JP2008191213A - Image forming apparatus - Google Patents

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宏 秋田
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板垣  整子
Natsuko Minegishi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which forms a good-quality image by accurately controlling toner concentration without being influenced by the change of bulk density of two-component developer containing toner and carrier. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has a first sensor which outputs an output value related to the density of a toner image formed on the surface of a photoreceptor, and a second sensor which outputs an output value corresponding to magnetic permeability of the developer remaining on the surface of a developer carrier after development, so as to control the operation of a toner replenishing means based on the output value from the first sensor and the output value from the second sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

2成分現像剤を用いる画像形成装置におけるトナー濃度管理に関する。   The present invention relates to toner density management in an image forming apparatus using a two-component developer.

電子写真式画像形成装置には、磁性体であるキャリアと非磁性体であるトナーを含む現像剤、いわゆる、2成分現像剤を用いる現像方式のものがある。2成分現像剤を用いる現像方式は、相対的に回転する非磁性ローラと、非磁性ローラの内部に、周面に複数の磁極を周方向に配設した磁石体とからなる現像ローラの表面に、現像剤を付着させて担持、搬送し、現像ローラに対向して配置された感光体の表面に、現像剤中のトナーを移行、付着させてトナー像を形成する。感光体にトナーを移行させて潜像をトナー像に形成するプロセスを現像と称する。   Among electrophotographic image forming apparatuses, there is a developing type using a developer including a carrier that is a magnetic material and a toner that is a non-magnetic material, a so-called two-component developer. The developing method using a two-component developer is a surface of a developing roller comprising a relatively rotating non-magnetic roller and a magnet body having a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction inside the non-magnetic roller. Then, the developer is adhered and carried and conveyed, and the toner in the developer is transferred and adhered to the surface of the photoconductor disposed facing the developing roller to form a toner image. The process of transferring toner to the photoreceptor and forming a latent image into a toner image is called development.

現像により感光体に形成されたトナー像は記録紙等の転写材に転写され、ユーザに提供される。   The toner image formed on the photoconductor by development is transferred to a transfer material such as recording paper and provided to the user.

現像後の現像ローラ上には現像剤が残存しており、現像後の現像ローラ上に残存する現像剤は再使用される。   The developer remains on the developing roller after development, and the developer remaining on the developing roller after development is reused.

通常、現像ローラに供給される現像剤は攪拌室に収納される。現像剤は攪拌室にて攪拌されることにより現像剤を摩擦帯電され、現像ローラの表面に付着する。現像後の現像ローラ上に残存する現像剤は現像ローラから剥離された後に攪拌室に搬送され、攪拌室に収納されている現像剤と混合、攪拌されて現像に供される。   Usually, the developer supplied to the developing roller is stored in a stirring chamber. When the developer is stirred in the stirring chamber, the developer is frictionally charged and adheres to the surface of the developing roller. The developer remaining on the developing roller after development is peeled off from the developing roller and then conveyed to the agitation chamber, mixed with the developer contained in the agitation chamber, stirred, and used for development.

現像後の現像ローラ上に残存する現像剤はトナー成分が減少しているので、このような現像、回収、再使用を繰り返すと、攪拌室内に収納されている現像剤のトナー濃度は低下する。   Since the developer remaining on the developing roller after development has a reduced toner component, when such development, recovery and reuse are repeated, the toner concentration of the developer stored in the stirring chamber decreases.

トナー濃度とは、現像剤中のトナーの質量(Wt)とキャリアの質量(Wc)との比であり、トナー濃度=(Wt/(Wt+Wc))×100(%)で表わされる。   The toner concentration is a ratio of the toner mass (Wt) to the carrier mass (Wc) in the developer, and is expressed by toner concentration = (Wt / (Wt + Wc)) × 100 (%).

トナー濃度は、形成する現像により形成されるトナー画像に影響する。トナー濃度が低くなると形成する現像により形成されるトナー画像の濃度が不足し、トナー濃度が高くなるとトナー画像の濃度過多やカブリの原因となる。   The toner density affects the toner image formed by the development to be formed. When the toner density is low, the density of the toner image formed by the development to be formed is insufficient, and when the toner density is high, the density of the toner image is excessive and fogging is caused.

このため、通常では、攪拌室内に収容される現像剤のトナー濃度を測定し、トナー濃度が低くなったときには攪拌室内の現像剤に別途収納しているトナーを供給し、攪拌室内の現像剤のトナー濃度を適当な範囲に管理することがなされる。   Therefore, normally, the toner concentration of the developer stored in the stirring chamber is measured, and when the toner concentration becomes low, the toner separately stored in the developer in the stirring chamber is supplied, and the developer in the stirring chamber is supplied. The toner density is managed in an appropriate range.

2成分現像剤を用いる現像方式は、このようなトナー濃度管理を必要とするが、トナーの摩擦帯電制御が比較的容易で、トナー粒子の凝集が起こりにくく、高品位の画像の形成が可能であるので、多く用いられている。   The development method using a two-component developer requires such toner density control, but the toner triboelectric charge control is relatively easy, toner particles do not easily aggregate, and a high-quality image can be formed. There are so many.

2成分現像剤(以下単に現像剤と記す。)のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段として、例えば、現像剤に光を照射し、現像剤からの反射光量を受光してトナー濃度を検知する反射光量検知方式のトナー濃度検知センサや、トナー濃度により現像剤の透磁率が変化する現象を利用した、透磁率検知方式のトナー濃度検知センサ等がある。   As a toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of a two-component developer (hereinafter simply referred to as a developer), for example, the developer is irradiated with light, and the amount of reflected light from the developer is received to detect the toner concentration. There are a toner concentration detection sensor using a reflected light amount detection method, a toner concentration detection sensor using a magnetic permeability detection method using a phenomenon in which the magnetic permeability of a developer changes depending on the toner concentration, and the like.

透磁率検知方式によるトナー濃度検知は、トナー濃度が低いときは磁性体であるキャリアが相対的に多いので透磁率は高くなり、トナー濃度が高いときには磁性体であるキャリアが相対的に少ないので透磁率は低くなる現象を利用したもので、キャリアの色調の影響を受けないので、好ましく用いられる。   In the toner concentration detection by the magnetic permeability detection method, when the toner concentration is low, the magnetic carrier is relatively large, so that the magnetic permeability is high. When the toner concentration is high, the magnetic carrier is relatively small, and thus the permeability is relatively small. This is preferably used because it uses the phenomenon that the magnetic susceptibility is lowered and is not affected by the color tone of the carrier.

透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサは、被測定物である現像剤の透磁率に基づく特性を、例えば、電圧値として出力する。通常、トナー濃度が高いときには出力値は低くなり、トナー濃度が低いときには出力値は高くなる。このように、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサにては、その出力値からトナー濃度を知ることができる。   The toner concentration detection sensor based on the magnetic permeability detection method outputs a characteristic based on the magnetic permeability of the developer as the object to be measured, for example, as a voltage value. Normally, the output value is low when the toner concentration is high, and the output value is high when the toner concentration is low. As described above, in the toner concentration detection sensor based on the magnetic permeability detection method, the toner concentration can be known from the output value.

透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサを組み込んだ画像形成装置においては、トナー濃度が低下してトナー濃度検知センサの出力値が所定の値(判定基準値)より大きくなったときにトナー補給を行い、トナー濃度を好ましい範囲に保つように制御している。   In an image forming apparatus incorporating a toner concentration detection sensor based on a magnetic permeability detection method, toner is replenished when the toner concentration decreases and the output value of the toner concentration detection sensor exceeds a predetermined value (judgment reference value). The toner density is controlled to be kept within a preferable range.

しかし、現像剤の透磁率は、トナー濃度以外の要因によっても変化することが知られている。例えば、現像剤の帯電量が変化すれば、トナー濃度が同じでも現像剤中のキャリア同士の静電気的反発力が変化するので、現像剤の嵩密度が変化する。帯電量が上昇すれば、電気的に同極性のキャリア同士の反発力が増すために、現像剤の嵩密度が低下する。   However, it is known that the magnetic permeability of the developer changes depending on factors other than the toner concentration. For example, if the charge amount of the developer changes, the electrostatic repulsion force between carriers in the developer changes even if the toner concentration is the same, so the bulk density of the developer changes. If the charge amount is increased, the repulsive force between carriers having the same polarity is increased, so that the bulk density of the developer is decreased.

嵩密度が低下すると、現像剤の透磁率は低くなり、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサの出力値は低くなる。すなわち、嵩密度が低下すると、透磁率検知方式にてはトナー濃度が高いとする出力値となる。   When the bulk density is lowered, the magnetic permeability of the developer is lowered, and the output value of the toner concentration detection sensor based on the magnetic permeability detection method is lowered. That is, when the bulk density decreases, an output value indicating that the toner concentration is high is obtained in the magnetic permeability detection method.

一般に現像剤の嵩密度は、現像剤耐久や使用環境、攪拌停止時間等によってある傾向を持って変化するために、トナー濃度検知センサの出力値は、これら、現像剤耐久や使用環境、攪拌停止時間等により変化する。   In general, the bulk density of the developer changes with a certain tendency depending on the developer durability, usage environment, stirring stop time, etc., so the output value of the toner concentration detection sensor is the developer durability, usage environment, stirring stop. It changes with time.

このように、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサの出力値のみでは、正確なトナー濃度の検知は難しく、従来の画像形成装置にては、このような、トナー濃度以外の要因による透磁率の変化によってトナー濃度の誤検知を起こすことがないように配慮されている。例えば、トナー濃度検知センサの出力値を制御する制御電圧を制御することにより、トナー濃度検知センサの出力値を、現像剤耐久や使用環境、攪拌停止時間等により補正して、補正された出力値によりトナー補給を行う方法が採られている。トナー濃度検知センサに印加する制御電圧の制御にあたり、現像剤耐久や使用環境、攪拌停止時間等に対するトナー濃度検知センサに印加する制御電圧を補正テーブルという形で収納し、検知された現像剤耐久や使用環境、攪拌停止時間等の条件により補正テーブルを参照して実施される。   As described above, it is difficult to accurately detect the toner density only by the output value of the toner density detection sensor based on the magnetic permeability detection method. In the conventional image forming apparatus, the magnetic permeability due to such factors other than the toner density is difficult. Consideration is made so as not to cause erroneous detection of the toner density due to the change. For example, by controlling the control voltage that controls the output value of the toner concentration detection sensor, the output value of the toner concentration detection sensor is corrected according to the developer durability, use environment, stirring stop time, etc., and the corrected output value A method for supplying toner is used. When controlling the control voltage applied to the toner concentration detection sensor, the control voltage applied to the toner concentration detection sensor for developer durability, usage environment, stirring stop time, etc. is stored in the form of a correction table, and the detected developer durability and It is carried out with reference to the correction table according to conditions such as the use environment and the stirring stop time.

しかし、実際には、現像剤嵩密度が補正テーブルにて予め想定した傾向のとおり変化しない場合も多々あり、透磁率センサの出力値のみでの正確なトナー濃度の検知は難しく、条件によっては形成される画像に影響が生じることもある。   However, in practice, there are many cases where the developer bulk density does not change according to the tendency assumed in advance in the correction table, and it is difficult to accurately detect the toner concentration only by the output value of the magnetic permeability sensor. The resulting image may be affected.

また、透磁率センサを攪拌室に配置して、透磁率センサの出力値を判定基準値と比較した結果に基づき攪拌室内の現像剤がトナー補給を行う状況にあるか否かを判定してトナー濃度制御を行うのに加えて、反射式光学センサを感光体の現像領域下流側に配置して、感光体上に形成した検出用のトナー画像の画像濃度を検知し、画像濃度の検知結果から判定基準値を補正し、透磁率センサの出力値を補正した判定基準値と比較した結果に基づいてトナー濃度制御を行う技術が開示されている(特許文献1)。   Further, a magnetic permeability sensor is arranged in the stirring chamber, and it is determined whether or not the developer in the stirring chamber is in a state of replenishing toner based on the result of comparing the output value of the magnetic permeability sensor with the determination reference value. In addition to density control, a reflective optical sensor is arranged downstream of the development area of the photoconductor to detect the image density of the toner image for detection formed on the photoconductor, and from the detection result of the image density A technique is disclosed in which toner density control is performed based on the result of comparison with a judgment reference value obtained by correcting a judgment reference value and correcting an output value of a magnetic permeability sensor (Patent Document 1).

現像剤の経時変化等により現像特性が変化すると、透磁率センサの出力値が所定の範囲にあっても、形成される画像の画像濃度が所望の画像濃度よりも薄く、あるいは、所望の画像濃度以下になることがあるが、このトナー濃度制御方法によれば、現像特性が変化した場合でも、検出用のトナー画像の検知結果に基づいて補正した判定基準値と透磁率センサの出力値の比較結果によりトナー補給を行うので現像装置内のトナー濃度を上昇させて所望の画像濃度を得ることができる。   If the development characteristics change due to changes in the developer over time, the image density of the formed image is less than the desired image density or the desired image density, even if the output value of the magnetic permeability sensor is within the predetermined range. Although the following may occur, according to this toner density control method, even when the development characteristics change, the reference value corrected based on the detection result of the toner image for detection is compared with the output value of the magnetic permeability sensor. Since the toner is replenished depending on the result, the toner density in the developing device can be increased to obtain a desired image density.

しかし、特許文献1に開示されたトナー濃度制御方法は、透磁率センサにてトナーとキャリアを分離していない現像剤のトナー濃度を測定するので、測定値は現像剤の嵩密度の影響を受ける。また、光学センサが検知する感光体上の検出用のトナー像は、現像ローラの表面に担持された現像剤中の全トナーが分離して形成されたものものではなくて、現像剤中の一部のトナーが感光体に移行して形成されたものにすぎない。したがって、このようにして取得された透磁率センサおよび光学センサの出力からは、様々な環境下や条件下において正確にトナー濃度が測定できるとは言えず、正確なトナー濃度制御は実施できない。
特開平5−158348号公報
However, since the toner concentration control method disclosed in Patent Document 1 measures the toner concentration of a developer in which the toner and the carrier are not separated by a magnetic permeability sensor, the measured value is influenced by the bulk density of the developer. . In addition, the toner image for detection on the photosensitive member detected by the optical sensor is not formed by separating all the toner in the developer carried on the surface of the developing roller, but one in the developer. It is merely formed by transferring part of the toner to the photoreceptor. Therefore, it cannot be said that the toner concentration can be accurately measured under various environments and conditions from the output of the magnetic permeability sensor and the optical sensor obtained in this manner, and accurate toner concentration control cannot be performed.
JP-A-5-158348

現像剤の嵩密度の変化に影響されることなく、高い精度でトナー濃度の管理ができ、良好な画質の画像形成を行う画像形成装置を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of managing toner density with high accuracy and forming an image with good image quality without being affected by a change in the bulk density of the developer.

前記課題は、以下の手段により達成される。
(1)トナーとキャリアを含む現像剤を用いる画像形成装置であり、
前記トナーを収納するトナー収納手段と、
前記現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記トナー収納手段に収納されたトナーを前記現像剤収納部に供給するトナー補給手段、および、前記現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像装置と、
静電潜像を担持する感光体と、
を有し、前記感光体と前記現像剤担持体との対向位置にて前記感光体に担持された潜像を前記現像剤担持体に担持された現像剤にてトナー像に現像する画像形成装置において、
前記感光体の表面に形成されたトナー像の濃度に対応する出力値を出力する第1のセンサと、
現像後に前記現像剤担持体の表面に残存する現像剤の透磁率に対応する出力値を出力する第2のセンサと、
前記第1のセンサの出力値および前記第2のセンサの出力値に基づいて前記トナー補給手段の動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
(2)前記制御手段は、前記第1のセンサの出力値および前記第2のセンサの出力値から算出値を算出し、前記算出値により前記画像形成装置の動作を制御することを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
(3)前記算出値は、前記算出値をC、前記第1のセンサの出力値をA、前記第2のセンサの出力値をBとしたときに、C=A/Bの算出式により算出されたものであることを特徴とする(2)に記載の画像形成装置。
(4)前記制御手段は、前記トナー補給手段の動作を、前記算出値と予め設定された基準値との比較結果により制御することを特徴とする(2)または(3)のいずれかに記載の画像形成装置。
(5)前記第1のセンサおよび前記第2のセンサによる計測と前記出力値の出力、前記制御手段による前記算出値の算出、前記算出値の前記基準値との比較、および、前記比較の結果に基づく前記トナー補給手段の動作の制御、は、通常の画像形成における条件とは異なる条件にてなされた現像動作の後に実施されることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の画像形成装置。
(6)(1)〜(5)のいずれかに記載の画像形成装置は、前記現像剤収納部に収納されている前記現像剤のトナー濃度を測定する出力レベル可変のトナー濃度センサを有するものであり、
前記制御手段は、前記第1のセンサの出力値と前記第2のセンサの出力値に基づき前記トナー濃度センサの出力レベルを制御することを特徴とする画像形成装置。
The object is achieved by the following means.
(1) An image forming apparatus using a developer containing toner and carrier,
Toner storage means for storing the toner;
A developer storage section for storing the developer;
A toner replenishing means for supplying toner stored in the toner storage means to the developer storage section; and a developing device having a developer carrier for carrying the developer;
A photoreceptor carrying an electrostatic latent image;
And an image forming apparatus that develops a latent image carried on the photoconductor at a position facing the photoconductor and the developer carrying body into a toner image with the developer carried on the developer carrying body. In
A first sensor that outputs an output value corresponding to the density of a toner image formed on the surface of the photoreceptor;
A second sensor that outputs an output value corresponding to the magnetic permeability of the developer remaining on the surface of the developer carrying member after development;
Control means for controlling the operation of the toner replenishing means based on the output value of the first sensor and the output value of the second sensor;
An image forming apparatus comprising:
(2) The control unit calculates a calculated value from the output value of the first sensor and the output value of the second sensor, and controls the operation of the image forming apparatus based on the calculated value. The image forming apparatus according to (1).
(3) The calculated value is calculated by a calculation formula of C = A / B, where C is the calculated value, A is the output value of the first sensor, and B is the output value of the second sensor. (2) The image forming apparatus according to (2).
(4) The control means controls the operation of the toner replenishing means based on a comparison result between the calculated value and a preset reference value. (2) or (3) Image forming apparatus.
(5) Measurement by the first sensor and the second sensor and output of the output value, calculation of the calculated value by the control means, comparison of the calculated value with the reference value, and results of the comparison The control of the operation of the toner replenishing unit based on the above is performed after a developing operation performed under a condition different from that in normal image formation, according to any one of (1) to (4) The image forming apparatus described.
(6) The image forming apparatus according to any one of (1) to (5) includes a toner density sensor having a variable output level for measuring a toner density of the developer accommodated in the developer accommodating portion. And
The image forming apparatus, wherein the control unit controls an output level of the toner density sensor based on an output value of the first sensor and an output value of the second sensor.

本発明により、現像剤の嵩密度の変化に影響されることなく、高い精度でトナー濃度の管理を実施し、良好な画質の画像形成を行う画像形成装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus that performs toner density management with high accuracy and forms an image with good image quality without being affected by a change in the bulk density of the developer.

本発明は、現像剤のトナー濃度に対応する情報値を取得し、取得した情報値に基づきトナー濃度を好適に管理する手段を有する画像形成装置に係る発明である。その実施の形態を説明するに先立ち、本発明の基本となる、トナー濃度に対応する情報値、について説明する。   The present invention relates to an image forming apparatus having means for acquiring an information value corresponding to a toner density of a developer and suitably managing the toner density based on the acquired information value. Prior to describing the embodiment, an information value corresponding to the toner density, which is the basis of the present invention, will be described.

図1は、本発明におけるトナー濃度に対応する情報値を取得するプロセスを説明する模式図である。図1において、1は矢示方向に回転する感光体ドラムであり、感光体ドラム1に対向して、内部に複数の磁石を有した磁石ロールと磁石ロール外周を矢示方向に回転する現像スリーブとからなる現像剤担持体として機能する現像ローラ41が配置される。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a process for obtaining an information value corresponding to a toner density in the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum that rotates in the direction indicated by an arrow. A magnet roll having a plurality of magnets therein and a developing sleeve that rotates in the direction indicated by an arrow on the outer periphery of the magnet roll. A developing roller 41 that functions as a developer carrying member is disposed.

44は攪拌室であり、現像剤を収納する。攪拌室44は特許請求の範囲に記載された現像剤収納部に相当する。   Reference numeral 44 denotes an agitation chamber for storing the developer. The agitation chamber 44 corresponds to a developer storage portion described in claims.

441、442は攪拌室44内に配置された撹拌部材であるスクリューで、回転することにより攪拌室44に収納された現像剤の撹拌を行う。撹拌によりトナーと磁性キャリアとから成る現像剤は摩擦帯電し、キャリア外周にトナーが付着した状態となっていて、現像スリーブ周面に磁力によって付着し、現像ローラ41に担持、搬送される。   Reference numerals 441 and 442 denote screws which are stirring members disposed in the stirring chamber 44, and the developer stored in the stirring chamber 44 is stirred by rotating. The developer composed of the toner and the magnetic carrier is frictionally charged by stirring, and the toner is attached to the outer periphery of the carrier. The developer is attached to the peripheral surface of the developing sleeve by a magnetic force, and is carried and conveyed by the developing roller 41.

現像ローラ41に付着する現像剤は、層厚規制部材43によって所定の量となるよう制限がなされ、現像ローラ41の回転に伴って感光体ドラム1に対向する現像領域へ搬送される。   The developer adhering to the developing roller 41 is limited to a predetermined amount by the layer thickness regulating member 43, and is conveyed to the developing region facing the photosensitive drum 1 as the developing roller 41 rotates.

現像ローラ41には直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加され、現像領域にて、感光体ドラム1上の静電潜像部分に、現像ローラ41に担持搬送された現像剤のトナーを付着する現像が行われる。現像領域を通過した感光体ドラム1上には、トナー像が形成される。また、現像領域を通過した現像ローラ41上は、現像によりトナーを失った現像剤のキャリアが残存する。   A developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developing roller 41, and the developer toner carried and conveyed by the developing roller 41 is applied to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 1 in the developing region. Adhering development is performed. A toner image is formed on the photosensitive drum 1 that has passed through the development area. On the developing roller 41 that has passed through the developing region, a developer carrier that has lost toner due to the development remains.

かかる現像のプロセスにおいて、感光体ドラム1の現像領域における回転方向下流位置に、光学センサS4を配設するとともに、現像ローラ41における現像領域の回転方向下流位置に、透磁率センサS5を配設する。   In such a development process, the optical sensor S4 is disposed at a downstream position in the rotation direction in the development region of the photosensitive drum 1, and a magnetic permeability sensor S5 is disposed at a downstream position in the rotation direction of the development region in the developing roller 41. .

光学センサS4は感光体ドラム1上に形成されたトナー画像の濃度を検知し、透磁率センサS5は現像領域を通過した現像ローラ41上に残存する、現像によりトナーを失った現像剤の透磁率を検知する。   The optical sensor S4 detects the density of the toner image formed on the photosensitive drum 1, and the magnetic permeability sensor S5 remains on the developing roller 41 that has passed through the developing area, and the magnetic permeability of the developer that has lost toner due to the development. Is detected.

光学センサS4は、発光素子から光束を発して被測定物を照射し、被測定物から反射されてくる光量を受光素子にて検出し、発光素子から発した光量と、被測定物から反射されてくる光量との比の対数を出力値とするものであり、特許請求の範囲に記載されたトナー像に係る特性を計測し出力する第1のセンサとして機能するものである。光学センサS4は、感光体ドラム1上に形成されたトナー画像に係る特性の濃度を、発光素子の光量をVs、被測定物から反射されてくる光量をVtとしたときに、出力値A=−log(Vt/Vs)として出力値Aを出力する。   The optical sensor S4 emits a light beam from the light emitting element to irradiate the object to be measured, detects the amount of light reflected from the object to be measured by the light receiving element, and reflects the amount of light emitted from the light emitting element and the object to be measured. The logarithm of the ratio with the amount of light coming in is used as an output value, and functions as a first sensor that measures and outputs the characteristics relating to the toner image described in the claims. The optical sensor S4 has an output value A = when the density of the characteristic relating to the toner image formed on the photosensitive drum 1 is Vs, the light amount of the light emitting element is Vs, and the light amount reflected from the object to be measured is Vt. The output value A is output as −log (Vt / Vs).

透磁率センサS5は、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサと同様の構成であり、現像ローラ41上に残存する現像剤に係る特性の透磁率に基づく出力値Bを電圧値で出力するものであり、特許請求の範囲に記載された第2のセンサとして機能するものである。   The magnetic permeability sensor S5 has the same configuration as the toner density detection sensor based on the magnetic permeability detection method, and outputs an output value B based on the magnetic permeability of the characteristics relating to the developer remaining on the developing roller 41 as a voltage value. Yes, it functions as the second sensor described in the claims.

ところで、現像プロセスにおける現像効率、すなわち、感光体ドラム1へのトナーの付与率、は、感光体ドラム1および現像ローラ41のそれぞれの外周面の線速度の比を変動することにより変化させることができる。   Incidentally, the development efficiency in the development process, that is, the toner application rate to the photosensitive drum 1, can be changed by changing the ratio of the linear velocities of the outer peripheral surfaces of the photosensitive drum 1 and the developing roller 41. it can.

例えば、現像後に、現像ローラ41が担持する現像後のトナーを100%感光体ドラム1に付与させる現像、すなわち現像効率が100%である現像は、現像時の現像ローラ41の外周面の線速度を感光体ドラム1の外周面の線速度より小さく設定、例えば、現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比を1:10にすることにより実現できる。   For example, after development, development in which the development toner carried by the development roller 41 is applied to the photoreceptor drum 1, that is, development with a development efficiency of 100%, is the linear velocity of the outer peripheral surface of the development roller 41 during development. Is set smaller than the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1, for example, by setting the ratio of the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 to the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 to 1:10. .

現像効率が100%にて現像されたときには、現像ローラ41に担持された現像剤に含まれるトナーは100%感光体ドラム1に移行するので、現像領域を通過した感光体ドラム1には現像剤の100%のトナーによりトナー像が形成され、現像領域を通過した現像ローラ41の周面には、現像によりトナーを100%失った現像剤のキャリアのみが残存することになる。   When the developing efficiency is 100%, the toner contained in the developer carried on the developing roller 41 moves to the 100% photosensitive drum 1, so that the developer on the photosensitive drum 1 that has passed through the developing region A toner image is formed with 100% of the toner, and only the carrier of the developer that has lost 100% of the toner due to the development remains on the peripheral surface of the developing roller 41 that has passed through the development region.

したがって、現像効率が100%になるような条件にて現像がなされたとき、光学センサS4の出力値Aは現像に供された現像剤におけるトナーの量を反映する数値であり、透磁率センサS5の出力値Bは現像に供された現像剤におけるキャリアの量を反映する数値となる。   Therefore, when the development is performed under the condition that the development efficiency is 100%, the output value A of the optical sensor S4 is a numerical value that reflects the amount of toner in the developer subjected to the development, and the magnetic permeability sensor S5. The output value B is a numerical value reflecting the amount of carrier in the developer used for development.

本願発明者は、現像効率が100%になるような条件にて現像がなされたときの、現像前の現像剤におけるトナーの量を反映する出力値Aと、現像前の現像剤におけるキャリアの量を反映する出力値Bとから、現像前の現像剤におけるトナー濃度に対応する指標値を得ることを検討した結果、C=A/Bの算出式により算出される算出値Cが現像ローラ41に供される現像剤のトナー濃度に対応する指標値となることを見出した。   The inventor of the present application provides an output value A that reflects the amount of toner in the developer before development and the amount of carrier in the developer before development when development is performed under conditions such that the development efficiency is 100%. As a result of studying to obtain an index value corresponding to the toner density in the developer before development from the output value B reflecting the above, the calculated value C calculated by the formula C = A / B is given to the developing roller 41. It has been found that the index value corresponds to the toner concentration of the supplied developer.

図2は、現像剤のトナー濃度と算出値の対応を説明するデータおよび図である。   FIG. 2 is data and a diagram for explaining the correspondence between the toner density of the developer and the calculated value.

図2(a)は、トナー濃度既知の現像剤を用いて、感光体ドラムに形成された測定パターンの潜像を現像効率100%にて現像を行ったときの、光学センサS4の出力値A、透磁率センサの出力値B、および、光学センサS4の出力値Aと透磁率センサの出力値Bとから算出した算出値C(=A/B)を表に記載したものである。   FIG. 2A shows an output value A of the optical sensor S4 when a latent image of a measurement pattern formed on the photosensitive drum is developed at a development efficiency of 100% using a developer having a known toner density. The calculated value C (= A / B) calculated from the output value B of the magnetic permeability sensor and the output value A of the optical sensor S4 and the output value B of the magnetic permeability sensor are listed in the table.

出力値Aおよび出力値Bの取得に際しての条件は以下である。   The conditions for obtaining the output value A and the output value B are as follows.

現像剤:体積平均粒径4.5μmのスチレンアクリル重合トナーと、体積平均粒径25μmのアクリル樹脂コートMnフェライトキャリアとを、トナー濃度が2〜10%になるように形成した2成分現像剤。   Developer: A two-component developer in which a styrene acrylic polymerized toner having a volume average particle diameter of 4.5 μm and an acrylic resin-coated Mn ferrite carrier having a volume average particle diameter of 25 μm are formed so that the toner concentration is 2 to 10%.

測定パターン:ベタ画像用に全面露光したパターン
現像条件:現像ローラ回転周速度 40mm/s
感光体回転速度周速度 400mm/s
光学センサ:発光素子および受光素子を有するセンサであり、発光素子から発光される光量Vsの光束を被測定面に照射し、被測定面からの反射光量Vtを受光素子にて検出し、算出式A=−log(Vt/Vs)にて現される被測定面の反射率を出力値Aとして出力。(A:0〜3の範囲)
透磁率センサ:被測定物の透磁率を出力値Bで出力する。被測定物であるスリーブ上の現像剤の透磁率(=単位面積あたりのキャリア質量)を出力値Bとして出力。(B:0〜5(V)の範囲)
また図2(b)は、図2のデータを座標平面上に表した、現像剤のトナー濃度と、算出値Cと、の関係を示すグラフである。横軸は、現像剤のトナー濃度であり、縦軸は算出値Cである。図2(a)および(b)から現像剤のトナー濃度と算出値Cとは強い対応関係を有していることが判る。
Measurement pattern: Fully exposed pattern for solid image Development condition: Development roller rotation peripheral speed 40 mm / s
Photosensitive member rotation speed peripheral speed 400 mm / s
Optical sensor: a sensor having a light-emitting element and a light-receiving element, which irradiates the surface to be measured with a light flux Vs emitted from the light-emitting element, detects the amount of reflected light Vt from the surface to be measured by the light-receiving element, and a calculation formula The reflectance of the surface to be measured represented by A = −log (Vt / Vs) is output as an output value A. (A: 0-3 range)
Magnetic permeability sensor: The magnetic permeability of the object to be measured is output as an output value B. The output value B is output as the magnetic permeability (= carrier mass per unit area) of the developer on the sleeve to be measured. (B: 0 to 5 (V) range)
FIG. 2B is a graph showing the relationship between the toner density of the developer and the calculated value C, in which the data of FIG. 2 is represented on a coordinate plane. The horizontal axis represents the developer toner concentration, and the vertical axis represents the calculated value C. 2A and 2B that the toner density of the developer and the calculated value C have a strong correspondence.

得られた算出値Cは、現像剤中の100%のトナーにより感光体ドラム1上に形成されたトナー像と、現像ローラ41上の100%キャリアの透磁率から得られたセンサの出力値によるもので、嵩密度の影響を受けず、現像剤のトナー濃度を高精度に表現する指標値である。   The obtained calculated value C depends on the output value of the sensor obtained from the toner image formed on the photosensitive drum 1 with 100% toner in the developer and the magnetic permeability of 100% carrier on the developing roller 41. Therefore, the index value represents the toner density of the developer with high accuracy without being affected by the bulk density.

本発明は、現像剤のトナー濃度を高精度に表現する算出値Cに基づいてトナー補給の要否を決定、制御することにより、トナー濃度を適正に管理でき、高品位の画像を形成することができる画像形成装置を提供するものである。
<発明の第1の実施の形態>
図3は、前述した本発明を適用した画像形成装置の1例を示す図である。図3に示す画像形成装置100はタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、画像読取装置200を付属している。
According to the present invention, by determining and controlling the necessity of toner replenishment based on the calculated value C that expresses the toner density of the developer with high accuracy, the toner density can be properly managed and a high-quality image can be formed. The present invention provides an image forming apparatus capable of achieving the above.
<First Embodiment of the Invention>
FIG. 3 is a diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The image forming apparatus 100 shown in FIG. 3 is called a tandem type color image forming apparatus, and includes an image reading apparatus 200.

画像形成装置100は、複数組の画像形成手段10Y,10M,10C,10Kと、ベルト状の中間転写体6と給紙搬送手段20及び定着装置70を有する。   The image forming apparatus 100 includes a plurality of sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, a belt-like intermediate transfer member 6, a paper feeding / conveying unit 20, and a fixing device 70.

画像形成装置100は、画像形成モードと、トナー濃度管理モードとの2つのモードにて動作する。画像形成モードは通常の画像形成を行うモードであり、トナー濃度管理モードは現像剤のトナー濃度を管理するモードである。これら2つのモードの詳細は後述する。   The image forming apparatus 100 operates in two modes: an image forming mode and a toner density management mode. The image forming mode is a mode for performing normal image formation, and the toner density management mode is a mode for managing the toner density of the developer. Details of these two modes will be described later.

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

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

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

イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成手段10Yは、像担持体としての感光体ドラム1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像装置4Y及びクリーニング手段5Yを有する。   The image forming unit 10Y that forms a yellow (Y) image includes a charging unit 2Y, an exposure unit 3Y, a developing device 4Y, and a cleaning unit 5Y disposed around a photosensitive drum 1Y as an image carrier.

マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成手段10Mは、像担持体としての感光体ドラム1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及びクリーニング手段5Mを有する。   The image forming unit 10M that forms a magenta (M) color image includes a photosensitive drum 1M as an image carrier, a charging unit 2M, an exposure unit 3M, a developing device 4M, and a cleaning unit 5M.

シアン(C)色の画像を形成する画像形成手段10Cは、像担持体としての感光体ドラム1C、帯電手段2C、露光手段3C、現像装置4C及びクリーニング手段5Cを有する。   An image forming unit 10C for forming a cyan (C) color image includes a photosensitive drum 1C as an image carrier, a charging unit 2C, an exposure unit 3C, a developing device 4C, and a cleaning unit 5C.

黒(K)色の画像を形成する画像形成手段10Kは、像担持体としての感光体ドラム1K、帯電手段2K、露光手段3K、現像装置4K及びクリーニング手段5Kを有する。   The image forming unit 10K that forms a black (K) image includes a photosensitive drum 1K as an image carrier, a charging unit 2K, an exposure unit 3K, a developing device 4K, and a cleaning unit 5K.

帯電手段2Yと露光手段3Y、帯電手段2Mと露光手段3M、帯電手段2Cと露光手段3C及び帯電手段2Kと露光手段3Kは、それぞれ潜像形成手段を構成し、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上に静電潜像を形成する。   The charging unit 2Y and the exposure unit 3Y, the charging unit 2M and the exposure unit 3M, the charging unit 2C and the exposure unit 3C, and the charging unit 2K and the exposure unit 3K constitute latent image forming units, respectively, and the photosensitive drums 1Y, 1M, and 1C. An electrostatic latent image is formed on 1K.

4Y,4M,4C,4Kは、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(K)の小粒径トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を内包する現像装置であり、静電潜像を担持する感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kを現像し、各感光体ドラム上に各色のトナー像を形成する。   4Y, 4M, 4C, and 4K are developing devices that contain a two-component developer composed of a small particle size toner of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) and a carrier, respectively. Yes, the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K carrying the electrostatic latent images are developed to form toner images of the respective colors on the photosensitive drums.

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

感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに形成された各色のトナー画像は、回動する中間転写体6上に一次転写手段7Y,7M,7C,7Kにより逐次転写されて(一次転写)、合成されたカラー画像が形成される。   The toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K are sequentially transferred (primary transfer) by the primary transfer means 7Y, 7M, 7C, and 7K onto the rotating intermediate transfer body 6 to be combined. A colored image is formed.

給紙搬送手段20の給紙カセット21内に収容された転写材90は、給紙手段22により給紙され、給紙ローラ23,24,25,26、レジストローラ27等を経て、二次転写手段(転写ローラ)9に搬送され、転写材90上にカラー画像が転写される(二次転写)。   The transfer material 90 accommodated in the paper feeding cassette 21 of the paper feeding / conveying means 20 is fed by the paper feeding means 22 and passed through the paper feeding rollers 23, 24, 25, 26, the registration rollers 27, etc., and the secondary transfer. A color image is transferred onto the transfer material 90 (secondary transfer) by being conveyed to the means (transfer roller) 9.

カラー画像が転写された転写材90は、定着装置70にてカラートナー像(或いはトナー像)が定着されて転写材90上に固定され、排紙ローラ28に挟持されて機外の排紙トレイ29上に載置される。   The transfer material 90 onto which the color image has been transferred is fixed on the transfer material 90 after the color toner image (or toner image) is fixed by the fixing device 70, and is sandwiched between the discharge rollers 28 to be discharged outside the apparatus. 29.

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

図4は、発明の実施形態におけるトナー濃度管理を行うするプロセスを説明する模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a process for performing toner density management in the embodiment of the invention.

図4において、1は感光体ドラム、4は現像装置、60はトナー収納手段、61はトナー補給手段、S4は光センサ、S5は透磁率センサ、11は制御手段である。   In FIG. 4, 1 is a photosensitive drum, 4 is a developing device, 60 is a toner storage unit, 61 is a toner supply unit, S4 is an optical sensor, S5 is a magnetic permeability sensor, and 11 is a control unit.

現像装置4は、内部に複数の磁石を有した磁石ロールと、磁石ロールの外周を矢示方向に回転し現像剤担持体として機能する現像ロール41を有し、感光体ドラム1に対向して配置される。   The developing device 4 includes a magnet roll having a plurality of magnets therein, and a developing roll 41 that functions as a developer carrier by rotating the outer periphery of the magnet roll in the direction of the arrow, and faces the photosensitive drum 1. Be placed.

また、現像装置4における攪拌室44はであり、現像ローラ41に供給する現像剤を収納するとともに、内部に配置されたスクリュー441、442の回転により収納した現像剤を攪拌する。   The developing chamber 4 is a stirring chamber 44 for storing the developer supplied to the developing roller 41 and stirring the developer stored by the rotation of the screws 441 and 442 disposed therein.

光センサでS4は、現像後の感光体ドラム1に形成されたトナー像の濃度を測定し、測定結果を出力値Aとして出力する。   In step S4, the optical sensor measures the density of the toner image formed on the photosensitive drum 1 after development, and outputs the measurement result as an output value A.

透磁率センサS5は、現像後の現像ローラ41に残存、担持される現像剤の透磁率を測定し、測定結果を出力値Bとして出力する。   The permeability sensor S5 measures the permeability of the developer remaining and carried on the developing roller 41 after development, and outputs the measurement result as an output value B.

11は制御手段であり、感光体ドラム1、現像ローラ41、スクリュー441、442の回転を制御し、現像ローラ41と感光体ドラム1とが対向する現像領域にて、現像ローラ41が担持した現像剤により感光体ドラム1上にトナー像を形成する現像の制御を行うと共に、光センサS4、透磁率センサS5からの出力値に基づき攪拌室44に収納される現像剤のトナー濃度管理の制御を行う。   A control unit 11 controls the rotation of the photosensitive drum 1, the developing roller 41, and the screws 441 and 442, and the developing roller 41 carries the developing in the developing region where the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 face each other. Control of development for forming a toner image on the photosensitive drum 1 by the agent, and control of toner concentration management of the developer stored in the stirring chamber 44 based on output values from the optical sensor S4 and the magnetic permeability sensor S5. Do.

実施の例における動作プロセスを、図4に示す構成図を用いて説明する。   The operation process in the embodiment will be described with reference to the configuration diagram shown in FIG.

攪拌室44に収納されたトナーと磁性キャリアとから成る現像剤は撹拌されて摩擦帯電し、キャリア外周にトナーが付着した状態となり、回転する現像ローラ41周面に付着、担持される。   The developer composed of the toner and the magnetic carrier housed in the stirring chamber 44 is stirred and frictionally charged, so that the toner adheres to the outer periphery of the carrier, and is attached and carried on the peripheral surface of the rotating developing roller 41.

現像ローラ41に担持、搬送される現像剤は、層厚規制部材43によって所定の層厚となるよう制限がなされる。   The developer carried and transported by the developing roller 41 is restricted by the layer thickness regulating member 43 so as to have a predetermined layer thickness.

現像ローラ41周面に付着、担持される現像剤は、現像ローラ41の回転に伴って感光体ドラム1と現像ローラ41とが対向する現像領域に移動する。   The developer attached and carried on the peripheral surface of the developing roller 41 moves to a developing region where the photosensitive drum 1 and the developing roller 41 face each other as the developing roller 41 rotates.

現像ローラ41には直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加され、現像ローラ41と感光体ドラム1とが対向する現像領域にて、現像ローラ41が担持した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム1上の静電潜像部分に移動、付着して感光体ドラム1上にトナー像を形成する現像がなされる。   A developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developing roller 41, and toner in the developer carried by the developing roller 41 is exposed to light in a developing region where the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 face each other. Development is performed to move to and adhere to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 1 to form a toner image on the photosensitive drum 1.

なお、通常の画像形成を行う画像形成モードにては、感光体ドラム1と現像ローラ41との回転速度は、感光体ドラム1の外周面の線速度と現像ローラ41の外周面の線速度との比が1:2になるように設定されている。   In the image forming mode in which normal image formation is performed, the rotational speeds of the photosensitive drum 1 and the developing roller 41 are the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 and the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41. The ratio is set to 1: 2.

画像形成モードにては、このようなプロセス条件のもとに、感光体ドラム1に形成されたトナー画像を中間転写体6を経て転写材90に転写し、定着後に機外に排紙する。   In the image forming mode, the toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material 90 via the intermediate transfer body 6 under such process conditions, and is discharged outside the apparatus after fixing.

トナー濃度管理モードにては、現像ローラ41の外周面の線速度が感光体ドラム1の外周面の線速度よりも小さくなるように、現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比が1:10になるように設定して、所定の測定パターン画像データを感光体ドラム1に書込み、感光体ドラム1上の測定パターンの潜像を現像して測定パターンのトナー像に形成する。   In the toner density management mode, the linear velocity of the outer circumferential surface of the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 are adjusted so that the linear velocity of the outer circumferential surface of the developing roller 41 is smaller than the linear velocity of the outer circumferential surface of the photosensitive drum 1. The ratio of the linear velocity of the outer peripheral surface is set to 1:10, predetermined measurement pattern image data is written to the photosensitive drum 1, and the latent image of the measurement pattern on the photosensitive drum 1 is developed and measured. A toner image of a pattern is formed.

現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比が、1:10となるような条件下で現像が行われるとき、現像ローラ41に担持された現像剤中のすべてのトナーを感光体ドラム1の静電潜像に移動させ、トナー像とすることができる。   When the development is performed under the condition that the ratio of the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 to the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 1:10, the developer carried on the developing roller 41 All the toner inside can be moved to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to form a toner image.

したがって、現像領域を通過した感光体ドラム1には、現像に供された現像剤の100%のトナーにより測定パターントナー像が形成され、現像領域を通過した現像ローラ41上は、現像によりトナーを100%失った現像剤のキャリアのみが残存することになる。   Therefore, a measurement pattern toner image is formed on the photosensitive drum 1 that has passed through the development area with 100% toner of the developer used for development, and the toner on the development roller 41 that has passed through the development area is subjected to development. Only the carrier of the developer lost 100% remains.

そして、感光体ドラム1上の測定パターントナー像の濃度を光学センサS4にて計測した結果の出力値Aを、透磁率センサS5にて現像ローラ41に残存するキャリアの透磁率を計測した結果を出力値Bで除した算出値を求め、求めた算出値を予め収納してある基準値と比較し、算出値が基準値より小さいときにトナー補給を行うように制御する。   The output value A as a result of measuring the density of the measurement pattern toner image on the photosensitive drum 1 by the optical sensor S4, and the result of measuring the magnetic permeability of the carrier remaining on the developing roller 41 by the magnetic permeability sensor S5. A calculated value divided by the output value B is obtained, the obtained calculated value is compared with a reference value stored in advance, and control is performed so that toner supply is performed when the calculated value is smaller than the reference value.

光学センサS4の出力値Aは、現像に供され分離された現像剤の全トナー量を画像濃度として測定し、電圧値として出力されたものであり、透磁率センサS5の出力値Bは、現像に供され分離された現像剤中の全キャリア量を透磁率として測定し電圧値として出力されたものであるので、結局、現像剤単位質量中の全トナー質量と全キャリア質量を測定したに等しく、トナー濃度を直接測定しているに等しい。そして、現像剤中のトナーとキャリアとを完全に分離してその各々を測定しているため、現像剤の嵩密度が変化したとしても、その影響を受けることがない。   The output value A of the optical sensor S4 is obtained by measuring the total toner amount of the developer subjected to development and separated as an image density and outputting it as a voltage value. The output value B of the magnetic permeability sensor S5 is the development value. Since the total carrier amount in the separated developer is measured as the magnetic permeability and output as a voltage value, it is equal to the total toner mass and the total carrier mass in the developer unit mass. The toner density is directly measured. Since the toner and the carrier in the developer are completely separated and each of them is measured, even if the bulk density of the developer changes, it is not affected.

トナー濃度管理モードにては、感光体ドラム1と現像ローラ41の外周面の線速度の比が画像形成モードのときとは異なるので、トナー濃度管理モードを画像形成モードと平行して同時に行うことはできない。トナー濃度管理モードによる動作は、画像形成を行わないとき、例えば、定着装置のウォームアップ中、あるいは、1枚の画像形成が終了したとき、あるいは、一つのジョブ単位が終了したとき、あるいは、所定の数の画像形成がなされたとき、等になされる。画像形成の生産性の面から、画像形成モードにおける一つのジョブ単位が終了したとき、あるいは、所定の数の画像形成がなされたときに自動的にトナー濃度管理モードに自動的に切り替わるようにするのが好ましい。本実施の形態においては、画像形成モードにおける一つのジョブ単位が終了したときトナー濃度管理モードに自動的に切り替わり、トナー濃度管理モードにおけるトナー濃度管理動作が終了すると、画像形成モードに自動的に復帰するように構成されている。   In the toner density management mode, the ratio of the linear velocities of the photosensitive drum 1 and the outer peripheral surface of the developing roller 41 is different from that in the image forming mode. Therefore, the toner density management mode is simultaneously performed in parallel with the image forming mode. I can't. The operation in the toner density management mode is performed when image formation is not performed, for example, when the fixing device is warmed up, when one image formation is completed, when one job unit is completed, or predetermined When the number of image formations is made, etc. From the aspect of image formation productivity, when one job unit in the image formation mode is completed, or when a predetermined number of image formations are performed, the mode is automatically switched to the toner density management mode. Is preferred. In the present embodiment, when one job unit in the image forming mode is completed, the mode automatically switches to the toner density management mode, and when the toner density management operation in the toner density management mode is completed, the image forming mode is automatically restored. Is configured to do.

図5は、本実施の形態の画像形成装置におけるトナー濃度管理制御系の概要を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing an outline of a toner density management control system in the image forming apparatus of the present embodiment.

図5において、100は制御手段部であり、演算制御処理を行うCPU111は記憶手段121に収納されたプログラムにより、画像形成装置100の、画像形成手段駆動部、トナー補給手段61、トナー濃度センサS2、光学センサS4、透磁率センサS5の動作を、インターフェース150を介して制御する。   In FIG. 5, reference numeral 100 denotes a control unit, and a CPU 111 that performs arithmetic and control processing uses an image forming unit driving unit, a toner supply unit 61, and a toner density sensor S <b> 2 of the image forming apparatus 100 according to a program stored in the storage unit 121. The operations of the optical sensor S4 and the magnetic permeability sensor S5 are controlled via the interface 150.

画像形成手段駆動部は、画像形成装置100における感光体ドラム1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像装置4M及びクリーニング手段5Mを駆動する。   The image forming unit driving unit drives the photosensitive drum 1M, the charging unit 2M, the exposure unit 3M, the developing unit 4M, and the cleaning unit 5M in the image forming apparatus 100.

トナー補給手段61はトナー収納手段60に収納したトナーを攪拌室44に供給する。   The toner supply unit 61 supplies the toner stored in the toner storage unit 60 to the stirring chamber 44.

また、CPU111には、記憶手段121〜124、演算手段131、および、比較手段141が接続されている。   The CPU 111 is connected with storage means 121 to 124, a calculation means 131, and a comparison means 141.

記憶手段121は、画像形成モードを実行するプログラムである画像形成モードプログラムと、トナー濃度管理モードを実行するプログラムであるトナー濃度管理モードプログラムと、後述する算出値を算出するための算出式とを収納している。   The storage unit 121 includes an image formation mode program that is a program for executing the image formation mode, a toner density management mode program that is a program for executing the toner density management mode, and a calculation formula for calculating a calculation value to be described later. Stored.

記憶手段122には、測定パターン画像データが収納されている。測定パターン(画像データ)については、後述する。   The storage unit 122 stores measurement pattern image data. The measurement pattern (image data) will be described later.

記憶手段123には、基準値CKが収納される。記憶手段124には、光学センサS4の出力値A、透磁率センサS5の出力値B、および演算値Cが収納される。記憶手段124には複数の情報を収納でき、また、収納される情報は置き換えが可能である。 The storage unit 123, the reference value C K is accommodated. The storage means 124 stores the output value A of the optical sensor S4, the output value B of the magnetic permeability sensor S5, and the calculated value C. The storage means 124 can store a plurality of information, and the stored information can be replaced.

演算手段131は、CPU111の指示により、記憶手段121に収納されている算出式に基づき算出値Cを算出するように機能する。   The computing unit 131 functions to calculate the calculated value C based on the calculation formula stored in the storage unit 121 according to an instruction from the CPU 111.

比較手段141は、CPU111の指示により、算出値Cが基準値CKより小さいか否かを比較判定するように機能する。 The comparison unit 141 functions to compare and determine whether or not the calculated value C is smaller than the reference value C K according to an instruction from the CPU 111.

CPU111は、画像形成時には画像形成モードプログラムによりインターフェース150を介して画像形成装置100の各手段部を動作させて、画像形成を行う。   At the time of image formation, the CPU 111 operates the respective units of the image forming apparatus 100 via the interface 150 according to the image formation mode program to perform image formation.

またトナー濃度管理モード実行中は、トナー濃度管理モードプログラムにより、インターフェース150を介して画像形成装置100の各手段部を動作を動作させて、トナー濃度の管理を行う。   Further, during execution of the toner density management mode, the toner density is managed by operating the respective units of the image forming apparatus 100 via the interface 150 by the toner density management mode program.

第1の実施の形態の画像形成装置における画像形成モードからトナー濃度管理モードへの切り替えは、記憶手段121に収納されているプログラムにより、画像形成モードに実行された1つのジョブが終了したときに自動的になされる。   The switching from the image forming mode to the toner density management mode in the image forming apparatus according to the first embodiment is performed when one job executed in the image forming mode is completed by the program stored in the storage unit 121. Made automatically.

次に図4、図5を用いて画像形成モードおよびトナー濃度管理モードにおける動作を説明する。   Next, operations in the image forming mode and the toner density management mode will be described with reference to FIGS.

通常の画像形成を行う画像形成モードにおいては、CPU111は、現像ローラ41及び感光体ドラム1を、それぞれ所定の速度で回転させるように制御する。画像形成モードにおいては現像ローラ41と感光体ドラム1の外周面の線速度の比が2:1となるようにそれぞれの回転速度が制御される。現像ローラ41により、攪拌室44で攪拌され、摩擦帯電した現像剤が担持、搬送される。   In the image forming mode in which normal image formation is performed, the CPU 111 controls the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 to rotate at a predetermined speed, respectively. In the image forming mode, the respective rotational speeds are controlled so that the ratio of the linear speeds of the developing roller 41 and the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 2: 1. The developing roller 41 agitates in the agitating chamber 44 and carries and conveys the frictionally charged developer.

現像ローラ41はバイアス電圧を印加され、現像ローラ41の周面に付着搬送された現像剤のうちのトナーは、現像領域にて感光体ドラム1に移動し、感光体ドラム1が担持する静電潜像はトナー像に現像される。   The developing roller 41 is applied with a bias voltage, and the toner in the developer adhered and transported to the peripheral surface of the developing roller 41 moves to the photosensitive drum 1 in the developing region, and is electrostatically carried by the photosensitive drum 1. The latent image is developed into a toner image.

一方、トナー濃度管理モードにおいては、CPU111は、感光体ドラム1と現像ローラ41の回転速度を、画像形成モードとは異なり、現像ローラ41の外周面の線速度が感光体ドラム1の外周面の線速度よりも小さくなるように、現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1との外周面の線速度の比が1:10となるように制御する。   On the other hand, in the toner density management mode, the CPU 111 sets the rotational speed of the photosensitive drum 1 and the developing roller 41 to be different from the image forming mode, and the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 is the same as that of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1. Control is performed so that the ratio of the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 to the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 1:10 so as to be smaller than the linear velocity.

次いでCPU111は、記憶手段122に収容されている測定パターン画像データを呼び出し、書込手段に呼び出した測定パターン画像データを感光ドラム1に書込むように制御する。   Next, the CPU 111 controls to read the measurement pattern image data stored in the storage unit 122 and write the measurement pattern image data called to the writing unit to the photosensitive drum 1.

測定パターンは、全面露光したベタ画像である。感光ドラム1に書き込まれて形成された測定パターンの静電潜像は、現像領域にて現像されて測定パターントナー像となる。   The measurement pattern is a solid image exposed on the entire surface. The electrostatic latent image of the measurement pattern written and formed on the photosensitive drum 1 is developed in the development area to become a measurement pattern toner image.

トナー濃度管理モードにおいて、現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比を1:10とするので、現像ローラ41に担持された現像剤中のすべてのトナーを感光体ドラム1の静電潜像に移動させ、測定パターントナー像とすることができる。   In the toner density management mode, the ratio of the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 to the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 1:10, so that all the developer in the developer carried on the developing roller 41 The toner can be moved to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to obtain a measurement pattern toner image.

CPU111は、光学センサS4に感光体ドラム1の周面上に形成された測定パターントナー像の反射光量を測定させ、測定結果を出力値Aとして出力させ、出力値Aを記憶手段124に収納する。   The CPU 111 causes the optical sensor S 4 to measure the reflected light amount of the measurement pattern toner image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 1, outputs the measurement result as an output value A, and stores the output value A in the storage unit 124. .

また、透磁率センサS5に、現像を行った後に現像ローラ41の面に残存する現像剤、すなわち、現像ローラ41の面に残存するキャリアの透磁率を測定させ、測定結果を出力値Bとして出力させ、出力値Bを記憶手段124に収納する。   Further, the magnetic permeability sensor S5 measures the magnetic permeability of the developer remaining on the surface of the developing roller 41 after the development, that is, the carrier remaining on the surface of the developing roller 41, and outputs the measurement result as an output value B. The output value B is stored in the storage unit 124.

CPU111は、演算手段131に、記憶手段124に収納した出力値Aと、出力値Bと、から、記憶手段121に収納した算出式に基づき算出値Cを算出させ、算出値Cを記憶手段124に収納する。なお、記憶手段121には算出式C=A/Bが収納されている。   The CPU 111 causes the computing unit 131 to calculate the calculated value C based on the calculation formula stored in the storage unit 121 from the output value A and the output value B stored in the storage unit 124, and the calculated value C is stored in the storage unit 124. Store in. The storage unit 121 stores a calculation formula C = A / B.

次いでCPU111は、比較手段141に、記憶手段124に収納した算出値Cを記憶手段123に収容されている基準値CKと比較させる。 Next, the CPU 111 causes the comparison unit 141 to compare the calculated value C stored in the storage unit 124 with the reference value C K stored in the storage unit 123.

基準値CKは、予めトナー補給を行う必要があると判断される限界値のトナー濃度を有する現像剤を用いて導出されたものでトナー補給を行うか否かの限界のトナー濃度値に対応する数値である。算出値Cが基準値CKより小さいときにはトナー補給を行う必要があると判断される基準となる数値である。 The reference value CK is derived using a developer having a toner density at a limit value that is determined to require toner replenishment in advance, and corresponds to the limit toner density value for whether or not toner replenishment is performed. It is a numerical value. Is a numerical value serving as a reference is determined that it is necessary to supply toner when the calculated value C is smaller than the reference value C K.

比較結果がC<CKであるときには、CPU111は、トナー補給手段61にトナーの補給を行うように指示する。また、C<CKでないときはトナーの補給の指示は行わない。 When the comparison result is C <C K is CPU 111 instructs to perform toner supply to the toner replenishing unit 61. If C <C K is not satisfied, no toner replenishment instruction is given.

トナーの補給を行うように指示をうけたトナー補給手段61は、トナー収納手段60に収納されているトナーを攪拌室44に供給するように動作する。トナー補給手段61によるトナーの供給動作は、トナー供給を開始後、プログラムに従う所定の時間が経過すると停止する。このように、現像に供された現像剤のトナー濃度の指標値である算出値Cが基準値CKより小さいとき、すなわち、トナー濃度が基準の値より小さいときにトナーの補給を行うことにより、現像剤収納部である攪拌室44に収納されている現像剤のトナー濃度は上昇し、現像剤収納部に収納されている現像剤のトナー濃度を常に好ましい水準に保つことができる。 The toner replenishing unit 61 that is instructed to replenish toner operates to supply the toner stored in the toner storage unit 60 to the stirring chamber 44. The toner supply operation by the toner replenishing means 61 stops when a predetermined time according to the program elapses after the toner supply is started. Thus, when the calculated value C is an index value of the toner concentration of the test have been developer to the developing is smaller than the reference value C K, i.e., by performing the replenishment of toner when the toner density is less than the reference value The toner concentration of the developer accommodated in the stirring chamber 44 as the developer accommodating portion increases, and the toner concentration of the developer accommodated in the developer accommodating portion can always be kept at a preferable level.

比較結果がC<CKでトナー補給を行った後、あるいは、C<CKでないときはトナー濃度管理モードを終了し画像形成モードに復帰する。 After the comparison result is C <C K , or when C <C K is not satisfied, the toner density management mode is terminated and the image forming mode is restored.

なお、前述の実施の形態における画像形成装置は、算出値Cと基準値CKとの大小判断結果に基づき、算出値Cが基準値CKより小さいと判断されたときに所定時間のトナー補給を行うように動作するが、算出値Cと基準値CKとの差D=CK−Cを求め、差Dの大きさによってトナーの供給を開始した後に、トナーの供給を停止するまでの時間を可変にするように構成することもできる。このように構成することにより、トナー濃度をより細かくコントロールすることができる。 Note that the image forming apparatus according to the above-described embodiment supplies toner for a predetermined time when it is determined that the calculated value C is smaller than the reference value C K based on the magnitude determination result between the calculated value C and the reference value C K. The difference D = C K −C between the calculated value C and the reference value C K is obtained, and after the toner supply is started according to the magnitude of the difference D, the toner supply is stopped. It is also possible to make the time variable. With this configuration, the toner density can be controlled more finely.

図6は、本実施の形態の画像形成装置がトナー濃度管理モードにてトナー濃度管理を行う動作の流れを説明するフローチャートである。以下、図6に示すフローチャートを参照して説明する。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of operations in which the image forming apparatus of the present embodiment performs toner density management in the toner density management mode. Hereinafter, description will be given with reference to the flowchart shown in FIG.

先ず、ユーザにより、実行するジョブが入力されると、CPU111は画像形成モードによる画像形成を実施する。(ステップS1)
続くステップS2にて、CPU111は、画像形成がなされる毎に実行ジョブが終了したか否かを確認し、実行ジョブが終了していないとき(ステップS2 No)にはステップS1に戻り、ステップS1〜S2の動作を実行ジョブが終了するまで繰り返す。
First, when a job to be executed is input by the user, the CPU 111 performs image formation in an image forming mode. (Step S1)
In the subsequent step S2, the CPU 111 checks whether or not the execution job has been completed each time image formation is performed. When the execution job has not ended (No in step S2), the CPU 111 returns to step S1 and step S1. Steps S2 to S2 are repeated until the execution job is completed.

実行ジョブが終了したとき(ステップS2 Yes)にはステップS3に移行する。   When the execution job is finished (Yes in step S2), the process proceeds to step S3.

ステップS3にて、CPU111は、記憶手段121に収納されているプログラムにしたがい、動作モードを画像形成モードからトナー濃度管理モードに切り替える。   In step S <b> 3, the CPU 111 switches the operation mode from the image forming mode to the toner density management mode according to the program stored in the storage unit 121.

ステップS4にてCPU111は、現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比が1:10になるように、それぞれの回転速度を変更するように指示、制御する。   In step S4, the CPU 111 instructs to change the respective rotational speeds so that the ratio of the linear speed of the outer peripheral surface of the developing roller 41 to the linear speed of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 1:10. Control.

ステップS5にてCPU111は、記憶手段122に収納されている測光パターン画像データを呼び出し、呼び出した測光パターン画像データを、書込手段に感光体ドラム1に書き込むよう指示し、感光体ドラム1に測光パターンの静電潜像を形成させる。   In step S5, the CPU 111 calls the photometric pattern image data stored in the storage unit 122, instructs the writing unit to write the photometric pattern image data that has been called to the photoconductive drum 1, and causes the photoconductive drum 1 to perform photometric measurement. An electrostatic latent image of the pattern is formed.

ステップS6にてCPU111は、現像ローラ41に担持されている現像剤にて現像を行い、感光体ドラム1上の測光パターンの静電潜像をトナー像に形成する。現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比を1:10として現像することにより、現像ローラ41に担持されている現像剤の中のすべてのトナーは感光体ドラム1に移行しトナー像を形成する。   In step S6, the CPU 111 performs development with the developer carried on the developing roller 41, and forms an electrostatic latent image of a photometric pattern on the photosensitive drum 1 into a toner image. By developing the ratio of the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 and the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 to 1:10, all the toner in the developer carried on the developing roller 41 is obtained. Transfer to the photosensitive drum 1 to form a toner image.

次いでCPU111は、ステップS7にて、光学センサS4に感光体ドラム1に形成されたトナー像の濃度を測定させ、測定結果の出力値Aを記憶手段124に収納させるとともに、透磁率センサS5に現像ローラ41に担持される現像後の現像剤の透磁率を測定させ、測定結果の出力値Bを記憶手段124に収納させる。   Next, in step S7, the CPU 111 causes the optical sensor S4 to measure the density of the toner image formed on the photosensitive drum 1, stores the output value A of the measurement result in the storage unit 124, and develops it in the magnetic permeability sensor S5. The magnetic permeability of the developer after development carried on the roller 41 is measured, and the output value B of the measurement result is stored in the storage unit 124.

ステップS8にてCPU111は、記憶手段124に収納された出力値A、出力値Bを呼び出し、演算手段131に記憶手段121に収納している算出式(C=A/B)により算出値Cを算出させ、算出した算出値Cを記憶手段124に収納する。   In step S8, the CPU 111 calls the output value A and the output value B stored in the storage unit 124, and calculates the calculated value C by the calculation formula (C = A / B) stored in the storage unit 121 in the calculation unit 131. The calculated value C is stored in the storage unit 124.

ステップS9にてCPU111は、記憶手段123に収納されている基準値CKと記憶手段124に収納した算出値Cを呼び出し、比較手段141に算出値Cが基準値CKより小さいか否かを確認させ、算出値Cが基準値CKより小さいとき(ステップS9 Yes)にはステップS10に移行し、算出値Cが基準値CKより小さくないとき(ステップS9 No)にはステップS11に移行するように制御する。 In step S9, the CPU 111 calls the reference value C K stored in the storage unit 123 and the calculated value C stored in the storage unit 124, and checks whether or not the calculated value C is smaller than the reference value C K in the comparison unit 141. When the calculated value C is smaller than the reference value C K (step S9 Yes), the process proceeds to step S10. When the calculated value C is not smaller than the reference value C K (step S9 No), the process proceeds to step S11. Control to do.

ステップS10にてCPU111は、トナー補給手段61にトナーを供給するように指示する。トナー補給手段61は、CPU111の指示により、トナー収納部に収納したトナーを攪拌室44に供給する。ステップS10におけるトナー補給が終了するとステップS11に移行する。   In step S <b> 10, the CPU 111 instructs the toner supply unit 61 to supply toner. The toner replenishing unit 61 supplies the toner stored in the toner storage unit to the stirring chamber 44 in accordance with an instruction from the CPU 111. When the toner supply in step S10 is completed, the process proceeds to step S11.

ステップS11にては、CPU111は、記憶手段121に収納されているプログラムにしたがい、動作モードをトナー濃度管理モードから画像形成モードに切り替え、動作を終了する。   In step S11, the CPU 111 switches the operation mode from the toner density management mode to the image formation mode in accordance with the program stored in the storage unit 121, and ends the operation.

以上述べたような、トナー濃度管理モードにおける算出値Cに基づいてトナー補給の要否を決定、制御することにより、現像ローラ41に担持される現像剤のトナー濃度を適正に管理でき、高品位の画像を形成することができる。   By determining and controlling the necessity of toner replenishment based on the calculated value C in the toner density management mode as described above, the toner density of the developer carried on the developing roller 41 can be properly managed, and high quality can be achieved. Images can be formed.

発明の第1の実施の形態にて説明したトナー濃度管理方法を適用した画像形成装置3台(No.1、No.2、No.3)を実施例、及び、従来技術によるトナー濃度管理方法を適用した画像形成装置3台(No.4、No.5、No.6)を比較例とし、それぞれについて実写プリントテストを行い、トナー濃度推移について比較を行った。   Three image forming apparatuses (No. 1, No. 2, No. 3) to which the toner density management method described in the first embodiment of the invention is applied are used as examples, and a toner density management method according to the prior art The three image forming apparatuses (No. 4, No. 5, and No. 6) to which No. 4 was applied were used as comparative examples, and a real print test was performed for each, and toner density transitions were compared.

(A)実写プリントテストの条件
(a)共通の条件
画像形成装置;A4ヨコ 80枚/分 機 (デジタルフルカラー機)
感光体ドラムの外周面の線速度:400mm/sec
感光体ドラム直径:80mm
現像ローラ電位Vdc:−500V(可変:左記は標準値)
感光体ベタ露光電位Vi:−50V
現像バイアスAC成分Vac:1kVp−p 矩形波 5kHz
潜像露光手段:半導体レーザー(波長780nm)
現像ローラ直径:30mm
現像ローラ〜感光体距離Ds:約0.30mm
現像ローラ上の現像剤搬送量D:約25mg/cm2
現像ローラ外周面の線速度/感光体ドラム1の外周面の線速度:2.0
現像剤:2成分現像剤
トナー:スチレンアクリル重合トナー 体積平均粒径4.5μm
キャリア:アクリル樹脂コートMnフェライトキャリア 体積平均粒径25μm
設定トナー濃度:6%
(b)実施例
トナー濃度管理方法:感光体上に所定の条件にて形成した測定パターントナー画像の画像濃度の光学センサS4の出力値Aと、測定パターントナー画像現像後の現像ローラ上に残存する現像剤(キャリア)の透磁率センサの出力値Bから算出値C(=A/B)を算出し、算出値Cと基準値CKとの比較結果に基づいてトナー補給を行う。実写プリントテスト実施前に、NN環境条件(温度20℃、湿度50%)下にて画像形成を行ったときに、良好な画像濃度が得られるように、各センサの出力値のレベル、判定基準値等のトナー濃度管理条件を設定した。
測定パターン:ベタ画像用に全面露光したパターン
現像ローラ外周面の線速度/感光体ドラム1の外周面の線速度:0.1
光学センサ:発光素子=赤外LED(中心波長880nm)
受光素子=フォトトランジスタ
入射角45°/受光角45°
透磁率センサ:スリーブ上の現像剤の透磁率(=単位面積あたりのキャリア質量)に応じ
て出力値Bを出力する。(B:0〜5(V)の範囲)
トナー濃度管理:1プリントジョブが終了する都度、感光体上に所定の条件にて形成した
測定パターントナー画像の画像濃度の光学センサS4の出力値Aと、測
定パターントナー画像形成後の現像ローラ上に残存する現像剤(キャリ
ア)の透磁率センサの出力値Bから算出値C(=A/B)を算出し、算
出値Cと基準値CKとの比較結果に基づいてトナー補給を行う。
(c)比較例
トナー濃度管理方法:透磁率方式によるトナー濃度センサを攪拌室に配置し、透磁率センサの出力値と判定基準値との比較結果に基づいてトナー濃度制御を実施する。また、反射式光学センサを感光体の現像領域下流側に配置して、感光体上に形成した検出用のトナー画像の画像濃度を検知し、画像濃度の検知結果から判定基準値を補正し、透磁率センサの出力値Bと補正した判定基準値との比較結果に基づいてトナー濃度制御を行う。実写プリントテスト実施前に、NN環境条件(温度20℃、湿度50%)下にて画像形成を行ったときに良好な画像濃度が得られるように、各センサの出力値のレベル、判定基準値等のトナー濃度管理条件を設定した。
測定パターン:ベタ画像用に全面露光したパターン
現像ローラ外周面の線速度/感光体ドラム1の外周面の線速度:2.0
光学センサ:発光素子=赤外LED(中心波長880nm)
受光素子=フォトトランジスタ
入射角45°/受光角45°
透磁率センサ:攪拌室の現像剤の透磁率に応じて出力値Bを出力する。
(A) Conditions for live-action print test (a) Common condition image forming device; A4 horizontal 80 sheets / minute machine (digital full-color machine)
Linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum: 400 mm / sec
Photoconductor drum diameter: 80 mm
Developing roller potential Vdc: -500 V (variable: standard value on the left)
Photoconductor solid exposure potential Vi: -50V
Development bias AC component Vac: 1 kVp-p rectangular wave 5 kHz
Latent image exposure means: semiconductor laser (wavelength 780 nm)
Developing roller diameter: 30 mm
Development roller-photoreceptor distance Ds: about 0.30 mm
Developer transport amount D on developing roller: about 25 mg / cm 2
Linear velocity of developing roller outer peripheral surface / linear velocity of outer peripheral surface of photosensitive drum 1: 2.0
Developer: Two-component developer Toner: Styrene acrylic polymer toner Volume average particle diameter 4.5 μm
Carrier: Acrylic resin-coated Mn ferrite carrier Volume average particle size 25 μm
Set toner density: 6%
(B) Example toner density management method: the output value A of the optical sensor S4 of the image density of the measurement pattern toner image formed on the photoconductor under predetermined conditions, and the remaining on the developing roller after developing the measurement pattern toner image The calculated value C (= A / B) is calculated from the output value B of the permeability sensor of the developer (carrier) to be supplied, and toner is replenished based on the comparison result between the calculated value C and the reference value C K. Before the actual print test, the output value levels and judgment criteria of each sensor so that a good image density can be obtained when an image is formed under NN environmental conditions (temperature 20 ° C., humidity 50%). Toner density management conditions such as values were set.
Measurement pattern: linear velocity of the outer peripheral surface of the pattern developing roller exposed on the whole surface for a solid image / linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1: 0.1
Optical sensor: light emitting element = infrared LED (central wavelength 880 nm)
Photodetector = Phototransistor
Incident angle 45 ° / light receiving angle 45 °
Magnetic permeability sensor: According to the magnetic permeability of the developer on the sleeve (= carrier mass per unit area)
To output an output value B. (B: 0 to 5 (V) range)
Toner density management: 1 formed on a photoreceptor on a predetermined condition each time a print job is completed
The output value A of the optical sensor S4 of the image density of the measurement pattern toner image, and the measurement
The developer remaining on the developing roller after forming the constant pattern toner image (carrier
Calculate the calculated value C (= A / B) from the output value B of the magnetic permeability sensor in a).
The toner is replenished based on the comparison result between the output value C and the reference value C K.
(C) Comparative Example Toner Concentration Management Method: A magnetic density toner concentration sensor is disposed in the stirring chamber, and toner concentration control is performed based on a comparison result between the output value of the magnetic permeability sensor and a determination reference value. Further, a reflective optical sensor is arranged on the downstream side of the development area of the photoconductor to detect the image density of the toner image for detection formed on the photoconductor, and to correct the determination reference value from the detection result of the image density, The toner density control is performed based on the comparison result between the output value B of the magnetic permeability sensor and the corrected determination reference value. Before performing the actual print test, the output value level and judgment reference value of each sensor so that a good image density can be obtained when an image is formed under NN environmental conditions (temperature 20 ° C., humidity 50%). The toner density management conditions such as were set.
Measurement pattern: linear velocity of the outer peripheral surface of the pattern developing roller exposed on the whole surface for a solid image / linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1: 2.0
Optical sensor: light emitting element = infrared LED (central wavelength 880 nm)
Photodetector = Phototransistor
Incident angle 45 ° / light receiving angle 45 °
Magnetic permeability sensor: Outputs an output value B according to the magnetic permeability of the developer in the stirring chamber.

(B:0〜5(V)の範囲)
トナー濃度管理:画像形成動作時は攪拌室に配置した透磁率センサの出力値と判定基準値
との比較結果に基づいてトナー濃度制御を実施。
(B: 0 to 5 (V) range)
Toner concentration management: Output value and criterion value of magnetic permeability sensor placed in stirring chamber during image forming operation
Based on the comparison result, toner density control is implemented.

1プリントジョブが終了する都度、感光体上に所定の条件にて形成した
測定パターントナー画像の画像濃度の光学センサS4の出力値Aに基づ
き、判定基準値の補正を実施する。
Each time a print job is completed, it is formed on the photoconductor under predetermined conditions.
Based on the output value A of the optical sensor S4 of the image density of the measurement pattern toner image.
Then, the judgment reference value is corrected.

(B)確認・評価
実施例および比較例各3台につき、それぞれ各色平均印字率6%のフルカラー画像印字パターンを、1プリントジョブをA4サイズ(ヨコ送り)片面5枚連続プリントとし、合計60000プリントを下記環境条件下で実施
(1)LL環境条件(温度10℃、湿度20%) 実施例No.1、比較例No.4
(2)NN環境条件(温度20℃、湿度50%) 実施例No.2、比較例No.5
(3)HH環境条件(温度30℃、湿度80%) 実施例No.3、比較例No.6
(1)、(2)、(3)の環境条件下にて形成されたすべてのプリント画像について、画像濃度過多/不足、カブリ発生の有無を目視により確認。すべて良好な画像が得られたときを○、画像濃度過多/不足あるいはカブリ等の画像不良が発生しているときを×とした。
(B) Confirmation / Evaluation For each of the three examples and comparative examples, a full-color image printing pattern with an average color printing rate of 6% for each of the three units was made into a continuous print of A4 size (horizontal feed) single-sided 5 sheets, totaling 60000 prints. (1) LL environmental conditions (temperature 10 ° C., humidity 20%). 1, Comparative Example No. 4
(2) NN environmental conditions (temperature 20 ° C., humidity 50%) 2, Comparative Example No. 5
(3) HH environmental conditions (temperature 30 ° C., humidity 80%) 3, Comparative Example No. 6
For all print images formed under the environmental conditions (1), (2), and (3), the presence / absence of over-density / fogging and occurrence of fogging were visually confirmed. A case where all good images were obtained was marked with ◯, and a case where image defects such as excessive / insufficient image density or fogging occurred were marked with ×.

(C)結果
評価結果を表1に示す。
(C) Results Evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2008191213
Figure 2008191213

表1に示したように、実施例にては、(1)、(2)、(3)の環境条件にて形成された全プリントを通じて画像濃度過多/不足あるいはカブリの発生のない良好な画像が得られた。一方、比較例は、トナー濃度管理を実施しているにもかかわらず、LL環境条件(温度10℃、湿度20%)にて形成されたプリントには画像濃度不足、HH環境条件(温度30℃、湿度80%)にて形成されたプリントには画像濃度過多あるいはカブリが発生している。これは、LL環境条件あるいはHH環境条件のもとでは現像剤の嵩密度が変化し、トナー濃度の測定に影響を生じたためと考えられる。 As shown in Table 1, in the embodiment, a good image without excessive / deficient image density or fogging through all prints formed under the environmental conditions (1), (2), and (3). was gotten. On the other hand, in the comparative example, although the toner density control is performed, the print formed under the LL environmental conditions (temperature 10 ° C., humidity 20%) has insufficient image density and HH environmental conditions (temperature 30 ° C.). The print formed at a humidity of 80%) has excessive image density or fog. This is presumably because the bulk density of the developer changed under the LL environmental condition or the HH environmental condition, which had an influence on the measurement of the toner density.

上記のテスト結果から、本発明の実施の形態のトナー濃度管理を行う画像形成装置は、現像剤の嵩密度の影響を受けることなくトナー濃度管理を行え、良好な画像が得られることが判る。   From the above test results, it can be seen that the image forming apparatus that performs toner density management according to the embodiment of the present invention can perform toner density management without being affected by the bulk density of the developer, and obtain a good image.

すなわち、感光体の表面に形成されたトナー像の濃度に対応する出力値を出力する第1のセンサとして光学センサを配置し、現像後に現像剤担持体の表面に残存する現像剤の透磁率に対応する出力値を出力する第2のセンサとして透磁率センサとを配置し、第1のセンサの出力値および第2のセンサの出力値に基づいてトナー補給手段61の動作を制御する制御手段を設けてトナー濃度管理を行うことにより、現像剤の嵩密度の影響を受けることなくトナー濃度管理を行い良好な画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
<発明の第2の実施の形態>
前述の、発明の第1の実施の形態にては、第1のセンサの出力値および第2のセンサの出力値に基づいてトナー補給手段61の動作を制御する制御手段を設けてトナー濃度管理を行うものであったが、さらに、透磁率検知方式のトナー濃度センサを攪拌室に配し、通常の画像形成時は、トナー濃度センサの出力によりトナー濃度管理を実施し、所定の条件のときに、トナー濃度センサの出力レベルを、第1のセンサの出力値および第2のセンサの出力値に基づいて補正し、トナー濃度管理を行わせることも可能である。
That is, an optical sensor is arranged as a first sensor that outputs an output value corresponding to the density of the toner image formed on the surface of the photosensitive member, and the magnetic permeability of the developer remaining on the surface of the developer carrying member after development is set. A control unit that arranges a magnetic permeability sensor as a second sensor that outputs a corresponding output value and controls the operation of the toner replenishing unit 61 based on the output value of the first sensor and the output value of the second sensor. By providing the toner density management, it is possible to provide an image forming apparatus capable of managing the toner density and obtaining a good image without being affected by the bulk density of the developer.
<Second Embodiment of the Invention>
In the first embodiment of the invention described above, the toner density management is provided by providing the control means for controlling the operation of the toner replenishing means 61 based on the output value of the first sensor and the output value of the second sensor. In addition, a magnetic permeability detection type toner density sensor is arranged in the stirring chamber, and during normal image formation, toner density management is performed by the output of the toner density sensor. In addition, it is possible to perform toner density management by correcting the output level of the toner density sensor based on the output value of the first sensor and the output value of the second sensor.

第1のセンサの出力値および第2のセンサの出力値に基づいてトナー補給手段61の動作を制御するトナー濃度管理方式は、感光体ドラム1と現像ローラ41の外周面の線速度の比が画像形成モードのときとは異なるので、トナー濃度管理モードを画像形成モードと平行して同時に行うことはできない。したがって、発明の第1の実施の形態にては、トナー濃度管理モードに移行する条件、例えば、画像形成モードにおける一つのジョブが終了したときトナー濃度管理モードに自動的に切り替わるように構成されていた。以下説明する発明の第2の実施の形態にては、画像形成モード実行中にても、攪拌室に配したトナー濃度センサによりトナー濃度の測定を行いトナー濃度管理を実行し、画像形成モードにおける画像形成が所定の回数実行されたとき、あるいは、画像形成モードにおける画像形成が所定の回数に満たないときでも定着装置のウォームアップが完了していないときに、第1のセンサの出力値および第2のセンサの出力値に基づいてトナー濃度センサの制御電圧を修正して、トナー濃度センサによるトナー濃度管理を高温高湿時や低温低湿時における現像剤の嵩密度の変化に影響されずに行うようにするものである。   In the toner density management method for controlling the operation of the toner replenishing means 61 based on the output value of the first sensor and the output value of the second sensor, the ratio of the linear velocities of the outer peripheral surfaces of the photosensitive drum 1 and the developing roller 41 is Since it is different from the image forming mode, the toner density management mode cannot be performed simultaneously with the image forming mode. Therefore, the first embodiment of the present invention is configured to automatically switch to the toner density management mode when one job in the image forming mode is completed, for example, a condition for shifting to the toner density management mode. It was. In the second embodiment of the invention described below, even when the image forming mode is being executed, the toner density is measured by the toner density sensor disposed in the stirring chamber, and the toner density management is executed. When the image formation is executed a predetermined number of times, or when the image forming mode is less than the predetermined number of image formations and the warm-up of the fixing device is not completed, the output value of the first sensor and the first output The control voltage of the toner density sensor is corrected based on the output value of the sensor No. 2, and the toner density management by the toner density sensor is performed without being affected by the change in the bulk density of the developer at high temperature and high humidity or low temperature and low humidity. It is what you want to do.

図7は第2の実施形態におけるトナー濃度センサの出力レベルを補正するプロセスを説明する模式図である。   FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a process for correcting the output level of the toner density sensor in the second embodiment.

図7において、1は感光体ドラム、4は現像装置、60はトナー収納手段、61はトナー補給手段、S2はトナー濃度センサ、S4は光センサ、S5は透磁率センサ、11は制御手段である。   In FIG. 7, 1 is a photosensitive drum, 4 is a developing device, 60 is a toner storage unit, 61 is a toner supply unit, S2 is a toner concentration sensor, S4 is an optical sensor, S5 is a magnetic permeability sensor, and 11 is a control unit. .

現像装置4は、内部に複数の磁石を有した磁石ロールと、磁石ロールの外周を矢示方向に回転し現像剤担持体として機能する現像ローラ41を有し、感光体ドラム1に対向して配置される。   The developing device 4 includes a magnet roll having a plurality of magnets therein, and a developing roller 41 that rotates the outer periphery of the magnet roll in the direction of the arrow and functions as a developer carrier, and faces the photosensitive drum 1. Be placed.

また、現像装置4における44は攪拌室であり、現像ローラ41に供給する現像剤を収納するとともに、内部に配置されたスクリュー441、442の回転により収納した現像剤を攪拌する。   Reference numeral 44 in the developing device 4 denotes a stirring chamber that stores the developer supplied to the developing roller 41 and stirs the stored developer by the rotation of screws 441 and 442 disposed inside.

トナー濃度センサS2は、攪拌室44に収納され攪拌される現像剤の透磁率を検知して現像剤のトナー濃度に対応する出力値Pを出力する。出力値Pは、トナー濃度が高いときには低く、トナー濃度が低いときには高い値となる。また、トナー濃度センサS2にはトナー濃度センサ駆動手段S21が付属しており、制御電圧を変更することにより、透磁率に対する出力値Pのレベルを変更することができる。   The toner concentration sensor S2 detects the magnetic permeability of the developer stored in the stirring chamber 44 and stirred, and outputs an output value P corresponding to the toner concentration of the developer. The output value P is low when the toner density is high, and is high when the toner density is low. The toner concentration sensor S2 is provided with toner concentration sensor driving means S21, and the level of the output value P with respect to the magnetic permeability can be changed by changing the control voltage.

光センサでS4は、現像後の感光体ドラム1に形成されたトナー像の濃度を測定し、測定結果を出力値Aとして出力する。   In step S4, the optical sensor measures the density of the toner image formed on the photosensitive drum 1 after development, and outputs the measurement result as an output value A.

透磁率センサS5は、現像後の現像ローラ41に残存、担持される現像剤の透磁率を測定し、測定結果を出力値Bとして出力する。   The permeability sensor S5 measures the permeability of the developer remaining and carried on the developing roller 41 after development, and outputs the measurement result as an output value B.

11は制御手段であり、感光体ドラム1、現像ローラ41、スクリュー441、442の回転を制御し、現像ローラ41と感光体ドラム1とが対向する現像領域にて、現像ローラ41が担持した現像剤により感光体ドラム1上にトナー像を形成する現像の制御を行うと共に、濃度センサS2、光センサS4、透磁率センサS5からの出力値に基づき攪拌室44に収納される現像剤のトナー濃度管理の制御を行う。   A control unit 11 controls the rotation of the photosensitive drum 1, the developing roller 41, and the screws 441 and 442, and the developing roller 41 carries the developing in the developing region where the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 face each other. Control of development for forming a toner image on the photosensitive drum 1 by the agent, and the toner concentration of the developer stored in the stirring chamber 44 based on the output values from the density sensor S2, the optical sensor S4, and the magnetic permeability sensor S5 Control management.

第2の実施の形態における動作プロセスを、図7に示す構成図を用いて説明する。   The operation process in the second embodiment will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

攪拌室44に収納されたトナーと磁性キャリアとから成る現像剤は撹拌されて摩擦帯電し、キャリア外周にトナーが付着した状態となり、回転する現像ローラ41周面に付着、担持される。   The developer composed of the toner and the magnetic carrier housed in the stirring chamber 44 is stirred and frictionally charged, so that the toner adheres to the outer periphery of the carrier, and is attached and carried on the peripheral surface of the rotating developing roller 41.

制御手段11はトナー濃度センサS2の出力値Pを取得し、所定の基準値PKと比較して、P<PKのときにはトナー補給手段61を制御してトナー収納手段60に収納されているトナーを攪拌室44に供給させる。 The control means 11 acquires the output value P of the toner density sensor S2, compares it with a predetermined reference value P K, and controls the toner replenishing means 61 to be stored in the toner storage means 60 when P <P K. The toner is supplied to the stirring chamber 44.

攪拌室44の現像剤は現像ローラ41に担持、搬送され、層厚規制部材43によって所定の層厚となるよう制限がなされる。   The developer in the agitating chamber 44 is carried and conveyed by the developing roller 41 and is restricted by the layer thickness regulating member 43 so as to have a predetermined layer thickness.

現像ローラ41周面に付着、担持される現像剤は、現像ローラ41の回転に伴って感光体ドラム1と現像ローラ41とが対向する現像領域に移動する。   The developer attached and carried on the peripheral surface of the developing roller 41 moves to a developing region where the photosensitive drum 1 and the developing roller 41 face each other as the developing roller 41 rotates.

現像ローラ41には直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加され、現像ローラ41と感光体ドラム1とが対向する現像領域にて、現像ローラ41が担持した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム1上の静電潜像部分に移動、付着して感光体ドラム1上にトナー像を形成する現像がなされる。   A developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developing roller 41, and toner in the developer carried by the developing roller 41 is exposed to light in a developing region where the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 face each other. Development is performed to move to and adhere to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 1 to form a toner image on the photosensitive drum 1.

なお、通常の画像形成を行う画像形成モードにては、現像ローラ41と感光体ドラム1との回転速度は、感光体ドラム1の外周面の線速度と現像ローラ41の外周面の線速度との比が2:1になるように設定されている。   In the image forming mode in which normal image formation is performed, the rotational speeds of the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 are the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 and the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41. Is set to be 2: 1.

画像形成モードにては、このようなプロセス条件のもとに、感光体ドラム1に形成されたトナー画像を中間転写体6を経て転写材90に転写し、定着後に機外に排紙する。   In the image forming mode, the toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material 90 via the intermediate transfer body 6 under such process conditions, and is discharged outside the apparatus after fixing.

図8は、第2の実施形態の画像形成装置におけるトナー濃度センサ補正制御系の概要を示すブロック図である。図8において、100は制御手段部であり、演算制御処理を行うCPU111は記憶手段121に収納されたプログラムにより、画像形成装置100の、画像形成手段駆動部、トナー補給手段61、トナー濃度センサS2、光学センサS4、透磁率センサS5の動作を、インターフェース150を介して制御する。   FIG. 8 is a block diagram illustrating an outline of a toner density sensor correction control system in the image forming apparatus according to the second embodiment. In FIG. 8, reference numeral 100 denotes a control unit, and a CPU 111 that performs arithmetic and control processing uses an image forming unit driving unit, toner replenishing unit 61, and toner density sensor S <b> 2 of the image forming apparatus 100 according to a program stored in the storage unit 121. The operations of the optical sensor S4 and the magnetic permeability sensor S5 are controlled via the interface 150.

画像形成手段駆動部は、画像形成装置100における感光体ドラム1、帯電手段2、露光手段3、現像装置4及びクリーニング手段5を駆動する。   The image forming unit driving unit drives the photosensitive drum 1, the charging unit 2, the exposing unit 3, the developing unit 4, and the cleaning unit 5 in the image forming apparatus 100.

トナー補給手段61はトナー収納手段60に収納したトナーを攪拌室44に供給する。   The toner supply unit 61 supplies the toner stored in the toner storage unit 60 to the stirring chamber 44.

トナー濃度センサS2は攪拌室44に収納されている現像剤の透磁率を測定して、その結果を出力値Pとして出力する。トナー濃度センサS2にはトナー濃度センサ駆動手段S21が付属している。トナー濃度センサ駆動手段S21は所定の制御電圧にてトナー濃度センサS2を駆動し、測定した透磁率に対応する出力値Pを出力させるが、CPU111の指示があるときには指示に基づき制御電圧を変更し、測定した透磁率に対応する出力値Pのレベルを変更することができる。   The toner concentration sensor S2 measures the magnetic permeability of the developer stored in the stirring chamber 44 and outputs the result as an output value P. The toner density sensor S2 is provided with toner density sensor driving means S21. The toner concentration sensor driving means S21 drives the toner concentration sensor S2 with a predetermined control voltage and outputs an output value P corresponding to the measured magnetic permeability, but when the CPU 111 instructs, changes the control voltage based on the instruction. The level of the output value P corresponding to the measured magnetic permeability can be changed.

CPU111には、記憶手段121〜129、演算手段131、および、比較手段141が接続されている。   Storage means 121 to 129, calculation means 131, and comparison means 141 are connected to the CPU 111.

記憶手段121は、画像形成モードを実行するプログラムである画像形成モードプログラムと、トナー濃度センサ補正モードを実行するプログラムであるトナー濃度センサ補正モードプログラムと、後述する算出値を算出するための算出式とを収納している。収納する算出式は、算出値C=A/B、および、D=P−Qである。   The storage unit 121 includes an image forming mode program that is a program that executes an image forming mode, a toner density sensor correction mode program that is a program that executes a toner density sensor correction mode, and a calculation formula for calculating a calculation value that will be described later. And is housed. The calculation formulas to be stored are calculated values C = A / B and D = PQ.

記憶手段122には、測定パターン画像データが収納されている。測定パターン(画像データ)については、後述する。   The storage unit 122 stores measurement pattern image data. The measurement pattern (image data) will be described later.

記憶手段123には、基準値PKと基準値nKを収納する。基準値PKは、後述するトナー濃度センサS2の出力値Pがトナー補給を要するレベルにあるか否かを判定する閾値である基準値である。また、基準値nKは、後述するように、画像形成積算値により画像形成装置の動作をトナー濃度センサ補正モードに切り替えるにあたり、画像形成積算値であるカウンタ値nがトナー濃度センサ補正モードに切り替えるレベルに到達したか否かを判定する閾値である基準値である。 The storage means 123 stores a reference value P K and a reference value n K. The reference value P K is a reference value that is a threshold value for determining whether or not an output value P of a toner density sensor S2, which will be described later, is at a level that requires toner replenishment. Further, as will be described later, when the operation of the image forming apparatus is switched to the toner density sensor correction mode based on the image formation integrated value, the reference value n K is switched from the counter value n that is the image formation integrated value to the toner density sensor correction mode. This is a reference value that is a threshold for determining whether or not a level has been reached.

記憶手段124には、光学センサS4の出力値A、透磁率センサS5の出力値B、および演算値Cが収納される。記憶手段124には複数の情報を収納でき、また、収納される情報は置き換えが可能である。   The storage means 124 stores the output value A of the optical sensor S4, the output value B of the magnetic permeability sensor S5, and the calculated value C. The storage means 124 can store a plurality of information, and the stored information can be replaced.

記憶手段125には、トナー濃度評価値換算テーブルが収納される。トナー濃度評価値換算テーブルは、演算値Cを所定の範囲に区分し、区分した演算値Cにそれぞれ対応するトナー濃度評価値Qを表にしたものであり、別途作製され収納されている。   The storage unit 125 stores a toner density evaluation value conversion table. The toner density evaluation value conversion table divides the calculation value C into a predetermined range and tabulates the toner density evaluation values Q corresponding to the divided calculation values C, and is separately prepared and stored.

記憶手段126には、トナー濃度センサS2の出力値P、算出値Dから記憶手段125に収納されるトナー濃度評価値換算テーブルを参照して抽出されたトナー濃度評価値Q、演算手段131にて算出された算出値D、が収納される。   In the storage means 126, the toner density evaluation value Q extracted from the output value P and calculated value D of the toner density sensor S 2 with reference to the toner density evaluation value conversion table stored in the storage means 125, by the calculation means 131. The calculated value D is stored.

記憶手段126には複数の情報を収納でき、また、収納される情報は置き換えが可能である。   The storage means 126 can store a plurality of information, and the stored information can be replaced.

記憶手段127には、制御電圧テーブルが収納される。制御電圧テーブルテーブルは、算出値Dを所定の範囲に区分し、区分した算出値Dにそれぞれ対応する制御電圧Vを表にしたものであり、別途作製され収納されている。   The storage means 127 stores a control voltage table. The control voltage table table divides the calculated value D into a predetermined range and tabulates the control voltage V corresponding to each of the divided calculated values D, and is prepared and stored separately.

記憶手段128は、カウンタであり、プリント数積算値nを収納する。記憶手段128に収納されるプリント数積算値nは、CPU111の指示により、画像形成がなされる都度、n=n+1となる加算(インクリメント)がなされる。また、CPU111の指示により、n=0にリセットされる。   The storage means 128 is a counter and stores the print number integrated value n. The print number integrated value n stored in the storage unit 128 is incremented (incremented) so that n = n + 1 every time an image is formed according to an instruction from the CPU 111. Further, n = 0 is reset by an instruction from the CPU 111.

記憶手段129には、トナー濃度センサS2の出力レベルを制御する制御電圧値情報値が収納される。CPU111は記憶手段129に収納された制御電圧値情報値Vをトナー濃度センサ駆動手段S21に伝達し、制御電圧値情報値Vにてトナー濃度センサS2を駆動させることによりトナー濃度センサS2の出力値Pを変化させることができる。   The storage unit 129 stores a control voltage value information value for controlling the output level of the toner density sensor S2. The CPU 111 transmits the control voltage value information value V stored in the storage means 129 to the toner density sensor driving means S21, and drives the toner density sensor S2 with the control voltage value information value V, thereby outputting the output value of the toner density sensor S2. P can be varied.

演算手段131は、CPU111の指示により、記憶手段121に収納されている算出式に基づき算出値C=A/B、または、D=P−Qを算出するように機能する。   The calculation means 131 functions to calculate the calculated value C = A / B or D = PQ based on the calculation formula stored in the storage means 121 according to an instruction from the CPU 111.

比較手段141は、CPU111の指示により、トナー濃度センサS2の出力値Pが基準値PKより大きいか、あるいは、算出値Dが基準値nKより小さいか否かを比較判定するように機能する。 The comparison unit 141 functions to compare and determine whether the output value P of the toner density sensor S2 is larger than the reference value P K or the calculated value D is smaller than the reference value n K according to an instruction from the CPU 111. .

かかる構成を有する画像形成装置において、画像形成モードにて動作するときには、
CPU111は、画像形成時には画像形成モードプログラムによりインターフェース150を介して画像形成装置100の各手段部を動作させて、画像形成を行う。
In the image forming apparatus having such a configuration, when operating in the image forming mode,
At the time of image formation, the CPU 111 operates the respective units of the image forming apparatus 100 via the interface 150 according to the image formation mode program to perform image formation.

画像形成モードにおいては、CPU111は、現像ローラ41及び感光体ドラム1を、それぞれ所定の速度で回転させるように制御する。   In the image forming mode, the CPU 111 controls the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 to rotate at predetermined speeds.

画像形成モードにおいては現像ローラ41と感光体ドラム1の外周面の線速度の比が2:1となるようにそれぞれの回転速度が制御される。攪拌室44で攪拌され、摩擦帯電した現像剤が、現像ローラ41の周面に付着し担持される。   In the image forming mode, the respective rotational speeds are controlled so that the ratio of the linear speeds of the developing roller 41 and the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 2: 1. The developer stirred and frictionally charged in the stirring chamber 44 adheres to and is carried on the peripheral surface of the developing roller 41.

現像ローラ41にはバイアス電圧を印加され、現像ローラ41の周面に担持され現像領域に搬送された現像剤のうちのトナーが、現像領域にて感光体ドラム1に移動し、感光体ドラム1が担持する静電潜像はトナー像に現像される。   A bias voltage is applied to the developing roller 41, and the toner of the developer carried on the peripheral surface of the developing roller 41 and transported to the developing region moves to the photosensitive drum 1 in the developing region, and the photosensitive drum 1 The electrostatic latent image carried by is developed into a toner image.

トナー濃度センサS2は攪拌室44内に収納、攪拌される現像剤のトナー濃度をその透磁率の変化により検知しその結果を出力値Pとして出力する。   The toner concentration sensor S2 is housed in the stirring chamber 44, detects the toner concentration of the developer to be stirred by the change in the magnetic permeability, and outputs the result as an output value P.

CPU111は、トナー濃度センサS2の出力値Pと記憶手段123に収納された基準値PKとを比較手段141により比較し、P>PKであるときにはトナー補給手段61にトナーの補給を行うように指示する。また、P>PKではないときはトナーの補給の指示は行わない。 The CPU 111 compares the output value P of the toner density sensor S2 with the reference value P K stored in the storage unit 123 by using the comparison unit 141. When P> P K , the toner supply unit 61 is supplied with toner. To instruct. When P> P K is not satisfied , no toner replenishment instruction is given.

トナーの補給を行うように指示をうけたトナー補給手段61は、トナー収納手段60に収納されているトナーを攪拌室44に供給するように動作する。トナー補給手段61によるトナーの供給動作は、トナー供給を開始後、プログラムに従う所定の時間が経過すると停止する。このように、現像に供された現像剤のトナー濃度の指標値である算出値Pが基準値PKより小さいとき、すなわち、トナー濃度が基準の値より小さいときにトナーの補給を行うことにより、現像剤収納部である攪拌室44に収納されている現像剤のトナー濃度は上昇し、現像剤収納部に収納されている現像剤のトナー濃度を好ましい水準に保ちつつ画像形成を行うことができる。 The toner replenishing unit 61 that is instructed to replenish toner operates to supply the toner stored in the toner storage unit 60 to the stirring chamber 44. The toner supply operation by the toner replenishing means 61 stops when a predetermined time according to the program elapses after the toner supply is started. As described above, when the calculated value P, which is an index value of the toner density of the developer used for development, is smaller than the reference value P K , that is, when the toner density is smaller than the reference value, toner is supplied. The toner concentration of the developer stored in the stirring chamber 44, which is the developer storage unit, increases, and image formation can be performed while maintaining the toner concentration of the developer stored in the developer storage unit at a preferable level. it can.

一方、トナー濃度センサ補正モードにては、トナー濃度センサS2の出力レベルを、嵩密度の影響のないように補正するように動作する。   On the other hand, in the toner density sensor correction mode, the operation is performed so as to correct the output level of the toner density sensor S2 without being affected by the bulk density.

CPU111は、トナー濃度センサ補正モードにては、トナー濃度センサ補正モードプログラムにより、インターフェース150を介して画像形成装置100の各手段部を動作を動作させて、所定の現像条件にて感光体ドラム1にトナー画像を形成し、トナー画像濃度に基づく第1のセンサの出力値A、および、現像後の現像剤の透磁率に基づく第2のセンサの出力値Bからトナー濃度評価値Qを策出し、トナー濃度センサS2の出力値Pと、策出したトナー濃度評価値Qとの差D=|P−Q|を算出し、D>nKのとき、すなわち、トナー濃度センサS2の出力値Pと、策出したトナー濃度評価値Qとの差が別途定める基準値nKを越えるとき、トナー濃度センサS2の出力レベルを変更し、トナー濃度センサS2の出力値Pが第1のセンサの出力値、および、第2のセンサの出力値されたトナー濃度評価値Qに近づくように補正する。トナー濃度センサS2の出力レベルの補正は、トナー濃度センサS2を制御する制御電圧を変更することにより行う。トナー濃度センサを制御する制御電圧は、トナー濃度センサS2の出力値Pと、策出したトナー濃度評価値Qとの差D=|P−Q|から、記憶手段127に収納された制御電圧テーブルを参照し、策出される。 In the toner density sensor correction mode, the CPU 111 operates the respective units of the image forming apparatus 100 via the interface 150 according to the toner density sensor correction mode program, and the photosensitive drum 1 under predetermined development conditions. A toner image is formed, and a toner density evaluation value Q is determined from the output value A of the first sensor based on the toner image density and the output value B of the second sensor based on the magnetic permeability of the developer after development. The difference D = | P−Q | between the output value P of the toner density sensor S2 and the measured toner density evaluation value Q is calculated. When D> n K , that is, the output value P of the toner density sensor S2. And the measured toner density evaluation value Q exceed a separately determined reference value n K , the output level of the toner density sensor S2 is changed, and the output value P of the toner density sensor S2 is changed to the first sensor. And the toner density evaluation value Q, which is the output value of the second sensor, is corrected. Correction of the output level of the toner density sensor S2 is performed by changing a control voltage for controlling the toner density sensor S2. The control voltage for controlling the toner density sensor is a control voltage table stored in the storage means 127 from the difference D = | PQ | between the output value P of the toner density sensor S2 and the measured toner density evaluation value Q. Refer to and be devised.

本実施の形態における画像形成モードからトナー濃度センサ補正モードへの切り替えは、記憶手段121に収納されているプログラムにより、画像形成積算値が所定の数に到達したとき、あるいは定着ウォームアップが完了していないときに自動的になされる。   Switching from the image forming mode to the toner density sensor correction mode in the present embodiment is performed when the integrated image forming value reaches a predetermined number or when the fixing warm-up is completed by a program stored in the storage unit 121. Automatically done when not.

次に図7、図8を用いて画像形成モードおよびトナー濃度センサ補正モードにおける動作を説明する。   Next, operations in the image forming mode and the toner density sensor correction mode will be described with reference to FIGS.

通常の画像形成を行う画像形成モードにおいては、CPU111は、現像ローラ41及び感光体ドラム1を、それぞれ所定の速度で回転させるように制御する。現像ローラ41には攪拌室44で攪拌され、摩擦帯電した現像剤が担持、搬送される。   In the image forming mode in which normal image formation is performed, the CPU 111 controls the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 to rotate at a predetermined speed, respectively. The developing roller 41 is agitated in the agitating chamber 44 and carries and carries the frictionally charged developer.

画像形成モードにおいては現像ローラ41と感光体ドラム1の外周面の線速度の比が2:1となるように、それぞれの回転速度が制御される。   In the image forming mode, the respective rotational speeds are controlled so that the ratio of the linear speeds of the developing roller 41 and the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 2: 1.

現像ローラ41にはバイアス電圧を印加され、現像ローラ41の周面に付着搬送された現像剤のうちのトナーは、現像領域にて感光体ドラム1に移動し、感光体ドラム1が担持する静電潜像はトナー像に現像される。   A bias voltage is applied to the developing roller 41, and the toner in the developer adhered and transported to the peripheral surface of the developing roller 41 moves to the photosensitive drum 1 in the developing region, and is held by the photosensitive drum 1. The electrostatic latent image is developed into a toner image.

攪拌室44に収納された現像剤のトナー濃度は、攪拌室44に配置したトナー濃度センサS2により測定され、トナー濃度センサS2の出力値Pが基準値PKより大きいとき、すなわちトナー濃度センサS2の出力値Pが、トナー補給を必要とするレベルにあるとき、トナー補給手段61によりトナーが攪拌室44に供給されるようにCPU111により制御される。 The toner density of the developer stored in the stirring chamber 44 is measured by the toner density sensor S2 disposed in the stirring chamber 44, and when the output value P of the toner density sensor S2 is larger than the reference value P K , that is, the toner density sensor S2. The CPU 111 controls the toner supply means 61 to supply the toner to the stirring chamber 44 when the output value P is at a level that requires toner supply.

一方、トナー濃度センサ補正モードにおいては、CPU111は、感光体ドラム1と現像ローラ41の回転速度を、画像形成モードとは異なり、現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比が1:10となるように制御する。   On the other hand, in the toner density sensor correction mode, the CPU 111 sets the rotational speeds of the photosensitive drum 1 and the developing roller 41 different from the image forming mode, and the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 and the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1. Is controlled so that the ratio to the linear velocity is 1:10.

CPU111は、トナー濃度センサ補正モードにおいて、記憶手段122に収容されている測定パターン画像データを感光ドラム1に書込むように制御する。   The CPU 111 controls the measurement pattern image data stored in the storage unit 122 to be written on the photosensitive drum 1 in the toner density sensor correction mode.

測定パターンは、ベタ画像用に全面露光したパターンである。   The measurement pattern is a pattern exposed on the entire surface for a solid image.

感光ドラム1に書き込まれた測定パターンの静電潜像は、現像領域にて現像されてトナー像となる。   The electrostatic latent image of the measurement pattern written on the photosensitive drum 1 is developed in the development area to become a toner image.

トナー濃度センサ補正モードにおいて、現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比を、1:10としているので、現像領域にて、現像ローラ41に担持された現像剤のすべてのトナーを感光体ドラム1の静電潜像に移動させ、トナー像とすることができる。   In the toner density sensor correction mode, the ratio of the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 to the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 1:10, so that it is carried by the developing roller 41 in the developing region. All the toner in the developer can be moved to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to form a toner image.

トナー濃度センサ補正モードにては、CPU111は、光学センサS4に感光体ドラム1の周面上に形成された測定パターンのトナー像の反射光量を測定させ、測定結果を出力値Aとして出力させ、取得した出力値Aを記憶手段124に収納する。   In the toner density sensor correction mode, the CPU 111 causes the optical sensor S4 to measure the reflected light amount of the toner image of the measurement pattern formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 1, and outputs the measurement result as the output value A. The acquired output value A is stored in the storage unit 124.

また、透磁率センサS5に、現像を行った後に現像ローラ41の面に残存する現像剤、すなわち、現像ローラ41の面に残存するキャリアの透磁率を測定させ、測定結果を出力値Bとして出力させ、取得した出力値Bを記憶手段124に収納する。   Further, the magnetic permeability sensor S5 measures the magnetic permeability of the developer remaining on the surface of the developing roller 41 after the development, that is, the carrier remaining on the surface of the developing roller 41, and outputs the measurement result as an output value B. The acquired output value B is stored in the storage unit 124.

CPU111は、演算手段131に、記憶手段124に収納した出力値Aと、出力値Bと、から、記憶手段121に収納した算出式に基づいて算出値C=A/Bを算出させ、算出値Cを記憶手段124に収納する。   The CPU 111 causes the calculation unit 131 to calculate the calculated value C = A / B based on the calculation formula stored in the storage unit 121 from the output value A and the output value B stored in the storage unit 124, and the calculated value C is stored in the storage means 124.

次いでCPU111は、記憶手段125を参照し、記憶手段125に収納されているトナー濃度評価値換算テーブルから、演算値Cに対応するトナー濃度評価値Qを策出し、トナー濃度評価値Qを記憶手段126に収納する。なお、記憶手段126には、予めトナー濃度センサS2により測定した攪拌室44内の現像剤のトナー濃度に対応する出力値Pを収納している。   Next, the CPU 111 refers to the storage unit 125, calculates a toner density evaluation value Q corresponding to the calculation value C from the toner density evaluation value conversion table stored in the storage unit 125, and stores the toner density evaluation value Q. 126. Note that the storage unit 126 stores an output value P corresponding to the toner concentration of the developer in the stirring chamber 44 measured in advance by the toner concentration sensor S2.

CPU111は、演算手段131に、記憶手段126に収納した出力値Pと、トナー濃度評価値Qと、から、記憶手段121に収納した算出式に基づいて算出値D=P−Qを算出させ、算出値Dを記憶手段126に収納する。   The CPU 111 causes the calculation unit 131 to calculate the calculated value D = P−Q based on the calculation formula stored in the storage unit 121 from the output value P stored in the storage unit 126 and the toner density evaluation value Q. The calculated value D is stored in the storage unit 126.

次いでCPU111は、記憶手段127を参照し、記憶手段127に収納されている制御電圧テーブルから、算出値Dに対応する制御電圧Vを策出し、トナー濃度センサS2のトナー濃度センサ駆動手段S21を介して、トナー濃度センサS2を制御電圧Vにて動作させる。   Next, the CPU 111 refers to the storage unit 127, calculates the control voltage V corresponding to the calculated value D from the control voltage table stored in the storage unit 127, and passes the toner concentration sensor driving unit S21 of the toner concentration sensor S2. Thus, the toner density sensor S2 is operated at the control voltage V.

トナー濃度センサS2を算出値Dに対応する制御電圧Vにて動作させることにより、トナー濃度センサS2の出力値Pを、光学センサS4からの出力値Aと、透磁率センサS5からの出力値Bとから算出、策出したトナー濃度評価値Qに近づけることができ、トナー濃度管理を高い精度で行うことができる。   By operating the toner density sensor S2 with the control voltage V corresponding to the calculated value D, the output value P of the toner density sensor S2 is changed to the output value A from the optical sensor S4 and the output value B from the magnetic permeability sensor S5. Thus, the toner density evaluation value Q calculated and devised can be approached, and toner density management can be performed with high accuracy.

図9は、実施の形態2の画像形成装置がトナー濃度センサ補正モードにてトナー濃度補正を行う動作の流れの1例を説明するフローチャートである。図9のフローチャートにては、トナー濃度センサ補正モードは、画像形成が所定の回数実行された後、あるいは、定着装置のウォームアップ実施中に実行される。以下、説明する。   FIG. 9 is a flowchart for explaining an example of a flow of operations in which the image forming apparatus according to the second embodiment performs toner density correction in the toner density sensor correction mode. In the flowchart of FIG. 9, the toner density sensor correction mode is executed after image formation is performed a predetermined number of times or during the warm-up of the fixing device. This will be described below.

先ず、ユーザにより、実行するジョブ情報が入力されると、CPU111は画像形成モードによる画像形成を実施する。(ステップS1)
続くステップS2にて、CPU111は、トナー濃度センサS2に攪拌室44内の現像剤のトナー濃度を検知させ、出力値Pを取得する。出力値Pは記憶手段126に収納する。
First, when job information to be executed is input by the user, the CPU 111 performs image formation in an image formation mode. (Step S1)
In subsequent step S <b> 2, the CPU 111 causes the toner concentration sensor S <b> 2 to detect the toner concentration of the developer in the stirring chamber 44 and acquires the output value P. The output value P is stored in the storage unit 126.

ステップS3にて、CPU111は、記憶手段128に収納されているカウンタ数nが記憶手段123に収納されている基準値nK以上であるか否かを確認する。カウンタ数nが基準値nK以上でないとき(ステップS3 No)には、ステップS4に移行し、カウンタ数nが基準値nK以上であるとき(ステップS3 Yes)には、ステップS6に移行する。 In step S <b> 3, the CPU 111 confirms whether or not the counter number n stored in the storage unit 128 is greater than or equal to the reference value n K stored in the storage unit 123. When the counter number n is not equal to or greater than the reference value n K (step S3 No), the process proceeds to step S4. When the counter number n is equal to or greater than the reference value n K (step S3 Yes), the process proceeds to step S6. .

ステップS4にては、カウンタ数nが0であるか否かを確認する。カウンタ数nが0であるとき(ステップS4 Yes)には、ステップS5に移行し、カウンタ数nが0でないとき(ステップS3 No)には、ステップS6に移行する。   In step S4, it is confirmed whether or not the counter number n is zero. When the counter number n is 0 (Yes at Step S4), the process proceeds to Step S5, and when the counter number n is not 0 (No at Step S3), the process proceeds to Step S6.

ステップS5にては、CPU111は、定着装置のウォームアップが完了しているか否かの状況の確認結果により、ウォームアップが完了しているとき(ステップS5 Yes)には、ステップS7に移行し、ウォームアップが完了していないとき(ステップS5 No)には、ウォームアップの完了を待ち、ウォームアップが完了したとき(ステップS5 Yes)ステップS7に移行する。   In step S5, the CPU 111 proceeds to step S7 when the warm-up is completed (Yes in step S5) based on the result of confirming whether or not the warm-up of the fixing device is completed. When the warm-up is not completed (No at Step S5), the process waits for the warm-up to be completed. When the warm-up is completed (Yes at Step S5), the process proceeds to Step S7.

ステップS7にて、記憶手段126に収納したトナー濃度センサS2の出力値Pを記憶手段126に収納した基準値PKと比較し、出力値Pが基準値PKより大きいとき(ステップS7 Yes)にはステップS8に移行する。 In step S7, the output value P of the toner density sensor S2 stored in the storage unit 126 is compared with the reference value P K stored in the storage unit 126, and when the output value P is greater than the reference value P K (step S7 Yes). To step S8.

ステップS8にては、記憶手段126は、トナー補給手段61を動作させ、攪拌室44内にトナーを供給させ、ステップS9に移行する。   In step S8, the storage unit 126 operates the toner supply unit 61 to supply the toner into the stirring chamber 44, and the process proceeds to step S9.

なお、ステップS7にて、出力値Pが基準値PKより大きくないとき(ステップS7 No)にはステップS9に移行する。 In step S7, when the output value P is not larger than the reference value P K (No in step S7), the process proceeds to step S9.

ステップS9にては、CPU111は、画像形成手段駆動部を動作させ、画像形成動作を実行させる。   In step S9, the CPU 111 operates the image forming unit driving unit to execute the image forming operation.

CPU111は、1枚の画像形成がなされると、ステップS10にてカウンタ数nに1を加算させ、カウンタ数nをn=n+1とする。   When one image is formed, the CPU 111 adds 1 to the counter number n in step S10, and sets the counter number n to n = n + 1.

つづくステップS11にてCPU111は、ジョブが終了したか否かを確認し、ジョブが終了していないとき(ステップS11 No)にはステップS3に戻り、ステップS3〜ステップS11迄の動作をジョブが終了するまで繰り返し実行する。ジョブが終了したとき(ステップS11 Yes)にはステップS24に移行し、ジョブの実行を終了する。   In step S11, the CPU 111 confirms whether or not the job is finished. If the job is not finished (No in step S11), the process returns to step S3, and the operation from step S3 to step S11 is finished. Run repeatedly until When the job is finished (Yes in step S11), the process proceeds to step S24, and the execution of the job is finished.

前述のステップS3にてカウンタ数nが基準値nK以上のとき(ステップS3 Yes)、および、ステップS4にてカウンタ数nが0でないとき(ステップS4 No)には、ステップS6に移行する。 When the counter number n is equal to or greater than the reference value n K in step S3 (step S3 Yes) and when the counter number n is not 0 in step S4 (step S4 No), the process proceeds to step S6.

ステップS6にては、CPU111は、定着装置のウォームアップが完了しているか否かを確認し、ウォームアップが完了しているとき(ステップS6 Yes)には、ステップS7に移行し、ウォームアップが完了していないとき(ステップS6 No)には、ステップS12に移行する。   In step S6, the CPU 111 confirms whether or not the warm-up of the fixing device has been completed. When the warm-up has been completed (Yes in step S6), the CPU 111 proceeds to step S7 and the warm-up is performed. If not completed (No at step S6), the process proceeds to step S12.

ステップS12にては、記憶手段121に収納されているプログラムに従って動作モードを画像形成モードからトナー濃度管理モードに切り替えるとともに、記憶手段127に収納されているカウンタ数nをリセットしn=0とする。   In step S12, the operation mode is switched from the image forming mode to the toner density management mode according to the program stored in the storage unit 121, and the counter number n stored in the storage unit 127 is reset to n = 0. .

ステップS13にてCPU111は、現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比が1:10になるように、それぞれの回転速度を変更するように指示、制御する。   In step S13, the CPU 111 instructs to change the respective rotation speeds so that the ratio of the linear speed of the outer peripheral surface of the developing roller 41 to the linear speed of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 is 1:10. Control.

ステップS14にてCPU111は、記憶手段122に収納されている測光パターン画像データを呼び出し、呼び出した測光パターン画像データを、書込手段に感光体ドラム1に書き込むよう指示し、感光体ドラム1に測光パターンの静電潜像を形成させる。   In step S <b> 14, the CPU 111 calls the photometric pattern image data stored in the storage unit 122, instructs the writing unit to write the photometric pattern image data that has been called to the photoconductive drum 1, and causes the photoconductive drum 1 to perform photometry. An electrostatic latent image of the pattern is formed.

ステップS15にては、静電潜像の現像を行い、感光体ドラム1上の測光パターンの静電潜像をトナー像に形成する。現像ローラ41の外周面の線速度と感光体ドラム1の外周面の線速度との比を1:10として現像することにより、現像ローラ41に担持されている現像剤の中のすべてのトナーは感光体ドラム1に移行しトナー像を形成する。   In step S15, the electrostatic latent image is developed, and an electrostatic latent image having a photometric pattern on the photosensitive drum 1 is formed on the toner image. By developing the ratio of the linear velocity of the outer peripheral surface of the developing roller 41 and the linear velocity of the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 to 1:10, all the toner in the developer carried on the developing roller 41 is obtained. Transfer to the photosensitive drum 1 to form a toner image.

次いでCPU111は、ステップS16にて、光学センサS4に感光体ドラム1に形成されたトナー像の濃度を測定させ、測定結果の出力値Aを取得し、記憶手段124に収納させるとともに、透磁率センサS5に現像ローラ41に担持される現像後の現像剤の透磁率を測定させ、測定結果の出力値B取得し、記憶手段124に収納させる。   Next, in step S16, the CPU 111 causes the optical sensor S4 to measure the density of the toner image formed on the photosensitive drum 1, obtains the output value A of the measurement result, stores it in the storage unit 124, and stores the magnetic permeability sensor. In S 5, the magnetic permeability of the developer after development carried on the developing roller 41 is measured, and the output value B of the measurement result is acquired and stored in the storage unit 124.

ステップS17にてCPU111は、記憶手段124に収納された出力値A、出力値Bを呼び出し、演算手段131に記憶手段121に収納している算出式(C=A/B)により算出値Cを算出させ、算出した算出値Cを記憶手段124に収納する。   In step S17, the CPU 111 calls the output value A and the output value B stored in the storage unit 124, and calculates the calculated value C by the calculation formula (C = A / B) stored in the storage unit 121 in the calculation unit 131. The calculated value C is stored in the storage unit 124.

ステップS18にてCPU111は、記憶手段125に収納されているトナー濃度評価値換算テーブルを参照し、演算値Cに対応するトナー濃度評価値Qを策出し、トナー濃度評価値Qを記憶手段126に収納する。   In step S <b> 18, the CPU 111 refers to the toner density evaluation value conversion table stored in the storage unit 125, calculates the toner density evaluation value Q corresponding to the calculation value C, and stores the toner density evaluation value Q in the storage unit 126. Store.

ステップS19にてCPU111は、記憶手段126に収納されたトナー濃度センサS2の出力値P、および、トナー濃度評価値Qを呼び出し、演算手段131に記憶手段121に収納している算出式(D=P−Q)により算出値Dを算出させ、算出した算出値Dを記憶手段126に収納する。   In step S19, the CPU 111 calls the output value P of the toner density sensor S2 and the toner density evaluation value Q stored in the storage unit 126, and calculates the calculation formula (D = The calculated value D is calculated by PQ), and the calculated value D is stored in the storage unit 126.

CPU111は、ステップS20にて記憶手段127に収納されている制御電圧テーブルを参照し、算出値Dに対応する制御電圧値Vを策出し、ステップS21にてトナー濃度センサ駆動手段S21にトナー濃度センサS2を制御電圧Vで動作させるように指示、制御する。   In step S20, the CPU 111 refers to the control voltage table stored in the storage unit 127 to determine the control voltage value V corresponding to the calculated value D. In step S21, the CPU 111 sends the toner concentration sensor driving unit S21 to the toner concentration sensor. Instruct and control S2 to operate at control voltage V.

ステップS22にては、CPU111は、記憶手段121に収納されているプログラムにしたがい、動作モードをトナー濃度センサ補正モードから画像形成モードに切り替え、現像ローラ41と感光体ドラム1を画像形成モードにおける回転速度にて回転させる。   In step S22, the CPU 111 switches the operation mode from the toner density sensor correction mode to the image forming mode according to the program stored in the storage unit 121, and rotates the developing roller 41 and the photosensitive drum 1 in the image forming mode. Rotate at speed.

CPU111は、ステップS22を終了するとステップS2に戻り、ステップS2にて制御電圧Vの条件の下に出力されるトナー濃度センサS2の出力値Pを取得した後、ステップS3以降の動作を実行し、ステップS11にてジョブが終了したとき(ステップS11 Yes)にはステップS23に移行し、ジョブの実行を終了する。   After completing step S22, the CPU 111 returns to step S2, acquires the output value P of the toner density sensor S2 that is output under the condition of the control voltage V in step S2, and then executes the operations after step S3. When the job ends in step S11 (step S11 Yes), the process proceeds to step S23, and the job execution is ended.

以上述べたように、発明の第2の実施の形態にては、画像形成モード実行中にても、攪拌室に配したトナー濃度センサによりトナー濃度の測定を行いトナー濃度管理を実行する。そして、画像形成モードにおける画像形成が所定の回数実行されたとき、あるいは、画像形成モードにおける画像形成が所定の回数に満たないときでも定着装置のウォームアップが完了していないときに、第1のセンサの出力値および第2のセンサの出力値に基づいてトナー濃度センサの制御電圧を修正して、トナー濃度センサによるトナー濃度管理を高温高湿時や低温低湿時における現像剤の嵩密度の変化に影響されないトナー濃度管理を、画像形成動作への影響を少なくして行うことができる。   As described above, in the second embodiment of the invention, even when the image forming mode is being executed, the toner density is measured by the toner density sensor disposed in the stirring chamber, and the toner density management is executed. Then, when the image formation in the image formation mode is executed a predetermined number of times, or when the image forming mode is less than the predetermined number of times, the fixing device has not been warmed up. The control voltage of the toner density sensor is corrected based on the output value of the sensor and the output value of the second sensor, and the toner density management by the toner density sensor is changed at a high temperature and high humidity or at a low temperature and low humidity. Thus, toner density management that is not affected by image quality can be performed with less influence on the image forming operation.

本発明におけるトナー濃度に対応する情報値を取得するプロセスを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the process of acquiring the information value corresponding to the toner density in the present invention. 現像剤のトナー濃度と算出値の対応を説明するデータおよび図である。FIG. 6 is data and a diagram for explaining a correspondence between a developer toner density and a calculated value; 図3は、前述した本発明を適用した画像形成装置の1例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. 発明の実施形態におけるトナー濃度管理を行うプロセスを説明する模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a process for performing toner density management in the embodiment of the invention. 本実施の形態の画像形成装置におけるトナー濃度管理制御系の概要を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating an outline of a toner density management control system in the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. FIG. トナー濃度管理モードにてトナー濃度管理を行う動作の流れを説明するフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a flow of an operation for performing toner density management in a toner density management mode. 第2の実施形態におけるトナー濃度センサの出力レベルを補正するプロセスを説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a process for correcting an output level of a toner density sensor according to a second embodiment. 第2の実施形態の画像形成装置におけるトナー濃度センサ補正制御系の概要を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating an outline of a toner density sensor correction control system in an image forming apparatus according to a second embodiment. 第2の実施形態の画像形成装置が、トナー濃度センサ補正モードにてトナー濃度補正を行う動作の流れを説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a flow of an operation in which the image forming apparatus of the second embodiment performs toner density correction in a toner density sensor correction mode.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
2 帯電手段
3 露光手段
4 現像装置
5 クリーニング手段
6 中間転写体
7 一次転写手段
9 二次転写手段
10 画像形成手段
11 制御手段
111 CPU
121〜129 記憶手段
131 演算手段
141 比較手段
150 インターフェース
20 給紙搬送手段
21 給紙カセット
22 給紙手段
23〜26 給紙ローラ
27 レジストローラ
28 排紙ローラ
29 排紙トレイ
41 現像ローラ
44 攪拌室
50 画像処理部
60 トナー収納手段
61 トナー補給手段
70 定着装置
90 転写材
S2 トナー濃度センサ
S21 トナー濃度センサ駆動手段
S4 光学センサ
S5 透磁率センサ
100 画像形成装置
200 画像読取装置
201 自動原稿送り装置
202 原稿画像走査露光装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging means 3 Exposure means 4 Developing apparatus 5 Cleaning means 6 Intermediate transfer body 7 Primary transfer means 9 Secondary transfer means 10 Image forming means 11 Control means 111 CPU
121 to 129 Storage unit 131 Calculation unit 141 Comparison unit 150 Interface 20 Paper feed conveyance unit 21 Paper feed cassette 22 Paper feed unit 23 to 26 Paper feed roller 27 Registration roller 28 Paper discharge roller 29 Paper discharge tray 41 Developing roller 44 Stirring chamber 50 Image processing section 60 Toner storage means 61 Toner supply means 70 Fixing device 90 Transfer material S2 Toner density sensor S21 Toner density sensor driving means S4 Optical sensor S5 Magnetic permeability sensor 100 Image forming apparatus 200 Image reading apparatus 201 Automatic document feeder 202 Document image Scanning exposure equipment

Claims (6)

トナーとキャリアを含む現像剤を用いる画像形成装置であり、
前記トナーを収納するトナー収納手段と、
前記現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記トナー収納手段に収納されたトナーを前記現像剤収納部に供給するトナー補給手段、および、前記現像剤を担持する現像剤担持体を有する現像装置と、
静電潜像を担持する感光体と、
を有し、前記感光体と前記現像剤担持体との対向位置にて前記感光体に担持された潜像を前記現像剤担持体に担持された現像剤にてトナー像に現像する画像形成装置において、
前記感光体の表面に形成されたトナー像の濃度に対応する出力値を出力する第1のセンサと、
現像後に前記現像剤担持体の表面に残存する現像剤の透磁率に対応する出力値を出力する第2のセンサと、
前記第1のセンサの出力値および前記第2のセンサの出力値に基づいて前記トナー補給手段の動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus using a developer containing toner and carrier,
Toner storage means for storing the toner;
A developer storage section for storing the developer;
A toner replenishing means for supplying toner stored in the toner storage means to the developer storage section; and a developing device having a developer carrier for carrying the developer;
A photoreceptor carrying an electrostatic latent image;
And an image forming apparatus that develops a latent image carried on the photoconductor at a position facing the photoconductor and the developer carrying body into a toner image with the developer carried on the developer carrying body. In
A first sensor that outputs an output value corresponding to the density of a toner image formed on the surface of the photoreceptor;
A second sensor that outputs an output value corresponding to the magnetic permeability of the developer remaining on the surface of the developer carrying member after development;
Control means for controlling the operation of the toner replenishing means based on the output value of the first sensor and the output value of the second sensor;
An image forming apparatus comprising:
前記制御手段は、前記第1のセンサの出力値および前記第2のセンサの出力値から算出値を算出し、前記算出値により前記画像形成装置の動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The control unit calculates a calculated value from an output value of the first sensor and an output value of the second sensor, and controls the operation of the image forming apparatus based on the calculated value. The image forming apparatus described in 1. 前記算出値は、前記算出値をC、前記第1のセンサの出力値をA、前記第2のセンサの出力値をBとしたときに、C=A/Bの算出式により算出されたものであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The calculated value is calculated by the equation C = A / B where C is the calculated value, A is the output value of the first sensor, and B is the output value of the second sensor. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記制御手段は、前記トナー補給手段の動作を、前記算出値と予め設定された基準値との比較結果により制御することを特徴とする請求項2または3のいずれかに記載の画像形成装置。 4. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit controls the operation of the toner replenishing unit based on a comparison result between the calculated value and a preset reference value. 前記第1のセンサおよび前記第2のセンサによる計測と前記出力値の出力、前記制御手段による前記算出値の算出、前記算出値の前記基準値との比較、および、前記比較の結果に基づく前記トナー補給手段の動作の制御、は、通常の画像形成における条件とは異なる条件にてなされた現像動作の後に実施されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。 Based on the results of the measurement by the first sensor and the second sensor and the output of the output value, the calculation of the calculated value by the control means, the comparison of the calculated value with the reference value, and the comparison result 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the operation of the toner replenishing unit is controlled after a developing operation performed under conditions different from those in normal image formation. . 請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置は、前記現像剤収納部に収納されている前記現像剤のトナー濃度を測定する出力レベル可変のトナー濃度センサを有するものであり、
前記制御手段は、前記第1のセンサの出力値と前記第2のセンサの出力値に基づき前記トナー濃度センサの出力レベルを制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a toner density sensor having a variable output level for measuring a toner density of the developer housed in the developer housing section.
The image forming apparatus, wherein the control unit controls an output level of the toner density sensor based on an output value of the first sensor and an output value of the second sensor.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010152057A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
JP2011232421A (en) * 2010-04-26 2011-11-17 Canon Inc Image forming apparatus
JP2013167794A (en) * 2012-02-16 2013-08-29 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
US8805221B2 (en) 2011-11-30 2014-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP2019113622A (en) * 2017-12-21 2019-07-11 コニカミノルタ株式会社 Image carrier and image forming apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010152057A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
JP2011232421A (en) * 2010-04-26 2011-11-17 Canon Inc Image forming apparatus
US8805221B2 (en) 2011-11-30 2014-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP2013167794A (en) * 2012-02-16 2013-08-29 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
JP2019113622A (en) * 2017-12-21 2019-07-11 コニカミノルタ株式会社 Image carrier and image forming apparatus
JP7091649B2 (en) 2017-12-21 2022-06-28 コニカミノルタ株式会社 Image forming device

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