JP2009198809A - Toner density measuring apparatus, and toner density measuring method - Google Patents

Toner density measuring apparatus, and toner density measuring method Download PDF

Info

Publication number
JP2009198809A
JP2009198809A JP2008040338A JP2008040338A JP2009198809A JP 2009198809 A JP2009198809 A JP 2009198809A JP 2008040338 A JP2008040338 A JP 2008040338A JP 2008040338 A JP2008040338 A JP 2008040338A JP 2009198809 A JP2009198809 A JP 2009198809A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
developer
magnetic permeability
image
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008040338A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hirakawa
弘幸 平川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2008040338A priority Critical patent/JP2009198809A/en
Publication of JP2009198809A publication Critical patent/JP2009198809A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method capable of always measuring accurately a toner density in a developer. <P>SOLUTION: The toner density measuring apparatus is built in an image forming device including rotary members 13a, 13b for stirring the developer 2 in a stirring chamber 4 and measures the density of toner 3 in the developer 2 based on an output from a magnetic permeability sensor 14 for detecting a magnetic permeability of the developer 2. The measuring apparatus includes a control means 22 for controlling rotational speeds of the rotary members 13a, 13b, and the control means 22 is constituted to detect the magnetic permeability of the developer in the stirring chamber 4, by the magnetic permeability sensor 14, when making the rotational speeds of the rotary members 13a, 13b get lower than those when forming an image in the image forming device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置における現像剤に含まれるトナーの濃度を測定する装置および方法に関し、より詳細には2成分現像剤を用いて画像を現像する画像形成装置において、2成分現像剤に含まれるトナーの濃度を測定する装置および方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for measuring the concentration of toner contained in a developer in an image forming apparatus, and more specifically, in an image forming apparatus that develops an image using a two-component developer, included in the two-component developer. The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the concentration of toner.

複写機またはプリンタなどの電子写真方式を用いた画像形成装置は、現像槽を内蔵している。上記現像槽において、対象物に転写する像を現像剤によって現像する。上記現像剤としては、通常、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤が使用される。現像槽における現像には、現像槽内に保持される2成分現像剤の内、トナーのみが使用される。このため、常に高品質な画像形成を実現するためには、現像剤に含まれるトナーの濃度は、一定の範囲内に留まっている必要がある。つまり、トナーを、現像に使用された量に合わせて、速やかに現像槽へ補充する必要がある。   An image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer has a developing tank built therein. In the developing tank, the image transferred to the object is developed with a developer. As the developer, a two-component developer composed of a toner and a carrier is usually used. For the development in the developing tank, only the toner is used among the two-component developers held in the developing tank. For this reason, in order to always realize high-quality image formation, the concentration of the toner contained in the developer needs to remain within a certain range. That is, it is necessary to quickly replenish the toner to the developing tank according to the amount used for development.

ここで、現像剤に含まれるトナーの濃度が一定の範囲内から外れると、以下のような問題が生じる。トナーの濃度が一定の値を下回ると、現像剤に含まれるトナーの比率が小さくなるので、現像槽の現像領域に搬送されるトナーの総量が低下する。同時に、トナーとキャリアとの接触確率が大きくなるため、トナーの帯電電荷量が増加する。さらに、現像プロセスにおいて、通常、帯電したトナーは、感光体に生じた電位差を埋めるように、感光体上に堆積するため、トナーの総量の低下および帯電電荷量の増加は、感光体に付着するトナー量を減少させる。この結果、トナーの濃度が一定の範囲内に制御されることが要求される現像プロセスにおいて、トナーの濃度が一定の範囲内から外れた状態では、適切な現像性を維持できない。このような状態では、結果として、対象物に形成された画像の濃度が極端に低下する。一方において、トナーの濃度が一定の値を上回ると、トナーとキャリアとの接触確率は低下し、かつトナー同士の接触確率が増加する。このような状態では、低帯電の、もしくは帯電電荷量がほぼゼロである未帯電のトナー、または所望する極性とは逆の極性に帯電したトナーを生じる。これらの現象は、上記現像プロセスの通常の構成において、感光体へ付着するトナー量を増加させる。結果的として、対象物における画像濃度が過度に上昇すること、または所望していない箇所にトナーが付着することによって、対象物に地肌汚れ(トナーかぶり)が発生したりする。   Here, if the concentration of the toner contained in the developer is out of a certain range, the following problem occurs. When the toner density falls below a certain value, the ratio of the toner contained in the developer becomes small, so that the total amount of toner conveyed to the developing area of the developing tank is lowered. At the same time, since the contact probability between the toner and the carrier increases, the charge amount of the toner increases. Further, in the development process, normally, the charged toner is deposited on the photoconductor so as to fill the potential difference generated on the photoconductor, so that a decrease in the total amount of toner and an increase in the amount of charged charge adhere to the photoconductor. Reduce toner amount. As a result, in a development process in which the toner density is required to be controlled within a certain range, appropriate developability cannot be maintained if the toner density is out of the certain range. In such a state, as a result, the density of the image formed on the object is extremely lowered. On the other hand, when the toner density exceeds a certain value, the contact probability between the toner and the carrier decreases, and the contact probability between the toners increases. In such a state, an uncharged toner having a low charge or a charge amount of almost zero, or a toner charged to a polarity opposite to the desired polarity is generated. These phenomena increase the amount of toner adhering to the photoreceptor in the normal configuration of the development process. As a result, the image density on the object is excessively increased, or toner adheres to an undesired portion, thereby causing background stain (toner fogging) on the object.

以上のように、現像剤に含まれるトナーの濃度は、搬送されるトナー量およびトナー帯電量と密接に関係している。このため、画像形成装置の画像形成プロセスにおいて、トナー濃度、トナー補給量、およびトナー補給のタイミングの決定を正確に行うことは、非常に重要である。   As described above, the concentration of the toner contained in the developer is closely related to the amount of toner to be conveyed and the toner charge amount. Therefore, in the image forming process of the image forming apparatus, it is very important to accurately determine the toner density, the toner replenishment amount, and the toner replenishment timing.

トナー補給量を決定する通常の方法としては、例えば、透磁率センサを用いて求めたトナー消費量から決定する方法が挙げられる。トナー消費量は、透磁率センサによって、トナーを消費する前後のトナー濃度を決定し、かつこれらの差によって決定される。透磁率センサは、現像剤が有する透磁率を検知するセンサであり、かつ現像剤に含まれる磁性体粒子であるキャリア(粒子)が生じる透磁率を検知する。現像剤が有する透磁率と現像剤に含まれるトナーの濃度の関係について、図7を用いて以下に説明する。図7は、通常の透磁率センサからの出力値と現像剤に含まれるトナーの濃度との関係の一例を示すグラフである。図7に示すように、透磁率センサからの出力値の変化(減少)にしたがって、現像剤に含まれるトナーの濃度が直線的に増加している。つまり、透磁率センサからの出力値と現像剤に含まれるトナーの濃度とは比例関係を有している。   As a normal method for determining the toner replenishment amount, for example, a method of determining from a toner consumption amount obtained using a magnetic permeability sensor can be cited. The toner consumption amount is determined by the toner density before and after consuming the toner by the magnetic permeability sensor and by the difference between them. The magnetic permeability sensor is a sensor that detects the magnetic permeability of the developer, and detects the magnetic permeability at which carriers (particles) that are magnetic particles contained in the developer are generated. The relationship between the magnetic permeability of the developer and the concentration of toner contained in the developer will be described below with reference to FIG. FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the output value from a normal magnetic permeability sensor and the concentration of toner contained in the developer. As shown in FIG. 7, as the output value from the permeability sensor changes (decreases), the concentration of toner contained in the developer increases linearly. That is, there is a proportional relationship between the output value from the magnetic permeability sensor and the concentration of toner contained in the developer.

しかし、透磁率センサからの出力値と現像剤に含まれるトナーの濃度とは、常に、図7に示す単純な比例関係を有しているわけではない。透磁率センサからの出力値は、現像剤に含まれるトナーの濃度以外の要因によって、大きく変化することがよく知られている。上記要因とは、例えば、現像剤の撹拌時間または放置時間の長さなどに起因する現像剤が有する嵩密度の変化である。   However, the output value from the magnetic permeability sensor and the concentration of toner contained in the developer do not always have the simple proportional relationship shown in FIG. It is well known that the output value from the magnetic permeability sensor varies greatly depending on factors other than the concentration of toner contained in the developer. The factor is a change in the bulk density of the developer due to, for example, the length of the stirring time or the standing time of the developer.

画像形成装置が動作可能な状態にあるとき、例えば、正または負の電荷を帯びたトナー(粒子)およびトナーの約5〜10倍の直径を有する磁性体粒子であるキャリア(粒子)からなる現像剤は、画像形成装置内において様々な撹拌部材によって長時間、撹拌されている。撹拌されている現像剤の嵩密度は、撹拌によって粒子間に空気を含む(噛む)こと、またはトナーが帯びている電荷によって粒子間に働く斥力などによって、減少する(嵩だかが上昇する)。つまり、嵩密度の減少とは、現像剤の粒子間に空間を生じている状態であり、かつ現像剤に含まれるキャリア粒子の存在密度の低下を意味している。このため、嵩密度の減少によって、現像剤が有する透磁率が低下する。結果として、嵩密度の低い(嵩だかの高い)状態にある現像剤から得られる透磁率センサの出力値は、同じトナー濃度を有し、かつ嵩密度の高い状態にある現像剤に比べて小さくなる。   When the image forming apparatus is in an operable state, for example, development including a toner (particle) having a positive or negative charge and a carrier (particle) which is a magnetic particle having a diameter of about 5 to 10 times that of the toner. The agent is stirred for a long time by various stirring members in the image forming apparatus. The bulk density of the developer being stirred is reduced (bulk is increased) by including air (biting) between the particles by stirring or by repulsive force acting between the particles due to the charge charged by the toner. That is, the decrease in the bulk density means a state in which a space is generated between the developer particles, and the decrease in the existence density of the carrier particles contained in the developer. For this reason, the magnetic permeability of the developer decreases due to the decrease in bulk density. As a result, the output value of the magnetic permeability sensor obtained from the developer having a low (high) bulk density is smaller than that of the developer having the same toner concentration and a high bulk density. Become.

一方において、画像形成装置が待機状態または電源オフ状態にあり、現像剤の撹拌が中断または停止している場合、撹拌動作によって、嵩密度が一旦小さくなった現像剤は、時間の経過にしたがって、現像剤の自重、および粒子からの電荷の漏洩による粒子間における斥力の低下などによって、嵩密度は増加していく。このため、上述のような場合とは逆に、嵩密度の高い現像剤から得られる透磁率センサの出力値は、同じトナー濃度を有し、かつ嵩密度の低い状態にある現像剤に比べて大きくなる。   On the other hand, when the image forming apparatus is in a standby state or in a power-off state, and stirring of the developer is interrupted or stopped, the developer whose bulk density has once decreased by the stirring operation is The bulk density increases due to the dead weight of the developer and a decrease in repulsive force between the particles due to leakage of charges from the particles. For this reason, contrary to the above case, the output value of the magnetic permeability sensor obtained from the developer having a high bulk density is higher than that of the developer having the same toner concentration and a low bulk density. growing.

以上のように、現像剤が有する透磁率にしたがってセンサが出力する値は、現像剤に含まれるトナーの濃度が一定にも関わらず、トナーが有する電荷の大きさ、現像剤の撹拌時間、または現像剤の放置時間などによって変化する。つまり、透磁率センサの出力値から決定したトナー濃度に基づいて、正確なトナー補給量を決定することは、困難である。   As described above, the value output by the sensor in accordance with the magnetic permeability of the developer is the magnitude of the charge of the toner, the stirring time of the developer, or the density of the toner contained in the developer, It varies depending on the developer leaving time. That is, it is difficult to determine an accurate toner replenishment amount based on the toner density determined from the output value of the magnetic permeability sensor.

上記問題を解決する技術として、特許文献1には、駆動の初期に、現像スリーブまたは撹拌ローターを現像時の正規の回転数よりも低速に駆動させる現像槽が開示されている。上記現像槽は、駆動の初期において、現像スリーブまたは撹拌ローターを低速に回転させることによって、トナー濃度センサ側に搬送される現像剤の量を減少させる。これによって、放置によって嵩密度が増加(嵩だかの低下)した現像剤が多量にトナー濃度センサへ運ばれることなく、嵩密度の増加した現像剤のごく一部だけがトナー濃度センサに到達する。よって、トナー濃度センサは、トナー濃度低下という誤った信号を出力しない。また、上述のような駆動の初期における低速撹拌によって、嵩密度の増加した現像剤における粒子間に空気を含ませる(噛ませる)ことができるため、現像剤が有する状態は、駆動直前の嵩密度が増加した状態から駆動中の嵩密度の低下した安定な状態になる。結果として、トナー濃度センサによる誤検知(透磁率が高くなっている現像剤が有するトナー濃度を、誤った値として検知すること)を回避することができる。   As a technique for solving the above problem, Patent Document 1 discloses a developing tank in which a developing sleeve or a stirring rotor is driven at a lower speed than a normal rotational speed at the time of development at the initial stage of driving. The developing tank reduces the amount of developer conveyed to the toner density sensor side by rotating the developing sleeve or the agitation rotor at a low speed in the initial stage of driving. As a result, a large amount of the developer having an increased bulk density reaches the toner concentration sensor without being transported to the toner concentration sensor in large quantities. Therefore, the toner density sensor does not output an erroneous signal that the toner density is lowered. In addition, since the low-speed agitation at the initial stage of driving as described above allows air to be included (engaged) between particles in the developer having increased bulk density, the state of the developer is that the bulk density immediately before driving is From the state in which the increase is made, it becomes a stable state in which the bulk density during driving is lowered. As a result, erroneous detection by the toner concentration sensor (detecting the toner concentration of the developer having a high magnetic permeability as an incorrect value) can be avoided.

ここで、上記現像槽における現像剤が有するトナー濃度とトナー濃度センサによる出力との関係について、図8を用いて以下に説明する。図8に示すように、状態Aは、撹拌機構が動作しており、かつ現像剤の嵩密度が安定した状態である。上記現像槽においては、状態Aにおけるトナー濃度センサの出力をトナー濃度の検知基準値として利用している。状態Bは、状態Aの現像剤の撹拌を停止し、かつしばらく放置することによって、現像剤の嵩密度が低下した状態である。状態Cは、撹拌機構が動作しており、かつ状態Aよりもトナー濃度の高い現像剤の状態である。   Here, the relationship between the toner density of the developer in the developer tank and the output from the toner density sensor will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, state A is a state in which the stirring mechanism is operating and the bulk density of the developer is stable. In the developing tank, the output of the toner density sensor in the state A is used as a toner density detection reference value. State B is a state where the bulk density of the developer is lowered by stopping stirring of the developer in state A and leaving it for a while. The state C is a developer state in which the stirring mechanism is operating and the toner concentration is higher than that in the state A.

撹拌機構の動作中の状態Aと放置した後の状態Bとの間におけるセンサの出力値の差に基づいて、状態Bの現像剤は、トナー濃度が同じであるにもかかわらず、状態Cであると検知される。つまり、放置後であり、かつ撹拌を開始した直後の現像剤を検知したトナー濃度センサは、上述のように現像剤の嵩密度が低下しているため、正しい値よりも大きい値を出力する。よって、状態Bの現像剤は、状態Aの現像剤よりもトナー濃度が低いという誤った判断がなされる。上述のような駆動の初期におけるトナー濃度センサの誤検知を回避するために、上記現像槽は、現像スリーブまたは撹拌ローターを低速に回転させる。このため、状態Bにある現像剤は、通常の撹拌動作時よりも少ない量だけしかトナー濃度センサに反応しない。また、初期の低速回転による撹拌によって、状態Bから状態Aに戻った現像剤をトナー濃度センサによって検知するため、正確なトナー濃度の測定が可能になる。   Based on the difference in the sensor output value between the state A during the operation of the stirring mechanism and the state B after being left, the developer in the state B is in the state C even though the toner density is the same. It is detected that there is. That is, the toner density sensor that detects the developer after being left and immediately after the start of stirring outputs a value larger than the correct value because the bulk density of the developer is reduced as described above. Thus, the erroneous determination is made that the developer in state B has a lower toner concentration than the developer in state A. In order to avoid erroneous detection of the toner density sensor at the initial stage of driving as described above, the developing tank rotates the developing sleeve or the stirring rotor at a low speed. For this reason, the developer in the state B reacts to the toner concentration sensor only by a smaller amount than in the normal stirring operation. Further, since the developer that has returned from the state B to the state A due to the stirring by the initial low-speed rotation is detected by the toner concentration sensor, it is possible to accurately measure the toner concentration.

また、放置後の現像プロセス開始時に限らず、現像プロセス動作中に発生するトナー濃度の誤検知を回避するための技術が数多く知られている。このような技術としては、トナー濃度を、現像剤の透磁率以外の情報から検知する技術が挙げられる。   There are many known techniques for avoiding erroneous detection of the toner density that occurs during the development process operation, not only at the start of the development process after being left. As such a technique, there is a technique for detecting the toner concentration from information other than the magnetic permeability of the developer.

この一例として、トナー濃度を、感光体ドラムまたは中間転写体などの現像画像を担持する担持体上にトナーを用いて現像された、パッチ画像から検知する技術がある。この技術においては、担持体と対向して設けられた、光源とその反射光の受光センサとを用いてパッチ画像の濃度を信号化する。受光センサから出力された信号をサンプリングし、トナー濃度に対応するサンプリング情報とトナーの基準濃度に対応する情報とを、論理回路において比較する。2つの情報を比較した結果に基づいて、現在の現像剤が有するトナー濃度を推測する。これによって、現像剤へのトナーの補給の要否およびトナーの補給量を決定する。具体的には、2つの情報を比較した結果、パッチ画像濃度が基準濃度よりも高いと判定された場合には、現像剤のトナー濃度が基準濃度に戻るまでトナー補給を停止する。一方、2つの情報を比較した結果、パッチ画像濃度が基準濃度よりも低いと判定された場合には、基準濃度に達するまで強制的にトナー補給を実行する。以上の処理によって、現像剤のトナー濃度は所望の値に維持される。   As an example of this, there is a technique for detecting the toner density from a patch image developed using toner on a carrier carrying a developed image such as a photosensitive drum or an intermediate transfer member. In this technique, the density of a patch image is converted into a signal using a light source and a light receiving sensor for the reflected light provided opposite to the carrier. The signal output from the light receiving sensor is sampled, and the sampling information corresponding to the toner density and the information corresponding to the toner reference density are compared in a logic circuit. Based on the result of comparing the two pieces of information, the toner density of the current developer is estimated. This determines whether or not the developer needs to be replenished with toner and how much toner is replenished. Specifically, as a result of comparing the two pieces of information, if it is determined that the patch image density is higher than the reference density, toner supply is stopped until the toner density of the developer returns to the reference density. On the other hand, as a result of comparing the two pieces of information, if it is determined that the patch image density is lower than the reference density, toner supply is forcibly executed until the reference density is reached. Through the above processing, the toner density of the developer is maintained at a desired value.

また、他の一例として、トナー補給量をトナー濃度に基づいて決定するのではなく、現像画像を表す画像データから、現像によるトナー消費量を算出するビデオカウント方式がある。ビデオカウント方式において、画像データからトナーを消費する画素に関する情報を取り出す。画素に関する情報に基づいて、現像によるトナー消費量を算出する。ビデオカウント方式においては、算出されたトナー消費量に相当する量のトナーを、トナー補給機構が現像槽へ単に補給すれば、現像剤のトナー濃度は所望の値に維持される。   As another example, there is a video count method in which the toner replenishment amount is not determined based on the toner density, but the toner consumption amount due to development is calculated from image data representing the developed image. In the video count method, information regarding pixels that consume toner is extracted from image data. Based on the information about the pixel, the toner consumption amount due to development is calculated. In the video count method, if the toner supply mechanism simply supplies the toner corresponding to the calculated toner consumption amount to the developing tank, the toner density of the developer is maintained at a desired value.

ここで、近年における現像剤の小粒径化および現像速度の上昇に伴って、トナー濃度センサの誤検知を引き起こす新たな問題について以下に説明する。新たな問題とは、高速の現像プロセスを用いて、極端に低い画像比率を有する画像を対象物に形成するという印字条件において生じる、トナー濃度センサの検知異常である。上述のような印字条件において生じるトナー濃度センサの検知異常は、画像比率が小さいほど、現像剤の嵩密度の変化が大きくなることに起因すると考えられる。このようなトナー濃度センサの検知異常の例を、以下に説明する。   Here, a new problem that causes false detection of the toner density sensor as the developer particle size is reduced and the developing speed is increased will be described below. The new problem is a detection abnormality of the toner density sensor that occurs under a printing condition in which an image having an extremely low image ratio is formed on an object using a high-speed development process. The detection abnormality of the toner density sensor that occurs under the above printing conditions is considered to be caused by the change in the bulk density of the developer becoming larger as the image ratio is smaller. An example of such abnormal detection of the toner density sensor will be described below.

1%の画像比率を有する画像、および10%の画像比率を有する画像のそれぞれを、毎分50枚の対象物に画像形成するプロセス速度において、連続して1000枚の対象物に形成し、かつ出力させた。トナー濃度を検知するために、図7に示される性質を有する透磁率センサを用いた。そして、透磁率センサの出力値に基づいて、初期のトナー濃度(ここでは数値差が分かり易いように6%とする)を維持するように、現像剤にトナーを補給した。このようなルールに従って、2種類の画像比率を有する対象物を1000枚ずつ出力した後に、実際の現像剤のトナー濃度を測定した。1%の画像比率を有する対象物を1000枚出力した後において、トナー濃度は6%から3.8%に減少した。一方において、10%の画像比率を有する対象物を1000枚出力した後において、トナー濃度は6%から5.8%に減少した。このように、1%の画像比率を有する対象物を出力すると、トナー濃度を検知しながらトナーを補給しているにもかかわらず、実際の現像剤のトナー濃度は初期の6%から3.8%に減少した。   Each of an image having an image ratio of 1% and an image having an image ratio of 10% is continuously formed on 1000 objects at a process speed of forming an image on 50 objects per minute, and Output. In order to detect the toner concentration, a magnetic permeability sensor having the properties shown in FIG. 7 was used. Then, based on the output value of the magnetic permeability sensor, the toner was supplied to the developer so as to maintain the initial toner density (here, 6% so that the numerical difference is easily understood). According to such a rule, after 1000 sheets of objects having two kinds of image ratios were output, the toner density of the actual developer was measured. After outputting 1000 objects having an image ratio of 1%, the toner density decreased from 6% to 3.8%. On the other hand, after outputting 1000 objects having an image ratio of 10%, the toner density decreased from 6% to 5.8%. As described above, when an object having an image ratio of 1% is output, the toner concentration of the actual developer is 3.8% from the initial 6% even though the toner is supplied while detecting the toner concentration. %.

上述のような、1%の画像比率の画像形成において、実際のトナー濃度が低下するのは、現像剤の急激な嵩密度変化によって透磁率センサがトナー濃度を誤検知するためであると考えられる。現像剤の急激な嵩密度変化は、高速の撹拌動作、および高速な撹拌によるトナー帯電量の増加によって生じると考えられる。嵩密度変化と、撹拌動作およびトナー帯電量の増加との関係について以下に説明する。   In the image formation with an image ratio of 1% as described above, the actual toner concentration is decreased because the magnetic permeability sensor erroneously detects the toner concentration due to a rapid change in the bulk density of the developer. . The rapid change in the bulk density of the developer is considered to be caused by a high-speed stirring operation and an increase in toner charge amount due to the high-speed stirring. The relationship between the change in the bulk density, the stirring operation and the increase in the toner charge amount will be described below.

1%の画像比率の画像形成においては、現像において消費されるトナーの量が極端に少ない。つまり、現像槽に補給されるトナーの量が極端に少ないため、現像槽においてトナーがほとんど入れ替わらない。このため、現像プロセスの実行に伴って現像剤を撹拌し続けると、トナーとキャリアとの接触頻度が上昇して、トナーが帯びる電荷量が増加する。トナーの帯電量増加は、トナー同士の斥力を増大させ、結果として、現像剤の嵩密度を大きく減少させる(嵩だかを大きく増加させる)。透磁率センサが嵩密度の高い現像剤をトナーリッチな状態として検知するため、1%の画像比率の画像形成においては、トナーの補給が行われないまま、画像の形成が継続する。結果として、現像槽内において撹拌される実際のトナー濃度が低下してしまう。一方、10%の画像比率の画像形成においては、1%の画像形成時に比べて10倍のトナー量の入れ替わりが生じるため、トナー帯電量の増加速度と補給トナーの帯電立ち上り速度とが均衡して、結果的にトナー同士に作用する斥力の変化が小さくなるので、嵩密度変化を生じなかったものと考えられる。   In image formation with an image ratio of 1%, the amount of toner consumed in development is extremely small. That is, since the amount of toner supplied to the developing tank is extremely small, the toner is hardly replaced in the developing tank. For this reason, if the developer is continuously stirred as the development process is performed, the contact frequency between the toner and the carrier increases, and the amount of charge charged by the toner increases. An increase in the charge amount of the toner increases the repulsive force between the toners, and as a result, the bulk density of the developer is greatly decreased (the bulk is greatly increased). Since the magnetic permeability sensor detects the developer having a high bulk density as a toner-rich state, in the image formation with an image ratio of 1%, the image formation is continued without toner replenishment. As a result, the actual toner concentration stirred in the developing tank is lowered. On the other hand, in the image formation with the image ratio of 10%, the toner amount is switched 10 times as compared with the image formation of 1%, so that the increase rate of the toner charge amount and the charge rising speed of the replenishment toner are balanced. As a result, the change in repulsive force acting between the toners becomes small, and it is considered that the bulk density did not change.

上述のような低い画像比率の画像の形成において生じる問題を解決するための画像形成装置が特許文献2に開示されている。特許文献2の画像形成装置は、形成する画像比率に応じて、透磁率を検知した結果に基づく検知信号(見かけのトナー濃度出力値)と比較する基準値を補正する検知信号基準値補正手段を備えている。検知信号基準値補正手段は、画像比率に応じて基準値の補正の度合いを変化させる。このため、低い画像比率の画像形成においても、消費されたトナーの量に応じて、トナーが補給されるため、現像剤の嵩密度の減少を抑制することができる。
特開平4−198971号公報(平成4年7月20日公開) 特開2004−85710号公報(平成16年3月18日公開)
An image forming apparatus for solving the problems that occur in the formation of an image with a low image ratio as described above is disclosed in Patent Document 2. The image forming apparatus disclosed in Patent Document 2 includes a detection signal reference value correction unit that corrects a reference value to be compared with a detection signal (apparent toner density output value) based on a result of detecting magnetic permeability according to an image ratio to be formed. I have. The detection signal reference value correction means changes the degree of correction of the reference value according to the image ratio. For this reason, even in image formation with a low image ratio, the toner is replenished in accordance with the amount of consumed toner, so that a decrease in the bulk density of the developer can be suppressed.
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-198971 (published July 20, 1992) JP 2004-85710 A (published March 18, 2004)

しかし、上述した4つの従来技術のそれぞれには、未解決の問題がある。4つの従来技術における未解決の問題について以下に説明する。   However, each of the above four prior arts has unsolved problems. The unsolved problems in the four prior arts are described below.

トナー濃度をパッチ画像から間接的に検知する方法においては、光学系センサの汚れによる誤検知、上記担持体が有する特性の劣化、またはトナー帯電量の変化に伴う現像濃度の変化という問題を生じる。なお、上述のトナー帯電量の変化は、現像槽の経時劣化および環境の変化に起因している。3つの上記問題によって、常に正確なトナーの濃度を測定するのは困難である。さらに、上記方法において、パッチ画像の現像、画像濃度の検知、およびトナー補給という一連の制御シーケンスに時間を要する。このため、トナーを消費したときからトナーを補給するときまでにある程度の時間がかかる。つまり、トナーの補給が必要になってからの応答が遅い。   In the method of indirectly detecting the toner density from the patch image, there arises a problem of erroneous detection due to contamination of the optical system sensor, deterioration of the characteristics of the carrier, or change in the development density accompanying change in the toner charge amount. The change in the toner charge amount described above is caused by the deterioration of the developing tank over time and the environmental change. Due to the above three problems, it is difficult to always measure the exact toner density. Further, in the above method, a series of control sequences such as development of a patch image, detection of image density, and toner replenishment take time. For this reason, a certain amount of time is required from when the toner is consumed to when the toner is replenished. That is, the response after the toner supply is required is slow.

また、上記ビデオカウント方式によってトナーの消費量を算出する方法において、実際の現像プロセスにおいて消費されるトナー量と算出した消費量との間にくいちがいを生じるおそれがある。このくいちがいは、現像プロセスの実行回数が増えるにしたがって大きくなる。よって、ビデオカウント方式を用いる方法は、現像剤のトナー濃度を中長期的に制御する方法としては、信頼性に乏しい。   In addition, in the method of calculating the toner consumption amount by the video count method, there is a possibility that a difference between the toner amount consumed in the actual development process and the calculated consumption amount may be difficult. This difference increases as the number of executions of the development process increases. Therefore, the method using the video count method is not reliable as a method for controlling the toner density of the developer in the medium to long term.

また、特許文献1には、上述のように、撹拌動作の初期におけるトナー濃度の誤検知を回避するという記載はあるが、現像プロセスの実行中におけるトナー濃度の検知については、なんら記載されていない。よって、現像剤の小粒径化および現像速度の上昇に伴った、画像比率の小さな画像の連続出力時に生じる問題を解決できない。   Further, as described above, Patent Document 1 has a description of avoiding erroneous detection of the toner concentration at the initial stage of the stirring operation, but does not describe any detection of the toner concentration during the development process. . Therefore, it is not possible to solve the problems that occur during continuous output of images with a small image ratio due to the reduction in the particle size of the developer and the increase in the development speed.

また、特許文献2において、上述のように、対象物に形成する画像比率に応じて、検知信号の基準値を補正している。しかし、トナー濃度の検知信号の変動は、画像比率だけに起因するとは限らない。例えば、現像剤の周囲の環境および放置時間、現像剤の抵抗値および経時変化、あるいは実際のトナー濃度と検知値とのずれなど、様々な要因によってトナー濃度の検知値は変動する。特許文献2は、これらのトナー濃度の検知値を変動させる要因を考慮していない。よって、画像比率から予想される、トナー濃度の検知値の変動に合わせて、検知信号の基準値をあらかじめ設定した値によって補正しても、実際の変動に合わせて、正確に補正できないおそれがある。   In Patent Document 2, as described above, the reference value of the detection signal is corrected according to the image ratio formed on the object. However, the fluctuation of the toner density detection signal is not necessarily caused only by the image ratio. For example, the detected value of the toner concentration varies depending on various factors such as the environment around the developer and the standing time, the resistance value of the developer and the change over time, or the deviation between the actual toner concentration and the detected value. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 does not consider the factors that change the detected value of the toner density. Therefore, even if the reference value of the detection signal is corrected with a preset value in accordance with the fluctuation of the detected value of the toner density expected from the image ratio, there is a possibility that it cannot be corrected accurately in accordance with the actual fluctuation. .

以上のことから、適切なタイミングにおいて、適切な量のトナーを現像剤に補給するためには、現像剤が有する実際のトナー濃度を、常に正確に検知することが最も好ましい。   From the above, in order to supply an appropriate amount of toner to the developer at an appropriate timing, it is most preferable to always accurately detect the actual toner density of the developer.

なお、透磁率センサを用いて、単に実際のトナー濃度を正確に検知することは、それほど困難なことではない。粉体の嵩密度を正確に、かつ再現性よく測定する方法として、例えば、JIS規格JISZ2512の“金属粉−タップ密度測定方法”などが挙げられる。金属粉−タップ密度測定方法は、タップ(振動)を利用して、測定時における、粉体が有する嵩密度を再現性よく一定の密度にする方法である。粉体をタッピングする(振動させる)ことにより、粉体同士の間に入り込んだエアを抜いて、粉体が有する充填密度を、所望の状態に再現性よく落ち着かせることができる。よって、上記方法によれば、粉体の濃度を測定するとき、粉体は常に一定の嵩密度を有しているので、粉体の濃度を常に正確に測定することができる。   Note that it is not so difficult to accurately detect the actual toner concentration using a magnetic permeability sensor. As a method for measuring the bulk density of the powder accurately and with good reproducibility, for example, “metal powder-tap density measuring method” of JIS standard JISZ2512 can be cited. The metal powder-tap density measuring method is a method of making the bulk density of the powder at the time of measurement a constant density with good reproducibility using taps (vibration). By tapping (vibrating) the powder, air that has entered between the powders can be removed, and the packing density of the powder can be settled in a desired state with good reproducibility. Therefore, according to the above method, when the concentration of the powder is measured, the powder always has a certain bulk density, so that the concentration of the powder can always be measured accurately.

以上のことから、上記方法を用いれば、撹拌による現像剤のエア噛み、またはトナーの帯電電荷による反発力などの結果として生じる現像剤の嵩密度の減少(嵩だかの上昇)は、極めて良好に解消される。このため、必要に応じて、現像剤が有する嵩密度を再現性よく一定にすることができる。   From the above, when the above method is used, the decrease in the developer bulk density (increased bulk) as a result of stirring of the developer by the air or the repulsive force due to the charge of the toner is extremely good. It will be resolved. For this reason, if necessary, the bulk density of the developer can be made constant with good reproducibility.

また、粉体同士の間に入り込んだエア(粉体間に生じた空間)を取り除くには、金属粉−タップ密度測定方法とは異なる方法を採用してもよい。例えば、流動性測定装置FT−4(Freeman technology社)は、回転するスクリューを粉体の中でゆっくり上下させることによって、粉体の嵩密度を、必要に応じて再現性よく、一定にすることができる。   Further, a method different from the metal powder-tap density measurement method may be employed to remove air that has entered between the powders (a space generated between the powders). For example, the fluidity measuring device FT-4 (Freeman technology) makes the bulk density of the powder constant and reproducible as required by slowly moving the rotating screw up and down in the powder. Can do.

このように、上記方法または装置を用いれば、正確なトナー濃度を測定することができる。しかし、上記方法または装置を用いる手法以外にも、他の装置と組み合わせることが容易であり、かつ正確なトナー濃度を測定し得る装置または方法が求められている。   As described above, if the above method or apparatus is used, an accurate toner concentration can be measured. However, there is a need for an apparatus or method that can be easily combined with other apparatuses and can accurately measure the toner concentration, in addition to the above method or apparatus.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、現像剤が有するトナー濃度を、常に正確に測定することができる装置および方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method that can always accurately measure the toner concentration of a developer.

上記課題を解決するために、本発明のトナー濃度測定装置は、
撹拌室内の現像剤を撹拌する回転部材を備える画像形成装置に内蔵され、かつ上記現像剤が有する透磁率を検知する透磁率センサからの出力に基づいて、上記現像剤に含まれるトナーの濃度を測定する装置であって、
上記回転部材の回転速度を制御する制御手段を備え、
上記制御手段が、上記回転部材の回転速度を上記画像形成装置による画像形成時よりも低下させているとき、上記透磁率センサが上記撹拌室内の上記現像剤の透磁率を検知することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the toner concentration measuring device of the present invention is:
Based on an output from a magnetic permeability sensor that is incorporated in an image forming apparatus including a rotating member that stirs the developer in the stirring chamber and detects the magnetic permeability of the developer, the concentration of toner contained in the developer is determined. A device for measuring,
Control means for controlling the rotational speed of the rotating member;
The magnetic permeability sensor detects the magnetic permeability of the developer in the agitation chamber when the control means is lowering the rotation speed of the rotating member than that during image formation by the image forming apparatus. Yes.

現像剤が有する透磁率とは、現像剤に含まれる磁性体(キャリア)と非磁性体(トナー)との混合比率によって変化する、見かけ上の透磁率である。このため、現像剤に一定の量(数)のキャリアが含まれていれば、トナー量の増減(に伴う現像剤の嵩だかの増減)に応じて、上記現像剤が有する透磁率の変化から、現像剤のトナーの濃度を読み取ることができる。   The magnetic permeability of the developer is an apparent magnetic permeability that varies depending on the mixing ratio of the magnetic material (carrier) and the non-magnetic material (toner) contained in the developer. For this reason, if the developer contains a certain amount (number) of carriers, the change in the magnetic permeability of the developer according to the increase / decrease of the toner amount (according to the increase / decrease of the bulk of the developer). The toner density of the developer can be read.

ここで、画像比率の低い画像の形成時において、撹拌室内の現像剤は、高速に回転する回転部材によって撹拌されている。このとき、現像剤に含まれるトナーの消費量が非常に少ないので、トナーの補給頻度が低い。このため、現像剤に含まれるトナーは、あまり入れ替わることなく、長時間に渡って激しく撹拌され続ける。つまり、キャリアとトナーとが接触する頻度が上昇して、トナーが帯びる電荷が過剰に大きくなる。トナーが帯びる電荷が大きくなれば、トナー同士の間に働く斥力が大きくなる。これと同時に、現像剤の撹拌強度の増加によって、現像剤の粒子間に空気が含まれ易くなる。これらの結果として、現像剤は、撹拌の継続にしたがって、嵩だかが上昇する。つまり、高速に撹拌され続けた現像剤は、トナーの量の増減に関わらず、嵩だかが上昇する傾向にある。上述のように、現像剤の透磁率は、現像剤が有する嵩だかによって変化する。このため、高速に撹拌し続けた現像剤の見かけの透磁率から、現像剤に含まれるトナー濃度の正確な値を得ることができない。   Here, when forming an image with a low image ratio, the developer in the stirring chamber is stirred by a rotating member that rotates at high speed. At this time, since the consumption amount of the toner contained in the developer is very small, the toner replenishment frequency is low. For this reason, the toner contained in the developer is vigorously stirred for a long time without much replacement. In other words, the frequency of contact between the carrier and the toner increases, and the charge carried by the toner becomes excessively large. If the charge carried by the toner increases, the repulsive force acting between the toners increases. At the same time, the increase in the stirring strength of the developer facilitates inclusion of air between the developer particles. As a result of these, the developer increases in bulk as stirring continues. That is, the developer kept stirring at high speed tends to increase in bulk regardless of the increase or decrease in the amount of toner. As described above, the magnetic permeability of the developer varies depending on the bulk of the developer. For this reason, an accurate value of the toner concentration contained in the developer cannot be obtained from the apparent magnetic permeability of the developer that is continuously stirred at a high speed.

一方において、長時間に渡って現像剤を撹拌せずに放置した場合、トナーの帯電電荷量は、暫時低下していく。このため、トナー同士の間に働く静電気的な反発力(斥力)も、放置の経過にしたがって小さくなる。さらに、放置される時間が長いほど、現像剤の自重によって、トナーとキャリアとの間が、徐々に隙間なく、詰まっていく。このため、トナーの濃度が変化していないにもかかわらず、現像剤の嵩だかは小さくなる。つまり、長時間に渡って放置された現像剤の見かけの透磁率から、現像剤に含まれるトナー濃度の正確な値を得ることができない。   On the other hand, when the developer is left without stirring for a long time, the charged charge amount of the toner decreases for a while. For this reason, the electrostatic repulsive force (repulsive force) that acts between the toners also decreases with the passage of time. Further, as the time for which the toner is left is longer, the toner and the carrier are gradually clogged without a gap due to the weight of the developer. For this reason, the bulk of the developer becomes small even though the toner density is not changed. That is, an accurate value of the toner concentration contained in the developer cannot be obtained from the apparent magnetic permeability of the developer left for a long time.

上記構成において、撹拌室における現像剤のトナーの濃度を現像剤が有する透磁率に基づいて測定するとき、回転部材の回転速度は、制御手段によって、画像形成時よりも低下している。つまり、トナー濃度の測定時には、撹拌室内の現像剤は、画像形成時よりもゆっくりと撹拌されている。言い換えると、現像剤が空気を含みにくい状態において、透磁率センサは、現像剤が有する透磁率を検知する。つまり、上記構成によって、トナーの量の増減以外の要因によって嵩だかが変化していない現像剤から、トナーの濃度を測定するための透磁率を得ることができる。   In the above configuration, when the toner concentration of the developer in the stirring chamber is measured based on the magnetic permeability of the developer, the rotation speed of the rotating member is lower than that during image formation by the control means. That is, when measuring the toner concentration, the developer in the stirring chamber is stirred more slowly than during image formation. In other words, the magnetic permeability sensor detects the magnetic permeability of the developer in a state where the developer hardly contains air. That is, with the above configuration, the magnetic permeability for measuring the toner concentration can be obtained from the developer that is not bulky or changed due to factors other than the increase or decrease of the toner amount.

さらに、上述のように、トナー濃度の測定時には、撹拌室内の現像剤は、画像形成時よりもゆっくりと撹拌されている。このため、極端に現像剤の嵩だかが小さくなることを避けることができる。つまり、上記構成によって、トナー量の増減以外の要因によって嵩だかが変化していない現像剤から、トナーの濃度を測定するための透磁率を得ることができる。   Furthermore, as described above, when measuring the toner concentration, the developer in the stirring chamber is stirred more slowly than during image formation. For this reason, it can be avoided that the bulk of the developer becomes extremely small. That is, according to the above configuration, the magnetic permeability for measuring the toner concentration can be obtained from the developer whose bulk is not changed due to factors other than the increase or decrease of the toner amount.

また、現像剤をゆっくりと撹拌しながら透磁率の検知を行うため、長時間に渡って激しく撹拌されて、膨張していた現像剤が、元の状態に戻る。さらに、現像剤をゆっくりと撹拌しながら透磁率の検知を行うため、長時間に渡って放置されて、嵩だかが小さくなっていた現像剤が、元の状態に戻る。このため、トナーの量以外の要因によって嵩だかが変化していた現像剤を元の状態に戻して、正確な透磁率を検知することができる。   Further, since the magnetic permeability is detected while stirring the developer slowly, the developer that has been vigorously stirred for a long time and has expanded is returned to the original state. Further, since the magnetic permeability is detected while stirring the developer slowly, the developer that has been left for a long time and has become less bulky returns to its original state. For this reason, it is possible to return the developer that has changed in bulk due to factors other than the amount of toner to the original state, and to detect an accurate magnetic permeability.

以上をまとめると、上記構成を有することによって、現像剤が有する実際のトナー濃度を、常に正確に測定することができる。このため、撹拌室内におけるトナーの量を、常に正確な値として把握することができる。したがって、上記構成を有するトナー濃度測定装置を用いれば、撹拌室に補給すべきトナー量を正確に決定することができるという効果を奏する。   In summary, by having the above configuration, the actual toner density of the developer can always be accurately measured. For this reason, it is possible to always grasp the amount of toner in the stirring chamber as an accurate value. Therefore, if the toner concentration measuring apparatus having the above configuration is used, the amount of toner to be replenished in the stirring chamber can be accurately determined.

また、本発明のトナー濃度測定装置において、
上記透磁率センサは、上記回転部材の回転速度が上記画像形成装置における画像形成時の50%以下であるときに、上記撹拌室内の上記現像剤が有する透磁率を検知することが好ましい。
In the toner concentration measuring apparatus of the present invention,
The magnetic permeability sensor preferably detects the magnetic permeability of the developer in the stirring chamber when the rotation speed of the rotating member is 50% or less during image formation in the image forming apparatus.

回転部材の回転速度とトナー濃度を測定する透磁率センサの出力値との関係を、図9を用いて説明する。回転部材の回転速度が150rpmから画像形成時の回転速度である250rpmの範囲にある場合、透磁率センサの出力値は回転速度の増加に応じて減少する傾向を示す。これは、前述の通り、トナー同士に働く斥力、および現像剤の粒子間が空気を含むことによって、キャリア密度が減少した結果である。一方、回転部材の回転速度が150rpm以下のとき、透磁率センサの出力値(厳密には、出力値の平均値)は約2.75V〜2.85Vの間を推移し、ほぼ一定の値に落ち着いている。回転部材の回転速度に対する透磁率センサ出力値の変動を、静止状態(回転速度0rpm)の値からおよそ0.1Vまでに収めるためには、本トナー濃度測定装置において、画像形成時に250rpmにおいて回転している回転部材の回転速度を、約150rpm付近、厳密には125rpm以下まで減速しなければならない。回転速度が125rpmを上回るときには、上述のような理由によって、現像剤に含まれるトナー同士に働く斥力、および現像剤の粒子間に空気が含まれ易くなることから、現像剤の膨張、つまり透磁率センサの値の低下が生じるおそれがある。上記範囲内の回転速度によって回転部材を回転させながら、撹拌室内の現像剤が有する透磁率を検知することによって、より確実に正確なトナーの濃度を測定することができる。   The relationship between the rotation speed of the rotating member and the output value of the magnetic permeability sensor that measures the toner concentration will be described with reference to FIG. When the rotational speed of the rotating member is in the range of 150 rpm to 250 rpm, which is the rotational speed at the time of image formation, the output value of the magnetic permeability sensor tends to decrease as the rotational speed increases. As described above, this is a result of a reduction in carrier density due to repulsive force acting between the toners and air between the developer particles. On the other hand, when the rotation speed of the rotating member is 150 rpm or less, the output value of the magnetic permeability sensor (strictly speaking, the average value of the output values) changes between about 2.75 V and 2.85 V, and is almost constant. Being Calm. In order to keep the fluctuation of the output value of the permeability sensor with respect to the rotational speed of the rotating member from the value in the stationary state (rotational speed 0 rpm) to about 0.1 V, the toner density measuring device rotates at 250 rpm during image formation. The rotational speed of the rotating member must be reduced to about 150 rpm, strictly to 125 rpm or less. When the rotational speed exceeds 125 rpm, the repulsive force acting between the toners contained in the developer and air between the developer particles are likely to be contained due to the reasons described above. There is a risk that the sensor value may decrease. By detecting the magnetic permeability of the developer in the stirring chamber while rotating the rotating member at a rotation speed within the above range, it is possible to measure the toner concentration more accurately and more reliably.

また、本発明のトナー濃度測定装置において、
上記画像形成時において消費されたトナー消費量を算出する算出手段と、
上記トナー消費量と、1つの画像の形成時に消費されるトナーの最大量以上の大きさを有する閾値との大小を判定する判定手段と、
をさらに備え、
上記判定手段において上記トナー消費量が上記閾値以上の大きさであると判定されたとき、上記制御手段は、上記回転部材の回転速度を上記画像形成装置における画像形成時よりも低下させることが好ましい。
In the toner concentration measuring apparatus of the present invention,
Calculating means for calculating the amount of toner consumed during the image formation;
Determination means for determining the magnitude of the toner consumption amount and a threshold value having a size equal to or greater than the maximum amount of toner consumed when forming one image;
Further comprising
When the determination unit determines that the toner consumption amount is greater than or equal to the threshold value, the control unit preferably reduces the rotation speed of the rotation member as compared to when the image is formed in the image forming apparatus. .

上記構成において、1つの画像の形成時における最大の上記トナー消費量とは、例えば、トナーによって1枚の印刷物の全面に画像を形成するときのトナーの消費量である。このため、少なくとも1枚の印刷物に画像が形成されるまで、判定手段は、算出手段によって算出されるトナー消費量が閾値を上回っていると判定しない。よって、画像形成中には回転部材の回転速度が低下しないので、十分に撹拌されている現像剤は、画像形成に適した状態を維持する。   In the above configuration, the maximum amount of toner consumed when forming one image is, for example, the amount of toner consumed when an image is formed on the entire surface of one printed matter with toner. Therefore, the determination unit does not determine that the toner consumption calculated by the calculation unit exceeds the threshold until an image is formed on at least one printed matter. Therefore, since the rotation speed of the rotating member does not decrease during image formation, the sufficiently stirred developer maintains a state suitable for image formation.

一方、トナー消費量が閾値以上であると判定されると、制御手段によって回転部材の回転速度が低下する。つまり、撹拌室内のトナーが一定量を超えて消費されると、現像剤がゆっくりと撹拌される。よって、現像剤は元の状態に戻る。この状態において透磁率センサによる透磁率の検知を行えば、現像剤のトナー濃度を正確に測定して、撹拌室に補給すべきトナーの量を正確に決定することができる。   On the other hand, if it is determined that the toner consumption amount is equal to or greater than the threshold value, the rotation speed of the rotating member decreases by the control means. That is, when the toner in the stirring chamber exceeds a certain amount, the developer is slowly stirred. Therefore, the developer returns to the original state. In this state, if the magnetic permeability is detected by the magnetic permeability sensor, the toner concentration of the developer can be accurately measured, and the amount of toner to be replenished in the stirring chamber can be accurately determined.

また、本発明のトナー濃度測定装置において、
上記算出手段によって算出される上記トナー消費量は、複数の上記画像の形成時に消費されたトナー消費量の積算量であることが好ましい。
In the toner concentration measuring apparatus of the present invention,
The toner consumption calculated by the calculation means is preferably an integrated amount of toner consumption consumed when forming the plurality of images.

上記構成を有することによって、例えば、複数枚の印刷物に画像を形成した後におけるトナーの消費量が、閾値以上であると判定されたときに、初めて回転部材の回転速度が低下する。つまり、トナーの補給が必要になるまで、画像の形成を継続することができる。よって、例えば、画像比率の低い画像の形成のように比較的に長い時間に渡って継続するような処理を、中断することなく、完了することができる。   By having the above configuration, for example, when it is determined that the toner consumption after forming an image on a plurality of printed materials is equal to or greater than a threshold value, the rotational speed of the rotating member is reduced for the first time. That is, the image formation can be continued until the toner needs to be replenished. Therefore, for example, processing that continues for a relatively long time, such as formation of an image with a low image ratio, can be completed without interruption.

また、本発明のトナー濃度測定装置において、
上記算出手段が、上記画像におけるトナーの転写を所望する画素を表す画素データに基づいて、現像時におけるトナー消費量を算出する手段であることが好ましい。
In the toner concentration measuring apparatus of the present invention,
Preferably, the calculating means is a means for calculating a toner consumption amount during development based on pixel data representing a pixel desired to transfer toner in the image.

上記構成において、制御手段は、現像剤の透磁率を用いることなく、画素データから推定されるトナー消費量に基づいて、回転部材の回転速度を変化させる。よって、トナーの補給が必要か否かを、画像形成処理を停止させることなく、判定することができる。   In the above configuration, the control unit changes the rotation speed of the rotating member based on the toner consumption estimated from the pixel data without using the magnetic permeability of the developer. Therefore, it is possible to determine whether or not toner replenishment is necessary without stopping the image forming process.

仮に、算出手段によって算出されたトナー消費量が、実際に画像形成において消費されたトナーの量とくいちがっていても、後ほど透磁率センサによる検知結果に基づいて、現像剤のトナー濃度が測定される。このため、実際に撹拌室に補給されるトナーの量は、現像剤のトナー濃度を維持するための量に、補正される。   Even if the toner consumption calculated by the calculation unit is different from the amount of toner actually consumed in image formation, the toner concentration of the developer is measured later based on the detection result by the magnetic permeability sensor. The For this reason, the amount of toner actually supplied to the stirring chamber is corrected to an amount for maintaining the toner concentration of the developer.

上記構成を有することによって、画像形成プロセスの実行を妨げることなく、常に適切なタイミングにおいて、常に適量のトナーを補給することができる。   By having the above configuration, an appropriate amount of toner can always be replenished at an appropriate timing without hindering execution of the image forming process.

また、本発明のトナー濃度測定装置において、
上記閾値は、さらに上記撹拌室に保持されるトナーの総量から決定される許容量に基づく値であることが好ましい。
In the toner concentration measuring apparatus of the present invention,
The threshold value is preferably a value based on an allowable amount determined from the total amount of toner held in the stirring chamber.

閾値を、撹拌室のトナーの許容量に対して、あまり大きな値に設定すると、画像形成に適さなくなるまで、現像剤のトナーの濃度が低下するおそれがある。一方、閾値を、撹拌室のトナーの許容量に対して、あまり小さな値に設定すると、頻繁に回転部材の回転速度が低下するために、画像形成速度の低下を招くおそれがある。撹拌室のトナーの許容量に基づいて、適切な閾値を決定することによって、これらの問題を回避することができる。   If the threshold value is set to a value that is too large with respect to the allowable amount of toner in the stirring chamber, the developer toner concentration may decrease until it becomes unsuitable for image formation. On the other hand, if the threshold value is set to a value that is too small with respect to the allowable amount of toner in the agitation chamber, the rotational speed of the rotating member is frequently decreased, which may lead to a decrease in image forming speed. These problems can be avoided by determining an appropriate threshold based on the amount of toner in the agitation chamber.

例えば、上記閾値は、上記撹拌室に保持されるトナー総量に対して、0.07%〜12.5%のトナー減少量に相当する範囲内に設定されることが好ましい。この範囲は以下の理由によって決定される。印字条件として、通常想定される印字条件(紙上に画像形成されるトナーの堆積密度を0.4mg/cmとし、かつA4用紙1枚を5%の印字率において印刷する条件)を選択した場合について説明する。このとき、上記閾値の下限値は、消費されるトナー量(0.012g)が、撹拌室内に充填された現像剤の内、トナーが占める最大量(18.4g)に対する重量の割合から得ることができる。つまり、少なくとも、通常想定されるA4紙1枚の印刷動作中には、トナーの消費量がトナー補給を行う閾値に達しない条件となる。一方、上記閾値の上限値は、初期のトナー濃度条件(8%)から1%減少したときの値から得られている。これは、現像時の現像濃度変化が顕在化し始めるトナー濃度の変化量であり、トナー量に置き換えると2.3gに相当する量である。この量は、初期のトナー総量(18.4g)に対して12.5%を占める。つまり、撹拌室内のトナー濃度が減少し過ぎないように、上記閾値の上限値は、このトナー量を少なくとも消費する前に、トナー補給を行う閾値に達すべき値を表している。上記構成によって、画像形成処理プロセスの不要な中断を回避し、かつ現像剤のトナー濃度を、常に画像形成に適した状態に維持することができる。 For example, the threshold value is preferably set within a range corresponding to a toner reduction amount of 0.07% to 12.5% with respect to the total amount of toner held in the stirring chamber. This range is determined for the following reasons. When the normally assumed printing conditions (conditions for printing toner on the paper at a density of 0.4 mg / cm 2 and printing one A4 sheet at a printing rate of 5%) are selected as the printing conditions Will be described. At this time, the lower limit of the threshold value is obtained from the ratio of the weight of the consumed toner (0.012 g) to the maximum amount (18.4 g) occupied by the toner in the developer filled in the stirring chamber. Can do. That is, at least during the normally assumed printing operation of one A4 sheet, the toner consumption amount does not reach the threshold value for toner replenishment. On the other hand, the upper limit value of the threshold value is obtained from a value obtained by reducing 1% from the initial toner density condition (8%). This is the change amount of the toner density at which the development density change at the time of development starts to become apparent, and is equivalent to 2.3 g when replaced with the toner amount. This amount occupies 12.5% of the initial toner total amount (18.4 g). In other words, the upper limit value of the threshold value represents a value that should reach the threshold value for toner replenishment before consuming at least this toner amount so that the toner concentration in the stirring chamber does not decrease excessively. With the above configuration, unnecessary interruption of the image forming process can be avoided, and the toner density of the developer can always be maintained in a state suitable for image formation.

また、本発明のトナー濃度測定装置において、
上記回転部材が1回転以上する間における上記透磁率センサからの出力を平均化する出力平均化手段をさらに備えていることが好ましい。
In the toner concentration measuring apparatus of the present invention,
It is preferable to further include output averaging means for averaging the output from the magnetic permeability sensor while the rotating member makes one or more rotations.

回転部材が、例えば、円柱状の軸と軸をらせん状に取り巻く羽根とを有しているとする。さらに、らせん状の羽根は、回転部材が1回転する間に、透磁率センサの真上を1回だけ通過するとする。このとき、透磁率センサによる現像剤が有する透磁率の検知において、回転部材の羽根の位置によって、透磁率センサが検知する現像剤の量が変動する場合がある。例えば、回転部材の羽根が透磁率センサの真上を通過しているとき、透磁率センサの真上にある現像剤は、回転部材の羽によって押し固められて、よく締まった状態にあるので、透磁率センサからの出力値が最大になる。また、例えば、回転部材の羽根が透磁率センサから最も離れた位置にあるとき、透磁率センサの真上にある現像剤は、その大部分が回転部材の羽根によって上方向に持ち上げられて、密度が小さい状態であるので、透磁率センサからの出力値が最小になる。このように、回転部材が1回転する間において、透磁率センサによる出力に、多少のばらつきが生じる。   It is assumed that the rotating member includes, for example, a cylindrical shaft and a blade that spirals around the shaft. Further, it is assumed that the spiral blade passes only once just above the magnetic permeability sensor during one rotation of the rotating member. At this time, in the detection of the magnetic permeability of the developer by the magnetic permeability sensor, the amount of the developer detected by the magnetic permeability sensor may vary depending on the position of the blade of the rotating member. For example, when the blade of the rotating member passes right above the magnetic permeability sensor, the developer just above the magnetic permeability sensor is pressed and solidified by the blade of the rotating member, The output value from the magnetic permeability sensor is maximized. Further, for example, when the blade of the rotating member is at the position farthest from the magnetic permeability sensor, most of the developer directly above the magnetic permeability sensor is lifted upward by the blade of the rotating member, and the density is increased. Is small, the output value from the magnetic permeability sensor is minimized. In this way, there is some variation in the output from the magnetic permeability sensor during one rotation of the rotating member.

上記構成において、出力平均化手段は、1回転以上する間における上記透磁率センサからの出力を平均化する。このため、現像剤が有する透磁率として、平均化された出力を用いることができる。つまり、上記構成を有することによって、回転部材の回転に伴う、透磁率センサによる検知値のばらつきを低減することができる。   In the above configuration, the output averaging means averages the output from the magnetic permeability sensor during one rotation or more. For this reason, the averaged output can be used as the magnetic permeability of the developer. That is, by having the said structure, the dispersion | variation in the detected value by a magnetic permeability sensor accompanying rotation of a rotation member can be reduced.

上記課題を解決するために、本発明のトナー濃度測定方法は、
撹拌室内の現像剤を撹拌する回転部材を備える画像形成装置において、上記現像剤が有する透磁率を検知する透磁率センサからの出力に基づいて、上記現像剤に含まれるトナーの濃度を測定する方法であって、
上記回転部材の回転速度を制御する工程を包含し、
回転部材の回転速度を制御する上記工程において、上記回転部材の回転速度を上記画像形成装置における画像形成時よりも低下させたときに、上記透磁率センサが上記撹拌室内の上記現像剤が有する透磁率を検知することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the toner concentration measurement method of the present invention comprises:
In an image forming apparatus including a rotating member that stirs a developer in a stirring chamber, a method for measuring a concentration of toner contained in the developer based on an output from a magnetic permeability sensor that detects a magnetic permeability of the developer. Because
Including the step of controlling the rotational speed of the rotating member;
In the step of controlling the rotation speed of the rotating member, when the rotation speed of the rotating member is lower than that during image formation in the image forming apparatus, the magnetic permeability sensor has the permeability of the developer in the stirring chamber. It is characterized by detecting magnetic susceptibility.

上記構成において、撹拌室における現像剤のトナーの濃度を、現像剤が有する透磁率に基づいて測定するとき、回転部材の回転速度は、回転部材の回転速度を制御する工程において、画像形成時よりも下げられる。つまり、トナー濃度の測定時には、撹拌室内の現像剤は、画像形成時よりもゆっくりと撹拌されている。言い換えると、現像剤が空気を含みにくく、かつトナー同士の斥力が大きくない状態において、透磁率センサは、現像剤が有する透磁率を検知する。つまり、上記構成によって、トナー量の増減以外の要因によって嵩だかが変化していない現像剤から、トナーの濃度を測定するための透磁率を得ることができる。   In the above configuration, when the toner concentration of the developer in the stirring chamber is measured based on the magnetic permeability of the developer, the rotation speed of the rotation member is greater than that during image formation in the step of controlling the rotation speed of the rotation member. Is also lowered. That is, when measuring the toner concentration, the developer in the stirring chamber is stirred more slowly than during image formation. In other words, the magnetic permeability sensor detects the magnetic permeability of the developer in a state where the developer hardly contains air and the repulsive force between the toners is not large. That is, according to the above configuration, the magnetic permeability for measuring the toner concentration can be obtained from the developer whose bulk is not changed due to factors other than the increase or decrease of the toner amount.

また、現像剤をゆっくりと撹拌しながら透磁率の検知を行うため、長時間に渡って激しく撹拌されて、膨張していた現像剤が、元の状態に戻る。さらに、現像剤をゆっくりと撹拌しながら透磁率の検知を行うため、長時間に渡って放置されて、嵩だかが小さくなっていた現像剤が、元の状態に戻る。このため、トナーの量以外の要因によって嵩だかが変化していた現像剤を元の状態に戻して、正確な透磁率を検知することができる。   Further, since the magnetic permeability is detected while stirring the developer slowly, the developer that has been vigorously stirred for a long time and has expanded is returned to the original state. Further, since the magnetic permeability is detected while stirring the developer slowly, the developer that has been left for a long time and has become less bulky returns to its original state. For this reason, it is possible to return the developer that has changed in bulk due to factors other than the amount of toner to the original state, and to detect an accurate magnetic permeability.

以上をまとめると、上記構成を有することによって、上述のトナー濃度測定装置と同様の効果を奏する。   Summarizing the above, by having the above-described configuration, the same effects as those of the above-described toner concentration measuring apparatus can be obtained.

以上のように、本発明のトナー濃度測定装置は、現像剤の透磁率を測定するときに、現像剤をゆっくりと撹拌するので、現像剤が有する実際のトナー濃度を、常に正確に測定することができる。これによって、現像剤が有するトナー濃度を、常に適切な状態に維持し得るという効果を奏する。   As described above, the toner concentration measuring device of the present invention stirs the developer slowly when measuring the magnetic permeability of the developer, so that the actual toner concentration of the developer is always accurately measured. Can do. As a result, there is an effect that the toner density of the developer can always be maintained in an appropriate state.

本発明に係る実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。以下の説明において同一の部材および構成要素のそれぞれには、同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同様である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same members and components are denoted by the same reference numerals. The names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

(画像形成装置)
本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図1〜図3を参照して、以下に説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す平面図である。図2は、本発明に係る現像槽の構成を示す平面図である。図3は、本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す断面図である。
(Image forming device)
An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing a main configuration of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the developing tank according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main configuration of the image forming apparatus according to the present invention.

図1に示すように、本実施形態の画像形成装置は、複数の現像槽(撹拌室)4a〜4dと、複数の現像層4a〜4dをレール21に沿って固定するフレーム20と、複数の現像槽4a〜4dのそれぞれが有するトナー濃度センサ(透磁率センサ)14と、モータ19と電気的に接続されたマイクロコンピュータ22と、を備えている。複数の現像層4a〜4dのそれぞれは、黒、マゼンタ、シアンおよびイエローのいずれかのトナーを用いて現像する現像槽4である。トナー濃度センサ14は、ケーブル15、コネクタ17、コネクタ18、配線および入出力(I/O)インターフェイス23を介して、マイクロコンピュータ22と電気的に接続されている。トナー濃度センサ14は、現像槽4内の現像剤が有する透磁率に基づく電圧をマイクロコンピュータ22に出力する、透磁率センサである。モータ19は、配線およびI/Oインターフェイス23を介してマイクロコンピュータ22と電気的に接続されている。また、モータ19は、ギアを介して、複数の現像槽4a〜4d内にある、撹拌羽根を有する撹拌部材(回転部材)13aおよび13bと接続されている。マイクロコンピュータ22の内部において、トナー濃度センサ14からの出力に基づく演算、およびモータ19の駆動速度の制御を行っている。本発明に係るトナー濃度測定装置は、トナー濃度センサ14およびマイクロコンピュータ22として、上記画像形成装置に内蔵されている。さらに、紙面における現像剤担持体5の左側には、現像剤担持体5と対向して感光体ドラム1(図3を参照すればよい)が配置されている。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a plurality of developing tanks (stirring chambers) 4a to 4d, a frame 20 that fixes the plurality of developing layers 4a to 4d along the rail 21, and a plurality of developing tanks (stirring chambers). A toner concentration sensor (magnetic permeability sensor) 14 included in each of the developing tanks 4 a to 4 d and a microcomputer 22 electrically connected to the motor 19 are provided. Each of the plurality of developing layers 4a to 4d is a developing tank 4 that develops using any of black, magenta, cyan, and yellow toner. The toner concentration sensor 14 is electrically connected to the microcomputer 22 via a cable 15, a connector 17, a connector 18, wiring and an input / output (I / O) interface 23. The toner concentration sensor 14 is a magnetic permeability sensor that outputs a voltage based on the magnetic permeability of the developer in the developing tank 4 to the microcomputer 22. The motor 19 is electrically connected to the microcomputer 22 via wiring and an I / O interface 23. Further, the motor 19 is connected to stirring members (rotating members) 13a and 13b having stirring blades in the plurality of developing tanks 4a to 4d through gears. Inside the microcomputer 22, calculation based on the output from the toner density sensor 14 and control of the driving speed of the motor 19 are performed. The toner density measuring apparatus according to the present invention is built in the image forming apparatus as the toner density sensor 14 and the microcomputer 22. Further, on the left side of the developer carrier 5 on the paper surface, a photosensitive drum 1 (see FIG. 3) is disposed so as to face the developer carrier 5.

以上のような構成を有する、本実施形態に係る画像形成装置は、いわゆるカールソンプロセスによって対象物に画像を形成する装置である。ここで、本実施形態に係る画像形成装置における画像形成プロセスの概略について、以下に説明する。   The image forming apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration is an apparatus that forms an image on an object by a so-called Carlson process. Here, an outline of an image forming process in the image forming apparatus according to the present embodiment will be described below.

まず、画像担持体である感光体ドラム1(図3を参照のこと)は、帯電手段(図示せず)のコロナ放電によって、一様に帯電する。そして、感光体ドラム1には、レーザー光を照射する露光手段を有する静電潜像書き込み手段(図示せず)によって、所望の画像情報に基づいて光強度が変調された露光用レーザー光が照射される。これによって、感光体ドラム1に画像情報に基づいた画像が書き込まれる。つまり、感光体ドラム1が静電潜像を保持した状態になる。感光体ドラム1に保持された静電潜像は、現像剤担持体5表面に保持された現像剤に含まれるトナーが付着することによって、可視画像になる(現像される)。なお、現像槽4において、現像剤担持体5に現像バイアス電圧が印加されることによって、現像剤は、現像剤担持体5表面に保持される。感光体ドラム1に形成された可視画像は、転写部(図示せず)において、給紙部(図示せず)から供給された普通紙に転写される。普通紙に転写されたトナーからなる可視画像は、加熱および加圧によってトナーを固定する定着部(図示せず)において融着および固定されて、画像形成装置外に排出される。   First, the photosensitive drum 1 (see FIG. 3), which is an image carrier, is uniformly charged by corona discharge of a charging means (not shown). The photosensitive drum 1 is irradiated with an exposure laser beam whose light intensity is modulated based on desired image information by an electrostatic latent image writing unit (not shown) having an exposure unit for irradiating a laser beam. Is done. As a result, an image based on the image information is written on the photosensitive drum 1. That is, the photosensitive drum 1 is in a state of holding an electrostatic latent image. The electrostatic latent image held on the photosensitive drum 1 becomes a visible image (developed) when the toner contained in the developer held on the surface of the developer carrier 5 adheres. In the developing tank 4, the developer is held on the surface of the developer carrier 5 by applying a development bias voltage to the developer carrier 5. The visible image formed on the photosensitive drum 1 is transferred to plain paper supplied from a paper feed unit (not shown) in a transfer unit (not shown). A visible image made of toner transferred onto plain paper is fused and fixed in a fixing unit (not shown) that fixes the toner by heating and pressurizing, and is discharged out of the image forming apparatus.

一方、転写されずに感光体ドラム1に残ったトナーは、クリーニング手段によって除去される。クリーニングされた感光体ドラム1には、除電ランプ(図示せず)から除電光が照射される。これによって、感光体ドラム1の表面に残留していた静電潜像を形成する残留電荷が除去される。つまり、感光体ドラム1は、上述の帯電手段による帯電に備えて、初期化される。   On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred is removed by the cleaning means. The cleaned photosensitive drum 1 is irradiated with static elimination light from a static elimination lamp (not shown). As a result, residual charges that form an electrostatic latent image remaining on the surface of the photosensitive drum 1 are removed. That is, the photosensitive drum 1 is initialized in preparation for charging by the charging means described above.

次に、現像剤を撹拌し、かつ現像剤担持体5に保持させる複数の現像槽4a〜4dの詳細について、図2を参照して以下に説明する。   Next, details of the plurality of developing tanks 4a to 4d that stir the developer and hold the developer carrier 5 will be described below with reference to FIG.

(現像槽4)
図2に示すように、現像槽4のケーシング内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤を担持する現像剤担持体5、現像剤を撹拌する撹拌部材13aおよび13b、ケーシング床面の撹拌部材13bの真下に形成されたトナー濃度センサ14、ならびに撹拌部材13aと13bとの間に設けられた仕切り板16が備えられている。撹拌部材13aおよび13bのそれぞれは、互いに平行に配置され、かつスクリュー状の羽根を有している。トナー濃度センサ14は、現像剤が有する透磁率を検知するセンサである。なお、現像剤担持体5の下には、現像剤担持体5と接触して、感光体ドラム1に搬送される現像剤の量を一定に保つドクターブレード12(図3を参照のこと)が形成されている。
(Developing tank 4)
As shown in FIG. 2, in the casing of the developing tank 4, a developer carrying member 5 carrying a two-component developer composed of a carrier and toner, stirring members 13a and 13b for stirring the developer, and the casing floor surface A toner concentration sensor 14 formed immediately below the stirring member 13b and a partition plate 16 provided between the stirring members 13a and 13b are provided. Each of the stirring members 13a and 13b is arranged in parallel to each other and has screw-like blades. The toner concentration sensor 14 is a sensor that detects the magnetic permeability of the developer. Underneath the developer carrier 5 is a doctor blade 12 (see FIG. 3) that keeps the amount of developer conveyed to the photosensitive drum 1 in contact with the developer carrier 5 constant. Is formed.

上述のように、撹拌部材13aおよび13bは、ギアを介して、モータ19に接続されている。さらに、撹拌部材13aおよび13bのそれぞれのギアは、かみ合っている。よって、モータ19の回転にしたがって、撹拌部材13aおよび13bは、互いに逆向きに回転する。よって、撹拌部材13aおよび13bが有するスクリュー状の羽根によって現像剤が送られる。そして、撹拌部材13aと13bとの間に仕切り板16があるので、現像槽4において、現像剤は、撹拌されながら、図中の矢印の方向に搬送される(循環する)。現像槽4内を循環している現像剤の透磁率に基づいて、トナー濃度センサ14は、マイクロコンピュータ22に、電圧の値を出力する。   As described above, the agitating members 13a and 13b are connected to the motor 19 via gears. Further, the gears of the stirring members 13a and 13b are engaged with each other. Therefore, as the motor 19 rotates, the stirring members 13a and 13b rotate in opposite directions. Therefore, the developer is sent by the screw-like blades of the stirring members 13a and 13b. And since the partition plate 16 exists between the stirring members 13a and 13b, in the developing tank 4, the developer is conveyed (circulated) in the direction of the arrow in the drawing while being stirred. The toner concentration sensor 14 outputs a voltage value to the microcomputer 22 based on the magnetic permeability of the developer circulating in the developing tank 4.

次に、現像槽4内の現像剤の透磁率に基づいてトナー濃度を測定するための濃度センサ14について、図3を参照して以下に説明する。   Next, the concentration sensor 14 for measuring the toner concentration based on the magnetic permeability of the developer in the developing tank 4 will be described below with reference to FIG.

(トナー濃度センサ14)
上述のように、トナー濃度センサ14は、現像剤の透磁率に基づいてある大きさの電圧を出力する、透磁率センサである。トナー濃度センサ14は、現像剤がある嵩密度を有している状態において、現像剤が有するトナー濃度に応じて、図7に示したような電圧を出力する。つまり、トナー濃度センサ14の出力から現像剤が有するトナー濃度を測定することができる。また、トナー濃度センサ14の出力に基づくデジタル信号は、マイクロコンピュータ22において、トナー濃度に置き換えずに、そのまま演算処理などに使用してもよい。
(Toner density sensor 14)
As described above, the toner concentration sensor 14 is a magnetic permeability sensor that outputs a voltage having a certain magnitude based on the magnetic permeability of the developer. The toner concentration sensor 14 outputs a voltage as shown in FIG. 7 according to the toner concentration of the developer in a state where the developer has a certain bulk density. That is, the toner density of the developer can be measured from the output of the toner density sensor 14. Further, the digital signal based on the output of the toner density sensor 14 may be used as it is in the arithmetic processing or the like in the microcomputer 22 without being replaced with the toner density.

図3に示すように、現像槽4内を循環している現像剤は、撹拌部材13bとトナー濃度センサ14との間を通過する。このとき、トナー濃度センサ14は、現像剤の透磁率に基づく電圧を、マイクロコンピュータ22に出力する。ここで、トナー濃度センサ14が現像剤の透磁率に基づく電圧を出力するとき、モータ19の回転速度は、マイクロコンピュータ22内部の制御手段からの信号にしたがって、画像形成時よりも低下した状態にある。上記電圧は、ケーブル15、コネクタ17、コネクタ18、配線およびI/Oインターフェイス23を介して、マイクロコンピュータ22に送られる。なお、アナログ信号である上記電圧は、電気的なインターフェイスにおいてデジタル信号に変換されて、マイクロコンピュータ22に入力される。マイクロコンピュータ22において、トナー濃度センサ14の出力に基づいて、現像剤のトナー濃度が所望の値を下回っているか否かが判定される。マイクロコンピュータ22において、“Yes”(トナー濃度が所望の値を下回っている)と判断されたとき、現像槽4へのトナー補給が行われる。   As shown in FIG. 3, the developer circulating in the developing tank 4 passes between the stirring member 13 b and the toner concentration sensor 14. At this time, the toner concentration sensor 14 outputs a voltage based on the magnetic permeability of the developer to the microcomputer 22. Here, when the toner concentration sensor 14 outputs a voltage based on the magnetic permeability of the developer, the rotational speed of the motor 19 is lower than that at the time of image formation in accordance with a signal from the control means inside the microcomputer 22. is there. The voltage is sent to the microcomputer 22 via the cable 15, connector 17, connector 18, wiring, and I / O interface 23. The voltage, which is an analog signal, is converted to a digital signal at an electrical interface and input to the microcomputer 22. In the microcomputer 22, it is determined based on the output of the toner concentration sensor 14 whether or not the toner concentration of the developer is below a desired value. When the microcomputer 22 determines “Yes” (the toner density is lower than the desired value), the toner is supplied to the developing tank 4.

次に、トナー補給機構6について、図3を参照して以下に説明する。   Next, the toner replenishing mechanism 6 will be described below with reference to FIG.

(トナー補給機構6)
図3に示すように、トナー補給機構6は、撹拌羽根および回転部材7を備えている。トナー補給機構6は、駆動部(図示せず)を用いて回転部材7の回転させることによって、トナー3を現像槽4に補給する。回転部材7は、回転数に応じた量のトナー3を、回転部材7の下にある穴に送りこむことができる。穴に送り込まれたトナー3は、現像槽4に落下する。よって、補給を所望する量のトナー3に応じた数だけ、回転部材7を回転させて、トナーの補給を行えばよい。トナー3を補給する量は、トナー濃度センサ14の出力に基づいて、マイクロコンピュータ22において決定すればよい。上述のような構成を有するトナー補給機構6は、従来公知のトナー補給方法を利用している。したがって、さらなる詳細についての説明は、省略する。
(Toner supply mechanism 6)
As shown in FIG. 3, the toner replenishing mechanism 6 includes a stirring blade and a rotating member 7. The toner replenishing mechanism 6 replenishes the toner 3 to the developing tank 4 by rotating the rotating member 7 using a driving unit (not shown). The rotating member 7 can send an amount of toner 3 corresponding to the number of rotations into a hole under the rotating member 7. The toner 3 fed into the hole falls into the developing tank 4. Therefore, the toner may be supplied by rotating the rotation member 7 by the number corresponding to the amount of toner 3 desired to be supplied. The amount of toner 3 to be replenished may be determined by the microcomputer 22 based on the output of the toner density sensor 14. The toner supply mechanism 6 having the above-described configuration uses a conventionally known toner supply method. Therefore, further detailed description is omitted.

(現像剤2)
本実施形態の現像剤2は、トナー粒子およびキャリア粒子から構成されている。トナー粒子は、直径6.5μmのポリエステル系樹脂である。キャリア粒子は、心材としてフェライトコアを有し、かつフェライトコアの表面にシリコーン系樹脂がコーティングされた、直径40μmの粒子である。現像槽4には、230gの現像剤2が充填されている。なお、2種類の上記粒子の混合物である現像剤2において、トナー粒子は8重量%を占める。よって、現像槽4には、18gのトナー粒子が存在する。本実施形態において、トナー濃度の基準値は、8重量%に設定されている。
(Developer 2)
The developer 2 of this embodiment is composed of toner particles and carrier particles. The toner particles are a polyester resin having a diameter of 6.5 μm. The carrier particles are particles having a diameter of 40 μm having a ferrite core as a core material and having a surface of the ferrite core coated with a silicone resin. The developing tank 4 is filled with 230 g of the developer 2. In the developer 2, which is a mixture of the two types of particles, the toner particles account for 8% by weight. Therefore, 18 g of toner particles are present in the developing tank 4. In the present embodiment, the reference value of the toner density is set to 8% by weight.

(マイクロコンピュータ22)
本実施形態のマイクロコンピュータ22は、演算用マイクロプロセッサ(CPUなど)と、読み出し用メモリと、読み出し用および書き込み用メモリ(メモリまたはハードディスクなど)と、I/Oインターフェイス23(外部接続端子など)とを備えている。マイクロコンピュータ22には、I/Oインターフェイス23を介して、他の外部装置と接続されていてもよい。上述のように、マイクロコンピュータ22は、トナー濃度センサ14からの出力に基づくトナー濃度の検知、検知したトナー濃度に基づくモータ19の回転速度の制御、および現像槽4へのトナー補給量の決定などを行っている。これらの処理の詳細については、後述の(画像形成装置における処理フロー)の項において説明する。さらに、マイクロコンピュータ22は、(画像形成装置)の項において説明した、帯電、露光、現像、転写、および定着からなる画像形成プロセスにおける、各構成の駆動制御も行っている。なお、マイクロコンピュータ22が行う画像形成プロセスにおける制御は、従来公知の制御方法を採用しているため、その詳細については、省略する。
(Microcomputer 22)
The microcomputer 22 of this embodiment includes an arithmetic microprocessor (such as a CPU), a read memory, a read and write memory (such as a memory or a hard disk), and an I / O interface 23 (such as an external connection terminal). It has. The microcomputer 22 may be connected to another external device via the I / O interface 23. As described above, the microcomputer 22 detects the toner density based on the output from the toner density sensor 14, controls the rotation speed of the motor 19 based on the detected toner density, and determines the toner replenishment amount to the developing tank 4. It is carried out. Details of these processes will be described later in the section (Processing flow in the image forming apparatus). Further, the microcomputer 22 performs drive control of each component in the image forming process including charging, exposure, development, transfer, and fixing described in the section of (Image forming apparatus). Since the control in the image forming process performed by the microcomputer 22 employs a conventionally known control method, the details thereof are omitted.

(画像形成装置における処理フロー)
本実施形態に係る画像形成装置による、画像形成の開始からトナー補給の終了までの処理フローの一例を、図4を用いて以下に説明する。図4は、本実施形態に係る画像形成装置における処理フローの一例を示すフローチャートである。なお、図4のフローチャートは、ユーザから画像形成装置に対して、n枚の普通紙に対する画像形成が指示された後の処理を示している。このため、図4において、画像形成の開始を処理の起点として示している。
(Processing flow in image forming apparatus)
An example of a processing flow from the start of image formation to the end of toner supply by the image forming apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing flow in the image forming apparatus according to the present embodiment. Note that the flowchart of FIG. 4 shows processing after the user instructs the image forming apparatus to form an image on n plain sheets. For this reason, in FIG. 4, the start of image formation is shown as the starting point of the process.

(トナー消費量の比較判定)
図4に示すように、ユーザからの指示によって、n枚の普通紙に対する画像形成プロセスがスタートする(S1)。画像形成プロセスについては、(画像形成装置)の項を参照すればよい。
(Toner consumption comparison judgment)
As shown in FIG. 4, an image forming process for n plain sheets starts in accordance with an instruction from the user (S1). For the image forming process, reference may be made to (Image forming apparatus).

1枚目の普通紙に対する画像形成プロセスが終了すると、1枚目の普通紙に対する画像の形成に消費されたトナー消費量T1が、上記演算用マイクロプロセッサ内部の算出手段によって算出される(S2)。より詳細には、算出手段は、静電潜像書き込み手段が感光体ドラム1に書き込むために参照する画像データの内、トナーを消費する画素を表す画素データに基づく値(ビデオカウント数の値)を取得する。この画素データに基づくトナー消費量の参照方法は、一般的にビデオカウント方式という手段として知られている。感光体ドラム1に静電潜像を書き込むために、静電潜像書き込み手段としてパルス幅変調の施されたレーザービームスキャナが利用される。このレーザービームスキャナに入力される信号レベルは、静電潜像を形成する画素毎にパルス数として、トナー消費量マップに記憶されている。A4紙の全面の画像に対応する潜像を形成するためのパルス数の積算値が、A4紙全体のビデオカウント数となる。例えば、A4紙1枚の最大のビデオカウント数は、400dpiおよび256階調において、3884×10カウント量であり、最大のビデオカウント数によって、黒ベタ画像が形成される。このカウント量は、紙上に像形成されるトナーの堆積密度を0.4mg/cmとした時のA4用紙1枚分のベタ現像に消費されるトナー量0.24gに対応している。このビデオカウント数は、画像領域および画像濃度を表す値であり、かつ現像時に消費されるトナー量とは一意的な関係にある。ビデオカウント数と現像時に消費されるトナー量との関係を表すデータは、読み出しメモリであるトナー消費量マップに格納されている。 When the image forming process for the first plain paper is completed, the toner consumption T1 consumed for forming the image on the first plain paper is calculated by the calculation means inside the arithmetic microprocessor (S2). . More specifically, the calculation means is a value based on pixel data representing a pixel that consumes toner among the image data referred to by the electrostatic latent image writing means for writing on the photosensitive drum 1 (value of the video count number). To get. This toner consumption reference method based on pixel data is generally known as a video counting method. In order to write an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1, a laser beam scanner subjected to pulse width modulation is used as an electrostatic latent image writing unit. The signal level input to the laser beam scanner is stored in the toner consumption map as the number of pulses for each pixel forming the electrostatic latent image. The integrated value of the number of pulses for forming a latent image corresponding to the image on the entire surface of the A4 paper is the video count of the entire A4 paper. For example, the maximum video count of one A4 sheet is 3884 × 10 6 counts at 400 dpi and 256 gradations, and a black solid image is formed with the maximum video count. This count amount corresponds to a toner amount of 0.24 g consumed for solid development of one A4 sheet when the accumulation density of toner formed on the paper is 0.4 mg / cm 2 . This video count is a value representing the image area and image density, and has a unique relationship with the amount of toner consumed during development. Data representing the relationship between the video count number and the amount of toner consumed during development is stored in a toner consumption map that is a read memory.

つまり、S2において、画像データから得られたビデオカウント数が算出されたのち、算出されたビデオカウント数に対応するトナー消費量T1が、読み出しメモリであるトナー消費量マップから取得される。算出手段によって取得されたトナー消費量T1は、演算用マイクロプロセッサ内部の判定手段に送られて、トナー補給の論理判断シーケンスが開始される。   That is, in S2, the video count number obtained from the image data is calculated, and then the toner consumption amount T1 corresponding to the calculated video count number is acquired from the toner consumption amount map which is a reading memory. The toner consumption amount T1 acquired by the calculation means is sent to the determination means inside the arithmetic microprocessor, and a logical determination sequence for toner supply is started.

判定手段において、トナー消費量T1が閾値Tsを上回っているか否かを判定する(S3)。トナー消費量T1を取得すると、判定手段は、読み出し用メモリから閾値Tsを取得する。そして、判定手段は、トナー消費量T1と閾値Tsと間の大小を判定する。判定手段が、“No”(トナー消費量T1は閾値Ts未満である)と判断したとき、読み出し用および書き込み用メモリ(積算メモリ)に格納されているすべてのトナー消費量を取得する。この状態においては、積算メモリにはトナー消費量が格納されていない。このため、積算メモリに格納されているすべてのトナー消費量と、あらたに判定手段に送られてきたトナー消費量との和(トナー消費量の和ΣTn)が閾値Tsを上回っているか否かを判定する(S3’)処理は、キャンセルされる。S3’がキャンセルされると、トナー消費量T1が積算メモリに格納される。さらに、判定手段は、画像形成プロセス制御手段に画像形成プロセスの再開を指示する。つまり、トナー濃度検知動作のフラグが立っていないので、トナー補給の論理判断シーケンスは終了し、トナー濃度の検知およびトナー補給は行われない。   In the determination means, it is determined whether or not the toner consumption amount T1 exceeds the threshold value Ts (S3). When the toner consumption amount T1 is acquired, the determination unit acquires the threshold value Ts from the reading memory. Then, the determination unit determines the size between the toner consumption amount T1 and the threshold value Ts. When the determination unit determines “No” (toner consumption T1 is less than the threshold Ts), all the toner consumption stored in the reading and writing memory (integrated memory) is acquired. In this state, the toner consumption is not stored in the integration memory. Therefore, it is determined whether or not the sum of all the toner consumption amounts stored in the integration memory and the toner consumption amount newly sent to the determination means (the sum ΣTn of the toner consumption amounts) exceeds the threshold value Ts. The determination (S3 ′) process is cancelled. When S3 'is canceled, the toner consumption amount T1 is stored in the integration memory. Further, the determination unit instructs the image forming process control unit to resume the image forming process. That is, since the toner density detection operation flag is not raised, the toner replenishment logic determination sequence ends, and toner density detection and toner replenishment are not performed.

2枚目の普通紙に対する画像形成プロセスが終了すると、上記S2と同様に、2枚目の普通紙に対する画像の形成に消費されたトナー消費量T2が、算出手段によって算出される。トナー消費量T2は、判定手段に送られて、ふたたびトナー補給の論理判断シーケンスが開始される。   When the image forming process for the second plain paper is completed, the toner consumption amount T2 consumed for forming the image on the second plain paper is calculated by the calculating unit, similar to S2. The toner consumption amount T2 is sent to the determination means, and the toner determination logic determination sequence is started again.

上記S3と同様に、判定手段において、トナー消費量T2が閾値Tsを上回っているか否かを判定する。判定手段が、“No”(トナー消費量T2は閾値Ts未満である)と判断したとき、積算メモリに格納されているトナー消費量のすべて(ここでは、T1)を取得する。次に、判定手段は、トナー消費量の和ΣT2(つまり、T1+T2)が閾値Tsを上回っているか否かを判定する(S3’)。判定手段が、“No”(トナー消費量T1+T2は閾値Ts未満である)と判定したとき、トナー消費量T1およびT2が積算メモリに格納される。さらに、判定手段は、画像形成プロセス制御手段に画像形成プロセスの再開を指示する。このように、判定手段は、あらたに送られてきたトナー消費量と閾値Tsとを比較してその大小を判定し、さらに、これまでに算出されたトナー消費量の和ΣTnと閾値Tsとを比較してその大小を判定する。   As in S3, the determination unit determines whether the toner consumption amount T2 exceeds the threshold value Ts. When the determination unit determines “No” (toner consumption amount T2 is less than the threshold Ts), all of the toner consumption amounts (here, T1) stored in the integration memory are acquired. Next, the determination unit determines whether or not the sum ΣT2 of toner consumption (that is, T1 + T2) exceeds the threshold Ts (S3 ′). When the determination unit determines “No” (toner consumption T1 + T2 is less than the threshold Ts), the toner consumption T1 and T2 are stored in the integration memory. Further, the determination unit instructs the image forming process control unit to resume the image forming process. As described above, the determination unit compares the newly-consumed toner consumption amount with the threshold value Ts to determine the magnitude, and further determines the sum ΣTn of the toner consumption amounts calculated so far and the threshold value Ts. The size is determined by comparison.

ここで、n−1枚目の普通紙に対する画像形成プロセスが終了したときにも、判定手段は、Tn−1とTsとの比較、およびトナー消費量の和ΣTn−1とTsとの比較において、いずれも、“No”と判定したとする。   Here, even when the image forming process for the (n−1) th plain paper is completed, the determination means performs the comparison between Tn−1 and Ts and the comparison between the toner consumption amounts ΣTn−1 and Ts. In any case, it is assumed that “No” is determined.

次に、n枚目の普通紙に対する画像形成プロセスが終了すると、上記S2と同様に、n枚目の普通紙に対する画像の形成に消費されたトナー消費量Tnが、算出手段によって算出される。トナー消費量Tnは、判定手段に送られて、ふたたびトナー補給の論理判断シーケンスが開始される。   Next, when the image forming process for the nth plain paper is completed, the toner consumption amount Tn consumed for forming the image on the nth plain paper is calculated by the calculation unit, as in S2. The toner consumption amount Tn is sent to the determination means, and the toner determination logic determination sequence is started again.

上記S3と同様に、判定手段において、トナー消費量Tnが閾値Tsを上回っているか否かを判定する。判定手段が、“No”(トナー消費量Tnは閾値Ts未満である)と判断したとき、積算メモリに格納されているトナー消費量のすべて(ここでは、T1+T2+・・・+Tn−1)を取得する。次に、判定手段は、トナー消費量ΣTn(つまり、T1+T2+・・・+Tn−1+Tn)が閾値Tsを上回っているか否かを判定する(S3’)。S3’において、判定手段がYesと判定したとき、トナー濃度検知動作のフラグが立ち、現像槽4内のトナー濃度検知が実行される。なお、n=1のときに、判定手段が、“Yes”(トナー消費量T1は閾値Tsを上回っている)と判断した場合にも、現像槽4内のトナー濃度検知が実行される。   As in S3, the determination unit determines whether the toner consumption amount Tn exceeds the threshold value Ts. When the determination means determines “No” (toner consumption Tn is less than the threshold Ts), all of the toner consumption stored in the integration memory (here, T1 + T2 +... + Tn−1) is acquired. To do. Next, the determination unit determines whether or not the toner consumption amount ΣTn (that is, T1 + T2 +... + Tn−1 + Tn) exceeds the threshold Ts (S3 ′). When the determination unit determines Yes in S3 ', a toner concentration detection operation flag is set and toner concentration detection in the developing tank 4 is executed. Note that, when n = 1, the determination unit determines that the toner density in the developing tank 4 is “Yes” (toner consumption T1 exceeds the threshold Ts).

ここで、本実施形態において、閾値Tsは0.3gに設定されている。この理由を以下に説明する。   Here, in the present embodiment, the threshold value Ts is set to 0.3 g. The reason for this will be described below.

本実施形態の現像槽4において、感光体ドラム1に現像される画像に消費されるトナー量は0.4mg/cmである。よって、最も代表的なA4紙の全面にベタ画像を形成する時に消費されるトナーの量は0.24gと計算される。つまり、1枚のA4紙に対する画像形成において消費されるトナーの量の最大値は、0.24gである。よって、閾値Tsを0.24g未満に設定すると、A4紙の全面に対するベタ画像の形成プロセスは中断されてしまう。この不具合を回避するためには、閾値Tsを0.24g以上に設定する必要がある。以上をまとめると、画像形成を行う対象物の面積に応じて、閾値Tsを適宜変更する必要がある。よって、より小さな面積の対象物(B5紙など)用の画像形成装置であれば、閾値Tsの最小値は、0.24g未満であってもよい。 In the developing tank 4 of the present embodiment, the amount of toner consumed for the image developed on the photosensitive drum 1 is 0.4 mg / cm 2 . Therefore, the amount of toner consumed when a solid image is formed on the entire surface of the most typical A4 paper is calculated to be 0.24 g. That is, the maximum value of the amount of toner consumed in the image formation for one A4 sheet is 0.24 g. Therefore, if the threshold value Ts is set to less than 0.24 g, the solid image forming process on the entire surface of the A4 paper is interrupted. In order to avoid this problem, it is necessary to set the threshold value Ts to 0.24 g or more. In summary, the threshold value Ts needs to be appropriately changed according to the area of the object on which image formation is performed. Therefore, in the case of an image forming apparatus for an object having a smaller area (such as B5 paper), the minimum value of the threshold Ts may be less than 0.24 g.

また、トナー消費量の比較に使用する閾値Tsを、小さい値に設定する程、画像形成プロセスにおける現像槽4におけるトナーの量の変動を小さくすることができる。これは、閾値Tsが小さいほど、トナー濃度検知動作が頻繁に行われるためである。しかし、撹拌部材13aおよび13bの回転速度は、画像形成プロセス時よりもトナー濃度検知動作時の方が低い((トナー濃度センサ14)の項を参照すればよい)。よって、画像形成プロセスは中断される。つまり、極端に閾値Tsを小さくすると、トナー濃度検知動作の間隔が極端に短くなる。よって、多数の対象物に対する画像形成プロセスを連続的に行う場合、画像形成プロセスが頻繁に中断される。単位時間当たりに画像が形成された対象物の排出速度が極端に低下する。よって、閾値Tsは、トナーの濃度の変動に影響を与えない程度に小さく、かつ対象物の排出速度に影響を与えない程度に大きく設定する必要がある。   Further, as the threshold value Ts used for the comparison of the toner consumption amount is set to a smaller value, the fluctuation of the toner amount in the developing tank 4 in the image forming process can be reduced. This is because the toner density detection operation is performed more frequently as the threshold value Ts is smaller. However, the rotational speeds of the agitating members 13a and 13b are lower during the toner density detection operation than during the image forming process (see the section (Toner density sensor 14)). Therefore, the image forming process is interrupted. That is, when the threshold value Ts is extremely reduced, the interval of the toner density detection operation is extremely shortened. Therefore, when the image forming process for a large number of objects is continuously performed, the image forming process is frequently interrupted. The discharge speed of the object on which an image is formed per unit time is extremely reduced. Therefore, the threshold value Ts needs to be set small enough not to affect the change in toner density and large enough not to affect the discharge speed of the object.

なお、本実施形態において閾値Tsを0.3gに設定しているが、閾値Tsの値は、画像形成装置の構成および処理に基づいて、最も好ましい値を選択すればよい。例えば、現像槽4内に保持し得る現像剤2の総量が、本実施形態の2倍であるとき、閾値Tsを6.0gに設定してもよい。同じトナー消費量であってもの現像剤3に対するトナー消費量が占める割合は1/2になるからである。よって、画像形成プロセスにおける現像槽4におけるトナーの量の変動は小さくなる。   Although the threshold value Ts is set to 0.3 g in the present embodiment, the most preferable value may be selected as the value of the threshold value Ts based on the configuration and processing of the image forming apparatus. For example, when the total amount of the developer 2 that can be held in the developing tank 4 is twice that of the present embodiment, the threshold value Ts may be set to 6.0 g. This is because the ratio of the toner consumption to the developer 3 is ½ even if the toner consumption is the same. Therefore, the fluctuation of the toner amount in the developing tank 4 in the image forming process is reduced.

なお、本実施形態の画像形成装置において、0.24gのトナーは、現像槽4内に保持し得る現像剤3に含まれるトナーの最大量の1.2%である。また、0.24gのトナーは、通常の画像比率5%の画像形成において、20枚のA4紙に画像を形成することができるトナーの量である。   In the image forming apparatus of this embodiment, 0.24 g of toner is 1.2% of the maximum amount of toner contained in the developer 3 that can be held in the developing tank 4. Further, 0.24 g of toner is an amount of toner that can form an image on 20 sheets of A4 paper in a normal image formation with an image ratio of 5%.

(トナー濃度検知およびトナー補給)
上述のように、トナー濃度検知動作のフラグが立つと、トナー濃度検知動作がスタートする。このとき、濃度制御プロセス(トナー濃度検知およびトナー補給)は、画像形成プロセスから外れているため、画像形成動作は一時中断されている状態にある。
(Toner density detection and toner supply)
As described above, when the toner density detection operation flag is set, the toner density detection operation starts. At this time, since the density control process (toner density detection and toner supply) is out of the image forming process, the image forming operation is temporarily suspended.

本実施形態のトナー濃度検知方法は、次の通りである。画像形成プロセス時にはスクリュー状の羽根を有する撹拌部材13aおよび13bは、通常、250rpmの回転速度によって回転している。トナー濃度検知動作時には、制御手段からの指示によって、モータ19は、撹拌部材13aおよび13bの回転速度を120rpmに低下させる(S4)。回転速度が120rpmであれば、現像剤2を高速(250rpmの回転速度)に撹拌していた時に現像剤2が含んでいたエアを、短時間に効率よく抜くことができる。よって、現像剤2を、静止状態においてタッピングしたときと、同様の状態にすることができる。つまり、エア噛みによって減少していた嵩密度が元の状態にもどって、現像剤に含まれる実際のトナー濃度を正確に検知することができる。実際にどの程度、トナー濃度を正確に検知することができるのかについては、後述の(トナー濃度検知動作時の撹拌部材13aおよび13bの回転速度)の項を参照すればよい。   The toner density detection method of the present embodiment is as follows. During the image forming process, the stirring members 13a and 13b having screw-like blades are usually rotated at a rotational speed of 250 rpm. During the toner concentration detection operation, the motor 19 reduces the rotation speed of the stirring members 13a and 13b to 120 rpm in accordance with an instruction from the control means (S4). When the rotation speed is 120 rpm, the air contained in the developer 2 when the developer 2 is stirred at a high speed (250 rpm rotation speed) can be efficiently extracted in a short time. Therefore, the developer 2 can be in the same state as when tapped in a stationary state. That is, the bulk density that has been reduced by the air biting is restored to the original state, and the actual toner concentration contained in the developer can be accurately detected. As for how much the toner density can be accurately detected in practice, it is only necessary to refer to the section (the rotational speed of the stirring members 13a and 13b during the toner density detection operation) described later.

トナー濃度検知動作のフラグが立つことによって、トナー濃度センサ14は、撹拌部材13aおよび13bの回転速度が120rpmに低下した状態において、現像剤2のトナー濃度に応じた出力値Vmをトナー濃度差決定手段に出力する(S5)。トナー濃度差決定手段が出力値Vmを取得すると、トナー濃度の基準値である8%に対応したトナー濃度センサ14の出力値(基準値Vref)を読み出し用メモリから取得する。基準値Vrefの値は、トナー濃度センサの出力値Vmがトナー補給を必要とする値であるか否かを判断する基準値である。例えば、基準値Vrefが2.7Vに設定されているとする。ここで、トナー濃度センサの出力値Vmが2.7Vよりも大きな値である場合、濃度測定時のトナー濃度が、基準値Vrefに対応する8%よりも少なくなっていることを意味する。一方、トナー濃度センサの出力値Vmが2.7Vよりも小さな値である場合、濃度測定時のトナー濃度が、基準値Vrefに対応する8%よりも増えている、またはそれ以前に供給されたトナーがまだ十分残存していることを意味する。   When the toner density detection operation flag is set, the toner density sensor 14 determines the output density Vm corresponding to the toner density of the developer 2 with the toner density difference in a state where the rotation speed of the stirring members 13a and 13b is reduced to 120 rpm. Output to the means (S5). When the toner density difference determining means acquires the output value Vm, the output value (reference value Vref) of the toner density sensor 14 corresponding to the toner density reference value of 8% is acquired from the reading memory. The value of the reference value Vref is a reference value for determining whether or not the output value Vm of the toner density sensor is a value that requires toner replenishment. For example, assume that the reference value Vref is set to 2.7V. Here, when the output value Vm of the toner density sensor is larger than 2.7 V, it means that the toner density at the time of density measurement is less than 8% corresponding to the reference value Vref. On the other hand, when the output value Vm of the toner density sensor is smaller than 2.7 V, the toner density at the time of density measurement is increased by more than 8% corresponding to the reference value Vref, or supplied before that. This means that the toner is still sufficiently remaining.

以上のように、トナー濃度差決定手段は、出力値Vmと基準値Vrefとの差Vm−Vrefを算出し、かつトナー補給量決定手段に出力する(S6)。なお、差Vm−Vrefが負の値(Vm<Vref)であったとき、トナー濃度がトナー補給を必要としない程度に高い値を維持していると判断されるため、濃度制御プロセスが終了される。濃度制御プロセスの終了によって、画像形成プロセスに戻されて、ふたたび画像形成プロセスがスタートする。   As described above, the toner density difference determining unit calculates the difference Vm−Vref between the output value Vm and the reference value Vref, and outputs the difference to the toner supply amount determining unit (S6). When the difference Vm−Vref is a negative value (Vm <Vref), it is determined that the toner density is maintained high enough not to require toner replenishment, and thus the density control process is terminated. The Upon completion of the density control process, the process returns to the image forming process, and the image forming process starts again.

トナー補給量決定手段は、算出した差Vm−Vrefとトナー補給量マップとを照らし合わせることによって、トナー補給量Tmを決定する(S7)。トナー補給量マップは、図7に示されたセンサ出力値とトナー濃度との関係を格納した読み取り専用メモリである。トナー補給量マップを参照すると、例えば、算出した差Vm−Vrefの1Vという値は、トナー濃度の約2%の変動に対応している。約2%の濃度のトナーとは、4.6gのトナーに相当する。よって、差Vm−Vrefが1Vであるとき、トナー補給量決定手段は、トナー補給量Tmが4.6gであると決定する。   The toner replenishment amount determination means determines the toner replenishment amount Tm by comparing the calculated difference Vm−Vref with the toner replenishment amount map (S7). The toner replenishment amount map is a read-only memory that stores the relationship between the sensor output value and the toner density shown in FIG. Referring to the toner replenishment amount map, for example, a value of 1 V of the calculated difference Vm−Vref corresponds to a fluctuation of about 2% of the toner density. The toner having a density of about 2% corresponds to 4.6 g of toner. Therefore, when the difference Vm−Vref is 1V, the toner replenishment amount determining means determines that the toner replenishment amount Tm is 4.6 g.

トナー補給量Tmが決定されると、トナー補給動作がスタートする。具体的には、トナー補給量Tmに合わせて、トナー補給機構6の構成要素である回転部材7を回転させるモータを駆動させる(S8)。上記モータは、回転部材7をトナー補給量Tmのトナーを現像槽4に補給するために必要な回転数だけ回転する。トナー補給量Tmは、トナー補給を実行する際のトナー補給機構6を構成する、表面にスポンジ状のローラを有する回転部材7の回転数に対応している。トナー補給量Tmと回転部材7の回転数との関係は、例えば、200mgのトナー補給量Tmに対して回転部材7は1回転する。これによって、画像形成プロセスにおいて消費されたトナーが補給されて、現像剤2のトナー濃度が適切な範囲に戻る。   When the toner supply amount Tm is determined, the toner supply operation starts. Specifically, in accordance with the toner replenishment amount Tm, a motor that rotates the rotating member 7 that is a component of the toner replenishing mechanism 6 is driven (S8). The motor rotates the rotation member 7 by the number of rotations necessary for supplying the developing tank 4 with the toner supply amount Tm. The toner replenishment amount Tm corresponds to the number of rotations of the rotating member 7 having a sponge-like roller on the surface, which constitutes the toner replenishing mechanism 6 when the toner is replenished. The relationship between the toner replenishment amount Tm and the rotation speed of the rotating member 7 is, for example, that the rotating member 7 rotates once for a toner replenishing amount Tm of 200 mg. As a result, the toner consumed in the image forming process is replenished, and the toner density of the developer 2 returns to an appropriate range.

以上において説明した、トナー補給の論理判断シーケンス、トナー濃度の検知、およびトナー補給動作という一連の動作が終了することによって、画像形成プロセスが再開される。   The image forming process is resumed when the series of operations described above, that is, the logic determination sequence for toner supply, toner density detection, and toner supply operation is completed.

(トナー濃度検知動作時の撹拌部材13aおよび13bの回転速度)
トナー濃度検知動作時において、撹拌部材13aおよび13bの回転速度とトナー濃度センサ14の出力値との間には、以下のような関係がある。
(Rotational speed of the agitating members 13a and 13b during the toner concentration detection operation)
During the toner density detection operation, the following relationship exists between the rotation speed of the stirring members 13a and 13b and the output value of the toner density sensor 14.

トナー濃度検知動作において、撹拌部材13aおよび13bの好ましい回転速度は、現像槽4に保持され得る現像剤2の量、トナーの濃度、現像剤2の流動性、撹拌部材13aおよび13bが有するスクリュー状の羽根の形状などの条件を考慮して、決定する必要がある。よって、トナー濃度検知動作において好ましい速度を、一義的に決定することは困難である。ただし、通常、撹拌部材13aおよび13bを画像形成時よりも低速に回転させることによって、高速撹拌によって現像剤2に含まれたエアを、短時間において効率よく抜くことができる。よって、現像剤2を、静止状態においてタッピングしたときと、同様の状態にすることができる。   In the toner concentration detection operation, the preferable rotation speed of the stirring members 13a and 13b is such that the amount of the developer 2 that can be held in the developing tank 4, the toner concentration, the fluidity of the developer 2, and the screw shape of the stirring members 13a and 13b. It is necessary to decide in consideration of conditions such as the shape of the blades. Therefore, it is difficult to uniquely determine a preferable speed in the toner density detection operation. However, normally, by rotating the stirring members 13a and 13b at a lower speed than during image formation, the air contained in the developer 2 can be efficiently removed in a short time by the high-speed stirring. Therefore, the developer 2 can be in the same state as when tapped in a stationary state.

ここで、現像剤2のタッピングしたときと、現像剤2をゆっくり撹拌(120rpmの回転速度)しているときとの間における、トナー濃度センサ14の出力値の差について、図5および図6を参照して以下に説明する。図5は、画像形成プロセス時および現像槽4をタッピングした後における、トナー濃度センサ14の出力値を示すグラフである。図6は、画像形成プロセス時および現像剤をゆっくり撹拌しているときにおける、トナー濃度センサ14の出力値を示すグラフである。図5および図6において、現像剤に含まれているトナーの濃度は、常に8%である。また、画像形成プロセス時において、撹拌部材13aおよび13bの回転速度は250rpmである。   Here, FIGS. 5 and 6 show the difference in the output value of the toner density sensor 14 between when the developer 2 is tapped and when the developer 2 is slowly stirred (rotational speed of 120 rpm). This will be described below with reference. FIG. 5 is a graph showing the output value of the toner density sensor 14 during the image forming process and after the developing tank 4 is tapped. FIG. 6 is a graph showing the output value of the toner density sensor 14 during the image forming process and when the developer is slowly stirred. 5 and 6, the concentration of toner contained in the developer is always 8%. Further, during the image forming process, the rotation speed of the stirring members 13a and 13b is 250 rpm.

図5に示すように、画像形成プロセス時において(領域A)、トナー濃度センサ14の出力値は、約2.30Vを示している。領域Aにおいて、トナー濃度センサ14の出力値は、トナー濃度に変動がなくても様々な要因によって変化する。領域Aにおけるトナー濃度センサ14の出力値から現像剤2における実際のトナー濃度を検知することは難しい。そして、撹拌部材13aおよび13bを停止させた状態において、現像槽4のタッピングを行った(グラフの破線)。これによって、トナー濃度センサ14の出力値は、徐々に上昇し、2.84Vを示す(領域B)。領域Aと領域Bとの間において、トナー濃度センサ14の出力値が変化したのは、現像剤2に外部から振動が加わった(現像槽4をタッピングした)ためである。現像槽4のタッピングによって、領域Aにおいて現像剤2に含まれていたエアが抜け、嵩密度が元の状態に戻ったためである。タッピングによって得られるトナー濃度センサの出力値は、現像剤2の撹拌状態または現像履歴などの影響を受け難い。さらに、上記出力値は、タッピングによって再現性よく得られる。したがって、タッピングした後にトナー濃度を測定することは、現像剤2は、現像剤2の実際のトナー濃度を正確に検知するために、極めて有効である。なお、トナー濃度が変化していないにもかかわらず、領域Aにおける出力値は、領域Bにおける出力値よりも、0.54V高い。よって、250rpm回転時のトナー濃度センサ14の出力値によって、トナー濃度は、過剰であると判断される。   As shown in FIG. 5, during the image forming process (area A), the output value of the toner density sensor 14 is about 2.30V. In the region A, the output value of the toner density sensor 14 changes due to various factors even if the toner density does not change. It is difficult to detect the actual toner concentration in the developer 2 from the output value of the toner concentration sensor 14 in the region A. Then, the developing tank 4 was tapped with the stirring members 13a and 13b stopped (broken line in the graph). As a result, the output value of the toner density sensor 14 gradually increases and shows 2.84 V (area B). The reason why the output value of the toner density sensor 14 changes between the area A and the area B is that the developer 2 is vibrated from the outside (the developing tank 4 is tapped). This is because the air contained in the developer 2 in the region A is released by the tapping of the developing tank 4 and the bulk density is restored to the original state. The output value of the toner density sensor obtained by tapping is hardly affected by the stirring state of the developer 2 or the development history. Furthermore, the output value can be obtained with good reproducibility by tapping. Therefore, measuring the toner density after tapping is very effective for the developer 2 to accurately detect the actual toner density of the developer 2. Note that the output value in the region A is 0.54 V higher than the output value in the region B even though the toner density has not changed. Therefore, it is determined that the toner density is excessive based on the output value of the toner density sensor 14 when rotating at 250 rpm.

図6に示すように、画像形成プロセス時において(領域A)、トナー濃度センサ14の出力値は、約2.30Vを示している。そして、120rpmの回転速度によって撹拌部材13aおよび13bを回転させると(領域C)、トナー濃度センサ14の出力値は、徐々に上昇し、平均をとれば2.90V付近において安定する。2.90Vという出力値は、図5の領域Bにおけるトナー濃度センサ14の出力値とほぼ同じである。つまり、撹拌を停止してタッピングしたときに得られる値に近い。120rpmの回転速度によって撹拌部材13aおよび13bを回転させることによって、現像剤2の実際のトナー濃度を検知することができる。   As shown in FIG. 6, during the image forming process (area A), the output value of the toner density sensor 14 is about 2.30V. When the agitating members 13a and 13b are rotated at a rotational speed of 120 rpm (region C), the output value of the toner density sensor 14 gradually increases and stabilizes in the vicinity of 2.90 V if an average is taken. The output value of 2.90 V is almost the same as the output value of the toner density sensor 14 in the region B of FIG. That is, it is close to the value obtained when the stirring is stopped and tapping is performed. The actual toner density of the developer 2 can be detected by rotating the stirring members 13a and 13b at a rotation speed of 120 rpm.

以上のように、トナー濃度センサ14の出力値は、撹拌部材13aおよび13bの回転速度が速くなるにしたがって、小さくなる。これは、現像剤がエア噛みによって膨らむ(嵩密度が低下する)のためである。一方、撹拌部材13aおよび13bの回転速度を遅くすると、現像剤におけるエア噛みの程度が小さくなる(嵩密度が元に戻る)。このため、トナー濃度センサ14の出力値は、次第に大きくなり、最終的にはタッピング時に得られるトナー濃度センサ14の出力値と同等になる。つまり、タッピング時に得られる出力値と同等の値が得られるように、撹拌部材13aおよび13bの回転速度を、設定すればよい。   As described above, the output value of the toner concentration sensor 14 decreases as the rotational speed of the stirring members 13a and 13b increases. This is because the developer swells due to the air bite (the bulk density decreases). On the other hand, when the rotation speed of the agitating members 13a and 13b is slowed, the degree of air biting in the developer is reduced (the bulk density is restored). For this reason, the output value of the toner density sensor 14 gradually increases and finally becomes equal to the output value of the toner density sensor 14 obtained at the time of tapping. That is, the rotational speeds of the stirring members 13a and 13b may be set so that a value equivalent to the output value obtained during tapping can be obtained.

また、撹拌部材13aおよび13bの回転速度が120rpmであるときのトナー濃度センサ14の出力値は、スクリュー状の羽根の位置によって上下に大きく振動する。上記羽根とトナー濃度センサ14との間にある現像剤2の量が、上記羽根の位置によって変動するからである。このため、トナー濃度検知動作時の内、あるタイミングのみにおいて、トナー濃度に応じたトナー濃度センサ14の出力値Vmを取得すると、出力値Vmにばらつきが生じる。常に安定した出力値Vmを取得するためには、撹拌部材13aおよび13bが有するスクリュー状の羽根が1回転するのに要する時間以上の間における出力値を平均化した値を出力値Vmとして取得すればよい。出力値を平均化する方法としては、例えば、トナー濃度センサ14と、取得した出力をアナログ−デジタル変換してマイクロコンピュータ22へ送るI/Oインターフェイス23との間にローパスフィルタを挿入する方法がある。ローパスフィルタは、振動成分を除去する抵抗およびコンデンサから構成すればよい。他の方法としては、ローパスフィルタを用いずに、トナー濃度センサ14の出力値の振動成分を、マイクロコンピュータ22内部の出力平均化手段における演算処理によって除去してもよい。   Further, the output value of the toner density sensor 14 when the rotation speed of the stirring members 13a and 13b is 120 rpm largely oscillates up and down depending on the position of the screw-like blade. This is because the amount of the developer 2 between the blade and the toner density sensor 14 varies depending on the position of the blade. For this reason, if the output value Vm of the toner density sensor 14 corresponding to the toner density is acquired only at a certain timing during the toner density detection operation, the output value Vm varies. In order to obtain a stable output value Vm at all times, a value obtained by averaging the output values during the time required for one rotation of the screw-like blades of the stirring members 13a and 13b should be obtained as the output value Vm. That's fine. As a method of averaging the output values, for example, there is a method of inserting a low-pass filter between the toner density sensor 14 and the I / O interface 23 that converts the acquired output from analog to digital and sends it to the microcomputer 22. . The low-pass filter may be composed of a resistor and a capacitor that remove vibration components. As another method, the vibration component of the output value of the toner density sensor 14 may be removed by calculation processing in the output averaging means inside the microcomputer 22 without using a low-pass filter.

(その他の構成)
本発明は、以下の構成によっても実現可能である。
(Other configurations)
The present invention can also be realized by the following configuration.

(第1の構成)
所謂二成分現像剤を用いた画像形成装置に利用される、透磁率センサを用いたトナー濃度検知とトナー補給タイミングの判断を行う現像剤のトナー濃度制御方式において、
現像剤中のトナー濃度を検知する時に、透磁率センサの設置された撹拌室内で現像剤を撹拌する撹拌部材の回転速度が、画像形成プロセス実行時の回転速度に比べて減速した状態で、透磁率センサからの出力値を検知するように構成してある現像剤のトナー濃度制御装置。
(First configuration)
In a toner concentration control method for a developer that is used in an image forming apparatus that uses a so-called two-component developer, and that performs toner concentration detection using a magnetic permeability sensor and determination of toner replenishment timing.
When the toner concentration in the developer is detected, the rotation speed of the stirring member that stirs the developer in the stirring chamber in which the magnetic permeability sensor is installed is lower than the rotation speed during the image forming process. A developer toner concentration control device configured to detect an output value from a magnetic sensor.

(第2の構成)
上記トナー濃度制御装置を用いる上で、
現像剤中のトナー濃度の検知およびトナー補給のタイミングは、
現像画像を構成する画素情報から得られるビデオカウント数により現像に消費されるトナー量を算出し、その算出量の積算値が、現像槽内に保持された現像剤中の総トナー量から規定された基準値と比較され、その基準値を上回ると判断された場合にのみトナー濃度検知およびそれに付随したトナー補給動作を実行する第1の構成に係るトナー濃度制御装置。
(Second configuration)
In using the toner concentration control device,
The timing of toner concentration detection and toner replenishment in the developer is
The amount of toner consumed for development is calculated based on the video count number obtained from the pixel information constituting the developed image, and the integrated value of the calculated amount is defined from the total amount of toner in the developer held in the developer tank. And a toner concentration control device according to a first configuration that executes toner density detection and a toner replenishment operation associated therewith only when it is determined that the reference value is exceeded.

(第3の構成)
上記トナー濃度制御装置を用いる上で、
透磁率センサからの出力値を元に参照される値は、撹拌部材が1回転に要する時間以上の時間周期で平均化した信号値をトナー濃度検知の参照値とする第1または第2の構成に係るトナー濃度制御装置。
(Third configuration)
In using the toner concentration control device,
The value referred to based on the output value from the magnetic permeability sensor is a first or second configuration in which a signal value averaged over a time period equal to or longer than the time required for one rotation of the stirring member is used as a reference value for toner density detection. A toner concentration control device according to the present invention.

本発明によれば、現像剤が有するトナー濃度を、画像形成に適切な状態に維持し続けることができる。よって、現像剤を用いて対象物に画像を形成する装置に適用することができる。特に、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いる画像形成装置に好適に採用し得る。   According to the present invention, the toner density of the developer can be maintained in a state suitable for image formation. Therefore, the present invention can be applied to an apparatus that forms an image on an object using a developer. In particular, it can be suitably used in an image forming apparatus using a two-component developer composed of toner and carrier.

本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す平面図である。1 is a plan view illustrating a configuration of a main part of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る現像槽の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the developing tank which concerns on this invention. 本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a main configuration of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置における処理の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of processing in the image forming apparatus according to the present invention. 画像形成プロセス時および現像槽をタッピングした後における、トナー濃度センサの出力値を示すグラフである。6 is a graph showing an output value of a toner density sensor during an image forming process and after tapping a developing tank. 画像形成プロセス時および現像剤を120rpmの速度によって撹拌しているときにおける、トナー濃度センサの出力値を示すグラフである。6 is a graph showing an output value of a toner density sensor during an image forming process and when a developer is stirred at a speed of 120 rpm. 通常の透磁率センサにおける、トナー濃度と出力値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a toner density | concentration and an output value in a normal magnetic permeability sensor. 従来技術におけるトナー濃度の検知方法を示すグラフである。It is a graph which shows the detection method of the toner density in a prior art. 撹拌部材の回転速度とトナー濃度センサの出力値との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a rotation speed of a stirring member and an output value of a toner density sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
2 現像剤
3 トナー
4 現像槽
4a〜d 現像槽
5 現像剤担持体
6 トナー補給機構
7 回転部材
13a、b 撹拌部材(回転部材)
14 トナー濃度センサ(透磁率センサ)
22 マイクロコンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Developer 3 Toner 4 Developer tank 4a-d Developer tank 5 Developer carrier 6 Toner supply mechanism 7 Rotating member 13a, b Stirring member (rotating member)
14 Toner concentration sensor (permeability sensor)
22 Microcomputer

Claims (8)

撹拌室内の現像剤を撹拌する回転部材を備える画像形成装置に内蔵され、かつ上記現像剤が有する透磁率を検知する透磁率センサからの出力に基づいて、上記現像剤に含まれるトナーの濃度を測定する装置であって、
上記回転部材の回転速度を制御する制御手段を備え、
上記制御手段が、上記回転部材の回転速度を上記画像形成装置による画像形成時よりも低下させているとき、上記透磁率センサが上記撹拌室内の上記現像剤の透磁率を検知する
ことを特徴とするトナー濃度測定装置。
Based on an output from a magnetic permeability sensor that is incorporated in an image forming apparatus including a rotating member that stirs the developer in the stirring chamber and detects the magnetic permeability of the developer, the concentration of toner contained in the developer is determined. A device for measuring,
Control means for controlling the rotational speed of the rotating member;
The magnetic permeability sensor detects the magnetic permeability of the developer in the stirring chamber when the control means lowers the rotational speed of the rotating member than when the image forming apparatus forms an image. Toner concentration measuring device.
上記透磁率センサは、上記回転部材の回転速度が上記画像形成装置における画像形成時の50%以下であるときに、上記撹拌室内の上記現像剤が有する透磁率を検知することを特徴とする請求項1に記載のトナー濃度測定装置。   The magnetic permeability sensor detects the magnetic permeability of the developer in the stirring chamber when the rotation speed of the rotating member is 50% or less during image formation in the image forming apparatus. Item 2. The toner concentration measuring apparatus according to Item 1. 上記画像形成時に消費されたトナー消費量を算出する算出手段と、
上記トナー消費量と、1つの画像の形成時に消費されるトナーの最大量以上の大きさを有する閾値との大小を判定する判定手段と、
をさらに備え、
上記判定手段において上記トナー消費量が上記閾値以上の大きさであると判定されたとき、上記透磁率センサは上記撹拌室内の上記現像剤の透磁率を検知する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のトナー濃度測定装置。
Calculating means for calculating the amount of toner consumed during the image formation;
Determination means for determining the magnitude of the toner consumption amount and a threshold value having a size equal to or greater than the maximum amount of toner consumed when forming one image;
Further comprising
2. The magnetic permeability sensor detects the magnetic permeability of the developer in the agitation chamber when the determination means determines that the toner consumption amount is greater than or equal to the threshold value. 2. The toner concentration measuring apparatus according to 2.
上記算出手段によって算出される上記トナー消費量は、複数の上記画像の形成時に消費されたトナー消費量の積算量であることを特徴とする請求項3に記載のトナー濃度測定装置。   4. The toner concentration measuring apparatus according to claim 3, wherein the toner consumption amount calculated by the calculating means is an integrated amount of toner consumption amounts consumed when forming the plurality of images. 上記算出手段が、上記画像におけるトナーの転写を所望する画素を表す画素データに基づいて、現像時におけるトナー消費量を算出する手段であることを特徴とする請求項3または4に記載のトナー濃度測定装置。   5. The toner density according to claim 3, wherein the calculating means is a means for calculating a toner consumption amount at the time of development based on pixel data representing a pixel desired to transfer toner in the image. measuring device. 上記閾値は、さらに上記撹拌室に保持されるトナーの総量から決定される許容量に基づく値であることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載のトナー濃度測定装置。   6. The toner concentration measuring apparatus according to claim 3, wherein the threshold value is a value based on an allowable amount determined from a total amount of toner held in the stirring chamber. 上記回転部材が1回転以上する間における上記透磁率センサからの出力を平均化する出力平均化手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のトナー濃度測定装置。   The toner density according to claim 1, further comprising output averaging means for averaging the output from the magnetic permeability sensor during one rotation or more of the rotating member. measuring device. 撹拌室内の現像剤を撹拌する回転部材を備える画像形成装置において、上記現像剤が有する透磁率を検知する透磁率センサからの出力に基づいて、上記現像剤に含まれるトナーの濃度を測定する方法であって、
上記回転部材の回転速度を制御する工程を包含し、
回転部材の回転速度を制御する上記工程において、上記回転部材の回転速度を上記画像形成装置における画像形成時よりも低下させたときに、上記透磁率センサが上記撹拌室内の上記現像剤が有する透磁率を検知する
ことを特徴とするトナー濃度測定方法。
In an image forming apparatus including a rotating member that stirs a developer in a stirring chamber, a method for measuring a concentration of toner contained in the developer based on an output from a magnetic permeability sensor that detects a magnetic permeability of the developer. Because
Including the step of controlling the rotational speed of the rotating member;
In the step of controlling the rotation speed of the rotating member, when the rotation speed of the rotating member is lower than that during image formation in the image forming apparatus, the magnetic permeability sensor has the permeability of the developer in the stirring chamber. A method for measuring toner concentration, comprising detecting magnetic susceptibility.
JP2008040338A 2008-02-21 2008-02-21 Toner density measuring apparatus, and toner density measuring method Pending JP2009198809A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008040338A JP2009198809A (en) 2008-02-21 2008-02-21 Toner density measuring apparatus, and toner density measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008040338A JP2009198809A (en) 2008-02-21 2008-02-21 Toner density measuring apparatus, and toner density measuring method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009198809A true JP2009198809A (en) 2009-09-03

Family

ID=41142354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008040338A Pending JP2009198809A (en) 2008-02-21 2008-02-21 Toner density measuring apparatus, and toner density measuring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009198809A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010191178A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Canon Inc Image forming apparatus
JP2011209464A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Kyocera Mita Corp Image forming apparatus
JP2015210303A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus
JP2021056393A (en) * 2019-09-30 2021-04-08 コニカミノルタ株式会社 Developing device and image forming apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010191178A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Canon Inc Image forming apparatus
JP2011209464A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Kyocera Mita Corp Image forming apparatus
JP2015210303A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus
JP2021056393A (en) * 2019-09-30 2021-04-08 コニカミノルタ株式会社 Developing device and image forming apparatus
JP7467861B2 (en) 2019-09-30 2024-04-16 コニカミノルタ株式会社 Developing device and image forming apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7376374B2 (en) Development apparatus and image forming apparatus comprising the same
JP2011048117A (en) Image forming apparatus
JP2004287388A (en) Image forming method and image forming apparatus
JP3474475B2 (en) Image forming device
JP2009198809A (en) Toner density measuring apparatus, and toner density measuring method
JP2010048859A (en) Image forming apparatus
US20180017892A1 (en) Image forming apparatus
JP4822822B2 (en) Image forming apparatus
JP2000181155A (en) Method and device for image forming
JP4473468B2 (en) Toner density control system, image forming apparatus
JP5599110B2 (en) Image forming apparatus
JP4040317B2 (en) Developing device and image forming apparatus having the same
JP2005258149A (en) Developing apparatus and image forming apparatus using the same
JP2021002007A (en) Image forming apparatus
JP2006251548A (en) Image forming apparatus
JP4159905B2 (en) Development device
JP5424912B2 (en) Image forming apparatus
JPH117188A (en) Image forming device
JP2007279511A (en) Image forming apparatus
JP2007086332A (en) Image forming apparatus
JP2009053329A (en) Toner concentration controller and image forming apparatus
JPH10207213A (en) Image forming device
JP4474958B2 (en) Image forming apparatus
JP2004004961A (en) Image forming device
JP2025102651A (en) Image forming device