JP2008122539A - Image forming apparatus and facsimile device - 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、透磁率検知方式のトナー濃度センサを用いてトナー濃度を制御する画像形成装置を開示する。この特許文献1の画像形成装置は、環境要因の変化に伴うトナー濃度センサの補正を行う場合、トナー濃度センサに与える入力制御電圧を補正し、その後、入力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うように構成している。
上記のような画像形成装置において、前記トナー濃度センサは一般的に、トナー濃度の変化に対して出力電圧が大きく変化するものを用いるのが、トナー濃度制御の安定化の観点から好ましいとされている。 In the image forming apparatus as described above, it is generally preferable to use a toner density sensor whose output voltage changes greatly with respect to a change in toner density from the viewpoint of stabilization of toner density control. Yes.
しかしながら、上記のようなトナー濃度センサは、入力制御電圧を小さく変更しただけでトナー濃度が大きく変動してしまう。従って、特許文献1のような制御では、トナー濃度を小さいピッチでキメ細かく変更する場合に必ずしも好適であるとは言いがたい。また、入力制御電圧の小さなズレでトナー濃度が大きく変動してしまうので、トナー濃度のより適切な制御という観点から改善の余地が残されていた。 However, in the toner density sensor as described above, the toner density greatly fluctuates only by changing the input control voltage small. Therefore, it cannot be said that the control as disclosed in Patent Document 1 is necessarily suitable when the toner density is finely changed with a small pitch. Further, since the toner density greatly fluctuates due to a small shift of the input control voltage, there remains room for improvement from the viewpoint of more appropriate control of the toner density.
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.
本発明の第1の観点によれば、2成分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、前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記トナー濃度センサに与える入力制御電圧を制御するとともに、このトナー濃度センサの出力値と所定の出力基準値とを比較し、この比較結果に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御するように構成する。前記制御部は、前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度が所定量以上に変更されたときは、前記入力制御電圧を変更し、前記目標濃度が所定量より小さく変更されたときは、前記入力制御電圧を変更せずに前記出力基準値を変更する。 According to the first 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, based on a toner concentration sensor that detects the toner concentration of a two-component developer by a magnetic permeability detection method, a toner replenishing means that is driven to replenish toner to the developer, and an output of the toner concentration sensor And a controller for controlling the driving of the toner replenishing means. The control unit controls an input control voltage applied to the toner density sensor, compares the output value of the toner density sensor with a predetermined output reference value, and drives the toner replenishing unit based on the comparison result. Configure to control. The control unit changes the input control voltage when the target concentration of the toner of the two-component developer is changed to a predetermined amount or more, and changes the input control voltage when the target concentration is changed to be smaller than the predetermined amount. The output reference value is changed without changing the input control voltage.
この構成により、目標濃度の変更量が小さいときには入力制御電圧を変更しないで、比較対象である出力基準値側を変更することで、目標濃度の小さな変更を正確に実現できる。また、出力基準値に誤差があっても、その影響は入力制御電圧の誤差の影響ほど大きくないので、トナー濃度を意図した濃度に精度よく制御することができる。従って、目標濃度の小幅の変更を繰り返すような制御に特に好適である。一方、目標濃度の変更量が大きいときは入力制御電圧を変更することで、目標濃度の変更を適切に実現することができる。 With this configuration, when the amount of change in the target density is small, the change in the target density can be accurately realized by changing the output reference value side to be compared without changing the input control voltage. Even if there is an error in the output reference value, the influence is not as great as the influence of the error in the input control voltage, so that the toner density can be accurately controlled to the intended density. Therefore, the present invention is particularly suitable for the control that repeatedly changes the target density. On the other hand, when the change amount of the target density is large, the change of the target density can be appropriately realized by changing the input control voltage.
前記の画像形成装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記現像器の使用開始時からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得手段を備える。前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度は前記累積駆動時間に基づいて定められる。 The image forming apparatus is preferably configured as follows. That is, a drive time acquisition unit is provided for acquiring a cumulative drive time from the start of use of the developing device. The target density of the toner of the two-component developer is determined based on the cumulative driving time.
この構成により、累積駆動時間による目標濃度の変更が小さい場合に、当該変更を特に正確に実現することができる。 With this configuration, when the change in the target density due to the cumulative driving time is small, the change can be realized particularly accurately.
前記の画像形成装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、環境値を取得する環境取得手段を備える。前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度は、前記環境取得手段が取得した環境検出値に基づいて定められる。 The image forming apparatus is preferably configured as follows. That is, an environment acquisition unit that acquires environment values is provided. The target density of the toner of the two-component developer is determined based on the environment detection value acquired by the environment acquisition unit.
この構成により、環境検出値による目標濃度の変更が小さい場合でも、当該変更を正確に実現することができる。 With this configuration, even when the change in the target density due to the environment detection value is small, the change can be realized accurately.
本発明の第2の観点によれば、2成分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、前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、前記現像器の使用開始時からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得手段と、環境値を取得する環境取得手段と、を備える。前記制御部は、前記トナー濃度センサに与える入力制御電圧を制御するとともに、このトナー濃度センサの出力値と所定の出力基準値とを比較し、この比較結果に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御するように構成する。前記制御部は、前記環境取得手段の取得した環境検出値と前記駆動時間取得手段の取得した累積駆動時間の何れか一方が変更されたときは、前記入力制御電圧を変更することで前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度を変更し、他方が変更されたときは、前記入力制御電圧を変更せずに前記出力基準値を変更することで前記目標濃度を変更する。 According to the second 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, based on a toner concentration sensor that detects the toner concentration of a two-component developer by a magnetic permeability detection method, a toner replenishing means that is driven to replenish toner to the developer, and an output of the toner concentration sensor A controller that controls the driving of the toner replenishing unit; a driving time acquiring unit that acquires a cumulative driving time from the start of use of the developing device; and an environment acquiring unit that acquires an environmental value. The control unit controls an input control voltage applied to the toner density sensor, compares the output value of the toner density sensor with a predetermined output reference value, and drives the toner replenishing unit based on the comparison result. Configure to control. When either one of the environment detection value acquired by the environment acquisition unit and the accumulated drive time acquired by the drive time acquisition unit is changed, the control unit changes the input control voltage to change the two components. When the target density of the toner of the system developer is changed and the other is changed, the target density is changed by changing the output reference value without changing the input control voltage.
この構成によれば、環境検出値と累積駆動時間の何れか一方が変更されたときには入力制御電圧を変更し、他方が変更されたときは入力制御電圧を変更しないで、比較対象である出力基準値側を変更する制御が行われる。これにより、トナーの目標濃度が、例えば環境検出値が変化したときは大きく変動し、累積駆動時間が変化したときは小さく変動するような場合に、累積駆動時間の変化に対応してトナーの目標濃度をキメ細かく正確に制御できる点で有利である。 According to this configuration, the input control voltage is changed when one of the environment detection value and the cumulative drive time is changed, and the input reference voltage is not changed when the other is changed. Control to change the value side is performed. Thus, for example, when the target density of toner fluctuates greatly when the environmental detection value changes and fluctuates slightly when the accumulated driving time changes, the toner target density corresponds to the change in the accumulated driving time. This is advantageous in that the concentration can be finely and accurately controlled.
前記の画像形成装置においては、前記環境値は絶対湿度であることが好ましい。 In the image forming apparatus, the environmental value is preferably absolute humidity.
このように、トナー濃度センサの検出値への影響が大きい絶対湿度に基づいて入力制御電圧や基準電圧を変更すると、より適切にトナー濃度を制御することができる。 As described above, when the input control voltage and the reference voltage are changed based on the absolute humidity that has a large influence on the detection value of the toner density sensor, the toner density can be controlled more appropriately.
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 machine 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大きく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 is used so as to use a region where the output voltage changes greatly and favorably following the change in the toner density (for example, a region where the output voltage is around the reference voltage V std ). 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
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、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の累積駆動時間と制御目標とすべきトナー濃度(目標濃度)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)はトナー濃度センサ38で制御する(みかけの)目標濃度が低くなるように、また、絶対湿度が低い場合(2.0g/m3)はトナー濃度センサ38で制御する(みかけの)目標濃度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の検出値のズレを目標濃度の変更によって吸収し、現像剤の実質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で制御する目標濃度が低くなるように、前記関係が定められている。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、トナーの目標濃度を得る(S103)。そして、この得られた目標濃度と前回制御時の目標濃度との差を求め、この差が大きいか(所定値以上であるか)否かを判断する(S104)。 Next, the obtained absolute humidity and accumulated driving time are applied to the relationship stored in the storage unit 63 (FIG. 6) to obtain the target density of toner (S103). Then, the difference between the obtained target density and the target density at the previous control is obtained, and it is determined whether this difference is large (is greater than a predetermined value) (S104).
目標濃度の差が所定値以上だった場合は、トナー濃度センサ38へ与える入力制御電圧を変更することで、前記の目標濃度の変更を実現する(S105)。なお、このS105の処理では、入力制御電圧の変更に伴って、基準電圧Vstdも必要に応じて変更される。一方、目標濃度の差が所定値を下回る場合は、トナー濃度センサ38へ与える入力制御電圧は変更せず、基準電圧Vstdだけを変更する(S106)。
If the target density difference is equal to or greater than the predetermined value, the target density change is realized by changing the input control voltage applied to the toner density sensor 38 (S105). In the process of S105, the reference voltage V std is also changed as necessary with the change of the input control voltage. On the other hand, when the target density difference is less than the predetermined value, the input control voltage applied to the
これにより、例えば絶対湿度の小さな変化を原因とする目標濃度の変更については、トナー濃度センサ38へ与える入力制御電圧を変更しないで、出力電圧の比較対象としての前記基準電圧Vstd側を変更することになる(S106の処理)。この結果、目標濃度の小さな変更を正確に実現できる。また、基準電圧Vstdの変更時に多少の誤差があったとしても、トナー濃度が意図したものより大きく外れることがない。
Thereby, for example, when changing the target density due to a small change in absolute humidity, the reference voltage V std side as the output voltage comparison target is changed without changing the input control voltage applied to the
一方、絶対湿度の大きな変化を原因とする目標濃度の変更については、トナー濃度センサ38への入力制御電圧を変更する(S105)。この結果、目標濃度の大きな変更を確実に実現できる。また、当該目標濃度で前記基準電圧Vstdとなるように入力制御電圧を設定することで、トナー濃度の変化に対し出力電圧が大きく良好に変化する領域(図4のグラフで出力電圧が基準電圧Vstd付近となる領域)を使用できるから、トナー濃度を素早く安定化させることができる。
On the other hand, for the change of the target density due to a large change in absolute humidity, the input control voltage to the
次に、撹拌スクリュー31,32等を駆動して現像剤を流動させつつ、上記の入力制御電圧をトナー濃度センサ38に入力し、このときの出力電圧Voutを取得する(S107)。そして、得られた出力電圧Voutを前記基準電圧Vstdと比較する(S108)。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、トナー補給モータ64を所定量だけ駆動し、供給スクリュー47を回転させてトナーを現像器15に補給する(S109)。そしてS107に戻り、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、S107〜S109の処理を反復する。
Next, the input control voltage is input to the
S108の判断でトナー濃度センサ38の出力電圧Voutが基準電圧Vstd以下だった場合、画像形成部11による画像形成を開始し(S110)、画像形成が完了するまで待機する(S111)。なお、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。画像形成の完了後は、各部の停止制御を行った後(S112)、S101に戻って、再び画像形成指令を待機する。
If the output voltage V out 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、前記現像器15にトナーを補給するために駆動される供給スクリュー47と、前記トナー濃度センサ38の出力に基づいて前記供給スクリュー47の駆動を制御する制御部62と、を備える。そして、この制御部62は、前記トナー濃度センサ38に与える入力制御電圧を制御するとともに、このトナー濃度センサ38の出力電圧と所定の基準電圧Vstdとを比較し、この比較結果に基づいて前記供給スクリュー47の駆動を制御するように構成する。前記制御部62は、前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度が所定量以上に変更されたときは、前記入力制御電圧を変更し、前記目標濃度が所定量より小さく変更されたときは、前記入力制御電圧を変更せずに前記基準電圧Vstdを変更する。
As described above, the copy facsimile multifunction peripheral 91 according to the present embodiment includes the two-component developing
これにより、目標濃度の変更量が小さいときは入力制御電圧を変更しないで、比較対象である基準電圧Vstdを変更することで、目標濃度の小さな変更を正確に実現できる。また、基準電圧Vstdに誤差があったとしても、トナー濃度への影響が入力制御電圧の誤差によるものほど大きくないので、トナー濃度を意図した濃度に精度よく制御することができる。従って、目標濃度の小幅の変更を繰り返すような制御に特に好適である。一方、目標濃度の変更量が大きいときは入力制御電圧を変更することで、目標濃度の変更を適切に実現できる。 Thereby, when the change amount of the target density is small, the small change of the target density can be accurately realized by changing the reference voltage V std to be compared without changing the input control voltage. Even if there is an error in the reference voltage V std , the influence on the toner density is not as great as that caused by the error in the input control voltage, so that the toner density can be accurately controlled to the intended density. Therefore, the present invention is particularly suitable for the control that repeatedly changes the target density. On the other hand, when the change amount of the target density is large, the change of the target density can be appropriately realized by changing the input control voltage.
また、本実施形態の複合機91は、現像器15の使用開始時からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得部67を備えるとともに、絶対湿度を取得する絶対湿度取得部66を備える。そして、図6に示すように、前述したトナーの目標濃度は、累積駆動時間及び絶対湿度に基づいて定められる。
The
これにより、累積駆動時間及び絶対湿度による目標濃度の変更が小さい場合に、当該変更を特に正確に実現することができる。 Thereby, when the change of the target density due to the cumulative driving time and the absolute humidity is small, the change can be realized particularly accurately.
また、上記の制御では、環境要因として絶対湿度取得部66から絶対湿度を取得し、この絶対湿度に基づいてトナー濃度センサ38の入力制御電圧あるいは基準電圧Vstdを決定している。
In the above control, the absolute humidity is acquired from the absolute humidity acquisition unit 66 as an environmental factor, and the input control voltage or the reference voltage V std of the
これにより、トナー濃度センサ38の検出値への影響が大きい絶対湿度に基づいて入力制御電圧及び基準電圧Vstdを決定するので、より適切にトナー濃度を制御することができる。
Thus, the input control voltage and the reference voltage V std are determined based on the absolute humidity that has a large influence on the detection value of the
なお、目標濃度の変更量の大小に応じて入力制御電圧の変更か基準電圧の変更かを決定する制御(S104〜S106)に代えて、例えば、絶対湿度の変化を原因とする目標濃度の変更の場合は入力制御電圧を変更し、累積駆動時間の変化を原因とする目標濃度の変更の場合は基準電圧Vstdを変更するように制御することもできる。上記の制御は、累積駆動時間の変化が絶対湿度の変化よりも目標濃度への影響が小さいような場合に有効である。また、逆に、累積駆動時間の変化を原因とする目標濃度の変更の場合は入力制御電圧を変更し、絶対湿度の変化を原因とする目標濃度の変更の場合は基準電圧Vstdを変更するように制御することもできる。 In place of the control (S104 to S106) for determining whether the input control voltage is changed or the reference voltage is changed according to the amount of change in the target concentration, for example, the change in the target concentration caused by the change in absolute humidity is performed. In this case, it is possible to change the input control voltage, and to change the reference voltage V std when the target density is changed due to the change in the cumulative driving time. The above control is effective when the change in the cumulative driving time has a smaller influence on the target density than the change in the absolute humidity. Conversely, the input control voltage is changed when the target concentration is changed due to a change in the cumulative driving time, and the reference voltage V std is changed when the target concentration is changed due to a change in absolute humidity. It can also be controlled.
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.
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、これに基づいて目標濃度(入力制御電圧や基準電圧)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目標濃度(入力制御電圧や基準電圧)を決定することもできる。また、湿度センサの検出値だけに基づいて目標濃度(入力制御電圧や基準電圧)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
38 トナー濃度センサ
47 供給スクリュー
62 制御部
66 絶対湿度取得部(環境取得手段)
67 駆動時間取得部(駆動時間取得手段)
91 コピーファクシミリ複合機(画像形成装置)
DESCRIPTION OF
67 Drive time acquisition unit (drive time acquisition means)
91 Copy Facsimile MFP (image forming device)
Claims (6)
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、
前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、
前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記トナー濃度センサに与える入力制御電圧を制御するとともに、このトナー濃度センサの出力値と所定の出力基準値とを比較し、この比較結果に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御するように構成し、
前記制御部は、前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度が所定量以上に変更されたときは、前記入力制御電圧を変更し、前記目標濃度が所定量より小さく変更されたときは、前記入力制御電圧を変更せずに前記出力基準値を変更することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus including a two-component developing type developing device,
A toner concentration sensor for detecting the toner concentration of a two-component developer by a magnetic permeability detection method;
Toner replenishing means driven to replenish toner to the developer;
A control unit for controlling the driving of the toner replenishing means based on the output of the toner density sensor;
With
The control unit controls an input control voltage applied to the toner density sensor, compares the output value of the toner density sensor with a predetermined output reference value, and drives the toner replenishing unit based on the comparison result. Configured to control,
The control unit changes the input control voltage when the target concentration of the toner of the two-component developer is changed to a predetermined amount or more, and changes the input control voltage when the target concentration is changed to be smaller than the predetermined amount. An image forming apparatus, wherein the output reference value is changed without changing an input control voltage.
前記現像器の使用開始時からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得手段を備え、
前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度は前記累積駆動時間に基づいて定められることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
Drive time acquisition means for acquiring a cumulative drive time from the start of use of the developer,
An image forming apparatus, wherein a target density of toner of the two-component developer is determined based on the cumulative driving time.
環境値を取得する環境取得手段を備え、
前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度は、前記環境取得手段が取得した環境検出値に基づいて定められることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein
It has an environment acquisition means for acquiring environment values,
An image forming apparatus, wherein the target concentration of toner of the two-component developer is determined based on an environment detection value acquired by the environment acquisition unit.
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、
前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、
前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、
前記現像器の使用開始時からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得手段と、
環境値を取得する環境取得手段と、
を備え、
前記制御部は、前記トナー濃度センサに与える入力制御電圧を制御するとともに、このトナー濃度センサの出力値と所定の出力基準値とを比較し、この比較結果に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御するように構成し、
前記制御部は、前記環境取得手段の取得した環境検出値と前記駆動時間取得手段の取得した累積駆動時間の何れか一方が変更されたときは、前記入力制御電圧を変更することで前記2成分系現像剤のトナーの目標濃度を変更し、他方が変更されたときは、前記入力制御電圧を変更せずに前記出力基準値を変更することで前記目標濃度を変更することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus including a two-component developing type developing device,
A toner concentration sensor for detecting the toner concentration of a two-component developer by a magnetic permeability detection method;
Toner replenishing means driven to replenish toner to the developer;
A control unit for controlling the driving of the toner replenishing means based on the output of the toner density sensor;
Drive time acquisition means for acquiring a cumulative drive time from the start of use of the developer;
An environment acquisition means for acquiring environment values;
With
The control unit controls an input control voltage applied to the toner density sensor, compares the output value of the toner density sensor with a predetermined output reference value, and drives the toner replenishing unit based on the comparison result. Configured to control,
When either one of the environment detection value acquired by the environment acquisition unit and the cumulative drive time acquired by the drive time acquisition unit is changed, the control unit changes the input control voltage to change the two components. An image characterized in that when the target density of the toner of the system developer is changed and the other is changed, the target density is changed by changing the output reference value without changing the input control voltage. Forming equipment.
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