 61 determines whether or not VIsig ≦ (VIref−0.15V) is satisfied, and if it is satisfied (that is, the toner concentration of the developer is increased by 0.5% by the forced toner supply operation). When the toner to be supplied is supplied from the toner container 46 to the developing container 44), the forced toner supply operation and the inductance detection are stopped.

次いで、CPU61は、ステップ3において、メモリー45に記憶されている今回のトナー残量検知モードを開始した時点での現像器4の積算使用時間TDevを読み込み、TDev≧50000秒が成立するか否かを判断し、成立しなかった場合には、ステップ4に進み、そのままパッチ画像Tを形成させる。一方、TDev≧50000秒が成立した場合には、15秒間現像器4の空回転動作を行わせ、その後、ステップ4に進み、パッチ画像Tを形成させる。   Next, in step 3, the CPU 61 reads the accumulated usage time TDev of the developing device 4 at the time when the current toner remaining amount detection mode stored in the memory 45 is started, and whether or not TDev ≧ 50000 seconds is satisfied. Is not established, the process proceeds to step 4 to form the patch image T as it is. On the other hand, when TDev ≧ 50000 seconds is established, the developing device 4 is idled for 15 seconds, and then the process proceeds to step 4 where a patch image T is formed.

ステップ4において、CPU61は、画像濃度センサ15によるパッチ画像Tの濃度検知を行い、濃度信号を読み込む。そのときの画像濃度信号をVPsigとする。そして、CPU61は、VPsigと、所定の画像濃度に対応する閾値VPtrgとの比較を行い、VPsig≧VPtrgが成立するか否かを判断する。そして、CPU61は、VPsig≧VPtrgが成立した場合(即ち、パッチ画像Tの濃度が所定値より高いと判断した場合)、トナー容器46内のトナーが有ると判断し、トナー残量検知モードを終了する。   In step 4, the CPU 61 detects the density of the patch image T by the image density sensor 15 and reads the density signal. The image density signal at that time is VPsig. Then, the CPU 61 compares VPsig with a threshold value VPtrg corresponding to a predetermined image density, and determines whether VPsig ≧ VPtrg is satisfied. Then, when VPsig ≧ VPtrg is satisfied (that is, when it is determined that the density of the patch image T is higher than the predetermined value), the CPU 61 determines that there is toner in the toner container 46 and ends the toner remaining amount detection mode. To do.

一方、CPU61は、ステップ2においてVIsig≦(VIref−0.15V)が成立しないと判断した場合、強制トナー補給動作の積算時間Ttotalが40秒以下であるか否かを判断する。そして、Ttotalが40秒以下の場合は、強制トナー補給動作、インダクタンス検知、及びVIsig≦(VIref−0.15V)が成立するか否かの判断を続けて行う。又、CPU61は、Ttotalが40秒を超えてもVIsig≦(VIref−0.15V)が成立しなかった場合、トナー容器46内のトナーが無いと判断し、トナー残量検知モードを終了する。そして、CPU61は、画像形成装置本体が備える操作部16等に「トナー無し」等のメッセージを表示する。又、この表示を行っている時は、画像形成装置の使用(画像形成動作)を禁止する。   On the other hand, if it is determined in step 2 that VIsig ≦ (VIref−0.15 V) is not established, the CPU 61 determines whether or not the integrated time Ttotal of the forced toner supply operation is 40 seconds or less. When Ttotal is 40 seconds or less, forced toner supply operation, inductance detection, and determination of whether or not VIsig ≦ (VIref−0.15 V) is continued. On the other hand, if VIsig ≦ (VIref−0.15 V) is not established even when Ttotal exceeds 40 seconds, the CPU 61 determines that there is no toner in the toner container 46 and ends the toner remaining amount detection mode. Then, the CPU 61 displays a message such as “no toner” on the operation unit 16 provided in the image forming apparatus main body. Further, during this display, use of the image forming apparatus (image forming operation) is prohibited.

又、ステップ4において、VPsig≧VPtrgが成立しなかった場合は、現像容器44内の現像剤のトナー濃度が未だ画像形成に対し適正な値に復帰していないと判断し、再びステップ1に戻る。   If VPsig ≧ VPtrg is not satisfied in step 4, it is determined that the toner density of the developer in the developer container 44 has not yet returned to an appropriate value for image formation, and the process returns to step 1 again. .

以上説明したように、本実施例によれば、強制トナー補給動作中はインダクタンス方式によって現像容器44内の現像剤のトナー濃度を正確に検知しながらトナー補給動作を行い、トナー濃度がある程度復帰したら強制トナー補給を一旦停止し、その後のパッチ検知方式によりパッチ画像Tの濃度を確認することによってトナー残量検知モードを終了するか否かを決定する。そのため、パッチ画像Tの形成頻度を最低限にまで減らしつつ、最適な画像形成を行うためのトナー濃度に復帰させることが可能となる。そして、強制トナー補給後も画像濃度変動やカブリ、トナー飛散が発生することなく、安定した画像形成を行うことができるようになった。   As described above, according to the present embodiment, during the forced toner replenishment operation, the toner replenishment operation is performed while accurately detecting the toner concentration of the developer in the developer container 44 by the inductance method. The forced toner supply is temporarily stopped, and the density of the patch image T is confirmed by the subsequent patch detection method to determine whether or not to end the toner remaining amount detection mode. Therefore, it is possible to restore the toner density for optimal image formation while reducing the formation frequency of the patch image T to the minimum. In addition, stable image formation can be performed without image density fluctuation, fogging, and toner scattering even after forced toner replenishment.

更に、本実施例では、トナー残量検知モードにおける強制トナー補給動作後に現像剤の使用状況に応じて現像器4の空回転動作を行うことによって、長期使用によりキャリアの帯電能力が低下している場合においても、現像容器44に強制的に補給されたトナーが十分に帯電される。このため、カブリやトナー飛散が発生することを大幅に抑制することができた。更に、現像容器44に補給されたトナーが十分に帯電されている状態でパッチ検知を行うため、トナーの帯電不良によりパッチ画像Tの濃度が濃くなったり、僅かなトナー濃度の変化でパッチ画像Tが濃くなったりすることにより、トナー残量を誤検知することを防止することが可能となった。   Further, in this embodiment, by performing the idling operation of the developing device 4 according to the usage state of the developer after the forced toner replenishment operation in the toner remaining amount detection mode, the charging ability of the carrier is lowered due to long-term use. Even in this case, the toner forcibly supplied to the developing container 44 is sufficiently charged. For this reason, it was possible to greatly suppress the occurrence of fog and toner scattering. Further, since patch detection is performed in a state where the toner replenished to the developing container 44 is sufficiently charged, the density of the patch image T is increased due to poor charging of the toner, or the patch image T is changed due to a slight change in toner density. It becomes possible to prevent erroneous detection of the remaining amount of toner by increasing the toner density.

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上記実施例の態様に限定されるものではない。例えば、上記各実施例では、トナー補給装置からトナーを補給するとして説明したが、トナーと共にキャリアをも補給する場合にも、本発明は等しく適用可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the specific Example, this invention is not limited to the aspect of the said Example. For example, in each of the embodiments described above, toner is supplied from the toner supply device. However, the present invention can be equally applied to the case where the carrier is supplied together with the toner.

又、上記各実施例では、感光ドラム2上でパッチ画像Tの濃度を検知するものとして説明したが、これに限定されるものではない。パッチ画像Tは転写ベルト8に転写した後に、その上で検知してもよい。この場合、転写ベルト8に対向配置された共通の画像濃度センサにより各画像形成部1M、1C、1Y、1Bkについてのパッチ画像Tの濃度を検知することができる。   In each of the above embodiments, the density of the patch image T is detected on the photosensitive drum 2. However, the present invention is not limited to this. The patch image T may be detected after being transferred to the transfer belt 8. In this case, the density of the patch image T for each of the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1Bk can be detected by a common image density sensor that is disposed to face the transfer belt 8.

又、当業者には周知の通り、上記各実施例の画像形成装置における記録材担持体の代わりに中間転写体(中間転写ベルト等)を有し、各画像形成部で形成したトナー像を中間転写体に一次転写して一旦重ね合わせた後、記録材に一括して二次転写する方式の画像形成装置がある。このような画像形成装置であっても本発明は等しく適用可能である。この場合、パッチ画像Tは各画像形成部の像担持体又は中間転写体上でその濃度を検知することができる。更に、1つの像担持体に対して複数の現像器を有し、像担持体上で複数色のトナー像を重ね合わせるか、又は像担持体上に順次に形成される複数色のトナー像を記録材若しくは中間転写体に順次に転写して重ね合わせる方式の画像形成装置がある。このような画像形成装置であっても本発明は等しく適用可能である。当然、本発明は、単一の画像形成部を有する単色の画像形成装置にも等しく適用できる。   Further, as is well known to those skilled in the art, an intermediate transfer member (intermediate transfer belt or the like) is used instead of the recording material carrier in the image forming apparatus of each of the above embodiments, and the toner image formed in each image forming unit is intermediate. There is an image forming apparatus in which a primary transfer is performed on a transfer member, and the images are once superimposed, and then collectively transferred onto a recording material. The present invention is equally applicable to such an image forming apparatus. In this case, the density of the patch image T can be detected on the image carrier or intermediate transfer member of each image forming unit. In addition, a plurality of developing units are provided for one image carrier, and a plurality of color toner images are superimposed on the image carrier, or a plurality of color toner images sequentially formed on the image carrier are formed. There is an image forming apparatus that sequentially transfers and superimposes on a recording material or an intermediate transfer member. The present invention is equally applicable to such an image forming apparatus. Of course, the present invention is equally applicable to a monochrome image forming apparatus having a single image forming unit.

又、トナー容器内のトナー残量に関し、トナーが無いとは、トナーが完全に無くなったことのみを意味するものではなく、所望のトナー補給動作を行うことができなくなる量などとして、予め決められた所定量以下にトナー残量が低下したことをも包含する。   Further, regarding the remaining amount of toner in the toner container, the absence of toner does not mean that the toner has been completely removed, but is determined in advance as an amount at which a desired toner replenishment operation cannot be performed. It also includes that the remaining amount of toner has fallen below a predetermined amount.

本発明を適用し得る画像形成装置の一例の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied. 本発明に従うトナー残量検知モードの一実施例が適用される現像器及びトナー補給装置を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a developing device and a toner replenishing device to which one embodiment of a toner remaining amount detection mode according to the present invention is applied. 透磁率センサの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a magnetic permeability sensor. 透磁率センサの出力特性の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the output characteristic of a magnetic permeability sensor. 本発明に従うトナー残量検知モードの一実施例のフロー図である。It is a flowchart of one Example of the toner remaining amount detection mode according to the present invention. 本発明に従うトナー残量検知モードの他の実施例が適用される現像器及びトナー補給装置を説明するための説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a developing device and a toner replenishing device to which another embodiment of a toner remaining amount detection mode according to the present invention is applied. 本発明に従うトナー残量検知モードの他の実施例のフロー図である。FIG. 10 is a flowchart of another embodiment of the toner remaining amount detection mode according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成部
2 感光ドラム(像担持体)
4 現像器
15 画像濃度センサ(画像濃度検知手段)
42 透磁率センサ(トナー濃度検知手段)
44 現像容器
46 トナー容器
49 トナー補給装置
61 CPU(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image formation part 2 Photosensitive drum (image carrier)
4 Developer 15 Image density sensor (Image density detection means)
42 Magnetic permeability sensor (toner concentration detection means)
44 Developing container 46 Toner container 49 Toner replenishing device 61 CPU (control means)

Claims (14)

像担持体上に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する現像器と、前記現像器に補給すべきトナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内に収容されているトナーを前記現像器に補給するトナー補給手段と、前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像器が現像剤を用いて現像した基準トナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記トナー補給手段を駆動すると共に前記トナー濃度検知手段により前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検知する第1のステップと、前記第1のステップの後に前記基準トナー像を形成してその濃度を前記画像濃度検知手段により検知する第2のステップと、を備えたトナー残量検知モードを有し、前記第2のステップにおいて、前記基準トナー像の濃度の検知結果に応じて前記第1のステップを再度実行するか前記トナー残量検知モードを終了するかを決定することを特徴とする画像形成装置。
A developing device that develops an electrostatic image formed on an image carrier using a developer including toner and a carrier, a toner container that contains toner to be supplied to the developing device, and a toner container that contains the toner Toner replenishing means for replenishing the developed toner to the developing device, toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the developer in the developing device, and a reference toner image developed by the developer using the developer. In an image forming apparatus having image density detection means for detecting density,
A first step of driving the toner replenishing means and detecting a toner density of the developer in the developing device by the toner density detecting means; and forming the reference toner image after the first step and forming the density of the reference toner image And a second step of detecting the remaining amount of toner by the image density detecting means. In the second step, the first step is performed according to the detection result of the density of the reference toner image. An image forming apparatus that determines whether to execute the step again or to end the toner remaining amount detection mode.
前記第1のステップにおいて、前記トナー濃度検知手段により検知された現像剤のトナー濃度が所定値以上になった場合、前記トナー補給手段の駆動を停止した後に、前記第2のステップを実行することを特徴とする請求項1の画像形成装置。   In the first step, when the toner density of the developer detected by the toner density detecting means becomes a predetermined value or more, the second step is executed after the driving of the toner replenishing means is stopped. The image forming apparatus according to claim 1. 前記第2のステップにおいて、前記画像濃度検知手段により検知された前記基準トナー像の濃度が所定値以上であった場合、前記トナー残量検知モードを終了することを特徴とする請求項1又は2の画像形成装置。   3. The toner remaining amount detection mode is ended when the density of the reference toner image detected by the image density detection means is equal to or higher than a predetermined value in the second step. Image forming apparatus. 前記第2のステップにおいて、前記画像濃度検知手段により検知された前記基準トナー像の濃度が所定値より低かった場合、前記第1のステップを再度実行することを特徴とする請求項1、2又は3の画像形成装置。   The first step is executed again when the density of the reference toner image detected by the image density detection means is lower than a predetermined value in the second step. 3. Image forming apparatus of 3. 前記第1のステップにおいて、前記トナー補給手段の駆動時間が所定値以上になっても前記トナー濃度検知手段により検知された現像剤のトナー濃度が所定値以上にならない場合、前記トナー容器内のトナー残量が所定値以下となったことを検知することを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載の画像形成装置。   In the first step, when the toner concentration of the developer detected by the toner concentration detecting unit does not exceed the predetermined value even when the driving time of the toner replenishing unit exceeds the predetermined value, the toner in the toner container The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus detects that the remaining amount is equal to or less than a predetermined value. 前記第1のステップにおける前記トナー補給手段の駆動を停止した後で、前記第2のステップの前に、前記トナー残量検知モードを開始した時点での前記現像器内の現像剤の使用量情報に基づいて前記現像器内の現像剤を所定時間攪拌する第3のステップを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載の画像形成装置。   After the driving of the toner replenishing means in the first step is stopped and before the second step, the usage amount information of the developer in the developer at the time when the toner remaining amount detection mode is started. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a third step of stirring the developer in the developing unit for a predetermined time based on the image quality. 前記現像器内の現像剤の積算使用時間に対応する情報を記憶する記憶媒体を有し、前記トナー残量検知モードを開始した時点での前記積算使用時間が所定時間以上である場合、前記第3のステップを実行することを特徴とする請求項6の画像形成装置。   A storage medium for storing information corresponding to the accumulated usage time of the developer in the developing unit, and when the accumulated usage time at the time of starting the toner remaining amount detection mode is a predetermined time or more, The image forming apparatus according to claim 6, wherein step 3 is executed. 前記トナー濃度検知手段は、前記現像器内の現像剤の透磁率を検知することを特徴とする請求項1〜7のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner concentration detection unit detects a magnetic permeability of a developer in the developing device. 前記トナー濃度検知手段は、前記現像器内の現像剤に光を照射したときの反射光量を検知することを特徴とする請求項1〜7のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner density detection unit detects a reflected light amount when the developer in the developing unit is irradiated with light. 前記画像濃度検知手段は、前記基準トナー像に光を照射したときの反射光量を検知することを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image density detection unit detects a reflected light amount when the reference toner image is irradiated with light. 前記トナー濃度検知手段により検知された現像剤のトナー濃度が所定値以下となった場合に、前記トナー残量検知モードを実行することを特徴とする請求項1〜10のいずれかの項に記載の画像形成装置。   11. The toner remaining amount detection mode is executed when the toner concentration of the developer detected by the toner concentration detection unit becomes a predetermined value or less. Image forming apparatus. 前記画像濃度検知手段により検知された基準トナー像の濃度が所定値以下となった場合に、前記トナー残量検知モードを実行することを特徴とする請求項1〜10のいずれかの項に記載の画像形成装置。   11. The toner remaining amount detection mode is executed when the density of a reference toner image detected by the image density detection unit becomes a predetermined value or less. Image forming apparatus. 前記トナー補給手段の使用量が所定値以上となった場合に、前記トナー残量検知モードを実行することを特徴とする請求項1〜10のいずれかの項に記載の画像形成装置。   11. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner remaining amount detection mode is executed when a usage amount of the toner replenishing unit exceeds a predetermined value. 前記トナー容器の一部又は全部は画像形成装置本体に対し着脱可能なカートリッジとされ、又、前記カートリッジが交換されたことを検知する交換検知手段を有しており、前記カートリッジの交換が行われた場合に、前記トナー残量検知モードを実行することを特徴とする請求項1〜13のいずれかの項に記載の画像形成装置。   Part or all of the toner container is a cartridge that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus, and has an exchange detection unit that detects that the cartridge has been exchanged, and the cartridge is exchanged. 14. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the remaining toner amount detection mode is executed when the toner remaining amount is detected.
JP2004363743A 2004-12-15 2004-12-15 Image forming apparatus Pending JP2006171361A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004363743A JP2006171361A (en) 2004-12-15 2004-12-15 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004363743A JP2006171361A (en) 2004-12-15 2004-12-15 Image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006171361A true JP2006171361A (en) 2006-06-29

Family

ID=36672197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004363743A Pending JP2006171361A (en) 2004-12-15 2004-12-15 Image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006171361A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008181065A (en) * 2006-11-10 2008-08-07 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus and image density control method
JP2011043792A (en) * 2009-07-21 2011-03-03 Ricoh Co Ltd Developer supplying device, developing device and image forming apparatus
JP2012073317A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Canon Inc Image forming apparatus
US9927755B2 (en) 2013-09-05 2018-03-27 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus having developer supplying control
US10074045B2 (en) 2013-08-19 2018-09-11 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus having control based on toner density
JP2018205767A (en) * 2018-08-21 2018-12-27 キヤノン株式会社 Image formation apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008181065A (en) * 2006-11-10 2008-08-07 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus and image density control method
JP2011043792A (en) * 2009-07-21 2011-03-03 Ricoh Co Ltd Developer supplying device, developing device and image forming apparatus
JP2012073317A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Canon Inc Image forming apparatus
US10074045B2 (en) 2013-08-19 2018-09-11 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus having control based on toner density
US9927755B2 (en) 2013-09-05 2018-03-27 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus having developer supplying control
JP2018205767A (en) * 2018-08-21 2018-12-27 キヤノン株式会社 Image formation apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6704521B2 (en) Image forming apparatus and image forming method
US7218870B2 (en) Image forming apparatus
KR101509850B1 (en) Image forming apparatus
JP5031343B2 (en) Image forming apparatus
JP4438050B2 (en) Image forming apparatus
JP2005062848A (en) Image forming apparatus and its control method
JP5311800B2 (en) Image forming apparatus
JP2005309322A (en) Toner residual quantity detection method and image forming apparatus detecting toner residual quantity by that method
JP4781064B2 (en) Image forming apparatus
JP3474475B2 (en) Image forming device
US6564024B2 (en) Image formation apparatus
JP2006171361A (en) Image forming apparatus
JP4174283B2 (en) Image forming apparatus and control method thereof
JP4081367B2 (en) Development device
JP4135404B2 (en) Image forming apparatus
JP5729955B2 (en) Image forming apparatus
JP2004206041A (en) Image forming apparatus with developing device, and control method thereof
US11307513B2 (en) Image forming apparatus
JP2003043801A (en) Image forming device
JP2004157186A (en) Developer replenishing method
JP4586456B2 (en) Toner supply device and image forming apparatus
JP2013061419A (en) Developer supply control device and image forming device
JP4040317B2 (en) Developing device and image forming apparatus having the same
JP7449481B2 (en) Image forming device
JP2002258694A (en) Image forming apparatus