JP2008116757A - Image forming apparatus and facsimile machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置及びファクシミリ装置に関する。詳細には、2成分系現像方式の現像器を備えた画像形成装置において、透磁率検知方式のトナー濃度センサを用いて画像濃度を適切に制御するための構成に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a facsimile apparatus. More specifically, the present invention relates to a configuration for appropriately controlling image density using a magnetic permeability detection type toner density sensor in an image forming apparatus including a two-component development type developer.
特許文献1は、従来の画像形成装置では現像器が停止状態で長時間放置されたために生じる短期的なトナー帯電量の変化によって動作開始直後に画像濃度が高くなる点を指摘し、これを解決するために以下の構成を提案する。即ち、特許文献1の画像形成装置は、2成分現像剤を用いる現像器を備えるとともに、現像器の動作停止からの経過時間を計時するマシン停止タイマと、現像器の動作開始からの経過時間を計時するプリント動作タイマと、これらの2つのタイマによる計時値に基づいて制御部での制御に用いられるトナー濃度センサの出力値を実質的に補正する補正部と、が設けられている。
上記特許文献1の構成は、長時間の放置後に動作を開始させた後に画像濃度が高くなるのを改善できる点で有用であるが、その後に一定時間が経過してしまうと上記の補正が解除されてしまう。一方、画像形成装置の動作を開始させた後は必ずしも一定のペースで画像形成操作が行われる訳ではないので、特許文献1の構成ではトナー濃度センサの出力値の補正が過剰になったり、逆に補正が不足したりして、却って画像濃度を不安定化させてしまうおそれがあった。 The configuration of Patent Document 1 is useful in that it can improve the increase in image density after the operation is started after being left for a long time, but the above correction is canceled when a certain period of time elapses thereafter. Will be. On the other hand, after the operation of the image forming apparatus is started, the image forming operation is not necessarily performed at a constant pace. Therefore, in the configuration of Patent Document 1, the correction of the output value of the toner density sensor becomes excessive or vice versa. However, there is a risk that the image density may become unstable due to insufficient correction.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.
本発明の観点によれば、2成分系現像方式の現像器を備える画像形成装置の以下の構成が提供される。即ち、透磁率検知方式により2成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、このトナー濃度センサに与える入力制御電圧を変更可能なセンサ制御手段と、前記現像器の現像剤を流動させるための流動手段と、前記流動手段が停止状態であった停止時間を取得する停止時間取得手段と、を備える。前記センサ制御手段は、画像形成時に前記停止時間が所定時間以上であったときは、前記入力制御電圧をオフセットする。前記入力制御電圧のオフセット後、所定量の画像形成が行われた後は、前記入力制御電圧のオフセット量をゼロにする制御を行う。 According to an aspect of the present invention, the following configuration of an image forming apparatus including a two-component developing type developing device is provided. That is, a toner concentration sensor that detects the toner concentration of a two-component developer by a magnetic permeability detection method, a sensor control unit that can change an input control voltage applied to the toner concentration sensor, and a developer in the developer And a stop time acquisition means for acquiring a stop time when the flow means is in a stopped state. The sensor control means offsets the input control voltage when the stop time is equal to or longer than a predetermined time during image formation. After the input control voltage is offset, after a predetermined amount of image formation is performed, control is performed to make the input control voltage offset amount zero.
この構成により、画像形成装置が停止された状態で長時間放置された後に駆動を再開した場合に、現像剤のキャリアの電荷保持量が一時的に低下するのを原因とするトナー濃度の不安定化を、入力制御電圧のオフセットにより防止できる。また、所定量の画像形成が行われ、現像器内で現像剤が十分撹拌されると上記入力制御電圧のオフセット量がゼロになるので、キャリアの電荷保持量の回復に的確に対応した制御を行うことができる。 With this configuration, when the driving is resumed after being left for a long time in a state where the image forming apparatus is stopped, the toner carrier is unstable due to a temporary decrease in the charge retention amount of the carrier of the developer. Can be prevented by offsetting the input control voltage. In addition, when a predetermined amount of image formation is performed and the developer is sufficiently stirred in the developing unit, the offset amount of the input control voltage becomes zero, so control corresponding to the recovery of the charge retention amount of the carrier is performed. It can be carried out.
前記の画像形成装置においては、前記入力制御電圧のオフセット直後から前記所定量の画像形成が行われるまでの間に、段階的に前記オフセット量をゼロに近づけていくことが好ましい。 In the image forming apparatus, it is preferable that the offset amount gradually approaches zero immediately after the input control voltage is offset until the predetermined amount of image formation is performed.
この構成により、現像剤のキャリアの電荷保持量が画像形成の進行に従って徐々に回復するのに合わせてオフセット量を段階的にゼロに近づけるので、トナー濃度を一層良好に安定化させることができる。 With this configuration, the offset amount is gradually reduced to zero as the charge retention amount of the carrier of the developer gradually recovers as the image formation proceeds, so that the toner density can be further stabilized.
前記の画像形成装置においては、画像形成量が前記の所定量に満たずに画像形成が終了したときは、その終了後も前記流動手段の駆動を継続し、当該所定量に相当する量だけ前記流動手段を回転させてから停止することが好ましい。 In the image forming apparatus, when the image formation is completed without the image formation amount being less than the predetermined amount, the driving of the flow unit is continued even after the completion, and the amount corresponding to the predetermined amount is It is preferable to stop after rotating the flow means.
この構成により、画像形成量が少なくても、次回の画像形成からは入力制御電圧の補正を不要とすることができ、直ちにトナー濃度を安定させて画像を形成できる。従って、複合機の使い勝手を一層向上させることができる。 With this configuration, even if the image formation amount is small, it is not necessary to correct the input control voltage from the next image formation, and the toner density can be immediately stabilized to form an image. Therefore, the usability of the multifunction machine can be further improved.
また、本発明の他の観点によれば、前記の画像形成装置としてのファクシミリ装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, a facsimile apparatus as the image forming apparatus is provided.
次に、図面を参照して、本実施形態の画像形成装置を説明する。図1は本発明の一実施形態に係るコピーファクシミリ複合機の外観斜視図、図2は複合機の本体内部の様子を示す正面断面図、図3は画像形成部の様子を詳細に示す正面断面拡大図である。図4はトナー濃度とトナー濃度センサの出力電圧の関係を示すグラフ図、図5はトナー濃度制御に関するブロック図である。図6は記憶部に記憶される、絶対湿度と累積駆動時間と入力制御電圧の関係を示すグラフ図である。図7はトナー濃度制御のフローチャート図である。 Next, the image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to the drawings. 1 is an external perspective view of a copy facsimile multifunction peripheral according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front sectional view showing the inside of the main body of the multifunction peripheral, and FIG. 3 is a front sectional view showing the state of an image forming unit in detail. It is an enlarged view. 4 is a graph showing the relationship between the toner density and the output voltage of the toner density sensor, and FIG. 5 is a block diagram relating to toner density control. FIG. 6 is a graph showing the relationship between absolute humidity, cumulative drive time, and input control voltage stored in the storage unit. FIG. 7 is a flowchart of toner density control.
図1の外観斜視図に示すように、画像形成装置としてのコピーファクシミリ複合機91は、フラットベッドスキャナ及びオートドキュメントフィードスキャナとして機能する画像読取部92と、コピー部数やファクシミリ送信先等を指示するための操作パネル93と、記録媒体としての用紙に画像を形成する画像形成部等を内蔵した本体94と、前記用紙を順次供給する給紙カセット95と、を備えている。
As shown in the external perspective view of FIG. 1, a copy facsimile multifunction peripheral 91 as an image forming apparatus instructs an
コピーファクシミリ複合機91は、本体94の正面側(前記操作パネル93が設けられている側)にフロントカバー97を備えるとともに、一側の側面にジャムアクセスカバー98を備えている。これらフロントカバー97及びジャムアクセスカバー98は開閉自在に設けられており、例えばメンテナンス作業等を行う場合にはこれらのカバー97,98を開放することで、本体94の内部にアクセスすることができる。
The copy facsimile multifunction peripheral 91 includes a
図2は前記本体94の内部の様子を示す。この図2に示すように、本体94の下部には、用紙100を供給する給紙カセット95が備えられる。この給紙カセット95は装置正面側(図2の紙面手前側)に引出可能に構成されている。給紙カセット95の上方には画像形成部11が配置され、更にその上方には定着部81及び排紙トレイ96が備えられている。
FIG. 2 shows the inside of the
本体94の内部には、給紙カセット95から排紙トレイ96へ用紙100を搬送するための搬送路85が形成されている。この搬送路85は、給紙カセット95の一端側から上方に向かって延びて画像形成部11に至り、更に上方へ延びて定着部81を通過した後、水平方向へ湾曲して排紙トレイ96上に至るように構成されている。なお、図2では示していないが、前記排紙トレイ96の上方に前記画像読取部92及び操作パネル93が配置されている。
Inside the
給紙カセット95は上方開放状に形成されており、その底部には板状のフラッパ86が回動自在に設けられている。用紙100は、このフラッパ86の上に複数枚重ねて積層される。また、給紙カセット95の適宜の位置には、本体94の内部の温度を検出可能な温度センサ28と、湿度(相対湿度)を検出可能な湿度センサ29と、が配置されている。
The
前記フラッパ86の上方には給紙ローラ21が配置されている。そして、図示しない付勢バネによって前記フラッパ86を上方へ押し上げつつ、前記給紙ローラ21が駆動されることで、最上層の用紙100が分離されてピックアップされ、前記搬送路85に向けて送り出される。
A
搬送路85において前記給紙ローラ21のすぐ下流側には、分離ローラ22が配置されている。この分離ローラ22は、それに対向配置されるローラとの間に用紙100をニップしつつ駆動されることで、用紙100を1枚ずつ分離する。分離ローラ22の下流側にはレジストローラ23が配置されている。このレジストローラ23は、それに対向配置されるローラとの間に用紙100をニップしつつ駆動されることで、用紙100の斜行を矯正しつつ下流側の画像形成部11へ搬送する。
A
画像形成部11は、図2及びその要部拡大図である図3に示すように、感光ドラム12の周囲に、帯電器13と、LEDヘッド14と、現像器15と、転写ローラ16と、クリーナ17と、を配置した構成になっている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, which is an enlarged view of a main part thereof, the
感光ドラム12は、表面に有機感光体による光導電膜が形成されるとともに、図示しない電動モータによって回転駆動されるように構成されている。帯電器13は、いわゆるスコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式のものに構成され、この帯電器13によって感光ドラム12の表面が均一に、例えば負に帯電されるようになっている。
The
露光器としてのLEDヘッド14は、前記帯電器13より下流側(感光ドラム12の回転方向の下流側をいう。以下、現像器15、転写ローラ16及びクリーナ17の説明において同じ。)に配置されており、発光ダイオード(LED)を用紙幅方向に多数並べて備えた構成となっている。そしてLEDヘッド14は、電話回線を介して受信したファクシミリ原稿の画像データや、画像読取部92で読み取った画像データに対応して選択的に発光する。この結果、感光ドラム12の表面が選択的に露光され、露光部分の電荷エネルギーが消失することで静電潜像が形成される。
The
現像器15は前記LEDヘッド14の下流側に配置されている。この現像器15は、トナー(色素粉末)とキャリア(磁性粉末)とを現像剤として用いる2成分現像方式に構成されている。具体的には、現像器15は、合成樹脂製の現像剤容器35と、この現像剤容器35の内部に配置された2つの撹拌スクリュー31,32及び撹拌パドル37(流動手段)と、前記感光ドラム12に対し僅かな隙間を形成しつつ近接配置されるとともに前記現像剤容器35に支持される現像剤担持体としての現像ローラ33と、この現像ローラ33の表面に近接して配置される規制ブレード34と、を備えている。
The developing
撹拌スクリュー31,32は回転駆動され、これによって2成分現像剤を現像剤容器35内で循環させている。また、撹拌パドル37も回転駆動されて、トナーとキャリアとを摩擦帯電させて静電気力で相互に吸着させるように構成されている。
The stirring screws 31 and 32 are driven to rotate, thereby circulating the two-component developer in the
前記現像ローラ33は非磁性体の材料で筒状に形成され、円柱状の磁気体36の外側に回転自在に嵌合される。そして、内部の磁気体36は、その磁気によってキャリアを現像ローラ33の表面に吸着し、この状態で現像ローラ33を回転させることで、トナー及びキャリアは現像ローラ33の表面に保持されつつ感光ドラム12側へ送られる。なお、現像ローラ33の表面の現像剤の厚みは、前記規制ブレード34によって均一となるよう規制される。
The developing
その後、感光ドラム12と現像ローラ33との近接部分において、現像ローラ33の表面の2成分現像剤のうちトナーが、前記LEDヘッド14による露光部に相当する部分においてのみ、感光ドラム12の表面へ選択的に移動する。この結果、感光ドラム12の表面上に、前記静電潜像に対応したトナー像が形成される。なお、現像剤のうちキャリア、及び、感光ドラム12側へ移動しなかった残りのトナーは、現像剤容器35内に回収される。
Thereafter, in the vicinity of the
また、現像剤容器35内の適宜の位置にはトナー濃度センサ38が配置される。このトナー濃度センサ38としては、本実施形態では、コイルのインダクタンス成分を利用する透磁率検知方式のものが採用されている。また、現像剤容器35内の空間は、トナー供給路としてのトナー供給パイプ39を介してトナーカートリッジ8と接続されている。
A
転写ローラ16は、前記現像器15の下流側に配置されるとともに、感光ドラム12から搬送路85を挟んで反対側に配置されている。また、この転写ローラ16には電源からの所定の電圧が印加されている。従って、感光ドラム12の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム12の回転によって転写ローラ16側へ近づくように移動し、その電界吸引力によって用紙100に転写される。
The
クリーナ17は、前記転写ローラ16の下流側に配置されており、転写ローラ16の部分で用紙100に転写されなかった残留トナーを感光ドラム12の表面から掻きとるように構成されている。回収された残留トナーは、パドル25、スクリュー26等の搬送部材により、図示しない戻し経路を介して前記トナーカートリッジ8へ送られ、後述の廃トナー貯溜室43へ貯溜される。
The cleaner 17 is disposed on the downstream side of the
上記の画像形成部11の構成のうち、少なくとも感光ドラム12、帯電器13、現像器15(現像ローラ33を含む)、及びクリーナ17は、一体的にまとめられたプロセスカートリッジ(プロセスユニット)5として構成される。このプロセスカートリッジ5は画像形成部11に対して着脱自在に設けられており、例えば現像剤や感光ドラム12の寿命が到来したりしたときは、コピーファクシミリ複合機91から取り外して新品と交換できるようになっている。この画像形成部11においてトナー像が転写された用紙100は、感光ドラム12の回転によって、搬送路85の下流側の定着部81へ送られる。
Of the configuration of the
図2や図3に示すように、定着部81は、加熱源(ハロゲンランプ等)を内蔵するとともに回転駆動されるヒートローラ82と、このヒートローラ82に対向して配置されるプレスローラ83と、を備えている。プレスローラ83は図略の付勢バネによってヒートローラ82に対して押し付けられている。この構成で、用紙100がヒートローラ82とプレスローラ83との間を通過すると、高温のヒートローラ82の熱及びプレスローラ83による圧力によって、トナー像のトナーが融解して用紙100に定着する。なお、定着部81には、用紙100がヒートローラ82に貼り付いたまま周囲に巻き付くことを防止するための分離爪84が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing
図2に示すように、定着部81より下流側には搬送ローラ87が設けられ、更に下流側には排紙ローラ88が設けられる。この構成で、定着部81から送られてきた用紙100は、搬送ローラ87とそれに対向配置される従動ローラとの間でニップされ、下流側に送られる。更に用紙100は、排紙ローラ88とそれに対向配置される従動ローラとの間でニップされて、前記排紙トレイ96上に排出される。
As shown in FIG. 2, a
次に、前記現像器15にトナーを供給するための構成を説明する。図3に示すように、前記本体94はトナーカートリッジ8を着脱自在に備える。このトナーカートリッジ8は合成樹脂製のトナー容器40を備えており、このトナー容器40の内部には、トナー貯溜室41、トナーバッファ部42、及び廃トナー貯溜室43が形成されている。
Next, a configuration for supplying toner to the developing
トナー貯溜室41には所定量のトナーが封入されるとともに、その内部にはパドル45が設置されている。このパドル45はトナーの撹拌のために回転駆動される。また、このトナー貯溜室41に隣接する室内にはスクリュー46が配置されて、トナー貯溜室41のトナーをトナーバッファ部42に移送するように構成されている。
A predetermined amount of toner is sealed in the
また、前記トナーバッファ部42には前記トナー供給パイプ39が接続されるとともに、このトナー供給パイプ39の内部には供給スクリュー(トナー補給手段)47が配置されている。この構成で、現像器15内の現像剤のトナー濃度が減少したことを前記トナー濃度センサ38が検知したときは、前記供給スクリュー47を駆動して、トナーバッファ部42の新しいトナーを現像剤容器35の内部へ供給するように構成されている。
Further, the
前記トナーバッファ部42の内部にはトナー検知センサ48が設置されている。このトナー検知センサ48としては、例えば、振動面を振動させて粉体を検知する方式の圧電振動型センサを使用することが考えられる。このトナー検知センサ48はトナーバッファ部42内で所定の高さに配置されており、トナーバッファ部42のトナーが所定量以上であると、トナー検知センサ48がトナーを検出し、所定の信号を送信するように構成されている。
A
次に、図4を参照して、前記トナー濃度センサ38の出力電圧特性を説明する。図4に示すグラフでは、横軸にトナー濃度、縦軸にトナー濃度センサ38の出力電圧が示されている。このグラフに示すように、トナー濃度センサ38は、センサに入力される制御電圧(以下、入力制御電圧)に応じて、トナー濃度と出力電圧との関係が変更される特性を備えている(図4には、入力制御電圧が6V、7V、8Vである場合をそれぞれ示している)。従って、例えば、トナー濃度センサ38の出力電圧が所定の基準電圧Vstdとなるようにトナー濃度を制御する場合、入力制御電圧が6V、7V、8Vの何れであるかによって、対応する現像器15内のトナー濃度はD1、D2、D3で異なることになる。
Next, the output voltage characteristics of the
この特性に鑑み、一般的には、トナー濃度の変化に追従して出力電圧が良好に変化する領域(例えば、出力電圧が前記基準電圧Vstd前後となる領域)を使用するように、トナー濃度センサ38に与える入力制御電圧を所定の値に設定して使用する。例えば、現像器15内の実際のトナー濃度をD2付近に保持したい場合、トナー濃度センサ38に7Vの入力制御電圧を与えた上で、その出力電圧が基準電圧Vstd付近となるように現像剤へのトナーの補給を制御すれば良いことになる。
In view of this characteristic, in general, the toner density is used so that an area in which the output voltage changes favorably following the change in the toner density (for example, an area in which the output voltage is around the reference voltage V std ) is used. The input control voltage applied to the
ただし、前記のトナー濃度センサ38は、画像形成部11が設置されている環境要因(具体的には、絶対湿度)によって検出値が変化する特性を有している。例えば、現像剤のトナー濃度が同じ場合でも、絶対湿度が低いときは現像剤のキャリアの電荷保持量が増大するので、キャリア同士の反発力も増加し、単位体積あたりの透磁率が減少する。トナー濃度センサ38は、この透磁率の減少をキャリアの減少(トナーの増大)と捉えて、トナー濃度を実際より高く検出してしまうので、これを補正する必要がある。一方で、絶対湿度が高いときはキャリアの電荷保持量が減少するので、キャリア同士の反発力も減少し、単位体積あたりの透磁率が増大する。トナー濃度センサ38は、この透磁率の増大をキャリアの増大(トナーの減少)と捉えて、トナー濃度を実際より低く検出してしまうので、これを補正する必要がある。
However, the
更に、2成分系現像剤の前記キャリアは、現像器15の使用開始からの累積駆動時間(累積使用量)が増大するに従って徐々に劣化し、トナーの帯電能力が低下するのが一般的である。この劣化の原因としては、トナー成分のキャリア表面への付着による帯電付与能力の低下や、キャリアのコーティング膜の磨耗による抵抗低下等が指摘されている。このキャリアの劣化によりトナーの帯電が不十分になると、トナーの現像性が上昇するために画像濃度が高くなる。従って、形成画像の安定化のためには、上記のキャリアの劣化の観点も考慮しつつ現像剤のトナー濃度を制御する必要がある。
Further, the carrier of the two-component developer generally deteriorates gradually as the cumulative driving time (cumulative usage amount) from the start of use of the developing
更には、現像器15内の2成分現像剤が長時間にわたって撹拌されず、流動停止状態が継続すると、キャリアの電荷保持量が一時的に低下し、上述の絶対湿度が高いときと同様に、トナー濃度センサ38がトナー濃度を実際より低く検出してしまう。従って、トナー濃度及び形成画像濃度の安定化のためには、キャリアの電荷保持量の一時的な低下も考慮する必要がある。
Furthermore, when the two-component developer in the developing
次に、図5を参照して、トナー濃度の制御のための電気的構成について説明する。図5のブロック図に示すように、前記温度センサ28及び湿度センサ29の出力は絶対湿度算出部61に入力され、ここで公知の式により絶対湿度(環境値)が算出される。これら温度センサ28、湿度センサ29、絶対湿度算出部61等により、絶対湿度を取得するための絶対湿度取得部66が構成される。そして、絶対湿度算出部61で算出された絶対湿度は制御部(センサ制御手段)62に入力される。
Next, an electrical configuration for controlling the toner density will be described with reference to FIG. As shown in the block diagram of FIG. 5, the outputs of the
また、制御部62にはタイマ回路65が接続されており、現像器15を最初に使用した時点からの現像器15の累積駆動時間を取得できるようになっている。このタイマ回路65や、累積駆動時間の記憶のための適宜の記憶部(図略)によって、前記累積駆動時間を取得するための駆動時間取得部67が構成されている。駆動時間取得部67で取得した駆動時間の情報は制御部62に入力される。
In addition, a
制御部62はトナー濃度センサ38に接続され、このトナー濃度センサ38に与える入力制御電圧を制御できるように構成されている。また、トナー濃度センサ38の出力は制御部62に入力される。更に、制御部62には各種制御のための情報を記憶する記憶部63が接続される。
The
また、制御部62にはタイマ回路71が接続されており、最後に現像器を使用した時点からの現像器15の停止時間(具体的に言えば、撹拌スクリュー31,32、撹拌パドル37が停止していた累積時間)を取得できるようになっている。このタイマ回路71や、前記停止時間の記憶のための適宜の記憶部(図略)によって、現像剤の流動停止時間を取得するための停止時間取得部72が構成されている。停止時間取得部72で取得した停止時間の情報は制御部62に入力される。
A timer circuit 71 is connected to the
また、制御部62には、前記供給スクリュー47等を駆動するためのトナー補給モータ64が接続されており、その駆動/駆動停止を制御部62によって制御できるようになっている。
Further, a toner replenishing motor 64 for driving the
本実施形態では、絶対湿度算出部61、制御部62、記憶部63等はマイクロコンピュータとして構成されており、図示しないCPU、ROM、RAM等を備えている。即ち、上記のハードウェアと、前記ROM等に記憶された制御ソフトウェアとが組み合わされて、複合機91に前記の絶対湿度算出部61、制御部62、記憶部63、絶対湿度取得部66、駆動時間取得部67、停止時間取得部72等が構成されている。
In the present embodiment, the absolute
前記記憶部63には、複数の絶対湿度について、現像器15の累積駆動時間と入力制御電圧の関係が予め記憶されている。図6のグラフでは、絶対湿度が2.0g/m3,6.0g/m3,16.0g/m3の3つの場合を図示しているが、これは説明を簡単にするために一例を代表的に示したものであって、実際には多くの絶対湿度の場合について前記関係が記憶されている。なお、記憶部63に関係を記憶させる絶対湿度については種々変更が可能である。
The
ここで、上述したように、トナー濃度センサ38は絶対湿度が高いとトナー濃度を実際よりも低く検出し、絶対湿度が低いとトナー濃度を実際よりも高く検出する傾向がある。この点に鑑み、本実施形態の複合機91で記憶部63に記憶される関係では、図6に示すように、絶対湿度が高い場合(16.0g/m3)は入力制御電圧が低くなるように、また、絶対湿度が低い場合(2.0g/m3)は入力制御電圧が高くなるように定められている。これにより、絶対湿度の変化によるトナー濃度センサ38の検出値のズレを入力制御電圧の変更によって吸収し、現像剤のトナー濃度を正確に制御することができる。
Here, as described above, the
また、複合機91を継続して使用し、現像器15の累積駆動時間が増大するに従って、上述のように現像剤のキャリアが劣化し、トナーの現像性が上昇して画像濃度が高くなる。この観点から、記憶部63に記憶される関係では、図6で示す曲線の何れについても、現像器15の累積駆動時間がゼロから増大するに従ってトナー濃度センサ38の入力制御電圧が低くなるように、前記関係が定められている。入力制御電圧を低下させると基準電圧Vstdに対応するトナー濃度が低下するので、上記の関係は、累積駆動時間の増大(現像性の増大)に従って現像剤のトナー濃度が低くなるように制御することを意味する。これにより、形成画像の濃度を一定に保ち、カブリ等の画像品質の低下を防止することができる。
Further, as the
次に、図5を用いて説明したトナー濃度の制御について、図7のフローチャートを参照して更に詳細に説明する。この制御がスタートすると、まず、ファクシミリの受信やコピー操作等に基づく画像形成指令が受信されるまで待機する(S101)。画像形成指令が受信されると、絶対湿度と累積駆動時間を取得する(S102)。具体的には、温度センサ28で温度を検出するとともに湿度センサ29で湿度を検出し、両検出値から絶対湿度算出部61で絶対湿度を算出するとともに、現像器15の累積駆動時間を前記駆動時間取得部67から取得する。
Next, the toner density control described with reference to FIG. 5 will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. When this control is started, first, it waits until an image formation command based on reception of a facsimile, copy operation, or the like is received (S101). When the image formation command is received, the absolute humidity and the cumulative driving time are acquired (S102). Specifically, the
次に、得られた絶対湿度と累積駆動時間を、記憶部63に記憶されている関係(図6)に当てはめて、トナー濃度センサ38に与える入力制御電圧を得る(S103)。 Next, the obtained absolute humidity and accumulated drive time are applied to the relationship stored in the storage unit 63 (FIG. 6) to obtain an input control voltage to be applied to the toner density sensor 38 (S103).
次に、停止時間取得部72から得られた現像器15の停止時間が所定時間以上であるか否かを調べる(S104)。停止時間が所定時間以上であった場合は、入力制御電圧を補正する補正量ΔVを所定の値(≠0)に設定する(S105)。
Next, it is checked whether or not the stop time of the developing
即ち、複合機91に画像形成指令が長時間にわたって入力されず、現像器15内の撹拌スクリュー31,32や撹拌パドル37が長時間駆動されない場合、現像剤は撹拌されず放置されることによってキャリアの電荷保持量が低下し、キャリア同士の反発力が弱まってキャリア密度が増大し、単位体積あたりの透磁率が増大する。トナー濃度センサ38は、この透磁率の増大をキャリアの増大(トナーの減少)と捉えて、トナー濃度を実際より低く検出してしまう。
That is, when the image forming command is not input to the
従って、本実施形態では実際のトナー濃度を低めに制御して上記の事態を防止するために、実験などにより適宜予め決定された値を補正量ΔVとして設定するようにしている。具体的には、補正量ΔVはマイナスの値として入力制御電圧を低下させ、上記の検出値のズレを吸収させるようにしている。なお、S104で停止時間が所定時間を下回っていたと判断された場合、入力制御電圧の補正量ΔVはゼロに設定される。 Therefore, in this embodiment, in order to prevent the above situation by controlling the actual toner density to be low, a value that is determined in advance by experiments or the like is set as the correction amount ΔV. Specifically, the correction amount ΔV is a negative value so that the input control voltage is lowered to absorb the deviation of the detected value. When it is determined in S104 that the stop time is less than the predetermined time, the correction amount ΔV of the input control voltage is set to zero.
次に、現像器15を含む画像形成部11等の駆動を開始し(S106)、必要に応じてトナーを現像器15へ補給する(S107)。このS107の処理を具体的に説明すると、上記の入力制御電圧をトナー濃度センサ38に入力して、出力電圧Voutを取得し、これを前記基準電圧Vstdと比較する。なおこのとき、トナー濃度センサ38には、上記の補正量ΔVで補正した後の入力制御電圧が与えられる。出力電圧Voutが基準電圧Vstdよりも大きい場合はトナー濃度が目標よりも小さいことを意味するから、トナー濃度センサ38の出力電圧Voutが基準電圧Vstd以下になるまで、トナー補給モータ64を駆動して供給スクリュー47により現像器15へトナーを補給する。また、現像器15内の現像剤を均一に撹拌するために、撹拌スクリュー31,32や撹拌パドル37が適宜駆動される。
Next, driving of the
次に、前述の入力制御電圧の補正量ΔVがゼロか否かを調べる(S108)。ゼロの場合は、S113の画像形成ステップへ移行する。 Next, it is checked whether or not the input control voltage correction amount ΔV is zero (S108). If zero, the process proceeds to the image forming step of S113.
前記補正量ΔVがゼロでなかった場合は、画像形成を1枚(1ページ)行う毎にカウントアップされるカウント値(即ち、印字枚数)が、所定の値TH1を上回っているか否かを調べる(S109)。所定の値TH1以下の場合は、S113の画像形成ステップへ移行する。 If the correction amount ΔV is not zero, it is checked whether the count value (that is, the number of printed sheets) counted up every time one image is formed (that is, one page) exceeds a predetermined value TH1. (S109). If it is equal to or smaller than the predetermined value TH1, the process proceeds to the image forming step of S113.
印字枚数が所定の値TH1を上回っていた場合は、当該印字枚数が所定の値TH2(TH2>TH1)を上回っているか否かを調べる(S110)。所定の値TH2以下の場合は、入力制御電圧の補正量ΔVを、S105で設定した値よりもゼロに近い値に再設定する(S111)。一方、所定の値TH2を上回っていた場合は、補正量ΔVをゼロに設定する(S112)。そして、何れの場合も、S113の画像形成ステップへ移行する。 If the number of printed sheets exceeds a predetermined value TH1, it is checked whether or not the number of printed sheets exceeds a predetermined value TH2 (TH2> TH1) (S110). If the value is less than the predetermined value TH2, the correction amount ΔV of the input control voltage is reset to a value closer to zero than the value set in S105 (S111). On the other hand, if it exceeds the predetermined value TH2, the correction amount ΔV is set to zero (S112). In either case, the process proceeds to the image forming step of S113.
画像形成ステップでは、S113の処理で実際に画像形成を行う。なお、S107〜S113で説明した処理は、画像形成枚数が全ページ終了するまで反復される。また、このとき駆動時間取得部67は、前記タイマ回路65により時間を随時計測し、現像器15の駆動累積時間を更新する。
In the image forming step, image formation is actually performed in the process of S113. Note that the processing described in S107 to S113 is repeated until the number of image formations is completed for all pages. At this time, the drive
画像形成の完了後は、各部の停止制御を行う(S114)。このとき、前記停止時間取得部72の記憶している停止時間をゼロにリセットする処理も行う。その後、S101に戻って、再び画像形成指令を待機する。 After completion of image formation, stop control of each part is performed (S114). At this time, a process of resetting the stop time stored in the stop time acquisition unit 72 to zero is also performed. Thereafter, the process returns to S101 and again waits for an image formation command.
以上の制御とすることにより、画像形成時に今までの現像器15の停止時間(撹拌スクリュー31,32等の停止時間)が所定時間以上だった場合は、印字枚数がTH1枚以下のときは補正量ΔVで、印字枚数がTH1枚より大きくTH2枚以下のときはゼロに近い値に再設定した補正量ΔVで、それぞれトナー濃度センサ38の入力制御電圧をオフセット補正して画像形成を行うように構成している。そして、印字枚数がTH2枚を上回ると、補正量ΔVをゼロとし、通常の入力制御電圧で画像形成を行うように構成することになる。これにより、現像器15を駆動せずに長時間放置した後のキャリアの電荷保持量の一時的低下を補うよう制御できるとともに、画像形成の進行に伴う電荷保持量の回復にも適切に対応し、トナー濃度を安定化させることができる。
With the above control, when the stop time of the developing device 15 (stop time of the stirring screws 31, 32, etc.) so far during image formation is longer than a predetermined time, it is corrected when the number of printed sheets is less than TH1. When the amount of printing is greater than TH1 and less than TH2 with the amount ΔV, the input control voltage of the
以上に示すように、本実施形態のコピーファクシミリ複合機91は2成分現像方式の現像器15を備えるとともに、透磁率検知方式により2成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ38と、このトナー濃度センサ38に与える入力制御電圧を変更可能な制御部62と、前記現像器15の現像剤を流動させるための撹拌スクリュー31,32及び撹拌パドル37と、これら撹拌スクリュー31,32及び撹拌パドル37が停止状態であった停止時間を取得する停止時間取得部72と、を備える。そして、前記制御部62は、画像形成時に前記停止時間が所定時間以上であったときは、前記入力制御電圧を補正量ΔVだけオフセットする(S104,S105)。そして、この入力制御電圧のオフセット後、TH2枚の画像形成が行われた後は、前記入力制御電圧の補正量ΔVをゼロにする制御を行う(S110,S112)。
As described above, the copy facsimile multifunction peripheral 91 according to the present embodiment includes the two-component developing
これにより、停止された状態で長時間放置された後に駆動を再開した場合に、現像剤のキャリアの電荷保持量が一時的に低下するのを原因とするトナー濃度の不安定化を、入力制御電圧のオフセットにより防止できる。また、TH2枚の画像形成が行われ、現像器15内で現像剤が十分撹拌されると上記入力制御電圧の補正量ΔVが自動的にゼロになるので、キャリアの電荷保持量の回復に適切に対応することができる。
As a result, when the drive is restarted after being left for a long time in a stopped state, the toner carrier destabilization caused by the temporary decrease in the charge retention amount of the carrier of the developer is input controlled. This can be prevented by voltage offset. Further, when the image formation of TH2 sheets is performed and the developer is sufficiently agitated in the developing
また、本実施形態では、前記入力制御電圧のオフセット(補正)直後からTH2枚の画像形成が行われるまでの間であるTH1枚の画像形成時に、前記補正量ΔVを段階的にゼロに近づける制御を行っている(S109〜S111)。 Further, in the present embodiment, when the TH1 image is formed immediately after the input control voltage is offset (corrected) and the TH2 image is formed, the correction amount ΔV is gradually reduced to zero. (S109 to S111).
これにより、画像形成に従ってキャリアの電荷保持量が徐々に回復するのに合わせて補正量ΔVを段階的にゼロに近づけるので、トナー濃度を一層良好に安定化させることができる。 As a result, the correction amount ΔV gradually approaches zero as the charge retention amount of the carrier gradually recovers as the image is formed, so that the toner density can be further stabilized.
なお、1回の画像形成における印字枚数は、コピーの枚数、部数やファクシミリの受信ページ数等によって様々であり、前述した補正量ΔVをゼロにする印字枚数(TH2枚)よりも少ない枚数で画像形成が終了してしまうことも考えられる。本実施形態では、この場合、画像形成の終了後も撹拌スクリュー31及び撹拌パドル37の駆動を継続し、当該所定量(TH2枚分)に相当する量だけ撹拌スクリュー31及び撹拌パドル37を回転させてから停止するように制御する。
Note that the number of printed sheets in one image formation varies depending on the number of copies, the number of copies, the number of received pages of the facsimile, and the like, and the number of printed sheets is smaller than the number of printed sheets (TH2 sheets) that sets the correction amount ΔV to zero. It is also conceivable that the formation ends. In this embodiment, in this case, the drive of the stirring
これにより、次回の画像形成からは入力制御電圧の補正の必要もなくなり、直ちにトナー濃度を良好に安定させて画像を形成することができる。従って、複合機91の使い勝手を一層向上させることができる。
This eliminates the need for correction of the input control voltage from the next image formation, so that the image can be formed immediately with good toner density stabilization. Therefore, the usability of the
以上に本発明の好適な実施形態とその変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention and the modification thereof have been described above, the above-described configuration can be changed as follows, for example.
画像形成開始後の画像形成量の測定方法としては、ページ数(枚数)に限らず、例えば現像ローラの回転カウント値を使用することができる。 The method for measuring the amount of image formation after the start of image formation is not limited to the number of pages (number of sheets), and for example, the rotation count value of the developing roller can be used.
入力制御電圧の補正量(オフセット量)ΔVは、上記の実施形態のように2段階で変更することに限定されず、3段階以上で変更することもできる。 The correction amount (offset amount) ΔV of the input control voltage is not limited to being changed in two steps as in the above-described embodiment, and can be changed in three or more steps.
現像器15の累積駆動時間とトナー濃度センサ38の入力制御電圧との関係は、関数の形式で記憶部63に記憶することに代えて、例えばルックアップテーブル形式で記憶させることができる。
The relationship between the cumulative drive time of the developing
キャリアの劣化を表す現像器15の使用累積値としては、現像器15の使用開始からの累積駆動時間を取得するのに代えて、例えば現像ローラ33の累積回転カウント値を使用することができる。
For example, the accumulated rotation count value of the developing
上記の実施形態では温度センサ28及び湿度センサ29の検出値により絶対湿度を算出し、これに基づいてトナー濃度センサ38への入力制御電圧を決定しているが、例えば温度センサ28の検出値だけに基づいて入力制御電圧を決定することもできる。この場合、記憶部63には、複数の温度について累積駆動時間と入力制御電圧との関係を記憶させることになる。また、湿度センサの検出値だけに基づいて入力制御電圧を決定することもできる。
In the above embodiment, the absolute humidity is calculated from the detection values of the
前記コピーファクシミリ複合機91に代えて、例えばプリンタ、コピー機、ファクシミリ装置等にも、本発明の構成を適用することができる。
The configuration of the present invention can be applied to, for example, a printer, a copier, a facsimile machine, and the like instead of the copy
15 現像器
31,32 撹拌スクリュー(流動手段)
37 撹拌パドル(流動手段)
38 トナー濃度センサ
62 制御部(センサ制御手段)
71 停止時間取得部
ΔV 入力制御電圧の補正量(オフセット量)
15 Developing
37 Stir paddle (fluid means)
38
71 Stop time acquisition unit ΔV Input control voltage correction amount (offset amount)
Claims (4)
透磁率検知方式により2成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
このトナー濃度センサに与える入力制御電圧を変更可能なセンサ制御手段と、
前記現像器の現像剤を流動させるための流動手段と、
前記流動手段が停止状態であった停止時間を取得する停止時間取得手段と、
を備え、
前記センサ制御手段は、画像形成時に前記停止時間が所定時間以上であったときは、前記入力制御電圧をオフセットし、
前記入力制御電圧のオフセット後、所定量の画像形成が行われた後は、前記入力制御電圧のオフセット量をゼロにする制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus provided with a two-component development type developer,
A toner concentration sensor for detecting the toner concentration of a two-component developer by a magnetic permeability detection method;
Sensor control means capable of changing the input control voltage applied to the toner density sensor;
A flow means for flowing the developer of the developing unit;
Stop time acquisition means for acquiring the stop time when the flow means was in a stopped state;
With
The sensor control means offsets the input control voltage when the stop time is a predetermined time or more during image formation,
An image forming apparatus, wherein after the input control voltage is offset, after a predetermined amount of image formation is performed, the input control voltage is offset to zero.
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