JP2011095400A - Image forming device and toner supply method for developing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はトナーとキャリアにより構成される二成分現像剤を用いる画像形成装置及びこれに備えられる現像装置へのトナー補給方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using a two-component developer composed of toner and a carrier, and a toner replenishing method for a developing device provided in the image forming apparatus.
電子写真方式を利用した画像形成装置として、現像装置に残っているトナーの濃度に応じてトナー補給量を変更し、画像の面積率に応じてトナー補給量を補正するものがある(例えば特許文献1参照)。 As an image forming apparatus using an electrophotographic system, there is an apparatus that changes a toner replenishment amount according to a density of toner remaining in a developing device and corrects a toner replenishment amount according to an area ratio of an image (for example, Patent Documents). 1).
電子写真方式を利用した画像の形成では、画像の白色の領域にトナーが付着する、いわゆる“かぶり”と称される現象が生じることがある。 In the formation of an image using an electrophotographic system, a phenomenon called “fogging” in which toner adheres to a white region of an image may occur.
本発明は二成分現像剤を用いて画像を形成する場合に“かぶり”を防止できる画像形成装置及び現像装置へのトナー補給方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing “fogging” when an image is formed using a two-component developer, and a toner replenishing method for the developing apparatus.
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る画像形成装置は、現像ローラと、前記現像ローラに供給するトナーを含む二成分現像剤を収容する循環空間とを有する現像装置と、二成分現像剤を前記循環空間で循環させる場合に、二成分現像剤の循環方向に沿って前記循環空間に仮想的に区分けされた複数の領域を、それらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御部と、二成分現像剤が前記循環空間から前記現像ローラへ送られることによる前記循環空間でのトナーの減少について、前記複数の領域毎にトナー減少量を演算し、前記トナー減少量に応じて前記複数の領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定部と、前記補給量決定部で決定された前記トナー補給量が、前記複数の領域の各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、前記複数の領域毎に判定する上限値超え判定部と、前記循環制御部が前記複数の領域を仮想的に循環させている循環周期毎に前記複数の領域へのトナーの補給機会を設けており、前記複数の領域を仮想的に循環させている時に各領域が通過する補給位置に前記補給量決定部で決定された補給量のトナーを送ることにより前記複数の領域毎にトナーを補給する補給制御部と、を備えており、前記補給制御部は、前記上限値超え判定部で判定された前記トナー補給量が前記上限値を超える領域については、前記補給機会を二回以上設けてトナーを補給することを特徴とする。 An image forming apparatus according to an aspect of the present invention that achieves the above object includes a developing roller, a developing device having a circulation space that contains a two-component developer containing toner to be supplied to the developing roller, and two-component development. When the agent is circulated in the circulation space, a plurality of regions virtually divided into the circulation space along the circulation direction of the two-component developer are virtually combined with the two-component developer located in those regions. A circulation control unit that circulates the toner, and a toner reduction amount for each of the plurality of regions with respect to toner reduction in the circulation space due to the two-component developer being sent from the circulation space to the developing roller, A replenishment amount determination unit that determines a toner replenishment amount for each of the plurality of areas in accordance with a toner reduction amount, and the toner replenishment amount determined by the replenishment amount determination unit is once for each of the plurality of regions. Replenish An upper limit upper limit determination unit that determines whether or not the upper limit value of the toner amount is exceeded for each of the plurality of regions, and the plurality of cycles for each circulation cycle in which the circulation control unit virtually circulates the plurality of regions. An area for supplying toner to the area is provided, and when the plurality of areas are virtually circulated, toner of the replenishment amount determined by the replenishment amount determination unit is sent to a replenishment position through which each area passes. A replenishment control unit that replenishes toner for each of the plurality of regions, and the replenishment control unit includes a region where the toner replenishment amount determined by the upper limit value excess determination unit exceeds the upper limit value. The replenishment opportunity is provided twice or more to replenish toner.
この構成によれば、各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を決めておき、トナー補給量が上限値を超える領域については、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する。これにより、トナー補給量が多い領域では補給機会を二回以上設けてトナーが補給される。したがって、その領域において二成分現像剤の攪拌不足が原因となるトナーの帯電不足を防ぐことができるので、“かぶり”を防止することができる。後に記載する本発明の他の局面に係る現像装置へのトナー補給方法も同様のことが言える。 According to this configuration, the upper limit value of the toner amount to be replenished once for each region is determined, and the toner is replenished by providing the replenishment opportunity twice or more for the region where the toner replenishment amount exceeds the upper limit value. Thereby, in a region where the amount of toner replenishment is large, the toner is replenished by providing a replenishment opportunity twice or more. Therefore, insufficient charging of the toner due to insufficient stirring of the two-component developer in that region can be prevented, so that “fogging” can be prevented. The same can be said for a toner replenishing method for a developing device according to another aspect of the present invention described later.
上記構成において、前記画像形成装置は、前記複数の領域毎にトナー濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部で測定されたトナー濃度に応じて前記上限値を決定する上限値決定部と、をさらに備えることができる。 In the above configuration, the image forming apparatus includes a density measuring unit that measures toner density for each of the plurality of regions, and an upper limit determining unit that determines the upper limit value according to the toner density measured by the density measuring unit. Can be further provided.
この構成によれば、領域のトナー濃度に応じて上限値を決定するので、トナーとキャリアの割合を適切にすることができる。これにより、トナーの帯電不足を防ぐことができるので、“かぶり”を防止することができる。後に記載する本発明の他の局面に係る現像装置へのトナー補給方法も同様のことが言える。 According to this configuration, since the upper limit value is determined according to the toner density in the region, the ratio of toner and carrier can be made appropriate. Thereby, insufficient charging of the toner can be prevented, so that “fogging” can be prevented. The same can be said for a toner replenishing method for a developing device according to another aspect of the present invention described later.
本発明の他の局面に係る現像装置へのトナー補給方法は、現像ローラと、前記現像ローラに供給するトナーを含む二成分現像剤を収容する循環空間とを有する現像装置へのトナー補給方法であって、二成分現像剤を前記循環空間で循環させる場合に、二成分現像剤の循環方向に沿って前記循環空間に仮想的に区分けされた複数の領域を、それらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御ステップと、二成分現像剤が前記循環空間から前記現像ローラへ送られることによる前記循環空間でのトナーの減少について、前記複数の領域毎にトナー減少量を演算し、前記トナー減少量に応じて前記複数の領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定ステップと、前記補給量決定ステップで決定された前記トナー補給量が、前記複数の領域の各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、前記複数の領域毎に判定する上限値超え判定ステップと、前記循環制御ステップで前記複数の領域を仮想的に循環させている循環周期毎に前記複数の領域へのトナーの補給機会を設けており、前記複数の領域を仮想的に循環させている時に各領域が通過する補給位置に前記補給量決定ステップで決定された補給量のトナーを送ることにより前記複数の領域毎にトナーを補給する補給制御ステップと、を備えており、前記補給制御ステップは、前記上限値超え判定ステップで判定された前記トナー補給量が前記上限値を超える領域については、前記補給機会を二回以上設けてトナーを補給することを特徴とする。 A toner replenishing method for a developing device according to another aspect of the present invention is a toner replenishing method for a developing device having a developing roller and a circulation space containing a two-component developer containing toner to be supplied to the developing roller. In the case where the two-component developer is circulated in the circulation space, a plurality of regions virtually divided into the circulation space along the circulation direction of the two-component developer are divided into the two components located in those regions. A circulation control step for virtually circulating the developer together with the developer, and a toner reduction in the circulation space due to the two-component developer being sent from the circulation space to the developing roller. A replenishment amount determination step for determining a toner replenishment amount for each of the plurality of areas according to the toner reduction amount, and the toner replenishment amount determined in the replenishment amount determination step An upper limit upper limit determination step for determining for each of the plurality of regions whether or not the upper limit value of the amount of toner to be replenished in each region of the plurality of regions is exceeded, and the plurality of regions are virtually determined by the circulation control step. The replenishment amount determining step is performed at a replenishment position through which each region passes when the plurality of regions are virtually circulated in each circulation cycle. A replenishment control step of replenishing toner for each of the plurality of areas by sending a toner of a replenishment amount determined in step (a), wherein the replenishment control step is determined by the upper limit upper limit determination step. In a region where the replenishment amount exceeds the upper limit value, the replenishment opportunity is provided twice or more to replenish toner.
上記方法において、前記現像装置へのトナー補給方法は、前記上限値超え判定ステップの前に、前記複数の領域毎にトナー濃度を測定する濃度測定ステップと、前記濃度測定ステップで測定されたトナー濃度に応じて前記上限値を決定する上限値決定ステップと、をさらに備えることができる。 In the above method, the toner replenishing method for the developing device includes a density measuring step for measuring a toner density for each of the plurality of regions before the upper limit value determining step, and a toner density measured in the density measuring step. And an upper limit value determining step for determining the upper limit value according to.
本発明によれば、二成分現像剤を用いて画像を形成する場合に“かぶり”を防止することができる。 According to the present invention, “fogging” can be prevented when an image is formed using a two-component developer.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置1は例えば、カラーコピー、カラープリンタ及びカラーファクシミリ機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置1は装置本体100と装置本体100の上に配置された画像読取部200を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the internal structure of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 can be applied to, for example, a digital multifunction machine having a color copy, a color printer, and a color facsimile function. The image forming apparatus 1 includes an apparatus
画像読取部200はCCD(Charge Coupled Device)等によって画像(文字、図、写真等)を読み取り、画像データとして出力する。画像読取部200はカラー画像を読み取る機能を有する。これによりカラーコピー及びカラーファクシミリの送信が可能となる。
The
装置本体100は用紙貯留部110、画像形成部130及び定着部160を備える。
The apparatus
用紙貯留部110は装置本体100の最下部に配置されており、用紙Pの束を貯留することができる用紙トレイ111を備えている。用紙トレイ111は装置本体100に差し込んで装着される。用紙Pを補給するときは装置本体100から用紙トレイ111を引き出す。用紙トレイ111に貯留された用紙Pの束において、最上位の用紙Pがピックアップローラ113の駆動により、用紙搬送路115へ向けて繰り出される。用紙Pは用紙搬送路115を通って、画像形成部130へ搬送される。
The
画像形成部130は搬送されてきた用紙Pにトナー画像を形成する。画像形成部130はトナー画像を転写ベルト131に転写する順番に従って配置された、マゼンタ用ユニット133M、シアン用ユニット133C、イエロー用ユニット133Y、ブラック用ユニット133Kを備える。これらのユニットは同様の構成を有しており、マゼンタ用ユニット133Mを例にして説明する。
The
マゼンタ用ユニット133Mは感光ドラム135及び露光装置137を備える。感光ドラム135の周りには帯電器139、現像装置141及びクリーナ143が配置されている。帯電器139は感光ドラム135の周面を一様に帯電させる。露光装置137は画像データ(画像読取部200から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)の中でマゼンタデータに対応する光を生成し、一様に帯電された感光ドラム135の周面に照射する。これにより、感光ドラム135の周面にはマゼンタデータに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光ドラム135の周面に現像装置141からマゼンタトナーを供給することにより、周面にはマゼンタデータに対応するトナー画像が形成される。
The magenta
転写ベルト131は感光ドラム135と1次転写ローラ145により挟まれた状態で時計周りに動くことができる。マゼンタデータに対応するトナー画像は感光ドラム135から転写ベルト131に転写される。感光ドラム135の周面に残っているマゼンタトナーはクリーナ143によって除去される。以上がマゼンタ用ユニット133Mの説明である。
The
マゼンタ用ユニット133M、シアン用ユニット133C、イエロー用ユニット133Y、ブラック用ユニット133Kの上方には、対応する色のトナーを収容したコンテナ、すなわち、マゼンタトナー用コンテナ147M、シアントナー用コンテナ147C、イエロートナー用コンテナ147Y、ブラックトナー用コンテナ147Kが配置されている。各色の現像装置141には対応するコンテナからトナーが補給される。
Above the
上述したように転写ベルト131にはマゼンタデータに対応するトナー画像が転写され、このトナー画像に重ねてシアンデータに対応するトナー画像が転写され、同様に、イエローデータに対応するトナー画像、ブラックデータに対応するトナー画像が重ねて転写される。これにより転写ベルト131にカラーのトナー画像が形成される。このカラーのトナー画像は2次転写ローラ149によって、先ほど説明した用紙貯留部110から搬送されてきた用紙Pに転写される。
As described above, the toner image corresponding to the magenta data is transferred to the
カラーのトナー画像が転写された用紙Pは定着部160に送られる。定着部160は加熱ローラ161と定着ローラ163に定着ベルト165が掛けられた構造を有する。定着ベルト165は定着ローラ163と加圧ローラ167により挟まれている。これらのローラによって、カラーのトナー画像が転写された用紙Pが挟まれる。これにより、カラーのトナー画像と用紙Pに熱と圧力が加えられて、カラーのトナー画像を用紙Pに定着させる。用紙Pは排紙トレイ169に排紙される。
The sheet P on which the color toner image is transferred is sent to the fixing
次に、現像装置141について詳細に説明する。図2は現像装置141の外観斜視図である。図3は図2に示す現像装置141をA1−A2線に沿って切断した断面図である。現像装置141は現像ローラ11、マグネットローラ13、汲み上げローラ15、第1の攪拌スクリュー17及び第2の攪拌スクリュー19を備える。これらは現像装置141の内部に回転可能に配置されている。
Next, the developing
第1及び第2の攪拌スクリュー17,19は循環空間23に配置されている。この配置について、図4を用いて説明する。図4は図3に示す現像装置141をB1−B2線に沿って切断した断面図である。
The first and second stirring screws 17 and 19 are disposed in the
循環空間23は第1の攪拌空間27、第2の攪拌空間29及びこれらの空間を仕切る仕切板25を備える。第1及び第2の攪拌空間27,29並びに第1及び第2の攪拌スクリュー17,19は、現像ローラ11と同じ方向に延びている。第1の攪拌空間27には第1の攪拌スクリュー17、第2の攪拌空間29には第2の攪拌スクリュー19が、それぞれ配置されている。
The
循環空間23には現像ローラ11に供給するトナーを含む二成分現像剤が収容されている。現像装置141にはトナー補給口21が設けられており、対応するトナーコンテナからトナー補給口21を経由して循環空間23にトナーが補給される。例えば、図1のマゼンタ用ユニット133Mの現像装置141であれば、マゼンタトナー用コンテナ147Mからマゼンタトナーがトナー補給口21を経由して循環空間23に補給される。
In the
第1の攪拌スクリュー17が回転することにより、第1の攪拌空間27の二成分現像剤は攪拌されながら、第1の攪拌空間27が延びる方向に沿う矢印L方向に搬送される。第2の攪拌スクリュー19が回転することにより、第2の攪拌空間29の二成分現像剤は攪拌されながら、矢印L方向と逆向きの矢印M方向に搬送される。これらにより、二成分現像剤は循環空間23で攪拌されながら循環空間23を循環する。
As the first stirring
二成分現像剤が攪拌されることによりトナーとキャリアは摩擦帯電し、トナーとキャリアは静電気的に結合した状態となる。この状態で二成分現像剤は図3を参照して、第1の攪拌空間27から、磁石を内蔵する汲み上げローラ15により吸い上げられて、マグネットローラ13へ搬送される。マグネットローラ13ではキャリアがマグネットローラ13に吸い付けられた状態で、電気力によりトナーだけが現像ローラ11に引き寄せられて、現像ローラ11に吸い付く。現像ローラ11は図1の感光ドラム135の周面と対向して配置されている。現像ローラ11に吸い付けられたトナーは、感光ドラム135の周面に形成された静電潜像によって引き寄せられて感光ドラム135に移動する。これにより、感光ドラム135の周面の静電潜像が現像され、周面にトナー画像が形成される。
When the two-component developer is stirred, the toner and the carrier are frictionally charged, and the toner and the carrier are electrostatically coupled. In this state, referring to FIG. 3, the two-component developer is sucked up from the
ところで、循環空間23は二成分現像剤の循環方向に沿って仮想的に複数の領域に区分けされている。二成分現像剤が循環空間23から現像ローラ11へ送られることによって、循環空間23から二成分現像剤が失われる。これによる循環空間23でのトナーの減少について、複数の領域毎にトナー減少量が管理されている。図5は循環空間23に区分けされた仮想的な複数の領域の一例を示す図である。この例では32個の領域R1〜領域R32に区分けされている。符号Rの後の数字は省略して記載することがある。例えば、領域R1〜領域R32のそれぞれを区別する必要がなければ、領域Rと記載することがある。
By the way, the
32個の領域Rは二成分現像剤の循環方向(矢印L,M)に沿って配置されている。図5では16個の領域R1〜領域R16が第1の攪拌空間27に位置しており、16個の領域R17〜領域R32が第2の攪拌空間29に位置している。
The 32 regions R are arranged along the circulation direction (arrows L and M) of the two-component developer. In FIG. 5, 16 regions R <b> 1 to R <b> 16 are located in the
仮想的に複数の領域に区分けをするとは、仕切り等により物理的に領域R1〜領域R32に区分けをする意味ではない。画像形成装置1の動作を制御するプログラムにおいて、循環空間23を領域R1〜領域R32に区分けして扱うという意味である。上記プログラムでは二成分現像剤を循環させる場合に32個の領域Rをそれらの領域Rに位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させている。
Virtually dividing into a plurality of areas does not mean that the areas R1 to R32 are physically divided by a partition or the like. In the program for controlling the operation of the image forming apparatus 1, this means that the
二成分現像剤は循環空間23のうち第1の攪拌空間27から現像ローラ11へ送られる。言い換えれば、二成分現像剤は第1の攪拌空間27に位置している領域(図5では領域R1〜R16)から現像ローラ11へ送られる。画像形成の基になる画像データに応じて各領域Rから供給される二成分現像剤、すなわちトナーの量が異なる。
The two-component developer is sent from the
したがって、領域R1〜領域R16のそれぞれでトナー減少量が異なるので、これらの領域R毎にトナー減少量が演算される。そして、領域R1〜領域R16のそれぞれのトナー減少量に応じて、領域R毎にトナー補給量が決定される。領域Rへのトナーの補給機会は、領域Rを仮想的に循環させている循環周期毎に設けられている。二成分現像剤が循環している(領域R1〜領域R32が仮想的に循環している)時に各領域Rが通過する補給位置に上記決定された補給量のトナーが送られることにより、領域R1〜領域R16毎にトナーが補給される。領域R17〜領域R32が第1の攪拌領域27に位置している場合も同様である。
Accordingly, since the toner reduction amount is different in each of the regions R1 to R16, the toner reduction amount is calculated for each of these regions R. Then, the toner replenishment amount is determined for each region R according to the respective toner reduction amounts in the regions R1 to R16. Opportunities for supplying toner to the region R are provided for each circulation cycle in which the region R is virtually circulated. When the two-component developer is circulated (regions R1 to R32 are virtually circulated), the determined replenishment amount of toner is sent to the replenishment position through which each region R passes, so that the region R1 Toner is replenished for each region R16. The same applies when the regions R17 to R32 are located in the first stirring
例えば、領域R6でトナーが0.2%減少した場合、二成分現像剤が循環している(領域R1〜領域R32が仮想的に循環している)時に、トナー補給口21から0.2%に相当するトナー量を領域R6に補給する。
For example, when the toner is reduced by 0.2% in the region R6, when the two-component developer is circulated (the regions R1 to R32 are virtually circulated), 0.2% from the
しかし、ある領域Rでトナーが大量に減少した場合、その領域Rにはトナーが大量に補給されることになる。このため二成分現像剤の攪拌不足が原因となるトナーの帯電不足が生じて、“かぶり”が発生することがある。 However, when a large amount of toner is reduced in a certain region R, a large amount of toner is supplied to the region R. For this reason, toner is insufficiently charged due to insufficient stirring of the two-component developer, and “fogging” may occur.
本実施形態では各領域Rに一回につき補給するトナー量の上限値を決めている。トナー補給量が上限値を超える領域Rについては、補給機会を二回以上設けてトナーを補給することにより、“かぶり”を防止している。本実施形態に係る現像装置141へのトナー補給方法について、図4、図5及び図6を用いて説明する。図6は上記方法を説明するフローチャートである。
In the present embodiment, an upper limit value of the toner amount to be replenished once for each region R is determined. In the region R where the toner replenishment amount exceeds the upper limit value, “fogging” is prevented by replenishing the toner by providing replenishment opportunities two or more times. A method for supplying toner to the developing
まず、図4に示す第1及び第2の攪拌スクリュー17,19を回転させて、二成分現像剤を攪拌しながら循環空間23を循環させる。二成分現像剤の攪拌により、トナーとキャリアは摩擦帯電して静電気的に結合する。二成分現像剤の循環により、領域R1〜領域R32はそれらの領域Rに位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環する(循環制御ステップ)。
First, the first and second stirring screws 17 and 19 shown in FIG. 4 are rotated to circulate the
図5に示すように、循環空間23にはトナー濃度を測定する濃度センサ31が配置されている。循環制御ステップにおいて、各領域Rが濃度センサ31の配置箇所を通過する毎にその領域Rのトナー濃度が測定される(ステップST1:濃度測定ステップ)。
As shown in FIG. 5, a
濃度センサ31として例えば透磁率センサを用いることができる。透磁率センサはキャリアの濃度に応じて出力が変化する。キャリアの濃度が高ければ、すなわちトナーの濃度が低ければ出力が大きくなる。キャリアの濃度が低ければ、すなわちトナーの濃度が高ければ出力が小さくなる。
For example, a magnetic permeability sensor can be used as the
ステップST1で測定されたトナー濃度がトナーを補給する必要のある値か判断される (ステップST3)。トナーを補給する必要がなければ(ステップST3でNo)、エンドとなる。トナーを補給する必要がある場合(ステップST3でYes)は、領域R1〜領域R32毎に二成分現像剤のトナー減少量を演算する(ステップST5)。領域R毎のトナー減少量は、用紙Pに形成された画像の印字率から求めることができる。また、画像のドットカウントから求めることもできる。領域R1〜領域R32のそれぞれのトナー減少量が、それぞれへのトナー補給量とする(補給量決定ステップ)。 It is determined whether the toner density measured in step ST1 is a value that requires toner replenishment (step ST3). If it is not necessary to replenish toner (No in step ST3), the end is reached. When it is necessary to replenish toner (Yes in step ST3), the toner reduction amount of the two-component developer is calculated for each of the regions R1 to R32 (step ST5). The toner reduction amount for each region R can be obtained from the printing rate of the image formed on the paper P. It can also be obtained from the dot count of the image. The amount of toner decrease in each of the regions R1 to R32 is set as a toner replenishment amount (replenishment amount determination step).
ステップST1で測定されたトナー濃度に応じて、各領域Rに一回につき補給するトナー量の上限値が決定される(ステップST7:上限値決定ステップ)。例えば領域R1〜領域R32のトナー濃度が10%程度であれば上限値を0.3%分に相当するトナー量とし、トナー濃度が8%程度であれば上限値を0.4%に相当するトナー量とする。トナー濃度が8%と10%の間であれば、上限値を0.3と0.4の間にする。例えば、トナー濃度が9%程度であれば、上限値を0.35%分に相当するトナー量とする。 In accordance with the toner density measured in step ST1, an upper limit value of the toner amount to be replenished for each region R is determined (step ST7: upper limit value determining step). For example, if the toner concentration in the regions R1 to R32 is about 10%, the upper limit value is equivalent to 0.3%, and if the toner concentration is about 8%, the upper limit value is equivalent to 0.4%. The toner amount. If the toner density is between 8% and 10%, the upper limit is set between 0.3 and 0.4. For example, if the toner density is about 9%, the upper limit value is set to a toner amount corresponding to 0.35%.
ステップST5で演算したトナー減少量(トナー補給量)がステップST7で決定された上限値を超えているかについて、領域R1〜領域R32毎に判定する(ステップST9:上限値超え判定ステップ)。 It is determined for each of the regions R1 to R32 whether the toner reduction amount (toner supply amount) calculated in step ST5 exceeds the upper limit value determined in step ST7 (step ST9: upper limit value excess determination step).
トナー減少量(トナー補給量)が上限値以下である領域Rについては(ステップST9でNo)、補給機会が一回設けられる。循環制御ステップで32個の領域Rを仮想的に循環させている時に、一周目でトナー補給量の全てを補給する(ステップST11:補給制御ステップ)。これに対して、トナー減少量(トナー補給量)が上限値を超えていれば、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する(ステップST13:補給制御ステップ)。トナー補給量の調節は、図1に示す各色用コンテナ147M,147C,147Y,147Kにそれぞれ設けられたフィーダの回転速度の調節等により実現することができる。
For the region R in which the toner reduction amount (toner replenishment amount) is less than or equal to the upper limit value (No in step ST9), a replenishment opportunity is provided once. When 32 regions R are virtually circulated in the circulation control step, all of the toner replenishment amount is replenished in the first round (step ST11: replenishment control step). On the other hand, if the toner decrease amount (toner replenishment amount) exceeds the upper limit value, the toner is replenished with two or more replenishment opportunities (step ST13: replenishment control step). The adjustment of the toner replenishment amount can be realized by adjusting the rotation speed of feeders provided in the
図7に示すパターンの画像を用紙Pに形成する例を用いて、本実施形態に係るトナー補給方法を実施した。この画像形成の現像データは以下の通りであった。 The toner replenishing method according to the present embodiment was performed using an example in which an image having the pattern shown in FIG. The development data for this image formation was as follows.
二成分現像剤:320g
領域Rの数:32個
一つの領域Rあたりの二成分現像剤の重量:10g
一つの領域Rあたりのトナー重量:1g
印字データ:横Hが2cm、縦Vが8cmの長方形の黒パターン41
横Hが2cm、縦Vが20cmの長方形の黒パターン43
黒パターン41の形成には領域R6のトナーが使用され、黒パターン43の形成には領域R14のトナーが使用された。
Two-component developer: 320 g
Number of regions R: 32 Weight of two-component developer per region R: 10 g
Toner weight per region R: 1 g
Print data: rectangular
Rectangular
The toner of region R6 was used for forming the
図8及び図9はステップST1で測定された各領域Rのトナー濃度が10%程度の場合において、領域R1〜領域R32へのトナー補給を説明する表である。図8は一回目(一周目)の補給機会におけるトナー補給、図9は二回目(二周目)の補給機会におけるトナー補給を示している。上限値は0.3%分に相当するトナー量にした。 8 and 9 are tables for explaining toner replenishment to the regions R1 to R32 when the toner concentration in each region R measured in step ST1 is about 10%. FIG. 8 shows toner supply at the first (first round) supply opportunity, and FIG. 9 shows toner supply at the second (second round) supply opportunity. The upper limit value was a toner amount corresponding to 0.3%.
一方、図10及び図11はステップST1で測定された各領域Rのトナー濃度が8%程度の場合において、領域R1〜領域R32へのトナー補給を説明する表である。図10は一回目(一周目)の補給機会におけるトナー補給、図11は二回目(二周目)の補給機会におけるトナー補給を示している。トナー濃度が8%程度の場合は上限値を0.4とし、トナー濃度が10%程度の場合よりも高くした。トナー濃度の低い方の上限値を大きくしたのは、トナー濃度の低い方はキャリア濃度が相対的に高いからであり、トナーを多く補給してもトナーとキャリアの摩擦帯電の不足が生じないからである。 On the other hand, FIGS. 10 and 11 are tables for explaining toner replenishment to the regions R1 to R32 when the toner concentration in each region R measured in step ST1 is about 8%. FIG. 10 shows toner supply at the first (first round) supply opportunity, and FIG. 11 shows toner supply at the second (second round) supply opportunity. When the toner concentration is about 8%, the upper limit is set to 0.4, which is higher than when the toner concentration is about 10%. The upper limit of the lower toner density is increased because the lower toner density has a relatively high carrier density, and even if a large amount of toner is replenished, there will be no shortage of frictional charging between the toner and the carrier. It is.
領域R6ではトナー補給量(トナー減少量)が0.2であり、領域R14ではトナー補給量(トナー減少量)が0.5であった。領域R6及び領域R14以外の領域Rはトナーが減少していないので、トナーは補給されなかった。これらの領域Rについてはトナー濃度を除いてデータの記載を省略している。 In region R6, the toner replenishment amount (toner decrease amount) was 0.2, and in region R14, the toner replenishment amount (toner decrease amount) was 0.5. In the region R other than the region R6 and the region R14, the toner is not decreased, so the toner is not replenished. For these regions R, the description of data is omitted except for the toner density.
各領域Rのトナー濃度が8%程度の場合は上限値を0.4とし、10%程度の場合は上限値を0.3とした。いずれの場合もトナー補給量が多い領域R14についてはトナー補給の機会を二回設けた。これにより、“かぶり”を防止できた。これに対して、各領域Rのトナー濃度が8%程度の場合に上限値を0.5とし、10%程度の場合に上限値を0.4とした場合は、攪拌不足による帯電不足により“かぶり”が発生することがあった。 When the toner density in each region R is about 8%, the upper limit is set to 0.4, and when it is about 10%, the upper limit is set to 0.3. In any case, the toner replenishment opportunity was provided twice for the region R14 where the toner replenishment amount is large. As a result, “fogging” could be prevented. In contrast, when the toner concentration in each region R is about 8%, the upper limit value is 0.5, and when the toner concentration is about 10%, the upper limit value is 0.4. “Cover” sometimes occurred.
本実施形態ではトナー濃度に応じて上限値を変えている。このため、領域R14へのトナー補給量が例えば0.35であれば、補給機会の回数はトナー濃度が8%程度の場合は一回であり、10%程度の場合は二回となる。 In this embodiment, the upper limit value is changed according to the toner concentration. For this reason, if the amount of toner replenishment to the region R14 is 0.35, for example, the number of replenishment opportunities is once when the toner density is about 8% and twice when the toner density is about 10%.
以上説明したように本実施形態によれば、領域R1〜領域R32の各領域Rに一回につき補給するトナー量の上限値を決めておき、トナー補給量が上限値を超える領域Rについては、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する。これにより、トナー補給量が多い領域Rでは補給機会を二回以上設けてトナーが補給されることになる。したがって、その領域Rにおいて二成分現像剤の攪拌不足が原因となるトナーの帯電不足を防ぐことができるので、“かぶり”を防止することができる。さらに、本実施形態ではトナー濃度に応じて上限値を決定するので、トナーとキャリアの割合を適切にすることができる。この点からも、トナーの帯電不足を防ぐことができるので、“かぶり”を防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, the upper limit value of the toner amount to be replenished for each region R in the regions R1 to R32 is determined, and the region R in which the toner replenishment amount exceeds the upper limit value is determined. Replenish the toner with more than one replenishment opportunity. As a result, in the region R where the toner replenishment amount is large, the toner is replenished by providing replenishment opportunities twice or more. Therefore, in the region R, insufficient charging of the toner due to insufficient stirring of the two-component developer can be prevented, so that “fogging” can be prevented. Furthermore, in this embodiment, since the upper limit value is determined according to the toner concentration, the ratio between the toner and the carrier can be made appropriate. Also from this point, it is possible to prevent the toner from being insufficiently charged, thereby preventing “fogging”.
トナー補給量が上限値を超える領域Rについて、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する態様として、様々な態様を採用することができる。例えば、ある領域Rでトナーが0.5%減少したので0.5%に相当するトナー量を補給する場合に、上限値が0.3%に相当するトナー量であるとする。 For the region R where the toner supply amount exceeds the upper limit value, various modes can be adopted as modes for supplying toner by providing a supply opportunity twice or more. For example, when the toner amount is reduced by 0.5% in a certain region R and the toner amount corresponding to 0.5% is supplied, the upper limit value is assumed to be the toner amount corresponding to 0.3%.
(1)一回目に上限値に相当するトナー量を補給し、二回目に残りのトナー量を補給する。この例では一回目に0.3%に相当するトナー量を補給し、二回目に0.2%に相当するトナー量を補給する。 (1) The toner amount corresponding to the upper limit value is replenished at the first time, and the remaining toner amount is replenished at the second time. In this example, the toner amount corresponding to 0.3% is replenished in the first time, and the toner amount corresponding to 0.2% is replenished in the second time.
(2)一回目、二回目ともに上限値より少ないトナー量を補給する。この例では一回目に例えば0.25%に相当するトナー量を補給し、二回目に0.25%に相当するトナー量を補給する。 (2) Replenish a toner amount less than the upper limit in both the first time and the second time. In this example, a toner amount corresponding to, for example, 0.25% is supplied for the first time, and a toner amount corresponding to 0.25% is supplied for the second time.
(3)三回以上に分けてトナーを補給する。この例では一回目に例えば0.2%に相当するトナー量を補給し、二回目に0.2%に相当するトナー量を補給し、三回目に0.1%に相当するトナー量を補給する。 (3) Supply toner in three or more times. In this example, for example, a toner amount corresponding to 0.2% is replenished at the first time, a toner amount corresponding to 0.2% is replenished at the second time, and a toner amount corresponding to 0.1% is replenished at the third time. To do.
なお、トナー濃度に応じて上限値を決定する例で説明したが、トナー濃度に関係なく上限値を一つの値にすることも可能である。この場合はステップST7が省略され、ステップST9において、ステップST5で演算したトナー減少量(トナー補給量)が予め決めておいた上限値を超えているかについて、領域R1〜領域R32毎に判定する。 Although the example in which the upper limit value is determined according to the toner density has been described, the upper limit value can be set to one value regardless of the toner density. In this case, step ST7 is omitted, and in step ST9, it is determined for each of the regions R1 to R32 whether the toner reduction amount (toner replenishment amount) calculated in step ST5 exceeds a predetermined upper limit value.
また、トナー補給量が上限値を超える領域Rにおいて、一回目(一周目)の補給機会の後に、二成分現像剤が循環空間23から現像ローラ11へ送られることによりその領域Rでトナーの減少が新たに生じた場合、その新たに生じたトナー減少量を加えて次回(次周)以降の補給機会でトナーの補給を実行してもよい。
Further, in the region R where the toner replenishment amount exceeds the upper limit value, after the first (first round) replenishment opportunity, the two-component developer is sent from the
このように構成すれば、新たに生じたトナー減少量を加えて次回以降のトナーの補給を実行するので、トナー減少量が上限値を超える領域Rにおいてトナー補給の回数を減らすことが可能となる。 According to this configuration, since the newly generated toner reduction amount is added and toner supply from the next time is executed, it is possible to reduce the number of toner supply times in the region R where the toner reduction amount exceeds the upper limit value. .
最後に本実施形態に係る現像装置へのトナー補給方法を実現する機能ブロックについて説明する。図12はこの機能ブロックを示す図である。以下に説明する機能ブロックは、画像形成装置1を制御するMPU(Micro Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等により実現することができる。 Finally, functional blocks for realizing the toner replenishing method for the developing device according to the present embodiment will be described. FIG. 12 is a diagram showing this functional block. The functional blocks described below can be realized by an MPU (Micro Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like that controls the image forming apparatus 1.
循環制御部51は現像装置141に配置された第1及び第2の攪拌スクリュー17,19によって二成分現像剤を攪拌しながら循環空間23を循環させる制御をする。循環空間23は二成分現像剤の循環方向(図5の矢印M,L)に沿って仮想的に32個の領域Rに区分けされている。循環制御部51は二成分現像剤を循環させる場合に、32個の領域Rをそれらの領域Rに位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる。
The
補給量決定部53は二成分現像剤が循環空間23から現像ローラ11へ送られることによる循環空間23でのトナーの減少について、32個の領域R毎にトナー減少量を演算し、トナー減少量に応じて32個の領域R毎にトナー補給量を決定する。
The replenishment
補給量決定部53は用紙Pに形成された画像の印字率を演算する印字率演算部55を含む。補給量決定部53は32個の領域R毎のトナー減少量を、印字率演算部55で演算された印字率から求める。32個の領域Rのそれぞれのトナー減少量を、それぞれの領域Rへのトナー補給量としている。本実施形態ではトナー補給量をトナー減少量と一致させているが、一致していない態様も可能である。
The replenishment
濃度測定部57は濃度センサ31を含む。濃度センサ31は32個の領域R毎にそれらの領域Rのトナー濃度と相関する出力をする。濃度測定部57は濃度センサ31からの出力に基づいて、32個の領域R毎にトナー濃度を測定する。
The
上限値超え判定部59は補給量決定部53で決定されたトナー補給量が、32個の領域Rの各領域Rに一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、32個の領域R毎に判定する。上限値超え判定部59は上限値決定部61を含む。上限値決定部61は濃度測定部57で測定されたトナー濃度に応じて上限値を決定する。
The upper limit value
補給制御部63は循環制御部51が領域Rを仮想的に循環させている循環周期毎に領域Rへのトナーの補給機会を設けている。補給制御部63は循環制御部51が32個の領域Rを仮想的に循環させている時に各領域Rが通過する補給位置に補給量決定部53で決定された補給量のトナーを送ることにより32個の領域R毎にトナーを補給する。補給制御部63は補給量配分部65及びフィーダ回転制御部67を含む。
The
補給量配分部65は上限値超え判定部59で判定されたトナー補給量が上限値を超えている領域Rについて、補給機会を何回設けるのか、及び各回に補給するトナー量を決定する。フィーダ回転制御部67は各色のトナーコンテナ147M,147C,147Y,147Kに備えられたフィーダ69の回転速度を調節することにより、循環空間23へのトナー補給量を調節する。これにより、各領域Rへ補給するトナー量を制御する。
The supply
1 画像形成装置
11 現像ローラ
13 マグネットローラ
15 汲み上げローラ
17 第1の攪拌スクリュー
19 第2の攪拌スクリュー
21 トナー補給口
23 循環空間
25 仕切板
27 第1の攪拌空間
29 第2の攪拌空間
31 濃度センサ
51 循環制御部
53 補給量決定部
55 印字率演算部
57 濃度測定部
59 上限値超え判定部
61 上限値決定部
63 補給制御部
65 補給量配分部
67 フィーダ回転制御部
69 フィーダ
141 現像装置
R(R1〜R32) 領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
二成分現像剤を前記循環空間で循環させる場合に、二成分現像剤の循環方向に沿って前記循環空間に仮想的に区分けされた複数の領域を、それらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御部と、
二成分現像剤が前記循環空間から前記現像ローラへ送られることによる前記循環空間でのトナーの減少について、前記複数の領域毎にトナー減少量を演算し、前記トナー減少量に応じて前記複数の領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定部と、
前記補給量決定部で決定された前記トナー補給量が、前記複数の領域の各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、前記複数の領域毎に判定する上限値超え判定部と、
前記循環制御部が前記複数の領域を仮想的に循環させている循環周期毎に前記複数の領域へのトナーの補給機会を設けており、前記複数の領域を仮想的に循環させている時に各領域が通過する補給位置に前記補給量決定部で決定された補給量のトナーを送ることにより前記複数の領域毎にトナーを補給する補給制御部と、を備えており、
前記補給制御部は、
前記上限値超え判定部で判定された前記トナー補給量が前記上限値を超える領域については、前記補給機会を二回以上設けてトナーを補給することを特徴とする画像形成装置。 A developing device having a developing roller and a circulation space for storing a two-component developer containing toner to be supplied to the developing roller;
When the two-component developer is circulated in the circulation space, a plurality of regions virtually divided into the circulation space along the circulation direction of the two-component developer, and the two-component developer located in those regions; A circulation control unit that virtually circulates together,
With respect to toner reduction in the circulation space due to the two-component developer being sent from the circulation space to the developing roller, a toner reduction amount is calculated for each of the plurality of regions, and the plurality of the plurality of developer is calculated according to the toner reduction amount. A replenishment amount determining unit for determining a toner replenishment amount for each region;
Exceeding an upper limit value for determining, for each of the plurality of regions, whether the toner supply amount determined by the replenishment amount determining unit exceeds the upper limit value of the toner amount to be supplied to each of the plurality of regions at a time. A determination unit;
The circulation control unit is provided with a toner replenishment opportunity for each of the plurality of regions for each circulation cycle in which the plurality of regions are virtually circulated, and each time when the plurality of regions are circulated virtually A replenishment control unit that replenishes toner for each of the plurality of regions by sending toner of a replenishment amount determined by the replenishment amount determination unit to a replenishment position through which the region passes;
The replenishment control unit
An image forming apparatus, wherein the toner supply amount is supplied by providing the supply opportunity twice or more in an area where the toner supply amount determined by the upper limit excess determination unit exceeds the upper limit value.
前記複数の領域毎にトナー濃度を測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部で測定されたトナー濃度に応じて前記上限値を決定する上限値決定部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus includes:
A density measuring unit that measures toner density for each of the plurality of areas;
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: an upper limit value determining unit that determines the upper limit value according to a toner density measured by the density measuring unit.
二成分現像剤を前記循環空間で循環させる場合に、二成分現像剤の循環方向に沿って前記循環空間に仮想的に区分けされた複数の領域を、それらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御ステップと、
二成分現像剤が前記循環空間から前記現像ローラへ送られることによる前記循環空間でのトナーの減少について、前記複数の領域毎にトナー減少量を演算し、前記トナー減少量に応じて前記複数の領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定ステップと、
前記補給量決定ステップで決定された前記トナー補給量が、前記複数の領域の各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、前記複数の領域毎に判定する上限値超え判定ステップと、
前記循環制御ステップで前記複数の領域を仮想的に循環させている循環周期毎に前記複数の領域へのトナーの補給機会を設けており、前記複数の領域を仮想的に循環させている時に各領域が通過する補給位置に前記補給量決定ステップで決定された補給量のトナーを送ることにより前記複数の領域毎にトナーを補給する補給制御ステップと、を備えており、
前記補給制御ステップは、
前記上限値超え判定ステップで判定された前記トナー補給量が前記上限値を超える領域については、前記補給機会を二回以上設けてトナーを補給することを特徴とする現像装置へのトナー補給方法。 A toner replenishing method for a developing device having a developing roller and a circulation space containing a two-component developer containing toner to be supplied to the developing roller,
When the two-component developer is circulated in the circulation space, a plurality of regions virtually divided into the circulation space along the circulation direction of the two-component developer, and the two-component developer located in those regions; A circulation control step that virtually circulates together,
With respect to toner reduction in the circulation space due to the two-component developer being sent from the circulation space to the developing roller, a toner reduction amount is calculated for each of the plurality of regions, and the plurality of the plurality of developer is calculated according to the toner reduction amount. A replenishment amount determination step for determining a toner replenishment amount for each region;
Exceeding an upper limit value for determining, for each of the plurality of areas, whether the toner supply amount determined in the replenishment amount determination step exceeds an upper limit value of the toner amount to be supplied to each of the plurality of areas at a time. A determination step;
In the circulation control step, an opportunity for supplying toner to the plurality of regions is provided for each circulation cycle in which the plurality of regions are virtually circulated, and each time when the plurality of regions are virtually circulated A replenishment control step of replenishing toner for each of the plurality of regions by sending toner of the replenishment amount determined in the replenishment amount determination step to a replenishment position through which the region passes,
The replenishment control step includes
A toner replenishing method for a developing device, wherein toner is replenished by providing the replenishment opportunity twice or more in a region where the toner replenishment amount determined in the upper limit exceeded excess determination step exceeds the upper limit.
前記上限値超え判定ステップの前に、
前記複数の領域毎にトナー濃度を測定する濃度測定ステップと、
前記濃度測定ステップで測定されたトナー濃度に応じて前記上限値を決定する上限値決定ステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の現像装置へのトナー補給方法。 The toner replenishing method to the developing device is
Before the upper limit exceeded determination step,
A density measuring step for measuring toner density for each of the plurality of areas;
4. The toner replenishing method for a developing device according to claim 3, further comprising an upper limit determining step for determining the upper limit according to the toner density measured in the density measuring step.
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