JP2008256929A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

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修市 森國
Eiji Tenjiku
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus and an image forming method by which time related to toner concentration control of two-component developer including time for securing toner electrifying amount of the developer can be shortened, and waiting time required until image forming operation is started is shortened all the more, and also the deterioration of the developer is suppressed when the toner concentration control of the developer is performed. <P>SOLUTION: The image forming apparatus 100 which performs the toner concentration control so as to keep the toner concentration of the developer E fixed on the basis of the result of measurement by a toner concentration sensor 243 detecting the toner concentration of the developer E is equipped with a surface potential sensor 40 and a toner image density sensor 50. When the toner concentration control is to be performed, if the decision is made that image density based on the result of measurement by the toner image density sensor 50 is within a predetermined range in a state that the surface potential of the photoreceptor 21 is within the predetermined range, the toner concentration control of the developer E is finished. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法、特に、2成分現像剤のトナー濃度を一定に保つようにトナー濃度制御する電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method, and more particularly to an electrophotographic image forming apparatus and an image forming method for controlling toner density so as to keep the toner density of a two-component developer constant.

従来の電子写真方式の画像形成装置では、一般的に、潜像担持体(例えば、感光体)の表面を帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によりトナー像として可視像化(現像)し、該可視像化されたトナー像を記録用紙等の記録材に静電的に転写した後、該記録材に転写されたトナー像を定着装置により該記録材に固着する。   In a conventional electrophotographic image forming apparatus, generally, the surface of a latent image carrier (for example, a photoreceptor) is charged, and an electrostatic latent image is formed by exposing the charged area to an image. The latent image is visualized (developed) as a toner image by a developing device, and the visualized toner image is electrostatically transferred to a recording material such as recording paper and then transferred to the recording material. The toner image is fixed to the recording material by a fixing device.

この種の画像形成装置において、トナー及びキャリアを含む2成分現像剤を用いて現像を行う場合には、現像剤中のトナー及びキャリアのうちトナーのみを像担持体に付着させて消費させる方式が一般的に採用されている。このため、画像形成装置では、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサの測定結果に基づき該現像剤のトナー濃度を一定に保つようにトナー濃度制御がなされる。   In this type of image forming apparatus, when development is performed using a two-component developer including toner and carrier, only the toner out of the toner and carrier in the developer is attached to the image carrier and consumed. Generally adopted. Therefore, in the image forming apparatus, toner density control is performed so as to keep the toner density of the developer constant based on the measurement result of the toner density sensor that detects the toner density of the developer.

従来の画像形成装置では、2成分現像剤のトナー濃度維持のため、定期的に現像剤のトナー濃度制御が行われるが、その制御時間が長くかかっている(例えば、下記特許文献1参照)。   In the conventional image forming apparatus, in order to maintain the toner concentration of the two-component developer, the toner concentration of the developer is periodically controlled. However, the control time is long (for example, see Patent Document 1 below).

しかも、トナー濃度制御は、通常、現像剤を一定時間(例えば、2分程度)循環(攪拌、混合)させ、現像剤のトナー帯電量を安定化させた状態で行っている。即ち、現像剤のトナー帯電量を確保するための時間を予め設定しておき、その時間が経過した後に、現像剤のトナー濃度を制御している。   In addition, the toner concentration control is usually performed in a state where the developer is circulated (stirred and mixed) for a certain period of time (for example, about 2 minutes) and the toner charge amount of the developer is stabilized. That is, a time for ensuring the toner charge amount of the developer is set in advance, and the toner density of the developer is controlled after the time has elapsed.

このように、従来の画像形成装置では、トナー濃度制御時の制御時間が長くかかる上、トナー帯電量を確保するための時間がかかるため、画像形成動作が開始されるまでに時間がかかり、それだけ画像形成までの待ち時間が長くなるという問題がある。また、現像剤の攪拌、混合が行われている間、現像剤に負荷がかかり、現像剤の劣化を招くという問題もある。   As described above, in the conventional image forming apparatus, it takes a long time to control the toner density and it takes time to secure the toner charge amount. Therefore, it takes time until the image forming operation is started. There is a problem that the waiting time until image formation becomes long. In addition, while the developer is being stirred and mixed, there is a problem that the developer is loaded and the developer is deteriorated.

これに対し、下記特許文献2には、基準トナー画像(トナーパッチ)の画像濃度の測定値の所定目標値からの偏差と、その測定値の所定の領域に対応する変換係数とに基づいて、現像剤のトナー濃度を制御する画像形成装置が開示されている。しかし、この画像形成装置では、トナー濃度制御時の制御時間を短縮できる点で有効であるが、現像剤のトナー帯電量を確保するための時間の短縮化は考慮されておらず、前記問題の解消は十分ではない。
特開平4−246672号公報 特開2002−196552号公報
On the other hand, in Patent Document 2 below, based on the deviation of the measured value of the image density of the reference toner image (toner patch) from the predetermined target value and the conversion coefficient corresponding to the predetermined region of the measured value, An image forming apparatus that controls the toner density of a developer is disclosed. However, this image forming apparatus is effective in that the control time at the time of toner density control can be shortened, but the shortening of the time for securing the toner charge amount of the developer is not taken into consideration, and the above-mentioned problem is caused. The cancellation is not enough.
JP-A-4-246672 JP 2002-196552 A

そこで、本発明は、2成分現像剤のトナー濃度制御を行うにあたり、該現像剤のトナー帯電量を確保するための時間を含めた該現像剤のトナー濃度制御に関わる時間の短縮化を図ることができ、それだけ画像形成動作が開始されるまでの待ち時間を少なくできると共に該現像剤の劣化を抑えることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention aims at shortening the time related to the toner concentration control of the developer including the time for securing the toner charge amount of the developer when the toner concentration control of the two-component developer is performed. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming method capable of reducing the waiting time until the image forming operation is started and suppressing the deterioration of the developer.

従来の画像形成装置では、前記したように、2成分現像剤のトナー濃度制御は、通常、現像剤を一定時間(例えば、2分程度)攪拌、混合させ、現像剤のトナー帯電量を安定させた状態で行っているが、その時間は、現像剤中のキャリアとトナーとの攪拌、混合により、トナー帯電量を確保するための最大時間として設定されたものである。   In the conventional image forming apparatus, as described above, the toner density control of the two-component developer is usually performed by stirring and mixing the developer for a certain time (for example, about 2 minutes) to stabilize the toner charge amount of the developer. The time is set as the maximum time for securing the toner charge amount by stirring and mixing the carrier and toner in the developer.

図8は、現像剤の攪拌時間とトナー帯電量との関係の一例を示すグラフである。図8に示すように、トナー帯電量は、比較的短い時間(例えば20秒程度)で安定化している。換言すれば、残りの時間においては、既にトナー帯電量が安定化しているにも拘わらず、過度の現像剤の攪拌、混合が行われていることになる。従って、それほど現像剤の攪拌時間を確保する必要がない。   FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between developer agitation time and toner charge amount. As shown in FIG. 8, the toner charge amount is stabilized in a relatively short time (for example, about 20 seconds). In other words, in the remaining time, the developer is excessively stirred and mixed even though the toner charge amount has already been stabilized. Therefore, it is not necessary to secure the developer agitation time so much.

そこで、本発明者は、次のことを見出した。即ち、2成分現像剤のトナー濃度制御を行うにあたり、従来では予め設けられていた現像剤のトナー帯電量を確保するための時間を設けずに、即ち、トナー帯電量確保時間を待つことなく、潜像担持体上に基準トナー画像を所定の時間(例えば10秒)ごとに形成し、この基準トナー画像の画像濃度が所定の範囲内にあれば、現像剤のトナー帯電量が安定化した状態になっていると共に、現像剤のトナー濃度が所定値になっているものと判断することができる。   Therefore, the present inventor has found the following. That is, when controlling the toner density of the two-component developer, without providing time for securing the toner charge amount of the developer that has been provided in the past, that is, without waiting for the toner charge amount securing time, When a reference toner image is formed on the latent image carrier every predetermined time (for example, 10 seconds) and the image density of the reference toner image is within a predetermined range, the toner charge amount of the developer is stabilized In addition, it can be determined that the toner density of the developer is a predetermined value.

この判断を行う前提として、トナー画像濃度に影響を及ぼす潜像担持体の表面電位が一定に確保されることが必要となる。即ち、潜像担持体上の表面電位が所定範囲内にある状態で、潜像担持体上に形成された基準トナー画像の画像濃度が所定の範囲内にある場合には、現像剤のトナー濃度制御を行わなくても、現像剤のトナー濃度が維持されている。   As a premise for making this determination, it is necessary to ensure a constant surface potential of the latent image carrier that affects the toner image density. That is, when the surface potential on the latent image carrier is within a predetermined range and the image density of the reference toner image formed on the latent image carrier is within the predetermined range, the developer toner concentration The toner density of the developer is maintained without control.

本発明は、かかる知見に基づくものであり、前記課題を解決するために、次の画像形成装置及び画像形成方法を提供する。
(1)画像形成装置
潜像担持体の表面を帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、2成分現像剤を担持した現像剤担持体によって該潜像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する画像形成部を備え、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサの測定結果に基づき該現像剤のトナー濃度を一定に保つようにトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、前記潜像担持体上の表面電位を検出する表面電位センサと、前記潜像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を検出するトナー画像濃度センサと、前記トナー濃度制御を行うにあたり、前記潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記潜像担持体上の表面電位を前記表面電位センサにて測定する表面電位測定手段と、前記表面電位センサによる測定結果に基づく表面電位が所定の範囲内にあるか否かの電位判定を行い、該電位判定の結果前記所定範囲を超えていると判断した場合には、該表面電位を前記所定範囲内に入るように調整する表面電位調整手段と、前記電位判定の結果前記所定範囲内にあると判断した場合には、前記潜像担持体上に基準トナー画像を所定の時間ごとに形成する基準トナー画像形成手段と、前記潜像担持体上に形成された前記基準トナー画像の画像濃度を前記トナー画像濃度センサにて測定する画像濃度測定手段と、前記トナー画像濃度センサによる測定結果に基づく画像濃度が所定の範囲内にあると判断した場合には、前記トナー濃度制御を終了する判定手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
The present invention is based on such knowledge, and provides the following image forming apparatus and image forming method in order to solve the above problems.
(1) Image forming apparatus The surface of the latent image carrier is charged, and an image is exposed to the charged area to form an electrostatic latent image. On the latent image carrier, a developer carrier carrying a two-component developer is used. An image forming unit that develops the electrostatic latent image formed on the toner as a toner image, and based on the measurement result of a toner concentration sensor that detects the toner concentration of the developer, the toner is kept constant. An image forming apparatus that controls density, a surface potential sensor that detects a surface potential on the latent image carrier, and a toner image density sensor that detects an image density of a toner image formed on the latent image carrier A charging means for charging the surface of the latent image carrier, a surface potential measuring means for measuring a surface potential on the latent image carrier with the surface potential sensor, and the surface. Measurement with potential sensor A potential determination is made as to whether or not the surface potential based on a predetermined result is within a predetermined range, and when it is determined that the surface potential exceeds the predetermined range as a result of the potential determination, the surface potential is within the predetermined range. A surface potential adjusting means for adjusting to enter, and a reference toner image for forming a reference toner image on the latent image carrier every predetermined time when it is determined that the potential is within the predetermined range as a result of the potential determination Forming means, image density measuring means for measuring the image density of the reference toner image formed on the latent image carrier by the toner image density sensor, and an image density based on a measurement result by the toner image density sensor. An image forming apparatus comprising: a determination unit that terminates the toner density control when it is determined that the toner density is within a predetermined range.

(2)画像形成方法
潜像担持体の表面を帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、2成分現像剤を担持した現像剤担持体によって該潜像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する画像形成部を備え、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサの測定結果に基づき該現像剤のトナー濃度を一定に保つようにトナー濃度制御を行う画像形成装置の画像形成方法であって、前記潜像担持体上の表面電位を検出する表面電位センサと、前記潜像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を検出するトナー画像濃度センサとを用い、前記トナー濃度制御を行うにあたり、前記潜像担持体の表面を帯電する帯電ステップと、前記潜像担持体上の表面電位を前記表面電位センサにて測定する表面電位測定ステップと、前記表面電位センサによる測定結果に基づく表面電位が所定の範囲内にあるか否かの電位判定を行い、該電位判定の結果前記所定範囲を超えていると判断した場合には、該表面電位を前記所定範囲内に入るように調整する表面電位調整ステップと、前記電位判定の結果前記所定範囲内にあると判断した場合には、前記潜像担持体上に基準トナー画像を所定の時間ごとに形成する基準トナー画像形成ステップと、前記潜像担持体上に形成された前記基準トナー画像の画像濃度を前記トナー画像濃度センサにて測定する画像濃度測定ステップと、前記トナー画像濃度センサによる測定結果に基づく画像濃度が所定の範囲内にあると判断した場合には、前記トナー濃度制御を終了する判定ステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
(2) Image forming method The surface of the latent image carrier is charged, and an image is exposed to the charged area to form an electrostatic latent image. The developer carrier carrying the two-component developer is used to form a latent image on the latent image carrier. An image forming unit that develops the electrostatic latent image formed on the toner as a toner image, and based on the measurement result of a toner concentration sensor that detects the toner concentration of the developer, the toner is kept constant. An image forming method of an image forming apparatus for performing density control, wherein a surface potential sensor for detecting a surface potential on the latent image carrier and an image density of a toner image formed on the latent image carrier are detected. In performing toner density control using a toner image density sensor, a charging step for charging the surface of the latent image carrier, and a surface potential for measuring the surface potential on the latent image carrier with the surface potential sensor Measuring steps and If the surface potential based on the measurement result by the surface potential sensor is determined as to whether or not the surface potential is within a predetermined range, and the surface potential is determined to exceed the predetermined range as a result of the potential determination, A surface potential adjusting step for adjusting the reference toner image so as to fall within the predetermined range, and if the potential determination results in the predetermined range, the reference toner image is placed on the latent image carrier every predetermined time. A reference toner image forming step for forming the reference toner image, an image density measuring step for measuring the image density of the reference toner image formed on the latent image carrier by the toner image density sensor, and a measurement by the toner image density sensor. And a determination step of ending the toner density control when it is determined that the image density based on the result is within a predetermined range.

本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法では、前記現像剤のトナー濃度制御を行うにあたり、従来では予め設けられていた現像剤のトナー帯電量を確保するための時間を設けずに、即ち、トナー帯電量確保時間を待つことなく、前記潜像担持体上の表面電位が前記所定範囲内にある状態で、前記潜像担持体上に形成された前記基準トナー画像の画像濃度を前記トナー画像濃度センサにて測定し、前記トナー画像濃度センサによる測定結果に基づく画像濃度が所定の範囲内にあると判断した場合には、前記現像剤のトナー帯電量が安定した状態になっていると判断する。これにより、前記現像剤を攪拌、混合するための無駄な時間を削減することができると共に、過度の現像剤の攪拌、混合を防止することができる。さらに、前記トナー画像濃度センサによる測定結果に基づく画像濃度が所定の範囲内にあるので、前記現像剤のトナー濃度が所定値になっているものと判断し、前記トナー濃度制御を終了する。   In the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention, when the toner density control of the developer is performed, a time for securing the toner charge amount of the developer that has been provided in the past is not provided. Without waiting for the toner charge amount securing time, the image density of the reference toner image formed on the latent image carrier with the surface potential on the latent image carrier within the predetermined range is set as the toner image. When it is measured by the density sensor and it is determined that the image density based on the measurement result by the toner image density sensor is within a predetermined range, it is determined that the toner charge amount of the developer is in a stable state. To do. As a result, useless time for stirring and mixing the developer can be reduced, and excessive stirring and mixing of the developer can be prevented. Further, since the image density based on the measurement result by the toner image density sensor is within a predetermined range, it is determined that the toner density of the developer is a predetermined value, and the toner density control is terminated.

これにより、前記トナー濃度制御時の制御時間を短くできると共に、それだけ該現像剤の攪拌、混合時間が減少し、従って、該現像剤の劣化を抑えることができる。   As a result, the control time for controlling the toner concentration can be shortened, and the stirring and mixing time of the developer can be reduced accordingly, and therefore deterioration of the developer can be suppressed.

このように本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、2成分現像剤のトナー濃度制御を行うにあたり、現像剤のトナー帯電量を確保するための時間を含めた該現像剤のトナー濃度制御に関わる時間の短縮化を図ることができ、それだけ画像形成動作が開始されるまでの待ち時間を少なくできると共に該現像剤の劣化を抑えることができる。   As described above, according to the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention, in controlling the toner density of the two-component developer, the developer toner including the time for securing the toner charge amount of the developer is included. Time required for density control can be shortened, waiting time until the image forming operation is started can be reduced, and deterioration of the developer can be suppressed.

ところで、現像剤は、一般的に、周囲環境の影響を受けやすく、周囲環境の環境状態の変化によって、潜像担持体上に形成されるトナー像の画像濃度が変化し易い。そこで、本発明に係る画像形成装置において、周囲環境の状態を検出する環境状態検出手段を備え、前記画像濃度測定手段は、前記環境状態検出手段の測定結果に基づく環境状態の変化に応じて、前記トナー画像濃度センサによる測定感度を変更するように構成されることが好ましい。前記周囲環境としては、代表的には、温度及び/又は湿度を例示できる。この場合、前記環境状態検出装置としては、温度センサ及び/又は湿度センサを例示できる。   By the way, the developer is generally easily affected by the surrounding environment, and the image density of the toner image formed on the latent image carrier is likely to change due to a change in the environmental state of the surrounding environment. Therefore, in the image forming apparatus according to the present invention, the image forming apparatus includes an environmental state detection unit that detects a state of the surrounding environment, and the image density measurement unit is configured to change the environmental state based on the measurement result of the environmental state detection unit. It is preferable that the measurement sensitivity of the toner image density sensor is changed. A typical example of the surrounding environment is temperature and / or humidity. In this case, examples of the environmental state detection device include a temperature sensor and / or a humidity sensor.

また、現像剤は、一般的に、寿命度合いによって、潜像担持体上に形成されるトナー像の画像濃度が変化し易い。そこで、本発明に係る画像形成装置において、前記現像剤の寿命度合いを計測する寿命計測装置を備え、前記画像濃度測定手段は、前記寿命計測装置の測定結果に基づく寿命度合いに応じて、前記トナー画像濃度センサによる測定感度を変更するように構成されることが好ましい。なお、前記「寿命度合い」は、初期状態から寿命に至る使用状況のことであり、例えば、使用期間を挙げることができる。   In general, the developer tends to change the image density of the toner image formed on the latent image carrier depending on the lifetime. In view of this, the image forming apparatus according to the present invention includes a lifetime measuring device that measures the lifetime level of the developer, and the image density measuring unit includes the toner according to the lifetime level based on the measurement result of the lifetime measuring device. It is preferable that the measurement sensitivity by the image density sensor is changed. The “lifetime degree” refers to a use situation from the initial state to the life, and can include a use period, for example.

前記寿命計測装置としては、例えば、画像形成回数や該画像形成装置の駆動時間等をカウントする計数装置を挙げることができる。   Examples of the lifetime measuring device include a counting device that counts the number of image formations and the drive time of the image forming device.

本発明に係る画像形成装置において、前記基準トナー画像形成手段は、前記電位判定の結果前記所定範囲内にあると判断した場合には、前記潜像担持体上に画像濃度が互いに異なる2種類の基準トナー画像をそれぞれ前記所定時間ごとに形成し、前記画像濃度測定手段は、前記潜像担持体上に形成された前記2種類の基準トナー画像の画像濃度を前記トナー画像濃度センサにてそれぞれ測定し、前記判定手段は、前記トナー画像濃度センサによる測定結果に基づく前記2種類の基準トナー画像の画像濃度のうち、一方が所定の第1の範囲内にあり且つ他方が前記第1の範囲とは異なる所定の第2の範囲内にあると判断した場合に、前記トナー濃度制御を終了するように構成されてもよい。こうすることで、前記2種類の基準トナー画像の画像濃度に基づき、現像性を正確に見極めることができ、前記トナー濃度制御を行うか否かの判断をより的確に行うことができる。   In the image forming apparatus according to the present invention, when the reference toner image forming unit determines that the reference toner image forming unit is within the predetermined range as a result of the potential determination, the reference toner image forming unit has two types of image densities different from each other on the latent image carrier. A reference toner image is formed at each predetermined time, and the image density measuring means measures the image density of the two types of reference toner images formed on the latent image carrier with the toner image density sensor. The determination means includes: one of the image densities of the two types of reference toner images based on the measurement result of the toner image density sensor is within a predetermined first range, and the other is the first range. May be configured to end the toner density control when it is determined that they are within a different predetermined second range. By doing so, it is possible to accurately determine the developability based on the image densities of the two types of reference toner images, and it is possible to more accurately determine whether or not to perform the toner density control.

また、本発明に係る画像形成装置において、前記トナー濃度制御は、トナー補給直後は行わないように構成されることが好ましい。こうすることで、前記現像剤のトナー帯電量の変動を抑えることができ、前記トナー濃度制御を行うか否かの判断をより正確に行うことが可能となる。   In the image forming apparatus according to the present invention, it is preferable that the toner density control is not performed immediately after toner replenishment. By so doing, fluctuations in the toner charge amount of the developer can be suppressed, and it is possible to more accurately determine whether or not to perform the toner density control.

本発明に係る画像形成装置において前記潜像担持体の周速度が300mm/sec以上350mm/sec未満であり、且つ、前記潜像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速比が2.0以下であることが好ましい。なお、この場合、前記潜像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速比の下限値としては、それには限定されないが、例えば、0.8程度を挙げることができる。   In the image forming apparatus according to the present invention, the peripheral speed of the latent image carrier is not less than 300 mm / sec and less than 350 mm / sec, and the peripheral speed ratio of the developer carrier to the peripheral speed of the latent image carrier is 2. 0.0 or less is preferable. In this case, the lower limit value of the peripheral speed ratio of the developer carrier relative to the peripheral speed of the latent image carrier is not limited to this, but may be about 0.8, for example.

また、本発明に係る画像形成装置において、前記潜像担持体の周速度としては、例えば、350mm/sec以上を挙げることができる。なお、前記潜像担持体の周速度の上限値としては、それには限定されないが、540mm/sec程度を例示できる。   In the image forming apparatus according to the present invention, examples of the peripheral speed of the latent image carrier include 350 mm / sec or more. The upper limit value of the peripheral speed of the latent image carrier is not limited thereto, but can be exemplified by about 540 mm / sec.

この場合、該画像形成装置の画像形成速度(即ち前記潜像担持体の周速度)が速くなるに従い、前記現像剤担持体の高速回転による現像が要求されるため、前記潜像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速比が1.2以上2.0以下であることが好ましい。   In this case, as the image forming speed of the image forming apparatus (that is, the peripheral speed of the latent image carrier) increases, development by high-speed rotation of the developer carrier is required. The peripheral speed ratio of the developer carrying member to the speed is preferably 1.2 or more and 2.0 or less.

本発明に係る画像形成装置において、前記2成分現像剤として、キャリアの平均粒径が30μm〜60μm程度のものを用いることができる。この範囲の平均粒径のキャリアを有する現像剤を用いることで、該現像剤のトナー帯電量を安定化させるにあたり、優れた帯電立ち上がりを示すことが可能となり、それだけトナー帯電量が安定化する時間を削減することができる。   In the image forming apparatus according to the present invention, as the two-component developer, a carrier having an average particle diameter of about 30 μm to 60 μm can be used. By using a developer having a carrier having an average particle diameter in this range, it is possible to show an excellent charge rise in stabilizing the toner charge amount of the developer, and the time for stabilizing the toner charge amount accordingly. Can be reduced.

また、本発明に係る画像形成装置において、前記表面電位センサによる測定結果に基づく表面電位が、所定の範囲を超えている場合には、警報を発するように構成されていてもよい。この構成では、前記表面電位に関係する部材(例えば、前記潜像担持体や前記表面電位センサ等)の異常を使用者に報知することができる。   The image forming apparatus according to the present invention may be configured to issue an alarm when a surface potential based on a measurement result by the surface potential sensor exceeds a predetermined range. In this configuration, it is possible to notify the user of an abnormality of a member related to the surface potential (for example, the latent image carrier or the surface potential sensor).

以上説明したように、本発明によると、2成分現像剤のトナー濃度制御を行うにあたり、該現像剤のトナー帯電量を確保するための時間を含めた該現像剤のトナー濃度制御に関わる時間の短縮化を図ることができ、それだけ画像形成動作が開始されるまでの待ち時間を少なくできると共に該現像剤の劣化を抑えることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, when controlling the toner concentration of the two-component developer, the time related to the toner concentration control of the developer including the time for securing the toner charge amount of the developer is included. It is possible to provide an image forming apparatus and an image forming method that can be shortened, reduce the waiting time until the image forming operation is started, and suppress deterioration of the developer.

以下、本発明に係る一実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、図1に示す画像形成装置100全体の構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。   First, the overall configuration of the image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示す画像形成装置100は、電子写真方式の画像形成プロセスによって画像を形成するものであり、潜像担持体(ここでは感光体ドラム)21と、感光体ドラム21表面を帯電させるための帯電装置22と、感光体ドラム21上に静電潜像を形成するための露光装置(ここでは光書込みユニット)23と、前記静電潜像を現像剤によって現像して感光体ドラム21上にトナー像を形成するための現像装置24と、感光体ドラム21上のトナー像を記録用紙等の転写シートに転写するための転写装置(ここでは転写ユニット)25と、シート上の転写画像を該シートに定着するための定着装置(ここでは定着ユニット)27と、転写装置25によって転写されずに感光体ドラム21表面に残った残留トナーを除去するためのクリーニング装置(ここではクリーニングユニット)26と、感光体ドラム21表面に残った残留電荷を除電するための除電装置(図示省略)とを備えている。   An image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 forms an image by an electrophotographic image forming process. The image forming apparatus 100 charges a latent image carrier (here, a photosensitive drum) 21 and the surface of the photosensitive drum 21. A charging device 22, an exposure device (here, an optical writing unit) 23 for forming an electrostatic latent image on the photosensitive drum 21, and developing the electrostatic latent image with a developer to form the electrostatic latent image on the photosensitive drum 21. A developing device 24 for forming a toner image, a transfer device (here, a transfer unit) 25 for transferring the toner image on the photosensitive drum 21 to a transfer sheet such as a recording paper, and a transfer image on the sheet. A fixing device (here, a fixing unit) 27 for fixing on the sheet, and a cleaning for removing residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 21 without being transferred by the transfer device 25 And location 26 (cleaning unit in this case), and a neutralization device for neutralizing the remaining residual charge on the surface of the photosensitive drum 21 (not shown).

詳しくは、この画像形成装置100は、原稿から読取られた画像データを取得したり、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像をシート上に形成するものであり、その構成を大別すると、原稿搬送部(ADF)101、画像読取り部102、画像形成部103、シート搬送部104及び給紙部105からなっている。   Specifically, the image forming apparatus 100 acquires image data read from a document, or acquires image data received from the outside, and forms a monochrome image indicated by the image data on a sheet. The configuration is roughly divided into a document conveying unit (ADF) 101, an image reading unit 102, an image forming unit 103, a sheet conveying unit 104, and a sheet feeding unit 105.

原稿搬送部101は、少なくとも1枚の原稿が原稿セットトレイ11にセットされると、原稿を1枚ずつ原稿セットトレイ11から引き出して搬送し、該原稿を画像読取り部102に導いて通過させ、該原稿を排紙トレイ12に排出するようになっている。   When at least one document is set on the document setting tray 11, the document conveying unit 101 pulls out the document one by one from the document setting tray 11, conveys the document to the image reading unit 102, and passes the document. The original is discharged to the paper discharge tray 12.

画像読取り部102は、原稿搬送部101からの原稿画像を読取り、該原稿画像に対応する画像データを、マイクロコンピュータ等を含む制御部200へ送信するようになっている。   The image reading unit 102 reads a document image from the document conveying unit 101 and transmits image data corresponding to the document image to a control unit 200 including a microcomputer.

画像読取り部102から制御部200へ送信された画像データは、該制御部200で各種の画像処理を施されてから、画像形成部103に出力されるようになっている。   The image data transmitted from the image reading unit 102 to the control unit 200 is subjected to various image processing by the control unit 200 and then output to the image forming unit 103.

画像形成部103は、画像データに基づく原稿画像をシート上に記録するものであって、既述の感光体ドラム21、帯電装置22、露光装置23、現像装置24、転写装置25、クリーニング装置26、定着装置27及び除電装置を備えている。   The image forming unit 103 records a document image based on the image data on a sheet. The photosensitive drum 21, the charging device 22, the exposure device 23, the developing device 24, the transfer device 25, and the cleaning device 26 described above. And a fixing device 27 and a charge eliminating device.

感光体ドラム21は、表面が所定方向に移動し(図中矢印A方向に回転し)、その表面がクリーニング装置26によりクリーニングされ、該クリーニングされた表面を帯電装置22により均一に帯電される。本実施の形態では、高速画像形成処理を実現するために、感光体ドラム21の周速度は、350mm/sec以上とされている。   The surface of the photosensitive drum 21 moves in a predetermined direction (rotates in the direction of arrow A in the figure), the surface is cleaned by the cleaning device 26, and the cleaned surface is uniformly charged by the charging device 22. In the present embodiment, the peripheral speed of the photosensitive drum 21 is set to 350 mm / sec or more in order to realize high-speed image forming processing.

帯電装置22は、本実施の形態では、グリッド電極を有するスコロトロン型帯電器とされている。詳しくは、帯電装置22は、チャージャー型のものであってコロナワイヤと感光体21との間にグリッド電極が設けられており、制御部200の指示の下、グリッド電圧を調整して感光体21上の表面電位を調整できるようになっている。   In the present embodiment, the charging device 22 is a scorotron charger having a grid electrode. Specifically, the charging device 22 is of a charger type, and a grid electrode is provided between the corona wire and the photoconductor 21. Under the instruction of the control unit 200, the grid voltage is adjusted to adjust the photoconductor 21. The upper surface potential can be adjusted.

露光装置として作用する光書込みユニット23は、レーザー光源であるレーザー照射部28、及びミラー群29を備えるレーザースキャニングユニット(LSU)である。この光書込みユニット23は、制御部200からの画像データを入力して、この画像データに応じたレーザー光をレーザー照射部28から出射し、このレーザー光を、ミラー群29を介して感光体ドラム21に照射して、均一に帯電された感光体ドラム21表面を露光し、感光体ドラム21表面に静電潜像を形成するようになっている。なお、レーザー照射部28は、制御部200の指示の下、感光体21上の表面へのレーザー光の光量及び照射径を調整できるようになっている。   The optical writing unit 23 acting as an exposure apparatus is a laser scanning unit (LSU) including a laser irradiation unit 28 that is a laser light source and a mirror group 29. The optical writing unit 23 receives image data from the control unit 200, emits laser light corresponding to the image data from the laser irradiation unit 28, and outputs the laser light via the mirror group 29 to the photosensitive drum. 21, the surface of the photosensitive drum 21 that is uniformly charged is exposed, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 21. The laser irradiation unit 28 can adjust the light amount and the irradiation diameter of the laser light on the surface of the photoconductor 21 under the instruction of the control unit 200.

現像装置24は、トナーを感光体ドラム21表面に供給して、感光体ドラム21上に形成された静電潜像を可視像化(現像)するものである。この現像装置2については、のちほど詳述する。   The developing device 24 supplies toner to the surface of the photosensitive drum 21 to visualize (develop) the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 21. The developing device 2 will be described in detail later.

転写ユニット25は、感光体ドラム21表面に形成されたトナー像をシート搬送部104により搬送されてきたシートに転写するようになっている。   The transfer unit 25 transfers the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 21 to the sheet conveyed by the sheet conveying unit 104.

詳しくは、転写ユニット25は、弾性導電性ローラ34を有している。弾性導電性ローラ34は、シート搬送部104から搬送されてくるシートを感光体ドラム21表面に押し付けるようになっている。また、弾性導電性ローラ34には、感光体ドラム21表面のトナー像の電荷とは逆極性の電界が印加され、この逆極性の電界により感光体ドラム21表面のトナー像がシート上に転写される。例えば、トナー像が(−)極性の電荷を有する場合は、弾性導電性ローラ34に印加さる電界の極性が(+)極性にされる。   Specifically, the transfer unit 25 has an elastic conductive roller 34. The elastic conductive roller 34 presses the sheet conveyed from the sheet conveying unit 104 against the surface of the photosensitive drum 21. In addition, an electric field having a polarity opposite to the charge of the toner image on the surface of the photosensitive drum 21 is applied to the elastic conductive roller 34, and the toner image on the surface of the photosensitive drum 21 is transferred onto the sheet by the electric field having the opposite polarity. The For example, when the toner image has a (−) polarity charge, the polarity of the electric field applied to the elastic conductive roller 34 is set to the (+) polarity.

クリーニングユニット26は、現像、転写後に感光体ドラム21の表面に残留したトナーを除去して回収するようになっている。   The cleaning unit 26 removes and collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 21 after development and transfer.

定着ユニット27は、転写ユニット25にてトナー像が転写されたシートを加熱及び加圧して、該シート上のトナー像を定着させるようになっている。   The fixing unit 27 heats and pressurizes the sheet on which the toner image is transferred by the transfer unit 25 to fix the toner image on the sheet.

詳しくは、定着ユニット27は、一対の定着ローラ(ここでは加熱ローラ35及び加圧ローラ36)を備えている。加熱ローラ35内部には、該加熱ローラ35表面を所定温度(定着温度:概ね160〜200℃)に設定するための熱源(図示せず)が設けられている。また、加熱ローラ35に対して加圧ローラ36が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ36の両端に加圧部材(図示せず)が配置されている。かかる構成を備えた定着ユニット27は、加熱ローラ35と加圧ローラ36間の圧接部(定着ニップ部と称される)にシートが搬送されてくると、各ローラ35,36によりシートが搬送されつつ、シート上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像がシート上に定着されるようになっている。   Specifically, the fixing unit 27 includes a pair of fixing rollers (here, a heating roller 35 and a pressure roller 36). Inside the heating roller 35, a heat source (not shown) for setting the surface of the heating roller 35 to a predetermined temperature (fixing temperature: approximately 160 to 200 ° C.) is provided. Further, pressure members (not shown) are arranged at both ends of the pressure roller 36 so that the pressure roller 36 is pressed against the heating roller 35 with a predetermined pressure. In the fixing unit 27 having such a configuration, when a sheet is conveyed to a pressure contact portion (referred to as a fixing nip portion) between the heating roller 35 and the pressure roller 36, the sheet is conveyed by the rollers 35 and 36. Meanwhile, the unfixed toner image on the sheet is heated and melted and pressed to fix the toner image on the sheet.

シート搬送部104は、給紙部105からのシートを搬送するための複数対の搬送ローラ41、一対のレジストローラ42、搬送経路43を備えている。   The sheet conveyance unit 104 includes a plurality of pairs of conveyance rollers 41, a pair of registration rollers 42, and a conveyance path 43 for conveying the sheet from the sheet feeding unit 105.

給紙部105は、複数の給紙トレイ51を備えている。各給紙トレイ51は、シートを蓄積しておくためのものであり、画像形成装置100の下方に設けられている。また、各給紙トレイ51は、シートを一枚ずつ引き出すためのピックアップローラを備えており、該ピックアップローラにて引き出したシートをシート搬送部104の搬送経路43へと送り出すようになっている。本実施形態の画像形成装置100は高速画像形成処理を目的としているため、各給紙トレイ51には、定型サイズのシートを500〜1500枚収納可能な容積を確保している。   The paper feed unit 105 includes a plurality of paper feed trays 51. Each paper feed tray 51 is for storing sheets, and is provided below the image forming apparatus 100. Each paper feed tray 51 is provided with a pickup roller for pulling out the sheets one by one, and the sheet pulled out by the pickup roller is sent out to the transport path 43 of the sheet transport unit 104. Since the image forming apparatus 100 of the present embodiment is intended for high-speed image forming processing, each paper feed tray 51 has a capacity capable of storing 500 to 1500 sheets of standard size sheets.

搬送経路43は、シートを給紙部105から受け取ったシートを、レジストローラ42によって、回転される感光体21上のトナー像と同期をとって、転写ユニット25へ搬送し、さらに定着ユニット27へと搬送するようになっている。また、定着ユニット27にて定着されたシートは、シート搬送部104により排紙トレイ47へとさらに搬送されて排出されるようになっている。   The conveyance path 43 conveys the sheet received from the sheet feeding unit 105 to the transfer unit 25 in synchronization with the toner image on the photosensitive member 21 rotated by the registration roller 42, and further to the fixing unit 27. It is designed to be transported. In addition, the sheet fixed by the fixing unit 27 is further conveyed to the sheet discharge tray 47 by the sheet conveying unit 104 and discharged.

次に、現像装置24について説明する。図2は、図1に示す現像装置24を模式的に示す側面図である。図2に示すように、現像装置24は、現像剤担持体241と、現像槽242と、トナー濃度センサ243とを備えている。   Next, the developing device 24 will be described. FIG. 2 is a side view schematically showing the developing device 24 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the developing device 24 includes a developer carrier 241, a developing tank 242, and a toner concentration sensor 243.

現像剤担持体241は、トナー及びキャリアを主成分とする2成分現像剤Eを担持するものであり、ここでは現像ローラとされている。現像剤担持体241は、現像槽242に配置されており、表面に現像剤Eを担持して回転駆動されるようになっている。これにより、現像剤担持体241は、表面に担持した現像剤Eを、感光体ドラム21上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送するようになっている。   The developer carrier 241 carries a two-component developer E mainly composed of toner and carrier, and is here a developing roller. The developer carrying member 241 is disposed in the developing tank 242 and carries the developer E on the surface and is driven to rotate. As a result, the developer carrying member 241 conveys the developer E carried on the surface thereof to a developing region where the electrostatic latent image on the photosensitive drum 21 is developed.

具体的には、現像剤担持体241は、現像槽242に収容される現像剤Eを外周面上に担持して現像領域へ搬送する円筒体の現像スリーブ241aを有し、該現像スリーブ241a内にマグネットロール241bが設けられている。現像スリーブ241aは、マグネットロール241bに対して相対回転可能とされており、所定の回転方向(図中矢印B方向)に回転駆動されるようになっている。   Specifically, the developer carrying member 241 has a cylindrical developing sleeve 241a that carries the developer E accommodated in the developing tank 242 on the outer peripheral surface and transports it to the developing region, and the inside of the developing sleeve 241a. Is provided with a magnet roll 241b. The developing sleeve 241a is rotatable relative to the magnet roll 241b and is driven to rotate in a predetermined rotation direction (the direction of arrow B in the figure).

現像槽242は、現像剤Eを収容するものである。この現像槽242は、本実施の形態では、第1搬送部材242a及び第2搬送部材242bが設けられている。第1搬送部材242aは、現像槽242における現像剤Eを軸方向の一方側から他方側へ搬送するものである。第2搬送部材242bは、現像槽242における現像剤Eを軸方向の他方側から一方側へ搬送するものである。   The developing tank 242 contains the developer E. In the present embodiment, the developing tank 242 is provided with a first transport member 242a and a second transport member 242b. The first conveying member 242a conveys the developer E in the developing tank 242 from one side in the axial direction to the other side. The second transport member 242b transports the developer E in the developing tank 242 from the other side in the axial direction to one side.

具体的には、第1搬送部材242aは、ここでは、現像槽242内の現像剤Eを現像剤担持体241に供給しつつ軸方向の一方側から他方側へ搬送するための第1搬送スクリューとされている。第2搬送部材242bは、ここでは、現像槽242内の現像剤Eを第1搬送部材242aに供給しつつ軸方向の他方側から一方側へ搬送するための第2搬送スクリューとされている。この第1及び第2搬送スクリュー242a,242bには、それぞれ、現像剤Eの搬送とトナー及びキャリアの混合とを行うための螺旋状フィン242a’,242b’が設けられている。なお、本実施の形態では、トナーは感光体21表面に帯電される表面電位の極性と同極性に帯電されるようになっている。また、現像スリーブ241aには、現像バイアス印加装置244にて現像バイアス電圧が印加されるようになっている。これにより、感光体21上に形成された静電潜像は、同極性に帯電されたトナーが該現像バイアス電圧によって静電的に引き寄せられて反転現像されるようになっている。   Specifically, here, the first conveying member 242a is a first conveying screw for conveying the developer E in the developing tank 242 from one side to the other side in the axial direction while supplying the developer E to the developer carrier 241. It is said that. Here, the second transport member 242b is a second transport screw for transporting the developer E in the developing tank 242 from the other side in the axial direction to one side while supplying the developer E to the first transport member 242a. The first and second conveying screws 242a and 242b are provided with helical fins 242a 'and 242b' for conveying the developer E and mixing the toner and the carrier, respectively. In the present embodiment, the toner is charged with the same polarity as the polarity of the surface potential charged on the surface of the photoreceptor 21. A developing bias voltage is applied to the developing sleeve 241a by a developing bias applying device 244. As a result, the electrostatic latent image formed on the photosensitive member 21 is reversely developed by electrostatically attracting the toner charged to the same polarity by the developing bias voltage.

トナー濃度センサ243は、現像剤Eのトナー濃度を検出するものである。このトナー濃度センサ243は、現像槽242の所定の検出位置に配設されている。   The toner density sensor 243 detects the toner density of the developer E. The toner concentration sensor 243 is disposed at a predetermined detection position of the developing tank 242.

画像形成装置100は、現像装置24における現像剤Eにトナーを補給するトナー補給装置30をさらに備えている(図1参照)。トナー補給装置30は、現像槽242における供給口242cから現像剤Eに対して必要に応じてトナーの補給が行われるようになっている。   The image forming apparatus 100 further includes a toner supply device 30 that supplies toner to the developer E in the developing device 24 (see FIG. 1). The toner replenishing device 30 is configured to replenish toner as necessary to the developer E from a supply port 242c in the developing tank 242.

現像装置24の現像槽242にはトナー補給装置30が連結されており、制御部200からの作動信号によって現像槽242に補給できるようになっている。即ち、トナー補給装置30は、制御部200の指示の下、現像槽242に設けられたトナー濃度センサ243のセンサ出力値に基づくトナー濃度制御によって、必要に応じてトナーを現像槽242へ補給するようになっている。   A toner replenishing device 30 is connected to the developing tank 242 of the developing device 24 so that the developing tank 242 can be replenished by an operation signal from the control unit 200. That is, the toner replenishing device 30 replenishes toner to the developing tank 242 as necessary by toner density control based on the sensor output value of the toner density sensor 243 provided in the developing tank 242 under the instruction of the control unit 200. It is like that.

次に、制御部200について説明する。図3は、図1に示す画像形成装置100の制御部200を中心に示す制御系の概略ブロック図である。   Next, the control unit 200 will be described. FIG. 3 is a schematic block diagram of a control system mainly showing the control unit 200 of the image forming apparatus 100 shown in FIG.

図3に示す制御部200は、CPU(Central Processing Unit)201と、記憶部202とを備えている。記憶部202は、各種制御プログラムや必要な関数を記憶しており、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含んでいる。   The control unit 200 illustrated in FIG. 3 includes a CPU (Central Processing Unit) 201 and a storage unit 202. The storage unit 202 stores various control programs and necessary functions, and includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory).

制御部200は、CPU201によって、各種制御プログラムを記憶部202から読み出し、該読み出した制御プログラムを実行することで、画像形成プロセス制御を行うように構成されている。   The control unit 200 is configured to control the image forming process by reading various control programs from the storage unit 202 by the CPU 201 and executing the read control programs.

トナー濃度センサ243は、センサ出力値が制御部200へ送信されるように制御部200の入力系に電気的に接続されている。また、トナー補給装置30は、作動信号が制御部200から受信されるように制御部200の出力系に電気的に接続されている。   The toner concentration sensor 243 is electrically connected to the input system of the control unit 200 so that the sensor output value is transmitted to the control unit 200. The toner replenishing device 30 is electrically connected to the output system of the control unit 200 so that the operation signal is received from the control unit 200.

画像形成装置100は、前記の構成に加えて、表面電位センサ40及びトナー画像濃度センサ50を備えている。   The image forming apparatus 100 includes a surface potential sensor 40 and a toner image density sensor 50 in addition to the above configuration.

表面電位センサ40は、感光体21上の表面電位を検出するものである。表面電位センサ40は、感光体21周囲の何れの位置に配設されていてもよい。表面電位センサ40は、ここでは、感光体21の回転方向Aにおいて、転写ユニット25よりも下流側且つクリーニングユニット26よりも上流側に配設されている(図1参照)。表面電位センサ40は、センサ出力値が制御部200へ送信されるように制御部200の入力系に電気的に接続されている。   The surface potential sensor 40 detects the surface potential on the photoconductor 21. The surface potential sensor 40 may be disposed at any position around the photoconductor 21. Here, the surface potential sensor 40 is disposed downstream of the transfer unit 25 and upstream of the cleaning unit 26 in the rotation direction A of the photosensitive member 21 (see FIG. 1). The surface potential sensor 40 is electrically connected to the input system of the control unit 200 so that the sensor output value is transmitted to the control unit 200.

トナー画像濃度センサ50は、感光体21上に形成されたトナー像の画像濃度を検出するものである。トナー画像濃度センサ50は、感光体21周囲の何れの位置に配設されていてもよい。トナー画像濃度センサ50は、感光体21の回転方向Aにおいて、現像装置24よりも下流側且つ転写ユニット25よりも上流側に配設されている(図1参照)。トナー画像濃度センサ50は、センサ出力値が制御部200へ送信されるように制御部200の入力系に電気的に接続されている。   The toner image density sensor 50 detects the image density of the toner image formed on the photoconductor 21. The toner image density sensor 50 may be disposed at any position around the photoreceptor 21. The toner image density sensor 50 is disposed downstream of the developing device 24 and upstream of the transfer unit 25 in the rotation direction A of the photosensitive member 21 (see FIG. 1). The toner image density sensor 50 is electrically connected to the input system of the control unit 200 so that the sensor output value is transmitted to the control unit 200.

なお、表面電位センサ40及びトナー画像濃度センサ50は、何れも従来の画像形成装置に使用されているものと同様のものを用いることができる。従って、これら部材のさらに詳しい構成については説明を省略する。   The surface potential sensor 40 and the toner image density sensor 50 can be the same as those used in the conventional image forming apparatus. Therefore, the description of the detailed configuration of these members is omitted.

帯電装置22は、グリッド電圧調整用の作動信号が制御部200から受信されるように制御部200の出力系に電気的に接続されている。現像バイアス印加装置244は、現像バイアス電圧調整用の作動信号が制御部200から受信されるように制御部200の出力系に電気的に接続されている。また、レーザー照射部28は、レーザー光の光量調整用の作動信号及び照射径調整用の作動信号が制御部200から受信されるように制御部200の出力系に電気的に接続されている。   The charging device 22 is electrically connected to the output system of the control unit 200 so that an operation signal for adjusting the grid voltage is received from the control unit 200. The development bias applying device 244 is electrically connected to the output system of the control unit 200 so that an operation signal for adjusting the development bias voltage is received from the control unit 200. The laser irradiation unit 28 is electrically connected to the output system of the control unit 200 so that an operation signal for adjusting the amount of laser light and an operation signal for adjusting the irradiation diameter are received from the control unit 200.

本発明の実施に係る画像形成装置100は、制御部200によって、2成分現像剤Eのトナー濃度維持のため、トナー濃度センサ243の測定結果に基づき定期的に現像剤Eのトナー濃度制御が行われるが、従来では予め設定されていた現像剤Eのトナー帯電量を確保するための時間を待つことなく、所定の条件において、現像剤Eのトナー濃度制御を終了するようになっている。   In the image forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the control unit 200 periodically controls the toner density of the developer E based on the measurement result of the toner density sensor 243 in order to maintain the toner density of the two-component developer E. However, the toner density control of the developer E is terminated under a predetermined condition without waiting for a time for securing the toner charge amount of the developer E, which has been set in advance.

即ち、前記制御プログラムは、ここでは、制御部200を、後述する帯電手段、表面電位測定手段、表面電位調整手段、基準トナー画像形成手段、画像濃度測定手段及び判定手段を含む手段として機能させるためのものとされている。   That is, here, the control program causes the control unit 200 to function as a unit including a charging unit, a surface potential measuring unit, a surface potential adjusting unit, a reference toner image forming unit, an image density measuring unit, and a determining unit, which will be described later. It is said that.

前記帯電手段は、前記トナー濃度制御を行うにあたり、表面がクリーニングされると共に除電された感光体21の該表面を帯電するようになっている。   When the toner density control is performed, the charging unit charges the surface of the photoreceptor 21 whose surface has been cleaned and discharged.

詳しくは、前記帯電手段は、帯電装置22にて感光体21の表面を一様に帯電するようになっている。   Specifically, the charging means uniformly charges the surface of the photoreceptor 21 with the charging device 22.

前記表面電位測定手段は、感光体21上の表面電位を表面電位センサ40にて測定するようになっている。   The surface potential measuring means measures the surface potential on the photoconductor 21 with a surface potential sensor 40.

詳しくは、前記表面電位測定手段は、感光体21上に一様に帯電した表面電位を表面電位センサ40にて測定し、その測定結果を制御部200に送信するようになっている。   Specifically, the surface potential measuring means measures the surface potential uniformly charged on the photosensitive member 21 by the surface potential sensor 40 and transmits the measurement result to the control unit 200.

前記表面電位調整手段は、表面電位センサ40による測定結果に基づく表面電位が所定の範囲内にあるか否かの電位判定を行い、該電位判定の結果前記所定範囲を超えていると判断した場合には、該表面電位を前記所定範囲内に入るように調整するようになっている。   When the surface potential adjusting means performs a potential determination as to whether or not the surface potential based on a measurement result by the surface potential sensor 40 is within a predetermined range, and determines that the surface determination result exceeds the predetermined range The surface potential is adjusted to fall within the predetermined range.

詳しくは、前記表面電位測定手段は、表面電位センサ40による測定結果に基づく表面電位が所定の範囲内にあるか否かの判定を行い、該所定範囲を超えた場合には、該所定範囲に入るように帯電装置22のグリッド電圧を調整するようになっている。   Specifically, the surface potential measuring means determines whether or not the surface potential based on the measurement result by the surface potential sensor 40 is within a predetermined range. If the surface potential exceeds the predetermined range, the surface potential is measured. The grid voltage of the charging device 22 is adjusted to enter.

前記基準トナー画像形成手段は、前記電位判定の結果前記所定範囲内にあると判断した場合には、感光体21上に基準トナー画像(以下、トナーパッチという)Pを所定の時間(例えば10秒)ごとに形成するようになっている。即ち、前記基準トナー画像形成手段は、感光体21上に所定の光を照射してトナーパッチ用静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記トナーパッチ用静電潜像を現像してトナーパッチPを形成する潜像現像手段とを含んでいる。    When the reference toner image forming unit determines that the potential is within the predetermined range as a result of the potential determination, a reference toner image (hereinafter referred to as a toner patch) P is placed on the photoreceptor 21 for a predetermined time (for example, 10 seconds). ) Every time. That is, the reference toner image forming unit develops the latent image forming unit for irradiating the photosensitive member 21 with predetermined light to form a toner patch electrostatic latent image, and developing the toner patch electrostatic latent image. Latent image developing means for forming the toner patch P.

詳しくは、前記潜像形成手段は、光書込みユニット23にてレーザー照射部28からのレーザー光を感光体21上に照射してトナーパッチ用静電潜像を形成するようになっている。また、前記潜像現像手段は、現像装置24にて該トナーパッチ用静電潜像を現像してトナーパッチPを形成するようになっている。このトナーパッチPは、ここでは全面高濃度画像(いわゆるベタ画像)とされている。   Specifically, the latent image forming means forms a toner patch electrostatic latent image by irradiating the photosensitive member 21 with laser light from the laser irradiation unit 28 in the optical writing unit 23. Further, the latent image developing means forms the toner patch P by developing the electrostatic latent image for toner patch with the developing device 24. Here, the toner patch P is a high density image (so-called solid image) on the entire surface.

前記画像濃度測定手段は、感光体21上に形成されたトナーパッチPの画像濃度をトナー画像濃度センサ50にて測定するようになっている。   The image density measuring means measures the image density of the toner patch P formed on the photosensitive member 21 by the toner image density sensor 50.

詳しくは、前記画像濃度測定手段は、前記潜像現像手段にて感光体21上に形成されたトナーパッチPの画像濃度をトナー画像濃度センサ50にて測定し、その測定結果を制御部200に送信するようになっている。   Specifically, the image density measuring means measures the image density of the toner patch P formed on the photosensitive member 21 by the latent image developing means by the toner image density sensor 50, and sends the measurement result to the control unit 200. It is supposed to send.

前記判定手段は、トナー画像濃度センサ50による測定結果に基づく画像濃度が所定の範囲内にあると判断した場合には、現像剤Eのトナー濃度制御を終了するようになっている。なお、前記所定の範囲は記憶部202に予め記憶されている。   When the determination unit determines that the image density based on the measurement result by the toner image density sensor 50 is within a predetermined range, the toner density control of the developer E is terminated. The predetermined range is stored in the storage unit 202 in advance.

また、トナー画像濃度センサ50による測定結果に対する画像濃度や表面電位センサ40による測定結果に対する表面電位は、何れも所定の換算テーブル又は所定の換算式を用いることで求めることができる。この換算テーブル又は換算式は、本実施の形態では、記憶部202に予め記憶されている。   Further, the image density with respect to the measurement result by the toner image density sensor 50 and the surface potential with respect to the measurement result by the surface potential sensor 40 can both be obtained by using a predetermined conversion table or a predetermined conversion formula. This conversion table or conversion formula is stored in advance in the storage unit 202 in the present embodiment.

そして、制御部200は、現像剤Eのトナー濃度制御の終了後に、画像形成動作可能状態にする。   Then, after the toner density control of the developer E is completed, the control unit 200 makes the image forming operation possible state.

このように、本発明の実施に係る画像形成装置100によれば、現像剤Eのトナー濃度制御を行うにあたり、現像剤Eのトナー帯電量を確保するための時間を待つことなく、感光体21上の表面電位が前記所定範囲内にある状態で、感光体21上に形成されたトナーパッチPの画像濃度をトナー画像濃度センサ50にて測定し、トナー画像濃度センサ50による測定結果に基づく画像濃度が所定の範囲内にあると判断した場合には、現像剤Eのトナー帯電量が安定した状態になっていると判断する。これにより、現像剤Eを攪拌、混合するための無駄な時間を削減することができると共に、過度の現像剤Eの攪拌、混合を防止することができる。さらに、トナーパッチPの画像濃度が前記所定範囲内にあるので、現像剤Eのトナー濃度が所定値になっているものと判断し、現像剤Eのトナー濃度制御を終了する。従って、従来では長時間かかっていた現像剤Eのトナー濃度制御を短時間で終了することができるため、画像形成までの待機時間が少なくなるユーザーフレンドリーな画像形成装置を実現することができる。さらに、過度の攪拌による現像剤Eの劣化を抑えることができる。   As described above, according to the image forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the toner density of the developer E is controlled without waiting for the time for securing the toner charge amount of the developer E. The image density of the toner patch P formed on the photoconductor 21 is measured by the toner image density sensor 50 in a state where the upper surface potential is within the predetermined range, and an image based on the measurement result by the toner image density sensor 50 is measured. When it is determined that the density is within the predetermined range, it is determined that the toner charge amount of the developer E is in a stable state. As a result, useless time for stirring and mixing the developer E can be reduced, and excessive stirring and mixing of the developer E can be prevented. Further, since the image density of the toner patch P is within the predetermined range, it is determined that the toner density of the developer E is a predetermined value, and the toner density control of the developer E is terminated. Therefore, since the toner density control of the developer E, which conventionally takes a long time, can be completed in a short time, it is possible to realize a user-friendly image forming apparatus that reduces the waiting time until image formation. Furthermore, the deterioration of the developer E due to excessive stirring can be suppressed.

なお、本実施の形態の画像形成装置100は、感光体ドラム21の周速度が350mm/sec以上と比較的高速な画像形成装置とされているが、本発明は、このように画像形成速度が速い画像形成装置に特に有効である。   Note that the image forming apparatus 100 of the present embodiment is a relatively high-speed image forming apparatus in which the peripheral speed of the photosensitive drum 21 is 350 mm / sec or more. However, the present invention has such an image forming speed as described above. This is particularly effective for a fast image forming apparatus.

次に、現像剤Eのトナー濃度を制御するための処理の流れを説明する。図4は、現像剤Eのトナー濃度制御を行うための処理の流れを示すフローチャートである。   Next, the flow of processing for controlling the toner concentration of developer E will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a processing flow for controlling the toner density of the developer E.

この処理では、図4に示すように、先ず、帯電装置22にて感光体21の表面を一様に帯電した後、感光体21の表面電位を表面電位センサ40で測定し(ステップS1)、表面電位センサ40による測定結果に基づく表面電位が前記所定範囲を超えていると判断したならば(ステップS2:No)、表面電位が前記所定範囲内に入るようにグリッド電圧を調整し(ステップS3)、ステップS1へ移行する。一方、表面電位センサ40による測定結果に基づく表面電位が前記所定範囲内にあると判断したならば(ステップS2:Yes)、感光体21上にトナーパッチPを所定時間(例えば10秒)ごとに形成し(ステップS4)、該トナーパッチPの画像濃度をトナー画像濃度センサ50で測定する(ステップS5)。   In this process, as shown in FIG. 4, first, the surface of the photoconductor 21 is uniformly charged by the charging device 22, and then the surface potential of the photoconductor 21 is measured by the surface potential sensor 40 (step S1). If it is determined that the surface potential based on the measurement result by the surface potential sensor 40 exceeds the predetermined range (step S2: No), the grid voltage is adjusted so that the surface potential falls within the predetermined range (step S3). ), And proceeds to step S1. On the other hand, if it is determined that the surface potential based on the measurement result by the surface potential sensor 40 is within the predetermined range (step S2: Yes), the toner patch P is placed on the photoreceptor 21 every predetermined time (for example, 10 seconds). Then, the image density of the toner patch P is measured by the toner image density sensor 50 (step S5).

そして、トナー画像濃度センサ50による測定結果に基づく画像濃度が前記所定範囲を超えていると判断した場合には(ステップS6:No)、トナー濃度制御を行う。即ち、トナー濃度センサ243のセンサ出力値に基づき必要に応じてトナー補給装置30から現像槽242へトナーを補給する(ステップS7)。一方、画像濃度が前記所定範囲内であると判断した場合には(ステップS6:Yes)、トナー濃度制御を終了し、通常の画像形成プロセスに入る(即ち画像形成動作を開始する)。   When it is determined that the image density based on the measurement result by the toner image density sensor 50 exceeds the predetermined range (step S6: No), toner density control is performed. That is, based on the sensor output value of the toner density sensor 243, toner is supplied from the toner supply device 30 to the developing tank 242 as necessary (step S7). On the other hand, when it is determined that the image density is within the predetermined range (step S6: Yes), the toner density control is terminated and the normal image forming process is started (that is, the image forming operation is started).

このように、トナー濃度制御の段階で、所定時間(例えば10秒)ごとに、感光体21上にトナーパッチPを作成し、そのトナー画像濃度をトナー画像濃度センサ50で読取れば、現像剤E中のトナー帯電量、さらにはトナー濃度が所定値になっていると判断することができる。   As described above, when the toner patch P is created on the photosensitive member 21 and the toner image density is read by the toner image density sensor 50 at a predetermined time (for example, 10 seconds) at the stage of toner density control, the developer. It can be determined that the toner charge amount in E and the toner density are at a predetermined value.

この判断を行う前提として、トナー画像濃度に影響を及ぼす感光体21の表面電位が一定に確保されることが必要となるが、本画像形成装置100は表面電位センサ40を有しており、定期的に所定の表面電位になるような制御がなされているため、トナーパッチPの作成は、感光体21の表面電位が前記所定範囲に入っている状態から行われる。そして、作成したトナーパッチPの画像濃度が前記所定範囲内に入っていることが確認できた時点で、トナー濃度制御を中止し、通常の画像形成プロセスに入ることができる。   As a premise for making this determination, it is necessary that the surface potential of the photosensitive member 21 that affects the toner image density be kept constant. However, the image forming apparatus 100 includes the surface potential sensor 40 and is regularly Therefore, the toner patch P is created from a state in which the surface potential of the photosensitive member 21 is within the predetermined range. When it is confirmed that the image density of the created toner patch P is within the predetermined range, the toner density control can be stopped and the normal image forming process can be started.

以上説明したように、本発明の実施に係る画像形成装置100では、短時間のトナー濃度制御が可能となり、使用者に対しては待機時間を削減できると共に、過度の現像剤Eの攪拌を行うことがないため、現像剤Eの劣化を抑えることができる。   As described above, in the image forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the toner density can be controlled in a short time, and the waiting time can be reduced for the user, and the developer E is excessively stirred. Therefore, deterioration of the developer E can be suppressed.

図5は、周囲環境の変化による現像剤のトナー帯電量の安定性を示すグラフである。なお、図5において、現像剤は初期のものとしている。また、L/Lは低温低湿、N/Nは常温常湿、H/Hは高温高湿を表している。   FIG. 5 is a graph showing the stability of the toner charge amount of the developer due to changes in the surrounding environment. In FIG. 5, the developer is the initial one. L / L represents low temperature and low humidity, N / N represents normal temperature and normal humidity, and H / H represents high temperature and high humidity.

図5に示すように、周囲環境(例えば、高温高湿(H/H)、低温低湿(L/L)及び常温常湿(N/N))の変動によって、安定状態でのトナー帯電量が変動する。このトナー帯電量の変動によって、感光体21上に形成されるトナーパッチPの画像濃度が変動する。このため、現像剤Eのトナー濃度制御を的確に終了することができないことがある。   As shown in FIG. 5, the toner charge amount in a stable state is changed by fluctuations in the surrounding environment (for example, high temperature and high humidity (H / H), low temperature and low humidity (L / L), and normal temperature and normal humidity (N / N)). fluctuate. Due to the change in the toner charge amount, the image density of the toner patch P formed on the photoreceptor 21 changes. For this reason, the toner density control of the developer E may not be finished accurately.

そこで、本実施の形態では、画像形成装置100は、周囲環境の状態を検出する環境状態検出装置60,70を備えている。環境状態検出装置60,70は、ここでは温度を検出する温度センサ及び湿度を検出する湿度センサとされている。   Therefore, in the present embodiment, the image forming apparatus 100 includes environmental state detection devices 60 and 70 that detect the state of the surrounding environment. Here, the environmental state detection devices 60 and 70 are a temperature sensor that detects temperature and a humidity sensor that detects humidity.

温度センサ60及び湿度センサ70は、画像形成装置100内の何れの位置に配設されていてもよい。温度センサ60及び湿度センサ70は、ここではトナー画像濃度センサ50の近傍に配設されている(図1参照)。また、温度センサ60及び湿度センサ70は、センサ出力値が制御部200へ送信されるように制御部200の入力系に電気的に接続されている(図3参照)。   The temperature sensor 60 and the humidity sensor 70 may be disposed at any position in the image forming apparatus 100. Here, the temperature sensor 60 and the humidity sensor 70 are disposed in the vicinity of the toner image density sensor 50 (see FIG. 1). Further, the temperature sensor 60 and the humidity sensor 70 are electrically connected to the input system of the control unit 200 so that the sensor output value is transmitted to the control unit 200 (see FIG. 3).

そして、前記画像濃度測定手段は、温度センサ60及び/又は湿度センサ70の測定結果に基づく温度及び/又は湿度の変化に応じて、トナー画像濃度センサ50にて測定した測定値の測定感度を変更するようになっている。これにより、周囲環境の変化に拘わらず、現像剤Eのトナー濃度制御を的確に終了することが可能となる。   The image density measuring unit changes the measurement sensitivity of the measurement value measured by the toner image density sensor 50 in accordance with the change in temperature and / or humidity based on the measurement result of the temperature sensor 60 and / or the humidity sensor 70. It is supposed to be. As a result, the toner density control of the developer E can be accurately terminated regardless of changes in the surrounding environment.

詳しくは、画像形成装置100は、温度センサ60及び/又は湿度センサ70にて周囲の温度及び/又は湿度を測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に基づく温度及び/又は湿度(ここでは温度及び湿度)の変化に応じて、トナー画像濃度センサ50のセンサ出力値の中心値を変更する変更手段とを備える。   Specifically, the image forming apparatus 100 includes a measuring unit that measures the ambient temperature and / or humidity with the temperature sensor 60 and / or the humidity sensor 70, and a temperature and / or humidity (here, based on the measurement result of the measuring unit). Changing means for changing the center value of the sensor output value of the toner image density sensor 50 in accordance with changes in temperature and humidity.

具体的には、周囲環境が変化することで、トナー帯電量が変化するため、例えば、常温常湿(N/N)でトナー画像濃度センサ50のセンサ出力値の中心値を2.10V(トナー付着量0.525mg/cm2)とした場合、高温高湿(H/H)でセンサ出力値の中心値を2.20V(トナー付着量0.550mg/cm2)としている。一方、低温低湿(L/L)では、センサ出力値の中心値を2.00V(トナー付着量0.500mg/cm2)としている。なお、トナー画像濃度センサ50は、ここでは、拡散反射型光ダイオードGP2TC1J000F(シャープ株式会社製)としている。 Specifically, since the toner charge amount changes as the ambient environment changes, for example, the central value of the sensor output value of the toner image density sensor 50 at 2.10 V (toner at normal temperature and normal humidity (N / N)). When the adhesion amount is 0.525 mg / cm 2 ), the center value of the sensor output value is 2.20 V (toner adhesion amount 0.550 mg / cm 2 ) at high temperature and high humidity (H / H). On the other hand, at low temperature and low humidity (L / L), the center value of the sensor output value is set to 2.00 V (toner adhesion amount 0.500 mg / cm 2 ). Here, the toner image density sensor 50 is a diffuse reflection type photodiode GP2TC1J000F (manufactured by Sharp Corporation).

なお、低温は5℃〜10℃程度、常温は20℃〜25℃程度、高温は30℃〜35℃程度を例示できる。また、低湿は20%〜40%程度、常湿は50%〜65%程度、高湿は70%〜90%程度を例示できる。   In addition, low temperature can illustrate about 5 to 10 degreeC, normal temperature can illustrate about 20 to 25 degreeC, and high temperature can illustrate about 30 to 35 degreeC. Moreover, low humidity is about 20% to 40%, normal humidity is about 50% to 65%, and high humidity is about 70% to 90%.

図6は、現像剤Eの寿命度合いによるトナー帯電量の安定性を示すグラフである。なお、図6において、環境条件は常温常湿(N/N)としている。また、Initialは初期、50kは5万カウント、100kは10万カウントを表している。   FIG. 6 is a graph showing the stability of the toner charge amount according to the life of developer E. In FIG. 6, the environmental condition is normal temperature and normal humidity (N / N). Initial represents initial, 50k represents 50,000 counts, and 100k represents 100,000 counts.

図6に示すように、現像剤Eの寿命度合いによって、安定状態でのトナー帯電量が変動する。このトナー帯電量の変動によって、感光体21上に形成されるトナーパッチPの画像濃度が変動する。このため、現像剤Eのトナー濃度制御を的確に終了することができないことがある。   As shown in FIG. 6, the toner charge amount in the stable state varies depending on the lifetime of the developer E. Due to the change in the toner charge amount, the image density of the toner patch P formed on the photoreceptor 21 changes. For this reason, the toner density control of the developer E may not be finished accurately.

そこで、本実施の形態では、画像形成装置100は、前記の構成に代えて/又は加えて、現像剤Eの寿命度合いを計測する寿命計測装置80を備えている。寿命計測装置80は、ここでは画像形成回数をカウントする計数装置80とされている。計数装置80は、ここでは制御部200に設けられている(図3参照)。   Therefore, in the present embodiment, the image forming apparatus 100 includes a lifetime measuring device 80 that measures the lifetime level of the developer E instead of / in addition to the above configuration. Here, the life measuring device 80 is a counting device 80 that counts the number of image formations. Here, the counting device 80 is provided in the control unit 200 (see FIG. 3).

そして、前記画像濃度測定手段は、計数装置80の測定結果に基づく寿命度合いに応じて、トナー画像濃度センサ50による測定感度を変更するようになっている。これにより、現像剤Eの寿命度合いに拘わらず、現像剤Eのトナー濃度制御を的確に終了することが可能となる。   The image density measuring means changes the measurement sensitivity of the toner image density sensor 50 in accordance with the lifetime based on the measurement result of the counting device 80. As a result, the toner density control of the developer E can be accurately terminated regardless of the lifetime of the developer E.

詳しくは、画像形成装置100は、寿命計測装置80にて現像剤Eの寿命度合いを測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に基づく寿命度合い(ここではカウント数)に応じて、トナー画像濃度センサ50のセンサ出力値の中心値を変更する変更手段とを備える。   Specifically, the image forming apparatus 100 uses the life measuring device 80 to measure the life degree of the developer E, and the toner image according to the life degree (here, the count number) based on the measurement result of the measuring means. Changing means for changing the center value of the sensor output value of the density sensor 50.

具体的には、現像剤Eの寿命度合いが変化することで、トナー帯電量が変化するため、例えば、初期でトナー画像濃度センサ50のセンサ出力値の中心値を2.20V(トナー付着量0.550mg/cm2)とした場合、5万カウントでセンサ出力値の中心値を2.10V(トナー付着量0.525mg/cm2)とし、10万カウントでセンサ出力値の中心値を2.0V(トナー付着量0.500mg/cm2)としている。 Specifically, since the toner charge amount changes as the life level of the developer E changes, for example, the center value of the sensor output value of the toner image density sensor 50 is initially set to 2.20 V (toner adhesion amount 0). .550 mg / cm 2 ), the center value of the sensor output value is 2.10 V at 50,000 counts (toner adhesion amount 0.525 mg / cm 2 ), and the center value of the sensor output value is 2.100 V at 100,000 counts. 0 V (toner adhesion amount 0.500 mg / cm 2 ).

本実施の形態においては、前記基準トナー画像形成手段は、前記電位判定の結果前記所定範囲内にあると判断した場合には、感光体21上に画像濃度が互いに異なる2種類のトナーパッチをそれぞれ前記所定時間ごとに形成するようになっていてもよい。この場合、前記基準トナー画像形成手段は、感光体21上に所定の光を照射して表面電位が互いに異なる2種類のトナーパッチ用静電潜像をそれぞれ形成する潜像形成手段と、前記2種類のトナーパッチ用静電潜像を現像して画像濃度が互いに異なる2種類のトナーパッチPをそれぞれ形成する潜像現像手段とを含んでいる。   In the present embodiment, when the reference toner image forming unit determines that the potential is within the predetermined range as a result of the potential determination, two types of toner patches having different image densities are respectively provided on the photosensitive member 21. It may be formed every predetermined time. In this case, the reference toner image forming unit forms a latent image forming unit that irradiates predetermined light onto the photoconductor 21 to form two types of electrostatic latent images for toner patches having different surface potentials; And latent image developing means for developing two types of toner patches P having different image densities by developing different types of toner patch electrostatic latent images.

詳しくは、前記潜像形成手段は、光書込みユニット23にてレーザー照射部28からのレーザー光を感光体21上に照射することで、第1トナーパッチ用静電潜像と、該第1トナーパッチの画像濃度より低い画像濃度になるような第2トナーパッチ用静電潜像とを形成するようになっている。また、前記潜像現像手段は、現像装置24にて該第1及び第2トナーパッチ用静電潜像をそれぞれ現像して第1及び第2トナーパッチを形成するようになっている。   Specifically, the latent image forming unit irradiates the photosensitive member 21 with the laser beam from the laser irradiation unit 28 by the optical writing unit 23, whereby the first toner patch electrostatic latent image and the first toner are formed. The electrostatic latent image for the second toner patch is formed so as to have an image density lower than the image density of the patch. The latent image developing means develops the electrostatic latent images for the first and second toner patches by the developing device 24 to form first and second toner patches, respectively.

前記画像濃度測定手段は、感光体21上に形成された前記2種類の画像濃度をトナー画像濃度センサ50にてそれぞれ測定するようになっている。   The image density measuring means measures the two types of image densities formed on the photosensitive member 21 with a toner image density sensor 50, respectively.

詳しくは、前記画像濃度測定手段は、前記潜像現像手段にて感光体21上に形成された第1及び第2トナーパッチの画像濃度をトナー画像濃度センサ50にてそれぞれ測定し、その測定結果を制御部200に送信するようになっている。   Specifically, the image density measuring means measures the image density of the first and second toner patches formed on the photosensitive member 21 by the latent image developing means by the toner image density sensor 50, and the measurement result. Is transmitted to the control unit 200.

そして、前記判定手段は、トナー画像濃度センサ50による測定結果に基づく前記2種類のトナーパッチの画像濃度のうち、一方が所定の第1の範囲内にあり且つ他方が前記第1の範囲とは異なる所定の第2の範囲内にあると判断した場合に、現像剤Eのトナー濃度制御を終了するようになっている。   Then, the determination unit is configured such that one of the image densities of the two types of toner patches based on the measurement result by the toner image density sensor 50 is within a predetermined first range and the other is the first range. When it is determined that it is within a different predetermined second range, the toner density control of the developer E is terminated.

詳しくは、前記判定手段は、トナー画像濃度センサ50による測定結果に基づく第1トナーパッチの画像濃度が所定の第1の範囲内にあり、且つ、トナー画像濃度センサ50による測定結果に基づく第2トナーパッチの画像濃度が前記第1の範囲よりも小さい所定の第2の範囲内にあると判断した場合に、現像剤Eのトナー濃度制御を終了するようになっている。なお、前記所定の第1及び第2範囲は記憶部202に予め記憶されている。   Specifically, the determination means has a second image density based on the measurement result by the toner image density sensor 50 and the image density of the first toner patch based on the measurement result by the toner image density sensor 50 is within a predetermined first range. When it is determined that the image density of the toner patch is within a predetermined second range that is smaller than the first range, the toner density control of the developer E is terminated. The predetermined first and second ranges are stored in advance in the storage unit 202.

このように、画像濃度の互いに異なる2点での判定結果をもとに判断することで、現像性を正確に見極めることができる。これにより、現像剤Eのトナー濃度制御をより的確に終了させることが可能となる。   Thus, by making a determination based on the determination results at two different image densities, the developability can be accurately determined. As a result, the toner density control of the developer E can be completed more accurately.

ところで、トナー補給直後は、現像剤Eのトナー帯電性が不安定となるという観点から、本実施の形態においては、現像剤Eのトナー濃度制御は、トナー補給直後は行わないようになっている。   By the way, from the viewpoint that the toner chargeability of the developer E becomes unstable immediately after the toner replenishment, in this embodiment, the toner density control of the developer E is not performed immediately after the toner replenishment. .

詳しくは、画像形成装置100は、トナー補給装置30が作動終了直後か否かを判定し、該判定の結果作動終了直後であると判断した場合には、現像剤Eのトナー濃度制御を禁止する判定手段を備える。   Specifically, the image forming apparatus 100 determines whether or not the toner replenishing device 30 is immediately after the operation ends, and prohibits toner density control of the developer E when it is determined that the operation is immediately after the operation ends. A determination unit is provided.

また、本実施の形態においては、感光体21の表面電位が前記所定範囲に入ることが前提であるが、これが確保できない場合には、感光体21や表面電位センサ40にトラブルが発生したことが想定される。そこで、前記表面電位センサ40による測定結果に基づく測定電位が、所定の範囲を超えている場合には、警報を発するようになっている。前記警報を行う態様としては、該画像形成装置100に設けられた操作部の図示を省略した表示部上への警告表示等を行う警報装置と、前記表面電位センサ40による測定結果に基づく測定電位が前記所定範囲を超えているか否かを判定し、該判定の結果超えていると判断した場合には、前記警報装置に対して警報信号を発する判定手段とを備える態様を例示できる。   In the present embodiment, it is assumed that the surface potential of the photoconductor 21 falls within the predetermined range. However, if this cannot be ensured, trouble has occurred in the photoconductor 21 or the surface potential sensor 40. is assumed. Therefore, an alarm is issued when the measured potential based on the measurement result by the surface potential sensor 40 exceeds a predetermined range. As an embodiment for performing the alarm, an alarm device for displaying a warning on a display unit (not shown) of the operation unit provided in the image forming apparatus 100 and a measurement potential based on a measurement result by the surface potential sensor 40 are used. It is possible to exemplify an aspect provided with a determination unit that determines whether or not exceeds the predetermined range and, when it is determined that the determination exceeds the predetermined range, issues an alarm signal to the alarm device.

なお、本実施の形態においては、現像剤のトナー濃度制御を終了するための制御を、モノクロ画像形成を行う画像形成装置に適用したが、カラー画像形成を行う画像形成装置にも同様に適用することができる。
(実施例)
以下に実施例について説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
In this embodiment, the control for ending the toner density control of the developer is applied to the image forming apparatus that performs monochrome image formation. However, the control is similarly applied to the image forming apparatus that performs color image formation. be able to.
(Example)
Examples will be described below. However, the present invention is not limited to the following examples.

先ず、感光体21の周速度と現像剤担持体241の周速比との関係によって、現像画像の濃度及びトナー飛散について調べた。その結果を以下の表1に示す。なお、表1において、評価「○」は「問題なし」、評価「△」は「実使用上問題なし」、評価「×」は「問題発生」を示している。   First, the density of the developed image and toner scattering were examined based on the relationship between the peripheral speed of the photosensitive member 21 and the peripheral speed ratio of the developer carrier 241. The results are shown in Table 1 below. In Table 1, the evaluation “◯” indicates “no problem”, the evaluation “Δ” indicates “no problem in actual use”, and the evaluation “×” indicates “problem occurs”.

Figure 2008256929
表1に示すように、感光体21の周速度が300mm/sec以上350mm/sec未満且つ現像剤担持体241の周速比が2.0以下で良好な結果が得られた。
Figure 2008256929
As shown in Table 1, good results were obtained when the peripheral speed of the photosensitive member 21 was 300 mm / sec or more and less than 350 mm / sec and the peripheral speed ratio of the developer carrier 241 was 2.0 or less.

また、感光体21の周速度が350mm/sec以上且つ現像剤担持体241の周速比が1.2以上2.0以下で良好な結果が得られた。   Further, good results were obtained when the peripheral speed of the photosensitive member 21 was 350 mm / sec or more and the peripheral speed ratio of the developer carrier 241 was 1.2 or more and 2.0 or less.

次に、2成分現像剤Eのキャリアの平均粒径とトナー帯電量の安定性との関係について調べた。その結果を図7に示す。なお、図7において、環境条件は常温常湿(N/N)としている。   Next, the relationship between the average particle diameter of the carrier of the two-component developer E and the stability of the toner charge amount was examined. The result is shown in FIG. In FIG. 7, the environmental condition is normal temperature and normal humidity (N / N).

図7に示すように、現像剤Eのキャリアの平均粒径が30μm〜60μmの範囲で優れたトナー帯電量の立ち上がりを示しており、現像剤Eのキャリアの平均粒径が30μm〜60μmであれば、好ましいことがわかった。   As shown in FIG. 7, the carrier E of the developer E has an excellent toner charge amount in the range of 30 μm to 60 μm, and the carrier E of the developer E has an average particle size of 30 μm to 60 μm. It turned out to be preferable.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示す現像装置を模式的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing the developing device shown in FIG. 1. 図1に示す画像形成装置の制御部を中心に示す制御系の概略ブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram of a control system mainly showing a control unit of the image forming apparatus shown in FIG. 1. 現像剤のトナー濃度制御を行うための処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of processing for controlling toner density of a developer. 周囲環境の変化による現像剤のトナー帯電量の安定性を示すグラフである。6 is a graph showing the stability of the toner charge amount of a developer due to changes in the surrounding environment. 現像剤の寿命度合いによるトナー帯電量の安定性を示すグラフである。6 is a graph showing the stability of the toner charge amount according to the life of the developer. 2成分現像剤のキャリアの平均粒径とトナー帯電量の安定性との関係について調べた結果に示すグラフである。It is a graph shown in the result of investigating the relationship between the average particle diameter of the carrier of the two-component developer and the stability of the toner charge amount. 現像剤の攪拌時間とトナー帯電量との関係の一例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of the relationship between developer agitation time and toner charge amount.

符号の説明Explanation of symbols

21 潜像担持体(感光体ドラム)
40 表面電位センサ
50 トナー画像濃度センサ
60,70 環境状態検出装置(温度センサ、湿度センサ)
80 寿命計測装置(計数装置)
100 画像形成装置
103 画像形成部
241 現像剤担持体
243 トナー濃度センサ
E 現像剤
P 基準トナー画像(トナーパッチ)
21 Latent image carrier (photosensitive drum)
40 Surface potential sensor 50 Toner image density sensor 60, 70 Environmental state detection device (temperature sensor, humidity sensor)
80 Lifetime measuring device (counter)
100 Image forming apparatus 103 Image forming unit 241 Developer carrier 243 Toner density sensor E Developer P Reference toner image (toner patch)

Claims (10)

潜像担持体の表面を帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、2成分現像剤を担持した現像剤担持体によって該潜像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する画像形成部を備え、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサの測定結果に基づき該現像剤のトナー濃度を一定に保つようにトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、
前記潜像担持体上の表面電位を検出する表面電位センサと、
前記潜像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を検出するトナー画像濃度センサと、
前記トナー濃度制御を行うにあたり、前記潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記潜像担持体上の表面電位を前記表面電位センサにて測定する表面電位測定手段と、
前記表面電位センサによる測定結果に基づく表面電位が所定の範囲内にあるか否かの電位判定を行い、該電位判定の結果前記所定範囲を超えていると判断した場合には、該表面電位を前記所定範囲内に入るように調整する表面電位調整手段と、
前記電位判定の結果前記所定範囲内にあると判断した場合には、前記潜像担持体上に基準トナー画像を所定の時間ごとに形成する基準トナー画像形成手段と、
前記潜像担持体上に形成された前記基準トナー画像の画像濃度を前記トナー画像濃度センサにて測定する画像濃度測定手段と、
前記トナー画像濃度センサによる測定結果に基づく画像濃度が所定の範囲内にあると判断した場合には、前記トナー濃度制御を終了する判定手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
The surface of the latent image carrier is charged, and an image is exposed to the charged area to form an electrostatic latent image, and the electrostatic image formed on the latent image carrier by the developer carrier carrying the two-component developer. An image forming unit that includes an image forming unit that develops a latent image as a toner image, and controls toner density so that the toner density of the developer is kept constant based on a measurement result of a toner density sensor that detects the toner density of the developer. A device,
A surface potential sensor for detecting a surface potential on the latent image carrier;
A toner image density sensor for detecting an image density of a toner image formed on the latent image carrier;
In performing the toner density control, charging means for charging the surface of the latent image carrier,
Surface potential measuring means for measuring the surface potential on the latent image carrier with the surface potential sensor;
A potential determination is made as to whether or not the surface potential based on the measurement result by the surface potential sensor is within a predetermined range, and when it is determined that the surface potential exceeds the predetermined range as a result of the potential determination, the surface potential is Surface potential adjusting means for adjusting so as to fall within the predetermined range;
A reference toner image forming means for forming a reference toner image on the latent image carrier every predetermined time when it is determined that the potential is within the predetermined range as a result of the potential determination;
Image density measuring means for measuring the image density of the reference toner image formed on the latent image carrier with the toner image density sensor;
An image forming apparatus comprising: a determination unit that terminates the toner density control when it is determined that an image density based on a measurement result by the toner image density sensor is within a predetermined range.
周囲環境の状態を検出する環境状態検出手段を備え、
前記画像濃度測定手段は、前記環境状態検出手段の測定結果に基づく環境状態の変化に応じて、前記トナー画像濃度センサによる測定感度を変更することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
Environmental condition detection means for detecting the state of the surrounding environment,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image density measuring unit changes measurement sensitivity of the toner image density sensor in accordance with a change in an environmental state based on a measurement result of the environmental state detecting unit. .
前記現像剤の寿命度合いを計測する寿命計測手段を備え、
前記画像濃度測定手段は、前記寿命計測手段の測定結果に基づく寿命度合いに応じて、前記トナー画像濃度センサによる測定感度を変更することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
Comprising a lifetime measuring means for measuring the lifetime of the developer,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image density measuring unit changes measurement sensitivity of the toner image density sensor in accordance with a life degree based on a measurement result of the life measuring unit.
前記基準トナー画像形成手段は、前記電位判定の結果前記所定範囲内にあると判断した場合には、前記潜像担持体上に画像濃度が互いに異なる2種類の基準トナー画像をそれぞれ前記所定時間ごとに形成し、
前記画像濃度測定手段は、前記潜像担持体上に形成された前記2種類の基準トナー画像の画像濃度を前記トナー画像濃度センサにてそれぞれ測定し、
前記判定手段は、前記トナー画像濃度センサによる測定結果に基づく前記2種類の基準トナー画像の画像濃度のうち、一方が所定の第1の範囲内にあり且つ他方が前記第1の範囲とは異なる所定の第2の範囲内にあると判断した場合に、前記トナー濃度制御を終了することを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の画像形成装置。
When the reference toner image forming unit determines that the potential is within the predetermined range as a result of the potential determination, two types of reference toner images having different image densities are respectively displayed on the latent image carrier at the predetermined time. Formed into
The image density measuring means measures the image densities of the two types of reference toner images formed on the latent image carrier with the toner image density sensor,
The determination means has one of the image densities of the two types of reference toner images based on the measurement result of the toner image density sensor within a predetermined first range and the other being different from the first range. 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner density control is terminated when it is determined that the toner density is within a predetermined second range.
前記トナー濃度制御は、トナー補給直後は行わないことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner density control is not performed immediately after toner replenishment. 前記潜像担持体の周速度が300mm/sec以上350mm/sec未満であり、且つ、前記潜像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速比が2.0以下であることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の画像形成装置。   The peripheral speed of the latent image carrier is 300 mm / sec or more and less than 350 mm / sec, and the ratio of the peripheral speed of the developer carrier to the peripheral speed of the latent image carrier is 2.0 or less. The image forming apparatus according to claim 1. 前記潜像担持体の周速度が350mm/sec以上であり、且つ、前記潜像担持体の周速度に対する前記現像剤担持体の周速比が1.2以上2.0以下であることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の画像形成装置。   The peripheral speed of the latent image carrier is 350 mm / sec or more, and the peripheral speed ratio of the developer carrier to the peripheral speed of the latent image carrier is 1.2 or more and 2.0 or less. The image forming apparatus according to claim 1. 前記2成分現像剤のキャリアの平均粒径が30μm〜60μmであることを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein an average particle diameter of the carrier of the two-component developer is 30 μm to 60 μm. 前記表面電位センサによる測定結果に基づく表面電位が、所定の範囲を超えている場合には、警報を発することを特徴とする請求項1から8の何れかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein an alarm is issued when a surface potential based on a measurement result by the surface potential sensor exceeds a predetermined range. 潜像担持体の表面を帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、2成分現像剤を担持した現像剤担持体によって該潜像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する画像形成部を備え、前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサの測定結果に基づき該現像剤のトナー濃度を一定に保つようにトナー濃度制御を行う画像形成装置の画像形成方法であって、
前記潜像担持体上の表面電位を検出する表面電位センサと、前記潜像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を検出するトナー画像濃度センサとを用い、
前記トナー濃度制御を行うにあたり、前記潜像担持体の表面を帯電する帯電ステップと、
前記潜像担持体上の表面電位を前記表面電位センサにて測定する表面電位測定ステップと、
前記表面電位センサによる測定結果に基づく表面電位が所定の範囲内にあるか否かの電位判定を行い、該電位判定の結果前記所定範囲を超えていると判断した場合には、該表面電位を前記所定範囲内に入るように調整する表面電位調整ステップと、
前記電位判定の結果前記所定範囲内にあると判断した場合には、前記潜像担持体上に基準トナー画像を所定の時間ごとに形成する基準トナー画像形成ステップと、
前記潜像担持体上に形成された前記基準トナー画像の画像濃度を前記トナー画像濃度センサにて測定する画像濃度測定ステップと、
前記トナー画像濃度センサによる測定結果に基づく画像濃度が所定の範囲内にあると判断した場合には、前記トナー濃度制御を終了する判定ステップと
を含むことを特徴とする画像形成方法。
The surface of the latent image carrier is charged, and an image is exposed to the charged area to form an electrostatic latent image, and the electrostatic image formed on the latent image carrier by the developer carrier carrying the two-component developer. An image forming unit that includes an image forming unit that develops a latent image as a toner image, and controls toner density so that the toner density of the developer is kept constant based on a measurement result of a toner density sensor that detects the toner density of the developer. An image forming method for an apparatus, comprising:
Using a surface potential sensor that detects a surface potential on the latent image carrier and a toner image density sensor that detects an image density of a toner image formed on the latent image carrier,
In performing the toner density control, a charging step for charging the surface of the latent image carrier,
A surface potential measurement step of measuring the surface potential on the latent image carrier with the surface potential sensor;
A potential determination is made as to whether or not the surface potential based on the measurement result by the surface potential sensor is within a predetermined range, and when it is determined that the surface potential exceeds the predetermined range as a result of the potential determination, the surface potential is A surface potential adjusting step for adjusting to fall within the predetermined range;
A reference toner image forming step of forming a reference toner image on the latent image carrier every predetermined time when it is determined that the potential is within the predetermined range as a result of the potential determination;
An image density measuring step of measuring an image density of the reference toner image formed on the latent image carrier with the toner image density sensor;
And a determination step of ending the toner density control when it is determined that the image density based on the measurement result by the toner image density sensor is within a predetermined range.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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