JP2007232992A

JP2007232992A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2007232992A
Application number: JP2006053933A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Ozeki; 孝将尾関
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-09-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which is free of an abnormal increase in toner concentration (TC) and causes none of problems of ground staining, toner scatter, etc., by accurately detecting TC of a developing unit. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has an image carrier which carries a toner image, a two-component developing device which holds a developer for forming the toner image on the image carrier, a toner concentration sensor which detects the toner concentration in the developing device based upon permeability of a developer, a toner supply control means of performing toner supply control according to the output of the toner concentration sensor, and a temperature/humidity detecting means of detecting temperature and humidity. The toner supply control means varies upper- and lower-limit values of a target toner concentration value according to the temperature and humidity detected by the temperature/humidity detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、電子写真装置等に適用される乾式２成分現像剤を適用した現像装置を用いた画像形成装置に関し、特に、現像器のトナー濃度を正確に検知することで異常にＴＣが上昇することもなく、地汚れ、トナー飛散等の問題を引き起こさない画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using a developing device to which a dry two-component developer applied to an electrophotographic apparatus or the like is applied, and in particular, the TC increases abnormally by accurately detecting the toner density of the developing device. Further, the present invention relates to an image forming apparatus that does not cause problems such as scumming and toner scattering.

現在、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、現像器中の現像剤のトナー濃度（以下、ＴＣとする）をセンサによって検知し、その検知結果に基づいてトナー補給等のプロセスコントロールを行う画像形成装置が知られている。
例えば、従来のトナーとキャリアによる２成分現像剤を用いる現像器において、現像能力を維持するためには、ＴＣが所定の濃度になるようにトナー補給量を適切にコントロールする必要がある。
一般に、２成分現像器のトナー濃度センサ（以下、Ｔセンサ）は、現像剤の透磁率がＴＣによって異なることを利用して検知したり、現像剤に対する光学的な反射濃度がＴＣによって異なることを利用して検知しており、従来の画像形成装置においては、これら透磁率あるいは光学的反射濃度等の検知結果から直接トナー濃度を判断し、トナー補給等のプロセスコントロールを行っていた。 At present, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an image for detecting a toner density (hereinafter referred to as TC) of a developer in a developing device by a sensor and performing process control such as toner supply based on the detection result. Forming devices are known.
For example, in a developing device using a conventional two-component developer using toner and carrier, in order to maintain the developing ability, it is necessary to appropriately control the toner replenishment amount so that the TC becomes a predetermined density.
In general, a toner density sensor (hereinafter referred to as a T sensor) of a two-component developing device detects that the magnetic permeability of the developer varies depending on TC, or detects that the optical reflection density with respect to the developer varies depending on TC. In the conventional image forming apparatus, the toner concentration is directly determined from the detection result of the magnetic permeability or the optical reflection density, and process control such as toner replenishment is performed.

ここで現像剤の透磁率変化を利用したＴセンサについて説明する。
図１３に一例を示すように、透磁率変化を利用したＴセンサの出力特性は、ＴＣが低ければセンサ近傍のキャリアの量が増加して透磁率が高くなり、センサ出力は上昇する。逆に、ＴＣが高ければセンサ近傍のキャリアの量が減少して透磁率が低くなり、センサ出力は下降する。
しかしながら、上記のようなＴセンサは、基本的に、現像剤が移動している状態で得た動的出力によってＴＣを検出しているため、現像剤の流動状態によって検知出力が大きく変化することがある。すなわち、センサ出力が、センサ近傍の動的キャリア量（透磁率）によって決定されるため、現像剤が安定して流動していなかったり、キャリアの劣化によって現像剤の流動性が変わったり、トナーの帯電電荷量による現像剤の嵩密度の変化等により、図１３に示したような出力特性が崩れ、同じトナー濃度でもセンサ出力値（以下、ＶＴとする。）が異なる（シフトする）ことがあった。 Here, a T sensor using a change in magnetic permeability of the developer will be described.
As shown in FIG. 13, the output characteristics of the T sensor using the change in magnetic permeability increase the amount of carriers in the vicinity of the sensor and increase the magnetic permeability when the TC is low, and the sensor output increases. On the other hand, if TC is high, the amount of carriers in the vicinity of the sensor decreases, the magnetic permeability decreases, and the sensor output decreases.
However, since the T sensor as described above basically detects TC based on the dynamic output obtained while the developer is moving, the detection output varies greatly depending on the flow state of the developer. There is. That is, since the sensor output is determined by the dynamic carrier amount (magnetic permeability) in the vicinity of the sensor, the developer does not flow stably, the fluidity of the developer changes due to carrier deterioration, The output characteristics as shown in FIG. 13 collapse due to the change in the bulk density of the developer due to the amount of charged charge, and the sensor output value (hereinafter referred to as VT) may be different (shifted) even at the same toner concentration. It was.

また、現像剤の光学的反射濃度の変化を利用したトナー濃度センサにおいても、動的な現像剤の光学的反射濃度によっているため、現像剤のセンサ近傍での流量変化、トナーの帯電電荷量による浮遊トナー量等により、同じトナー濃度でもセンサ出力値が異なることがあった。
また、画像面積率（単位面積当たりの画素数）が少ない場合（大体５％以下）、現像装置中のトナーは循環経路にいる時間が長くなり、ストレスが多くかかり、トナー表面のシリカ、チタン等の添加剤の埋めこみ、離脱等が起こり、流動性が悪化するため、ＴＣ−ＶＴの出力特性が崩れ、ＴＣの異常検知を引き起こしてしまう。
また、使用する現像剤にも因るが、画像面積率に応じてＴＣ制御レベルが変化してしまうことがあり、低画像面積通紙では、ＴＣ上昇し、高画像面積通紙では、ＴＣ低下してしまう。低画像面積時ＴＣ上昇は、地汚れ、トナー飛散等の問題を引き起こし、高画像面積時ＴＣ低下は、キャリア付着、スクリューピッチムラ等を引き起こすため、所定のＴＣでリミッタをかけ、狙いの制御範囲内で制御させることが重要である。 In addition, the toner density sensor using the change in the optical reflection density of the developer also depends on the dynamic optical reflection density of the developer. Therefore, it depends on the change in the flow rate in the vicinity of the developer sensor and the charge amount of the toner. Depending on the amount of floating toner, etc., the sensor output value may differ even with the same toner concentration.
In addition, when the image area ratio (number of pixels per unit area) is small (approximately 5% or less), the toner in the developing device takes a long time in the circulation path, and a lot of stress is applied, silica, titanium, etc. on the toner surface. Since the additives are buried, detached, etc., the fluidity is deteriorated, the output characteristics of the TC-VT are destroyed, and the abnormality of the TC is detected.
Also, depending on the developer used, the TC control level may change depending on the image area ratio, and the TC increases when the low image area is passed, and the TC decreases when the high image area is passed. Resulting in. Increase in TC at low image area causes problems such as scumming and toner scattering, and decrease in TC at high image area causes carrier adhesion, screw pitch unevenness, etc. Therefore, a limiter is applied at a predetermined TC, and the target control range It is important to control within.

上記のＴＣリミッタの方法については、ＶＴ出力上下限値を設定し、ＶＴ出力が上下限値に達してしまった場合には、上限側では、トナー補給を行い、下限側では、トナー補給を止め、ＶＴ上下限値に張り付かせることで、ＴＣ制御範囲内に収めることができ、前記の問題を防止することができる。
また、高ＴＣ側（ＴＣ＝１０％以上）において、流動性は急激に悪化し、ＴＣ−ＶＴの関係が崩れやすい。これらから、低画像面積連続通紙時には、トナーへのストレスが大きいことでの流動性悪化とＴＣが上昇することでの流動性悪化が重なり、最もＴＣ異常検知が発生する可能性が高い。 For the above TC limiter method, when the VT output upper and lower limit values are set and the VT output reaches the upper and lower limit values, toner supply is performed on the upper limit side, and toner supply is stopped on the lower limit side. By sticking to the VT upper and lower limit values, it can be within the TC control range, and the above-mentioned problem can be prevented.
Further, on the high TC side (TC = 10% or more), the fluidity is rapidly deteriorated, and the TC-VT relationship is easily broken. From these, at the time of continuous low image area paper passing, the fluidity deterioration due to the large stress on the toner and the fluidity deterioration due to the increase in TC overlap, and the possibility of occurrence of TC abnormality is most likely.

なお、先行技術としては、特許文献１として、トナー像を担持する感光体ドラムと、これにトナー像を形成するための現像剤を保持する２成分現像装置と、その動作履歴を記憶するＲＡＭを備え、トナー像の形成に使用したトナー量を推定し、推定量、動作履歴から現像装置の単位動作当たりのトナー消費量を推定するとともに、感光体ドラム上のトナー像を転写する転写ユニットと、その転写条件を制御可能な転写条件を制御する制御部とを備え、制御部で推定した単位動作当たりのトナー消費量によって転写ユニットの転写条件を制御する技術が開示されている。
特許文献２として、トナー濃度センサの出力電圧における補正の要否を判定した後、補正が必要であると判定した場合にのみトナー濃度センサの出力電圧の補正を行い、補正をする場合、制御電圧を補正し、その後制御電圧の補正の強度を軽減しながら出力電圧の補正を行い、補正をしない場合、直ちに画像形成動作の実行に移行する技術が開示されている。 As a prior art, Patent Document 1 discloses a photosensitive drum that carries a toner image, a two-component developing device that holds a developer for forming the toner image on the drum, and a RAM that stores an operation history thereof. A transfer unit that estimates the amount of toner used to form the toner image, estimates the toner consumption per unit operation of the developing device from the estimated amount and operation history, and transfers the toner image on the photosensitive drum; A technology is disclosed that includes a control unit that controls a transfer condition that can control the transfer condition, and controls the transfer condition of the transfer unit based on the toner consumption per unit operation estimated by the control unit.
In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228688, after determining whether or not correction is necessary for the output voltage of the toner density sensor, the output voltage of the toner density sensor is corrected only when it is determined that correction is necessary. A technique for correcting the output voltage and then correcting the output voltage while reducing the intensity of the control voltage correction, and immediately shifting to the execution of the image forming operation when the correction is not performed is disclosed.

特許文献３として、磁性ブラシにより感光ドラムに帯電を行う帯電装置を具備した画像形成装置で、環境により現像装置内に混入される磁性粒子の量が異なる問題に対して、トナー濃度センサーの検出信号を調整する制御電圧値の画像形成回数に対する変更量を各環境で変える技術が開示されている。
特許文献４として、複写機の電源投入後のウォームアップ時におけるトナー濃度センサの検知出力と、前回の画像形成時における該電源ＳＷ遮断直前の該トナー濃度センサの検知出力との差の大きさに応じて、現像装置に補給する補給トナーの補給量を決定し、該差の大きさに応じて決定された補給量の補給トナーの補給が完了するまでの間、画像形成により消費されるトナー量に見合った量の補給トナーを定量補給するように、トナー補給量制御手段により該補給トナーの補給量を制御する技術が開示されている。
特許文献５として、現像装置内の検出トナー濃度と所定の基準値とを比較した結果に基づいて、現像装置へのトナーの補給を制御し、感光体に形成した基準画像の検出画像濃度および現像装置内の検出トナー濃度に基づいて、基準値を補正し、基準画像の形成があったときは、前回の補正後の基準値を予め設定されている基準値のデフォルト値に変更する技術が開示されている。
特開２００４−２２６８６８公報特開２００２−２８７４４１公報特開２００３−２９５５９８公報特開平１１−３１６４９５号公報特開２０００−３０５３２８公報 Patent Document 3 discloses a detection signal from a toner density sensor for a problem that the amount of magnetic particles mixed in a developing device differs depending on the environment in an image forming apparatus having a charging device that charges a photosensitive drum with a magnetic brush. A technique for changing the amount of change of the control voltage value for adjusting the number of times of image formation in each environment is disclosed.
As disclosed in Patent Document 4, the difference between the detection output of the toner density sensor at the time of warm-up after turning on the power of the copying machine and the detection output of the toner density sensor immediately before the power supply SW is shut off at the previous image formation. Accordingly, the amount of replenishment toner to be replenished to the developing device is determined, and the amount of toner consumed by image formation until the replenishment of the replenishment amount determined according to the magnitude of the difference is completed A technique is disclosed in which the replenishment amount of the replenishment toner is controlled by the toner replenishment amount control means so as to replenish the replenishment toner in an amount commensurate with the replenishment toner.
As Patent Document 5, the toner supply to the developing device is controlled based on the result of comparing the detected toner concentration in the developing device with a predetermined reference value, and the detected image density and development of the reference image formed on the photosensitive member are controlled. A technique is disclosed in which a reference value is corrected based on the detected toner density in the apparatus, and when a reference image is formed, the reference value after the previous correction is changed to a default value of a preset reference value. Has been.
JP 2004-226868 A JP 2002-287441 A JP 2003-295598 A JP 11-316495 A JP 2000-305328 A

従来の画像形成装置においては、上述したような、現像剤の流動状態によっては同じトナー濃度でもトナー濃度センサの出力値が異なることがあるという点に考慮せず、センサ出力から直接トナー濃度を判定しているため、検知したトナー濃度と実際のトナー濃度にズレが生じる場合があり、トナー補給のプロセスコントロールの制御精度が低下するという問題があった。
また、使用環境に対しても、Ｔセンサの感度（ＴＣ−ＶＴの傾き）が異なることが分かってきた。それは、現像剤の帯電量等が環境に応じて変化してしまうため、流動性、嵩密度も変化してしまい、結果として、Ｔセンサ出力が使用環境で異なってしまうものである。
検知したトナー濃度と実際のトナー濃度にズレが生じトナー濃度が所定の濃度よりも高くなった場合、画像濃度の上昇やトナー飛散、あるいは、キャリアが現像器の外にこぼれ落ちたり、記録紙が地汚れしたりすることがある。また、逆にトナー濃度が低くなった場合、画像濃度が低下したり、キャリアが感光体に付着したりすることがある。 In the conventional image forming apparatus, as described above, the toner density is determined directly from the sensor output without considering that the output value of the toner density sensor may be different even at the same toner density depending on the developer flow state. Therefore, there may be a difference between the detected toner density and the actual toner density, and there is a problem that the control accuracy of the process control of toner replenishment is lowered.
It has also been found that the sensitivity of the T sensor (TC-VT slope) varies with the use environment. This is because the charge amount of the developer changes depending on the environment, so that the fluidity and bulk density also change, and as a result, the T sensor output varies depending on the usage environment.
If the detected toner density and the actual toner density are different from each other and the toner density becomes higher than the specified density, the image density rises, the toner scatters, the carrier spills out of the developing device, or the recording paper is grounded. It may become dirty. On the other hand, when the toner density is lowered, the image density may be lowered or the carrier may adhere to the photoconductor.

また、従来装置においては、現像装置の単位動作当たりのトナー消費量に応じて転写条件を変化させることが記載されているが、現像装置の単位動作当たりのトナー消費量に応じて、ＶＴ出力値に補正を加えることは記載されていない（特許文献１）。また、使用環境の変化について補正を加えることも記載されていない。現像装置の単位動作当たりのトナー消費量が大きくふれたり、使用環境が大きく変化した場合には、流動性等の変化が生じるためＶＴ出力を補正しないと精度良くＴＣを制御することができず、過補給によるトナー飛散、地汚れ、逆に補給が入らない場合には、画像濃度低下を引き起こしてしまう。 Further, in the conventional apparatus, it is described that the transfer condition is changed according to the toner consumption amount per unit operation of the developing device, but the VT output value is changed according to the toner consumption amount per unit operation of the developing device. It is not described that correction is applied to (Patent Document 1). Moreover, it does not describe adding correction about the change of use environment. If the toner consumption per unit operation of the developing device is greatly affected or the usage environment changes greatly, the fluidity etc. will change, so the TC output cannot be controlled accurately unless the VT output is corrected. If toner replenishes due to excessive replenishment, scumming, or conversely, replenishment does not occur, image density is lowered.

本発明は、従来の画像形成装置において上述のように使用環境が大きく変化した場合や、低画像面積通紙時、制御ＴＣが上昇してしまう場合に、検知したトナー濃度と実際のトナー濃度にズレが生じ、トナー補給のプロセスコントロールの制御精度が低下するという問題を解決するためになされたもので、その目的は、現像器のトナー濃度を正確に検知することで異常にＴＣが上昇することもなく、地汚れ、トナー飛散等の問題を引き起こさない画像形成装置を提供することである。 In the conventional image forming apparatus, when the use environment is largely changed as described above, or when the control TC is increased when passing through a low image area, the detected toner density and the actual toner density are set. It was made to solve the problem that the control accuracy of toner replenishment process control is lowered, and its purpose is that the TC increases abnormally by accurately detecting the toner density of the developing device. The present invention also provides an image forming apparatus that does not cause problems such as background contamination and toner scattering.

上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、トナー像を担持する像担持体と、上記像担持体にトナー像を形成するための現像剤を保持する２成分現像装置と、上記現像装置中のトナー濃度を現像剤の透磁率に基づいて検知するトナー濃度センサと、上記トナー濃度センサの出力に応じてトナー補給制御を行うトナー補給制御手段と、温湿度を検知する温湿度検知手段とを有する画像形成装置であって、上記トナー補給制御手段が、上記温湿度検知手段によって検知された温湿度に応じて目標トナー濃度値の上下限値を変化させることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, an invention according to claim 1 includes an image carrier that carries a toner image, a two-component developing device that holds a developer for forming a toner image on the image carrier, A toner concentration sensor for detecting the toner concentration in the developing device based on the magnetic permeability of the developer, a toner supply control means for performing toner supply control according to the output of the toner concentration sensor, and a temperature / humidity for detecting temperature / humidity An image forming apparatus having a detection unit, wherein the toner replenishment control unit changes the upper and lower limit values of the target toner density value according to the temperature and humidity detected by the temperature and humidity detection unit.

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置が、さらに、上記２成分現像装置の動作履歴を記憶する動作履歴記憶装置と、トナー像の形成に使用したトナー量を推定するトナー量推定装置と、上記動作履歴記憶装置とトナー量推定装置の出力から上記現像装置の単位動作当たりのトナー消費量を推定する演算装置とを備え、上記演算装置で推定した単位動作当たりのトナー消費量に応じて上記トナー濃度センサの出力値を補正することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the image forming apparatus according to the first aspect further includes an operation history storage device for storing an operation history of the two-component developing device, and a toner amount used for forming a toner image. A toner amount estimation device to be estimated, and an arithmetic device for estimating a toner consumption amount per unit operation of the developing device from outputs of the operation history storage device and the toner amount estimation device, and per unit operation estimated by the arithmetic device. The output value of the toner density sensor is corrected in accordance with the toner consumption amount.

また、請求項３記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、上記トナー量推定装置が、上記像担持体への書き込み画素の総数で使用したトナー量を推定することを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、上記トナー補給制御手段が、回転してトナーを補給するトナー補給装置を有し、上記トナー量推定装置は、上記トナー補給装置の回転数で使用したトナー量を推定することを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の画像形成装置において、上記２成分現像装置が、複数の現像装置からなり、それぞれの現像装置毎に上記トナー濃度センサの出力値の補正量を設定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the toner amount estimating device estimates a toner amount used by a total number of pixels to be written to the image carrier. To do.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the toner replenishment control unit includes a toner replenishment device that rotates to replenish toner, and the toner amount estimation device includes The amount of toner used is estimated based on the number of rotations of the toner replenishing device.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the second to fourth aspects, the two-component developing device includes a plurality of developing devices, and the toner density sensor for each developing device. The correction amount of the output value is set.

本発明によれば、検知された温湿度に応じて目標トナー濃度値の上下限値を変化させるようにしているので、使用環境に応じてＴセンサ感度が変化してしまい、リミッタにかかるＴＣがずれてしまうのをＶｒｅｆ上下限値を補正することでリミッタにかかるＴＣのバラツキを低減することができ、地汚れ、トナー飛散を防止することができる。
また、本発明によれば、推定した単位動作当たりのトナー消費量に応じてトナー濃度センサの出力値を補正するようにしたので、画像面積率に応じてシフトしていってしまうＴＣ−ＶＴの関係を適正な関係に補正することができ、リミッタにかかるＴＣを適正な値にすることができるため、異常にＴＣが上昇することを防止することができる。従って、地汚れ、トナー飛散を防止することができる。 According to the present invention, since the upper and lower limit values of the target toner density value are changed according to the detected temperature and humidity, the T sensor sensitivity changes according to the use environment, and the TC applied to the limiter is reduced. By correcting the upper and lower limit values of Vref for deviation, variation in TC applied to the limiter can be reduced, and background contamination and toner scattering can be prevented.
According to the present invention, since the output value of the toner density sensor is corrected according to the estimated toner consumption per unit operation, the TC-VT shifts according to the image area ratio. Since the relationship can be corrected to an appropriate relationship and the TC applied to the limiter can be set to an appropriate value, it is possible to prevent the TC from increasing abnormally. Therefore, it is possible to prevent background contamination and toner scattering.

また、本発明によれば、像担持体への書き込み画素の総数で使用したトナー量を推定するので、単位時間のトナー補給量が不安定であるシステム（バラツキが大きい）や、特に２値書き込み方式では消費トナー量の推定精度が高くなり、トナー濃度の検知精度を高めることができる。
また、本発明によれば、回転してトナーを補給するトナー補給装置の回転数で使用したトナー量を推定するようにしているので、単位時間のトナー補給量が安定しているシステムでは、消費トナー量の推定精度が高くなり、トナー濃度の検知精度を高めることができる。
また、本発明によれば、トナー、キャリアが異なった場合に、画像面積率に対するＴＣ−ＶＴのシフト量が異なることがあるため、複数の現像器毎（色毎）に補正量を設定することで、トナー濃度の検知精度を高めることができる。 In addition, according to the present invention, the amount of toner used is estimated based on the total number of pixels to be written on the image carrier. Therefore, a system in which the toner replenishment amount per unit time is unstable (large variation), especially binary writing In this method, the estimation accuracy of the consumed toner amount is increased, and the detection accuracy of the toner density can be increased.
Further, according to the present invention, the amount of toner used is estimated based on the number of rotations of the toner replenishing device that rotates and replenishes the toner. Therefore, in a system in which the toner replenishing amount per unit time is stable, The estimation accuracy of the toner amount is increased, and the detection accuracy of the toner density can be increased.
Further, according to the present invention, when the toner and the carrier are different, the shift amount of the TC-VT with respect to the image area ratio may be different. Therefore, the correction amount is set for each of the plurality of developing devices (each color). Thus, the detection accuracy of the toner density can be improved.

以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
＜実施例＞
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写装置（以下、複写機という）に適用した一実施形態について、図面を用いて以下説明する。なお、本発明はこの例に限定されない。
図１は、本発明の実施形態に係る複写機の概要を示す図である。ここで、この複写機は、読取部１、画像処理部６、像形成部１２、システム制御部１８、操作部１９からなり、読取部１は、ランプ２、ＣＣＤ３、増幅器４、Ａ／Ｄ変換部５を有しており、画像処理部６は、シューディング補正部８、フィルタ９、γ補正部１０、階調処理部１１を有しており、像形成部１２は、書き込み部１３、感光体ドラム３０、露光部１４、帯電チャージャ１５、現像スリーブ１６、給紙トレー１７、温湿度を検知する温湿度検知部２０を有しており、読取部１、画像処理部６、像形成部１２が、操作部１９よりの指示に従うシステム制御部１８の制御の下に動作するようになっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<Example>
An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying apparatus (hereinafter referred to as a copying machine) as an image forming apparatus will be described below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to this example.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a copying machine according to an embodiment of the present invention. The copying machine includes a reading unit 1, an image processing unit 6, an image forming unit 12, a system control unit 18, and an operation unit 19. The reading unit 1 includes a lamp 2, a CCD 3, an amplifier 4, and A / D conversion. The image processing unit 6 includes a pudging correction unit 8, a filter 9, a γ correction unit 10, and a gradation processing unit 11, and the image forming unit 12 includes a writing unit 13 and a photosensitive unit. It has a body drum 30, an exposure unit 14, a charging charger 15, a developing sleeve 16, a paper feed tray 17, and a temperature / humidity detection unit 20 that detects temperature / humidity. The reading unit 1, the image processing unit 6, and the image forming unit 12 However, it operates under the control of the system control unit 18 in accordance with an instruction from the operation unit 19.

図１に示す複写機は、その全体構成を見れば、読取部１において、ランプ２から照射された光は原稿面で反射してＣＣＤ３により電気信号に変換され、増幅器４で振幅調整された後にＡ／Ｄ変換器５で量子化されたディジタル画像データとなる。
生成されたディジタル画像データは、画像処理部６に入力され、シェーディング補正処理部８、フィルタ処理部９、γ補正処理部１０、階調処理部１１等をこの順序で施されて像形成部１２に送られる。
像形成部１２に入力されたディジタル画像データは、書き込み部１３で、そのデータ値に従いレーザ光１４に変換され、帯電チャージャ１５により帯電された感光体に照射され、感光体面に静電潜像を形成する。現像スリーブ１６は、形成された静電潜像に従い、感光体面にトナーを付着させる。感光体面に付着したトナーは、給紙トレー１７から送られてきた紙面上に転写され、定着部を通り、複写原稿として出力される。 In the copying machine shown in FIG. 1, the light emitted from the lamp 2 in the reading unit 1 is reflected by the original surface, converted into an electric signal by the CCD 3, and adjusted in amplitude by the amplifier 4. The digital image data quantized by the A / D converter 5 is obtained.
The generated digital image data is input to the image processing unit 6, and the shading correction processing unit 8, the filter processing unit 9, the γ correction processing unit 10, the gradation processing unit 11, and the like are applied in this order to form the image forming unit 12. Sent to.
The digital image data input to the image forming unit 12 is converted into laser light 14 in accordance with the data value in the writing unit 13 and irradiated to the photosensitive member charged by the charging charger 15, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive member. Form. The developing sleeve 16 adheres toner to the surface of the photoreceptor in accordance with the formed electrostatic latent image. The toner adhering to the surface of the photoconductor is transferred onto the paper surface sent from the paper feed tray 17, passes through the fixing unit, and is output as a copy document.

図２は、図１に示す複写機における現像装置４０の構成を示す断面図である。この現像装置４０は、感光体ドラム３０の側方に配置され、感光体ドラム３０に向けて開口部が形成された現像ケース４２を有している。この現像ケース４２の開口部から、トナー及び磁性粉末キャリアからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）を表面に坦持する現像剤担持体としての現像スリーブ１６が一部露出するよう配置されている。現像スリーブ１６は非磁性材料からなる円筒状のものであり、内部に固定された磁界発生手段としてのマグネットローラを有している。現像スリーブ１６はこのマグネットローラの周りを自在に回転することができる。 FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the developing device 40 in the copying machine shown in FIG. The developing device 40 includes a developing case 42 that is disposed on the side of the photosensitive drum 30 and has an opening formed toward the photosensitive drum 30. From the opening of the developing case 42, a developing sleeve 16 as a developer carrying member that carries a two-component developer (hereinafter referred to as developer) composed of toner and a magnetic powder carrier is partially exposed. ing. The developing sleeve 16 has a cylindrical shape made of a non-magnetic material, and has a magnet roller as a magnetic field generating means fixed inside. The developing sleeve 16 can freely rotate around the magnet roller.

また、現像スリーブ１６の感光体ドラム３０との対向部との反対側には、現像剤が収容される現像剤収容部４１が、現像ケース４２により形成されている。現像剤収容部４１には、現像剤収容部内の現像剤を攪拌しながら搬送するための現像剤撹拌スクリュー４４、４５が設けられている。
なお、図２では、現像剤撹拌スクリュー４４、４５の間には仕切りがあるが、現像剤収容部４１の手前側、奥側では仕切りがなく、つながっており、現像剤が移動できるようになっている。また、現像スリーブ１６に担持されて感光体ドラム３０との対向部に搬送される現像剤量を規制するドクタブレード４３を備えている。さらに、現像剤収容部４１内の現像剤撹拌スクリュー４５の上方には、補充用トナーを収容するトナーホッパ４６が設けられている。 On the opposite side of the developing sleeve 16 from the portion facing the photosensitive drum 30, a developer accommodating portion 41 for accommodating a developer is formed by a developing case 42. The developer accommodating portion 41 is provided with developer agitating screws 44 and 45 for conveying the developer in the developer accommodating portion while stirring.
In FIG. 2, there is a partition between the developer agitating screws 44 and 45, but there is no partition on the front side and the back side of the developer container 41, so that the developer can move. ing. In addition, a doctor blade 43 that regulates the amount of developer carried on the developing sleeve 16 and conveyed to a portion facing the photosensitive drum 30 is provided. Further, a toner hopper 46 for storing replenishing toner is provided above the developer stirring screw 45 in the developer storage section 41.

上記構成の現像装置４０では、現像剤撹拌スクリュー４４、４５が回転することにより、現像剤収容部４１に収容されている現像剤が撹拌されながら現像スリーブ１６近傍へ搬送される。この時、現像剤は攪拌作用により摩擦帯電する。現像スリーブ１６近傍へ搬送された現像剤は現像スリーブ１６内部のマグネットローラによる磁力によって現像スリーブ１６表面に担持される。次に、ドクターブレード４３により層厚を規制された現像剤は、感光体ドラム３０に最近接する部位まで搬送され、トナーが静電潜像に電気的に付着する。
この現像装置４０では、現像に供される現像剤中の磁性キャリアに対するトナーの混合比率を常に適正値に保って高品質の画像を得るために、現像剤収容部４１内のトナー濃度を検知してこれを所定値に維持する必要がある。トナー濃度が低下したことが検知されれば、トナーホッパ４６から補充用のトナーを補給して適正なトナー濃度とするようにトナー補給制御を行うトナー補給制御部４８により制御する。そのため、現像剤収容部４１内の現像剤のトナー濃度を現像剤の透磁率に基づいて検知するトナー濃度検知装置としてのトナー濃度センサ２７が設置されている。そして、このトナー濃度センサ２７により検出した現像剤のトナー濃度ＴＣおよび温湿度を検知する温湿度検知部２０よりの温湿度に基づいて、トナー補給制御部４８により後述するように現像剤のトナー濃度が調整制御される。 In the developing device 40 having the above-described configuration, the developer agitating screws 44 and 45 are rotated so that the developer accommodated in the developer accommodating portion 41 is conveyed to the vicinity of the developing sleeve 16 while being agitated. At this time, the developer is triboelectrically charged by the stirring action. The developer conveyed to the vicinity of the developing sleeve 16 is carried on the surface of the developing sleeve 16 by a magnetic force generated by a magnet roller inside the developing sleeve 16. Next, the developer whose layer thickness is regulated by the doctor blade 43 is conveyed to a portion closest to the photosensitive drum 30, and the toner is electrically attached to the electrostatic latent image.
In this developing device 40, the toner concentration in the developer container 41 is detected in order to obtain a high quality image by always maintaining the mixing ratio of the toner with respect to the magnetic carrier in the developer to be developed at an appropriate value. It is necessary to maintain this at a predetermined value. If it is detected that the toner concentration is lowered, the toner replenishment control unit 48 that performs toner replenishment control to replenish the replenishment toner from the toner hopper 46 to obtain an appropriate toner concentration is controlled. Therefore, a toner concentration sensor 27 is installed as a toner concentration detection device that detects the toner concentration of the developer in the developer accommodating portion 41 based on the magnetic permeability of the developer. Based on the toner concentration TC of the developer detected by the toner concentration sensor 27 and the temperature / humidity from the temperature / humidity detection unit 20 that detects the temperature / humidity, the toner replenishment control unit 48 sets the toner concentration of the developer as described later. Is adjusted and controlled.

また、本発明を図３に示すタンデム型間接転写方式のカラー複写機に適用することも可能である。図３は、本発明を実施したタンデム型間接転写方式のカラー複写機に構成図である。この画像形成装置は、複写装置本体２００、この複写機本体を載せる給紙テーブル３００、複写装置本体上に取り付けるスキャナ４００、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）５００から主に構成されている。
複写装置本体２００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体２１０を設ける。そして、図３の例では、中間転写体２１０を、３つの支持ローラ２１４、２１５、２１６に掛け回して図中時計回り方向に回転搬送可能とする。図示の例では、３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ２１５の左側に、画像転写後に中間転写体２１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置２１７を設ける。また、第１の支持ローラ２１４と第２の支持ローラ２１５との間に張り渡した中間転写体２１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４つの画像形成手段２１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２２０を構成する。そのタンデム画像形成装置２２０の上方には、図３に示すように、露光装置２２１を設ける。 The present invention can also be applied to a tandem indirect transfer type color copying machine shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram of a tandem type indirect transfer type color copying machine embodying the present invention. This image forming apparatus is mainly composed of a copying machine main body 200, a paper feed table 300 on which the copying machine main body is mounted, a scanner 400 mounted on the copying apparatus main body, and an automatic document feeder (ADF) 500 mounted thereon. Yes.
The copying machine main body 200 is provided with an endless belt-shaped intermediate transfer body 210 at the center. In the example of FIG. 3, the intermediate transfer member 210 is wound around three support rollers 214, 215, and 216 so as to be able to rotate and convey in the clockwise direction in the drawing. In the illustrated example, an intermediate transfer member cleaning device 217 for removing residual toner remaining on the intermediate transfer member 210 after image transfer is provided on the left side of the second support roller 215 among the three support rollers. Further, on the intermediate transfer member 210 stretched between the first support roller 214 and the second support roller 215, four image forming units of black, yellow, magenta, and cyan are arranged along the conveyance direction. The tandem image forming apparatus 220 is configured by arranging 218 side by side. An exposure device 221 is provided above the tandem image forming apparatus 220 as shown in FIG.

一方、中間転写体２１０を挟んでタンデム画像形成装置２２０と反対の側には、２次転写装置２２２を備える。２次転写装置２２２は、図示の例では、２つのローラ２２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２２４を掛け渡して構成し、中間転写体２１０を介して第３の支持ローラ２１６に押し当てて配置し、中間転写体２１０上の画像をシートに転写する。
また、２次転写装置２２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２２６に加圧ローラ２２７を押し当てて構成する。 On the other hand, a secondary transfer device 222 is provided on the side opposite to the tandem image forming apparatus 220 with the intermediate transfer member 210 interposed therebetween. In the illustrated example, the secondary transfer device 222 includes a secondary transfer belt 224, which is an endless belt, between two rollers 223, and is pressed against the third support roller 216 via the intermediate transfer body 210. The image on the intermediate transfer body 210 is transferred to a sheet.
A fixing device 225 for fixing the transferred image on the sheet is provided next to the secondary transfer device 222. The fixing device 25 is configured by pressing a pressure roller 227 against a fixing belt 226 which is an endless belt.

上述した２次転写装置２２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示の例では、このような２次転写装置２２２および定着装置２２５の下側に、上述したタンデム画像形成装置２２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２２８を備える。 The secondary transfer device 222 described above is also provided with a sheet transport function for transporting the image-transferred sheet to the fixing device 225. Of course, a transfer roller or a non-contact charger may be disposed as the secondary transfer device 222. In such a case, it is difficult to provide this sheet conveyance function together.
In the example shown in the drawing, the sheet reversal for reversing the sheet so as to record an image on both sides of the sheet is provided below the secondary transfer device 222 and the fixing device 225 in parallel with the tandem image forming device 220 described above. A device 228 is provided.

次に、タンデム画像形成部２２０の個々の画像形成部２１８について説明する。
図４は、画像形成部２１８の概略構成図である。画像形成部２１８は、像担持体としての感光体ドラム２４０のまわりに、帯電手段としての帯電装置２６０、現像手段としての現像装置２６１、温湿度を検知する温湿度検知部２８２などを備えてなる。
上記画像形成部２１８を構成する部分のうち、帯電装置２６０はローラ状であり、感光体２４０に接触して電圧を印加することによりその感光体ドラム２４０の帯電を行う。もちろん、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うこともできる。上記現像装置２６１は、磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を使用し、現像剤収容部２６６を備えている。 Next, the individual image forming units 218 of the tandem image forming unit 220 will be described.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the image forming unit 218. The image forming unit 218 includes a charging device 260 as a charging unit, a developing device 261 as a developing unit, a temperature / humidity detecting unit 282 that detects temperature and humidity, and the like around a photosensitive drum 240 as an image carrier. .
Among the parts constituting the image forming unit 218, the charging device 260 is in the form of a roller and charges the photosensitive drum 240 by applying a voltage in contact with the photosensitive member 240. Of course, charging can be performed by a non-contact scorotron charger. The developing device 261 uses a two-component developer containing a magnetic carrier and non-magnetic toner, and includes a developer container 266.

上記現像剤収容部２６６、二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ２６５に二成分現像剤を供給付着させるものである。この現像剤収容部２６６、平行な２本の現像剤撹拌スクリュー２６７、２６８が設けられ、２本のスクリュー２６７、２６８の間は、両端部を除いて仕切り板２６９で仕切られている。また、現像ケース２７０にはトナー濃度センサ２７１が取り付けられている。そして、このトナー濃度センサ２７１により検出した現像剤のトナー濃度ＴＣおよび温湿度を検知する温湿度検知部２８２よりの温湿度に基づいて、トナー補給制御部２８０によって後述するように現像剤のトナー濃度が調整制御される。
上記現像剤収容部２６６は、現像スリーブ２６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体ドラム２４０に転移させるものであり、現像ケース２７０の開口を通して感光体ドラム２４０と対向する現像剤担持体としての現像スリーブ２６５が設けられている。また、現像スリーブ２６５の表面に対して一定距離で離間した隙間をもって保持されたドクターブレード２７３が設けられている。 The developer accommodating portion 266 conveys the two-component developer while stirring and supplies the two-component developer to the developing sleeve 265. The developer accommodating portion 266 and two parallel developer agitating screws 267 and 268 are provided, and the two screws 267 and 268 are partitioned by a partition plate 269 except for both ends. Further, a toner density sensor 271 is attached to the developing case 270. Based on the toner concentration TC of the developer detected by the toner concentration sensor 271 and the temperature / humidity from the temperature / humidity detection unit 282 that detects the temperature / humidity, the toner replenishment control unit 280 determines the toner concentration of the developer as will be described later. Is adjusted and controlled.
The developer accommodating portion 266 is configured to transfer the toner of the two-component developer attached to the developing sleeve 265 to the photosensitive drum 240 and to carry the developer facing the photosensitive drum 240 through the opening of the developing case 270. A developing sleeve 265 as a body is provided. Further, a doctor blade 273 is provided that is held with a gap spaced apart from the surface of the developing sleeve 265 by a certain distance.

さて、いまこのカラー電子写真複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置５００の原稿台５３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置５００を開いてスキャナ４００のコンタクトガラス５３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置５００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置５００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス５３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス５３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ４００を駆動し、第１走行体４３３および第２走行体４３４を走行する。そして、第１走行体４３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体４３４に向け、第２走行体４３４のミラーで反射して結像レンズ４３５を通して読み取りセンサ４３６に入れ、原稿内容を読み取る。 Now, when making a copy using this color electrophotographic copying machine, a document is set on the document table 530 of the automatic document feeder 500. Alternatively, the automatic document feeder 500 is opened, a document is set on the contact glass 532 of the scanner 400, and the automatic document feeder 500 is closed and pressed.
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the automatic document feeder 500, the document is transported and moved onto the contact glass 532, and then the document is set on the other contact glass 532. At that time, the scanner 400 is immediately driven to travel on the first traveling body 433 and the second traveling body 434. Then, the first traveling body 433 emits light from the light source and further reflects the reflected light from the document surface toward the second traveling body 434 and reflects by the mirror of the second traveling body 434 and passes through the imaging lens 435. The document is placed in the reading sensor 436 and the original content is read.

また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ２１４、２１５、２１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体２１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段２１８でその感光体２４０を回転して各感光体２４０上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体２１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体２１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル３００の給紙ローラ３４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク３４３に多段に備える給紙カセット３４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ３４５で１枚ずつ分離して給紙路３４６に入れ、搬送ローラ３４７で搬送して複写装置本体２００内の給紙路２４８に導き、レジストローラ２４９に突き当てて止める。 When a start switch (not shown) is pressed, one of the support rollers 214, 215, and 216 is rotationally driven by a drive motor (not shown) and the other two support rollers are driven to rotate, and the intermediate transfer member 210 is rotated and conveyed. To do. At the same time, the individual image forming means 218 rotates the photoconductor 240 to form black, yellow, magenta, and cyan monochrome images on each photoconductor 240. Then, along with the conveyance of the intermediate transfer member 210, these single color images are sequentially transferred to form a composite color image on the intermediate transfer member 210.
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the paper feed rollers 342 of the paper feed table 300 is selectively rotated, the sheet is fed out from one of the paper feed cassettes 344 provided in multiple stages in the paper bank 343, and the separation roller 345. Are separated one by one into the paper feed path 346, transported by the transport roller 347, guided to the paper feed path 248 in the copying apparatus main body 200, and abutted against the registration roller 249 to stop.

または、給紙ローラ２５０を回転して手差しトレイ２５１上のシートを繰り出し、分離ローラ２５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路２５３に入れ、同じくレジストローラ２４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体２１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ２４９を回転し、中間転写体２１０と２次転写装置２２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。 Alternatively, the sheet feeding roller 250 is rotated to feed out the sheets on the manual feed tray 251, separated one by one by the separation roller 252, put into the manual sheet feeding path 253, and abutted against the registration roller 249 and stopped.
Then, the registration roller 249 is rotated in synchronization with the composite color image on the intermediate transfer body 210, the sheet is fed between the intermediate transfer body 210 and the secondary transfer device 222, and transferred by the secondary transfer device 222. A color image is recorded on the sheet.

画像転写後のシートは、２次転写装置２２２で搬送して定着装置２２５へと送り込み、定着装置２２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪２５５で切り換えて排出ローラ２５６で排出し、排紙トレイ２５７上にスタックする。または、切換爪２５５で切り換えてシート反転装置２２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ２５６で排紙トレイ２５７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体２１０は、中間転写体クリーニング装置２１７で、画像転写後に中間転写体２１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２２０による再度の画像形成に備える。 The image-transferred sheet is conveyed by the secondary transfer device 222 and sent to the fixing device 225. The fixing device 225 applies heat and pressure to fix the transferred image, and is then switched by the switching claw 255 and discharged. The paper is discharged at 256 and stacked on the paper discharge tray 257. Alternatively, it is switched by the switching claw 255 and put into the sheet reversing device 228, where it is reversed and guided again to the transfer position, and an image is recorded also on the back surface, and then discharged onto the discharge tray 257 by the discharge roller 256.
On the other hand, the intermediate transfer member 210 after the image transfer is removed by the intermediate transfer member cleaning device 217 to remove residual toner remaining on the intermediate transfer member 210 after the image transfer, so that the tandem image forming device 220 can prepare for another image formation.

次に、上記実施形態のトナー補給制御部における画像面積率に応じてＶＴ補正係数をかけた場合のトナー濃度制御方法（ＶＴ補正方法）について述べる。以下、現像剤のトナー濃度をＴＣとし、トナー濃度センサのセンサ出力値をＶＴとする。
ここで、初期剤ＴＣ＝７％、
初期剤設定の狙いのＶＴ＝３．０Ｖ、
ＶＴ上限値：４．０Ｖ、
ＶＴ下限値：２．０Ｖ
とする。 Next, a toner density control method (VT correction method) when a VT correction coefficient is applied according to the image area ratio in the toner replenishment control unit of the above embodiment will be described. Hereinafter, the toner density of the developer is TC, and the sensor output value of the toner density sensor is VT.
Here, initial agent TC = 7%,
VT = 3.0V aimed at initial agent setting,
VT upper limit: 4.0V,
VT lower limit: 2.0V
And

まず、現像装置が新品状態時にＴセンサ初期設定を行い、ＶＣｎＴ（制御電圧）を決定する。Ｔセンサ初期設定とは、初期値ＴＣ＝７％において、狙いの初期値ＶＴ＝３．０Ｖ出力するための制御電圧ＶＣｎＴを決める動作である。
具体的には、ＶＣｎＴを変化させながらＶＴ出力をサンプリングし、ＶＣｎＴ−ＶＴの直線から制御電圧ＶＣｎＴを決定する動作である。 First, T sensor initial setting is performed when the developing device is new, and VCnT (control voltage) is determined. The T sensor initial setting is an operation of determining a control voltage VCnT for outputting a target initial value VT = 3.0 V at an initial value TC = 7%.
Specifically, this is an operation of sampling the VT output while changing VCnT and determining the control voltage VCnT from the VCnT-VT line.

トナー補給制御部におけるトナー補給制御は、Ｖｒｅｆ（狙いのＶＴ値）とＶＴの関係を見て制御されており、基本的には、Ｖｒｅｆ＞ＶＴの場合は補給せず、Ｖｒｅｆ＜ＶＴの場合は補給する。そして、その狙いのＶｒｅｆを決定するために、紙間、ＪＯＢエンド等にパターンを作成し、それをＰセンサ（反射型フォトセンサ）で読み取り、付着量に換算し、狙いの付着量より薄い場合にはＶｒｅｆを低く、濃い場合にはＶｒｅｆを高くする。Ｖｒｅｆは画像形成時、ＪＯＢエンドプロコン時等適時に変更され、それに応じてＶＴ出力をＶｒｅｆの値に近づけるように補給制御が行われる。また、Ｖｒｅｆの上下限値を設定することで、ＴＣにリミッタをかけることができる。（図５参照）図５は、現像剤のトナー濃度ＴＣとトナー濃度センサのセンサ出力値ＶＴとの関係を示すグラフ図である。 The toner replenishment control in the toner replenishment control unit is controlled by looking at the relationship between Vref (target VT value) and VT. Replenish. Then, in order to determine the target Vref, create a pattern between the paper, the JOB end, etc., read it with a P sensor (reflective photo sensor), convert it to an adhesion amount, and if it is thinner than the target adhesion amount Vref is low, and when it is dark, Vref is high. Vref is changed at an appropriate time such as when an image is formed or when a job end program is executed, and supply control is performed so that the VT output approaches the value of Vref accordingly. Further, by setting the upper and lower limit values of Vref, it is possible to limit the TC. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the developer toner concentration TC and the sensor output value VT of the toner concentration sensor.

図６に、使用環境による温湿度検知部におけるＴセンサ感度の変化を示す。図のＨＨ、ＭＭ、ＬＬはそれぞれ、ＨＨ：２７℃、８０Ｐｈ％、ＭＭ：２３℃、５０Ｐｈ％、ＬＬ：１０℃、１５Ｐｈ％のことである。図６に示すように、通常環境と比較して、低温、低湿環境では、感度が寝気味になり、高温、高湿環境では、感度が立ち気味になる。そのため、図７に示すように、Ｖｒｅｆ上下限値を設定していても、使用環境によって、リミッタにかかるＴＣが変化してしまう。そこで、図９に示すように、湿度に応じてＶｒｅｆ上下限値補正を図８および図１０に示す値に従って行うことで、リミッタにかかるＴＣの環境によるバラツキを低減することができる。 FIG. 6 shows changes in the T sensor sensitivity in the temperature / humidity detector according to the usage environment. In the figure, HH, MM, and LL are HH: 27 ° C., 80 Ph%, MM: 23 ° C., 50 Ph%, LL: 10 ° C., and 15 Ph%, respectively. As shown in FIG. 6, compared with the normal environment, the sensitivity becomes sleepy in a low temperature and low humidity environment, and the sensitivity becomes standing up in a high temperature and high humidity environment. Therefore, as shown in FIG. 7, even if the upper and lower limits of Vref are set, the TC applied to the limiter changes depending on the use environment. Therefore, as shown in FIG. 9, by performing the Vref upper / lower limit correction according to the values shown in FIGS. 8 and 10 according to the humidity, it is possible to reduce the variation due to the TC environment applied to the limiter.

図１１は、画像面積率に応じてＶＴ出力に補正をかけた場合とかけない場合のＴＣとＶＴの関係を示す。また、図１２は、画像面積率と補正係数の関係を示す。同一センサおよび現像剤を用いており、ＴＣ−ＶＴの関係はどの画像面積率の関係も同じになるのが理想ではあるが、補正を行っていない比較例のように画像面積率が低いほど、ＶＴ＝２．０ＶになるＴＣ（リミッタにかかるＴＣ）が高くなり、狙いである画像面積率５％での出力特性からずれていっている。
しかし、本実施例の画像面積率に応じてＶＴ補正係数をかけることで、画像面積率５％の出力特性に近づけることができ、狙いのＴＣでリミッタにかけることができることが分かる。これにより、低画像面積通紙時（画像面積率５％以下）の高ＴＣ側でのＴＣ−ＶＴの関係のずれを修正することができ、想定以上にＴＣが上がらないようにすることができるため、地汚れ、トナー飛散等の問題が発生することを防止することができる。 FIG. 11 shows the relationship between TC and VT when the VT output is corrected and not corrected according to the image area ratio. FIG. 12 shows the relationship between the image area ratio and the correction coefficient. It is ideal that the same sensor and developer are used, and the relationship of TC-VT is the same for all image area ratios, but as the image area ratio is lower as in the comparative example where correction is not performed, The TC at which VT = 2.0 V (TC applied to the limiter) is increased, and deviates from the target output characteristics at an image area ratio of 5%.
However, it can be seen that by applying a VT correction coefficient in accordance with the image area ratio of the present embodiment, it is possible to approach the output characteristics with an image area ratio of 5%, and the limiter can be applied with the target TC. As a result, it is possible to correct the deviation in the TC-VT relationship on the high TC side when the low image area is passed (image area ratio is 5% or less), and it is possible to prevent the TC from increasing more than expected. Therefore, it is possible to prevent problems such as scumming and toner scattering.

なお、本実施例の画像面積率の算出については、前１０００枚プリント中の平均画像面積率を用いる。平均画像面積率の算出をあまり少ない枚数（数百枚程度）で行うと画像面積率の変動が大きくなり、補正がききすぎてしまう恐れがあるため１０００枚程度の平均値を用いると良い。逆に２０００枚、３０００枚単位では、補正をかけるタイミングが遅くなるため効果が小さくなる。
また、本実施例では、画像面積率で補正を行ったが、トナー補給装置の駆動時間から推定トナー補給量を算出し、それに応じて補正を行っても良い。予め単位時間当たりのトナー補給量を求め、それと駆動時間との積により推定トナー補給量を求める。
また、本実施例では記載していないが、トナー、キャリアが異なる場合には、流動性等の変化具合も異なるため、ＴＣ−ＶＴのシフト具合も異なることがあるため、複数の現像器を有する場合には（色毎）、それぞれの現像器毎で補正量を設定することでトナー濃度の検知精度を高めることができる。 For the calculation of the image area ratio of this embodiment, the average image area ratio during the previous 1000 prints is used. If the average image area ratio is calculated with a very small number of sheets (about several hundreds), the fluctuation of the image area ratio becomes large, and there is a risk that the correction will be overly performed. On the contrary, in 2000 sheets and 3000 sheets, the effect is reduced because the timing of applying correction is delayed.
In this embodiment, the correction is performed based on the image area ratio. However, the estimated toner supply amount may be calculated from the driving time of the toner supply device, and the correction may be performed accordingly. A toner replenishment amount per unit time is obtained in advance, and an estimated toner replenishment amount is obtained from the product of the toner replenishment amount and the drive time.
Although not described in this embodiment, when the toner and the carrier are different, the degree of change in fluidity and the like is different, and the degree of TC-VT shift may be different. In such a case (for each color), the toner density detection accuracy can be increased by setting a correction amount for each developing device.

なお、他の実施形態として、上述した実施形態の画像形成装置のトナー補給制御部（図２、４における４８および２８０）に、さらに、２成分現像装置の動作履歴を記憶する動作履歴記憶装置と、トナー像の形成に使用したトナー量を推定するトナー量推定装置と、動作履歴記憶装置とトナー量推定装置の出力から現像装置の単位動作当たりのトナー消費量を推定する演算装置とを備え、この演算装置で推定した単位動作当たりのトナー消費量に応じてトナー濃度センサ（図２、４における２７および２７１）の出力値を補正するようにしても良い。
なお、この場合、トナー補給装置を回転してトナーを補給するトナー補給装置とし、トナー量推定装置が、トナー補給装置の回転数で使用したトナー量を推定するようにしても良い。 As another embodiment, the toner supply control unit (48 and 280 in FIGS. 2 and 4) of the image forming apparatus of the above-described embodiment further includes an operation history storage device that stores an operation history of the two-component developing device. A toner amount estimation device that estimates the amount of toner used to form a toner image, and an operation history storage device and an arithmetic device that estimates toner consumption per unit operation of the developing device from the output of the toner amount estimation device, The output value of the toner density sensor (27 and 271 in FIGS. 2 and 4) may be corrected in accordance with the toner consumption per unit operation estimated by this arithmetic unit.
In this case, the toner replenishing device may be configured to rotate the toner replenishing device to replenish the toner, and the toner amount estimating device may estimate the toner amount used at the rotation speed of the toner replenishing device.

本発明の実施形態に係る複写機の概要を示す図である。1 is a diagram showing an outline of a copying machine according to an embodiment of the present invention. 図１に示す複写機における現像装置の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a developing device in the copying machine illustrated in FIG. 1. 本発明を実施したタンデム型間接転写方式のカラー複写機の構成図である。1 is a configuration diagram of a color copying machine of a tandem type indirect transfer system embodying the present invention. 図３に示す複写機における画像形成部の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming unit in the copying machine illustrated in FIG. 3. 現像剤のトナー濃度ＴＣとトナー濃度センサのセンサ出力値ＶＴとの関係を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a toner density TC of a developer and a sensor output value VT of a toner density sensor. 現像剤のトナー濃度ＴＣとトナー濃度センサのセンサ出力値ＶＴとの関係を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a toner density TC of a developer and a sensor output value VT of a toner density sensor. 現像剤のトナー濃度ＴＣとトナー濃度センサのセンサ出力値ＶＴとの関係を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a toner density TC of a developer and a sensor output value VT of a toner density sensor. 湿度に応じて行うＶｒｅｆ上下限値補正値を示す図である。It is a figure which shows the Vref upper / lower limit correction value performed according to humidity. 現像剤のトナー濃度ＴＣとトナー濃度センサのセンサ出力値ＶＴとの関係を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a toner density TC of a developer and a sensor output value VT of a toner density sensor. 湿度に応じて行うＶｒｅｆ上下限値補正値を示す図である。It is a figure which shows the Vref upper / lower limit correction value performed according to humidity. 現像剤のトナー濃度ＴＣとトナー濃度センサのセンサ出力値ＶＴとの関係を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a toner density TC of a developer and a sensor output value VT of a toner density sensor. 画像面積率と補正係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an image area rate and a correction coefficient. 現像剤のトナー濃度ＴＣとトナー濃度センサのセンサ出力値ＶＴとの関係を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a toner density TC of a developer and a sensor output value VT of a toner density sensor.

Explanation of symbols

１…読取部、２…ランプ、３…ＣＣＤ、４…増幅器、５…変換器、６…画像処理部、８…シューディング補正部、９…フィルタ、１０…γ補正部、１１…階調処理部、１２…像形成部、１４…露光部、１５…帯電チャージャ、１６…現像スリーブ、１７…給紙トレー、１８…システム制御部、１９…操作部、２０…温湿度検知部、２５…定着装置、２７…トナー濃度センサ、３０…感光体ドラム、４０…現像装置、４１…現像剤収容部、４２…現像ケース、４３…ドクターブレード、４４…現像剤撹拌スクリュー、４６…トナーホッパ、４８…トナー補給制御部、２００…複写装置本体、２１０…中間転写体、２１４…第１の支持ローラ、２１４、２１５、２１６…支持ローラ、２１５…第２の支持ローラ、２１６…第３の支持ローラ、２１７…中間転写体クリーニング装置、２１８…画像形成部、２２０…タンデム画像形成部、２２１…露光装置、２２２…次転写装置、２２３…ローラ、２２４…次転写ベルト、２２５…定着装置、２２６…定着ベルト、２２７…加圧ローラ、２２８…シート反転装置、２４０…感光体ドラム、２４８…給紙路、２４９…レジストローラ、２５０…給紙ローラ、２５１…トレイ、２５２…分離ローラ、２５３…給紙路、２５５…切換爪、２５６…排出ローラ、２５７…排紙トレイ、２６０…帯電装置、２６１…現像装置、２６５…現像スリーブ、２６６…現像剤収容部、２６７…現像剤撹拌スクリュー、２６９…板、２７０…現像ケース、２７１…トナー濃度センサ、２７３…ドクターブレード、２８０…トナー補給制御部、２８２…温湿度検知部、３００…給紙テーブル、３４２…給紙ローラ、３４３…ペーパーバンク、３４４…給紙カセット、３４５…分離ローラ、３４６…給紙路、３４７…搬送ローラ、４００…スキャナ、４３３…第１走行体、４３４…第２走行体、４３５…結像レンズ、４３６…センサ、５００…原稿自動搬送装置、
５３０…原稿台、５３２…コンタクトガラス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reading part, 2 ... Lamp, 3 ... CCD, 4 ... Amplifier, 5 ... Converter, 6 ... Image processing part, 8 ... Pitching correction part, 9 ... Filter, 10 ... Gamma correction part, 11 ... Tone processing , 12 ... Image forming unit, 14 ... Exposure unit, 15 ... Charging charger, 16 ... Development sleeve, 17 ... Paper feed tray, 18 ... System control unit, 19 ... Operation unit, 20 ... Temperature / humidity detection unit, 25 ... Fixing 27: toner density sensor, 30 ... photosensitive drum, 40 ... developing device, 41 ... developer container, 42 ... developing case, 43 ... doctor blade, 44 ... developer stirring screw, 46 ... toner hopper, 48 ... toner Replenishment control unit 200 ... Copier main body 210 ... Intermediate transfer member 214 ... First support roller 214, 215, 216 ... Support roller, 215 ... Second support roller, 216 ... Third support roller, 21 ... Intermediate transfer member cleaning device, 218 ... image forming unit, 220 ... tandem image forming unit, 221 ... exposure device, 222 ... next transfer device, 223 ... roller, 224 ... next transfer belt, 225 ... fixing device, 226 ... fixing belt 227 ... Pressure roller, 228 ... Sheet reversing device, 240 ... Photosensitive drum, 248 ... Feed path, 249 ... Registration roller, 250 ... Feed roller, 251 ... Tray, 252 ... Separation roller, 253 ... Feed path 255 ... switching claw, 256 ... discharge roller, 257 ... discharge tray, 260 ... charging device, 261 ... developing device, 265 ... developing sleeve, 266 ... developer accommodating portion, 267 ... developer stirring screw, 269 ... plate, 270: Development case, 271: Toner density sensor, 273 ... Doctor blade, 280 ... Toner replenishment control unit, 282 ... Temperature / humidity detection unit , 300 ... Paper feed table, 342 ... Paper feed roller, 343 ... Paper bank, 344 ... Paper feed cassette, 345 ... Separation roller, 346 ... Paper feed path, 347 ... Conveyance roller, 400 ... Scanner, 433 ... First traveling body 434 ... second traveling body, 435 ... imaging lens, 436 ... sensor, 500 ... automatic document feeder,
530 ... Document table, 532 ... Contact glass

Claims

An image carrier that carries a toner image, a two-component developing device that holds a developer for forming a toner image on the image carrier, and a toner concentration in the developing device is detected based on the magnetic permeability of the developer. An image forming apparatus comprising: a toner density sensor that performs toner supply control; a toner supply control unit that performs toner supply control according to an output of the toner density sensor; and a temperature / humidity detection unit that detects temperature and humidity. However, the upper and lower limit values of the target toner density value are changed in accordance with the temperature and humidity detected by the temperature and humidity detection means.

2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising an operation history storage device that stores an operation history of the two-component developing device, a toner amount estimation device that estimates a toner amount used for forming a toner image, and the operation. A history storage device and an arithmetic device for estimating a toner consumption amount per unit operation of the developing device from an output of the toner amount estimation device, and the toner concentration according to the toner consumption amount per unit operation estimated by the arithmetic device An image forming apparatus for correcting an output value of a sensor.

3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the toner amount estimating device estimates a toner amount used by a total number of pixels to be written on the image carrier.

3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the toner replenishment control means includes a toner replenishing device that rotates and replenishes toner, and the toner amount estimating device uses the toner used at the rotation speed of the toner replenishing device. An image forming apparatus characterized by estimating an amount.

5. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the two-component developing device includes a plurality of developing devices, and a correction amount of an output value of the toner density sensor is set for each developing device. An image forming apparatus.