JP2012048148A - Toner replenish control system and image forming device - Google Patents

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Makoto Komatsu
真 小松
Atsushi Mori
敦司 森
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner replenish control system which replenishes toner by distributing a right replenishing amount of toner to a right position in accordance with a calculation to equalize a toner concentration in a developing unit.SOLUTION: A toner replenishing control system to replenish a developing unit of imaging means with toner comprises: a first toner replenishing port and a second toner replenishing port to feed the toner into the developing unit; toner concentration detection means to detect a toner concentration inside the developing unit; a consumption calculation section (a replenishing amount calculation section) to obtain image information on writing means and to calculate a toner replenishing amount from the obtained image information; and a sensor calculation section (an FB controller) to calculate the toner replenishing amount from the toner concentration detected by the toner concentration detection means. Thus, because the toner replenishing control system can accurately replenish the developing unit with the right replenishing amount of toner at a right time, the system can replenish the toner by distributing the right replenishing amount of toner to equalize the toner concentration inside the developing unit to a right position based on the calculated result.

Description

本発明は、画像形成装置の現像部にトナーを補給するトナー補給制御システム、及び、そのトナー補給制御システムを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to a toner replenishment control system for replenishing toner to a developing portion of an image forming apparatus, and image forming such as a copying machine, a printer, a facsimile apparatus having the toner replenishment control system, or a multifunction machine having these functions. Relates to the device.

現像剤にトナーを用いた画像形成方法や画像形成装置において、高品質な画像を形成するためには現像器内のトナー濃度を一定に保つ事が重要である。そのため、トナー補給を行う際にはトナーが消費された箇所に必要な量を補給する事が望ましい。現在主流の方法としては、出力される画像情報を元にトナー補給を行っている。画像情報は消費されたトナー量と直接に関係する情報であり、精度が高いためである。しかし、トナー補給駆動においてはトナーが粉体であるため正確な分量を補給する事が難しい。これには機械個体差も当然含まれる。また、画像品質を保証するために温度や湿度などの環境状況やユーザ設定などにも対応する必要がある。そのため、センサによるトナー濃度を検出し、その結果に基づいた補給も行っている。この2つの考え方に基づくトナー補給システムは現時点での主流技術であり、既に知られている。   In an image forming method or an image forming apparatus using toner as a developer, it is important to maintain a constant toner density in a developing device in order to form a high quality image. Therefore, when replenishing toner, it is desirable to replenish a necessary amount at a location where toner is consumed. Currently, as a mainstream method, toner is replenished based on output image information. This is because the image information is information that is directly related to the amount of consumed toner and has high accuracy. However, in toner replenishment driving, it is difficult to replenish an accurate amount because the toner is powder. This naturally includes machine differences. In order to guarantee image quality, it is necessary to cope with environmental conditions such as temperature and humidity, and user settings. Therefore, the toner density by the sensor is detected, and replenishment based on the result is also performed. A toner replenishing system based on these two concepts is the mainstream technology at the present time and is already known.

しかし、従来のトナー補給システムでは、画像情報を元に求められたトナー補給量と、センサによるトナー濃度検出から求められたトナー補給量とが合算されて補給されている。本来はそれぞれの補給量が計算される根拠が異なるため、補給するタイミングや補給量は異なるはずである。個別に求められたトナー補給量が合算される事により、最適なタイミングあるいは補給量の情報が消されてしまっており、現像器内のトナー濃度を理想の状態に近づけるための障害となっているという問題があった。   However, in the conventional toner replenishment system, the toner replenishment amount obtained based on the image information and the toner replenishment amount obtained from the detection of the toner density by the sensor are added and replenished. Since the basis for calculating each replenishment amount is originally different, the replenishment timing and replenishment amount should be different. The sum of the individually calculated toner replenishment amounts erases information on the optimal timing or replenishment amount, which is an obstacle to bringing the toner density in the developing device closer to the ideal state. There was a problem.

また、特許文献1(特開2010−91785号公報)には、現像器内のトナー濃度を一定にする目的で、画像情報を用いたフィードフォワード(FF)制御と、トナー濃度センサを用いたフィードバック(FB)制御を組み合わせ、それぞれをトナー補給量算出後、両者を加減算して最終的なトナー補給量を算出している構成が開示されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-91785) discloses feed-forward (FF) control using image information and feedback using a toner density sensor for the purpose of keeping the toner density in the developing device constant. (FB) A configuration is disclosed in which the control is combined, the toner supply amount is calculated for each, and the final toner supply amount is calculated by adding and subtracting both.

特許文献1に記載の構成では、画像情報に基づいて必要なトナー補給量を算出するFF制御と、トナー濃度検出により必要なトナー消費量を算出するFB制御とから最終的な必要トナー補給量を算出している。
しかし、先に記載した従来技術の問題点のように、必要なトナー補給量を最終的に合算して補給してしまうために、画像情報の持つ消費された位置と量の情報、あるいはセンサ検出によるタイミングと必要なトナー量などの情報が消えてしまうという問題は解消できていない。
In the configuration described in Patent Document 1, the final necessary toner replenishment amount is obtained from the FF control for calculating the necessary toner replenishment amount based on the image information and the FB control for calculating the necessary toner consumption amount by detecting the toner density. Calculated.
However, as in the problem of the prior art described above, since the necessary toner replenishment amount is finally added and replenished, information on the consumed position and amount of image information or sensor detection The problem that information such as the timing and the amount of toner required disappears cannot be solved.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、現像器内のトナー濃度を一定にするため、必要なトナー補給量を算出された計算に基づいて必要な位置に分配して補給するトナー補給制御システムを提供することを目的とし、さらにはそのトナー補給制御システムを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in order to make the toner density in the developing device constant, the toner to be supplied by distributing the necessary toner replenishment amount to the necessary position based on the calculated calculation An object of the present invention is to provide a replenishment control system, and further to provide an image forming apparatus including the toner replenishment control system.

上記の目的を達成するため、本発明では以下の[1]〜[8]に記載の解決手段を採っている。
[1]:帯電した像坦持体に書き込み手段で画像情報に基づいて潜像を形成し、前記像坦持体上の潜像を現像手段の現像剤のトナーで現像して可視像化し、該可視像を記録材に直接又は中間転写体を介して転写する画像形成装置に用いられ、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給制御システムにおいて、前記現像手段内にトナーを供給する第一のトナー補給口と第二のトナー補給口と、前記現像手段内のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出手段と、前記書き込み手段の画像情報を取得し、取得された画像情報からトナー補給量を計算する消費計算部と、前記トナー濃度検出手段の検出値からトナー補給量を計算するセンサ計算部と、を有することを特徴とする(請求項1)。
[2]:[1]に記載のトナー補給制御システムにおいて、前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口はともに、前記現像手段内の現像剤の循環方向に対して、前記トナー濃度検出手段の上流側に配置されていることを特徴とする(請求項2)。
[3]:[1]に記載のトナー補給制御システムにおいて、前記現像手段内の現像剤の循環方向に対して、前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口の間に前記トナー濃度検出手段が配置されていることを特徴とする(請求項3)。
[4]:[1]から[3]の何れか一つに記載のトナー補給制御システムにおいて、前記第一のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は前記消費計算部で行われ、前記第二のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は前記センサ計算部で行われるか、あるいは、前記第一のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は前記センサ計算部で行われ、前記第二のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は前記消費計算部で行われることを特徴とする(請求項4)。
[5]:[1]から[3]の何れか一つに記載のトナー補給制御システムにおいて、前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は、補給量分配計算部にてそれぞれに分散されてから行われることを特徴とする(請求項5)。
[6]:[1]から[5]の何れか一つに記載のトナー補給制御システムにおいて、前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口までは、それぞれ個別のトナー供給経路を有することを特徴とする(請求項6)。
[7]:[1]から[5]の何れか一つに記載のトナー補給制御システムにおいて、前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口で、何れか一方のトナー供給経路を分岐させて供給することを特徴とする(請求項7)。
[8]:像坦持体と、該像坦持体を帯電する帯電手段と、帯電した前記像坦持体に画像情報に基づいて潜像を形成する書き込み手段と、前記像坦持体上の潜像を現像剤のトナーで現像して可視像化する現像手段と、該可視像を記録材に直接又は中間転写体を介して転写する転写手段を有する画像形成装置において、前記現像手段にトナーを補給する手段として、請求項1から7の何れか一つに記載のトナー補給制御システムを有することを特徴とする(請求項8)。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the means described in the following [1] to [8].
[1]: A latent image is formed on a charged image carrier based on image information by a writing unit, and the latent image on the image carrier is developed with a developer toner of a developing unit to be visualized. And a toner replenishment control system for replenishing toner to the developing means used in an image forming apparatus for transferring the visible image directly to a recording material or via an intermediate transfer member. The image information of one toner supply port, the second toner supply port, the toner density detecting means for detecting the toner density in the developing means, and the writing means is acquired, and the toner is supplied from the acquired image information It has a consumption calculation part for calculating the amount, and a sensor calculation part for calculating the toner replenishment amount from the detection value of the toner density detecting means (claim 1).
[2]: In the toner replenishment control system according to [1], both the first toner replenishing port and the second toner replenishing port are arranged in the toner circulation direction with respect to the developer circulation direction in the developing unit. It is arranged upstream of the concentration detection means (claim 2).
[3]: In the toner replenishment control system according to [1], the toner is provided between the first toner replenishing port and the second toner replenishing port with respect to the developer circulation direction in the developing unit. A density detecting means is arranged (claim 3).
[4]: In the toner replenishment control system according to any one of [1] to [3], the amount of toner replenished from the first toner replenishing port is calculated by the consumption calculating unit, The calculation of the amount of toner supplied from the second toner supply port is performed by the sensor calculation unit, or the calculation of the amount of toner supplied from the first toner supply port is performed by the sensor calculation unit. The calculation of the amount of toner replenished from the second toner replenishing port is performed by the consumption calculation unit (claim 4).
[5]: In the toner supply control system according to any one of [1] to [3], the amount of toner supplied from the first toner supply port and the second toner supply port is calculated. It is carried out after being distributed to each of the replenishment amount distribution calculation section (claim 5).
[6]: In the toner supply control system according to any one of [1] to [5], separate toner supply paths are provided to the first toner supply port and the second toner supply port, respectively. (Claim 6).
[7]: In the toner supply control system according to any one of [1] to [5], any one of the toner supply paths is defined by the first toner supply port and the second toner supply port. It supplies by making it branch (Claim 7).
[8]: Image carrier, charging means for charging the image carrier, writing means for forming a latent image on the charged image carrier based on image information, and on the image carrier In the image forming apparatus, the image forming apparatus includes: a developing unit that develops the latent image of the toner with a developer toner to make a visible image; and a transfer unit that transfers the visible image directly or via an intermediate transfer member to the recording material. The toner supply control system according to any one of claims 1 to 7 is provided as means for supplying toner to the means (claim 8).

本発明では、現像手段の現像器のトナー補給口を少なくとも2つ以上設け、それぞれに画像情報に基づく補給と、トナー濃度検出手段の検出値に基づく補給とを分配することで、必要なトナー補給量を、必要なタイミングで的確に現像器内へ補給させることができるので、現像器内のトナー濃度を一定にするために必要なトナー補給量を算出された計算に基づいて必要な位置に分配して補給することができ、トナー濃度を一定に保つことができる。   In the present invention, at least two or more toner replenishing ports of the developing unit of the developing unit are provided, and the replenishment based on the image information and the replenishment based on the detection value of the toner density detecting unit are distributed to each, thereby providing the necessary toner replenishment. Since the amount of toner can be replenished accurately into the developing device at the required timing, the toner replenishing amount required to keep the toner density in the developing device constant is distributed to the required position based on the calculated calculation. Thus, the toner density can be kept constant.

本発明の画像形成装置の一実施形態に係るプリンタの構成例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a printer according to an embodiment of an image forming apparatus of the present invention. 図1に示すプリンタのYトナー像を生成するためのプロセスユニットの構成例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a process unit for generating a Y toner image of the printer illustrated in FIG. 1. 現像剤循環搬送路内を二成分現像剤が循環する構成の現像ユニットの断面構成例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional configuration example of a development unit configured to circulate a two-component developer in a developer circulation conveyance path. 本発明に係るトナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of a mechanism that performs toner supply control according to the present invention. 本発明の実施形態におけるトナー補給装置の補給基礎パターンを示すグラフである。4 is a graph showing a basic supply pattern of a toner supply device according to an embodiment of the present invention. トナー濃度検出手段の検出箇所における単位消費波形と、トナー補給口の位置における単位消費波形とを比較したグラフである。6 is a graph comparing a unit consumption waveform at a detection position of a toner density detection unit with a unit consumption waveform at a position of a toner supply port. 単位消費波形S2と、この単位消費波形S2によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形とを示すグラフである。It is a graph which shows unit consumption waveform S2 and the unit supply waveform which cancels the toner density nonuniformity by this unit consumption waveform S2. トナー補給に関しての問題の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a problem related to toner supply. 本発明に係るトナー補給制御システムの一例を示すブロック線図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a toner supply control system according to the present invention. 本発明の実施例の現像ユニットの基本構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic structural example of the developing unit of the Example of this invention. 本発明の実施例の現像ユニットの別の基本構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of a fundamental structure of the image development unit of the Example of this invention. 本発明の実施例のトナー補給制御システムの基本構成例を示すブロック線図である。1 is a block diagram illustrating a basic configuration example of a toner supply control system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例のトナー補給制御システムの別の基本構成例を示すブロック線図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating another basic configuration example of a toner replenishment control system according to an exemplary embodiment of the present invention. 実施例1のトナー補給制御に関しての説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram regarding toner supply control according to the first exemplary embodiment. 実施例2のトナー補給制御に関しての説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram regarding toner supply control according to a second exemplary embodiment. 実施例3のトナー補給制御に関しての説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram regarding toner supply control according to a third exemplary embodiment. 実施例4のトナー補給制御に関しての説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram regarding toner supply control according to a fourth exemplary embodiment.

本発明では、現像手段の現像器内にトナーを供給する事で現像器内のトナー濃度を一定に保つトナー補給制御システムに関して、以下の特徴を有する。
本発明では、現像手段の現像器にトナーの補給口を少なくとも2つ以上設けることで、画像情報に基づいて算出されたトナー補給量と、トナー濃度検出手段の検出値に基づいて算出されたトナー補給量を、個別に異なる補給口から現像器内へ補給させることができるようにしたことが特徴になっている。
上記記載の本発明の特徴について、以下、図面を用いて詳細に解説する。
The present invention has the following characteristics regarding a toner replenishment control system that keeps the toner concentration in the developing device constant by supplying toner into the developing device of the developing means.
In the present invention, by providing at least two or more toner supply ports in the developing unit of the developing unit, the toner calculated based on the toner supply amount calculated based on the image information and the detection value of the toner density detecting unit. It is characterized in that the replenishment amount can be individually replenished into the developing device from different replenishment ports.
The features of the present invention described above will be described in detail below with reference to the drawings.

本発明を画像形成装置である電子写真方式のプリンタに適用した実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成例について説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態に係るプリンタの構成例を示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す。)用の4つのプロセスユニット1Y、IC、1M、1K備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY、C、M、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer as an image forming apparatus will be described. First, a basic configuration example of the printer according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a printer according to an embodiment of an image forming apparatus of the present invention. This printer includes four process units 1Y, IC, 1M, and 1K for yellow, cyan, magenta, and black (hereinafter referred to as Y, C, M, and K). These use Y, C, M, and K toners of different colors as image forming substances for forming an image, but the other configurations are the same.

後述の潜像形成、現像の工程を経て像坦持体である感光体3Y上に形成されたYトナー像は、転写手段を構成する転写ユニット40の無端ベルト状の中間転写体(中間転写ベルト)41に中間転写される。
図2に示す感光体ユニット2Yのドラムクリーニング装置4Yは、中間転写工程を経た後の感光体3Yの表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体3Yの表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体3Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
また、他色用のプロセスユニット1C、1M、1Kにおいても、同様にして感光体3C、3M、3K上にCトナー像、Mトナー像、Kトナー像が形成されて、中間転写ベルト41上に中間転写される。
The Y toner image formed on the photoreceptor 3Y, which is an image carrier through the later-described latent image formation and development steps, is an endless belt-like intermediate transfer member (intermediate transfer belt) of the transfer unit 40 constituting the transfer unit. ) 41 is intermediate transferred.
The drum cleaning device 4Y of the photoreceptor unit 2Y shown in FIG. 2 removes toner remaining on the surface of the photoreceptor 3Y after the intermediate transfer process. As a result, the surface of the photoreceptor 3Y subjected to the cleaning process is neutralized by a neutralizing device (not shown). By this charge removal, the surface of the photoreceptor 3Y is initialized and prepared for the next image formation.
Similarly, in the process units 1C, 1M, and 1K for other colors, C toner images, M toner images, and K toner images are formed on the photoreceptors 3C, 3M, and 3K, and are formed on the intermediate transfer belt 41. Intermediate transfer.

プロセスユニット1Y、1C、1M、1Kの図1中下方には、潜像の書き込み手段である光書込ユニット20が配設されている。
光書込ユニット20は、画像情報に基づいて発したレーザー光Lを、各プロセスユニット1Y、1C、1M、1Kの感光体3Y、3C、3M、3Kに照射する。これにより、感光体3Y、3C、3M、3K上には、それぞれY用、C用、M用、K用の静電潜像が形成される。
なお、光書込ユニット20は、光源から発したレーザー光Lを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー21によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体3Y、3C、3M、3Kに照射するものである。
また、かかる構成のものに代えて、LEDアレイを採用したものを用いてもよい。
Below the process units 1Y, 1C, 1M, and 1K in FIG. 1, an optical writing unit 20 serving as a latent image writing unit is disposed.
The optical writing unit 20 irradiates the photoconductors 3Y, 3C, 3M, and 3K of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1K with the laser light L emitted based on the image information. Thereby, electrostatic latent images for Y, C, M, and K are formed on the photoreceptors 3Y, 3C, 3M, and 3K, respectively.
The optical writing unit 20 deflects the laser light L emitted from the light source by the polygon mirror 21 that is rotationally driven by a motor, and passes through the photosensitive members 3Y, 3C, 3M, and 3K via a plurality of optical lenses and mirrors. Is irradiated.
Moreover, it may replace with the thing of this structure and what employ | adopted the LED array may be used.

光書込ユニット20の下方には、第1給紙カセット31、第2給紙カセット32が鉛直方向に重なるように配設されている。
これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録材である記録紙Pが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Pには、第1給紙ローラ31a及び第2給紙ローラ32aがそれぞれ当接している。第1給紙ローラ31aが図示しない駆動手段によって図1中反時計回りに回転駆動すると、第1給紙カセット31内の一番上の記録紙Pが、給紙カセットの図1中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路33に向けて排出される。
A first paper feed cassette 31 and a second paper feed cassette 32 are disposed below the optical writing unit 20 so as to overlap in the vertical direction.
In each of these paper feed cassettes, a plurality of recording papers P, which are recording materials, are stored in a stack of recording papers, and a first paper feed roller is placed on the top recording paper P. 31a and the second paper feed roller 32a are in contact with each other. When the first paper feed roller 31a is driven to rotate counterclockwise in FIG. 1 by driving means (not shown), the uppermost recording paper P in the first paper feed cassette 31 is located on the right side of the paper feed cassette in FIG. The paper is discharged toward the paper feed path 33 arranged to extend in the vertical direction.

また、第2給紙ローラ32aが図示しない駆動手段によって図1中反時計回りに回転駆動すると、第2給紙カセット32内の一番上の記録紙Pが給紙路33に向けて排出される。給紙路33内には、複数の搬送ローラ対34が配設されており、給紙路33に送り込まれた記録紙Pは、これら搬送ローラ対34のローラ間に挟み込まれながら、給紙路33内を図1中下側から上側に向けて搬送される。また、給紙路33の末端には、レジストローラ対35が配設されている。
レジストローラ対35は、搬送ローラ対34から送られてくる記録紙Pをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Pを適切なタイミングで後述の2次転写ニップに向けて送り出す。
When the second paper feed roller 32a is rotated counterclockwise in FIG. 1 by driving means (not shown), the uppermost recording paper P in the second paper feed cassette 32 is discharged toward the paper feed path 33. The A plurality of transport roller pairs 34 are arranged in the paper feed path 33, and the recording paper P fed into the paper feed path 33 is sandwiched between the rollers of the transport roller pair 34 while being fed between the paper feed paths 33. 1 is conveyed from the lower side to the upper side in FIG. A registration roller pair 35 is disposed at the end of the paper feed path 33.
The registration roller pair 35 temporarily stops the rotation of both rollers as soon as the recording paper P sent from the conveyance roller pair 34 is sandwiched between the rollers. Then, the recording paper P is sent out toward a later-described secondary transfer nip at an appropriate timing.

各プロセスユニット1Y、1C、1M、1Kの図1中上方には、中間転写ベルト41を張架しながら図1中反時計回りに無端移動させる転写ユニット40が配設されている。転写ユニット40は、中間転写ベルト41の他、ベルトクリーニングユニット42、第1ブラケット43、第2ブラケット44などを備えている。また、4つの1次転写ローラ45Y、45C、45M、45K、2次転写バックアップローラ46、駆動ローラ47、補助ローラ48、テンションローラ49なども備えている。中間転写ベルト41は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ47の回転駆動によって図1中反時計回りに無端移動する。   A transfer unit 40 that moves the intermediate transfer belt 41 endlessly in the counterclockwise direction in FIG. 1 while stretching the intermediate transfer belt 41 is disposed above each process unit 1Y, 1C, 1M, and 1K in FIG. In addition to the intermediate transfer belt 41, the transfer unit 40 includes a belt cleaning unit 42, a first bracket 43, a second bracket 44, and the like. Also provided are four primary transfer rollers 45Y, 45C, 45M, 45K, a secondary transfer backup roller 46, a drive roller 47, an auxiliary roller 48, a tension roller 49, and the like. The intermediate transfer belt 41 is endlessly moved counterclockwise in FIG. 1 by the rotational driving of the driving roller 47 while being stretched around these rollers.

4つの1次転写ローラ45Y、45C、45M、45Kは、このように無端移動する中間転写ベルト41を感光体3Y、3C、3M、3Kとの間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト41の内周面にトナーとは逆極性(本実施形態ではプラス極性)の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト41は、その無端移動に伴ってY用、C用、M用、K用の1次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体3Y、3C、3M、3K上の各色トナー像が重なり合うように1次転写される。これにより、中間転写ベルト41上に4色重ね合わせトナー像(以下「4色トナー像」という。)が形成される。   The four primary transfer rollers 45Y, 45C, 45M, and 45K sandwich the intermediate transfer belt 41 that moves endlessly between the photoreceptors 3Y, 3C, 3M, and 3K to form primary transfer nips, respectively. Yes. A transfer bias having a polarity opposite to that of the toner (in this embodiment, a positive polarity) is applied to the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 41. As the endless movement of the intermediate transfer belt 41 passes through the primary transfer nips for Y, C, M, and K, the photosensitive drums 3Y, 3C, 3M, and 3K are disposed on the outer peripheral surface thereof. The upper color toner images are primarily transferred so as to overlap each other. As a result, a four-color superimposed toner image (hereinafter referred to as “four-color toner image”) is formed on the intermediate transfer belt 41.

2次転写バックアップローラ46は、中間転写ベルト41のループ外側に配設された2次転写ローラ50との間に中間転写ベルト41を挟み込んで2次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対35は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Pを、中間転写ベルト41上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで、2次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト41上の4色トナー像は、2次転写バイアスが印加される2次転写ローラ50と2次転写バックアップローラ46との間に形成される2次転写電界や、ニップ圧の影響により、2次転写ニップ内で記録紙Pに一括して2次転写される。そして、記録紙Pの白色と相まって、フルカラートナー像となる。   The secondary transfer backup roller 46 sandwiches the intermediate transfer belt 41 with the secondary transfer roller 50 disposed outside the loop of the intermediate transfer belt 41 to form a secondary transfer nip. The registration roller pair 35 described above feeds the recording paper P sandwiched between the rollers toward the secondary transfer nip at a timing at which the recording paper P can be synchronized with the four-color toner image on the intermediate transfer belt 41. The four-color toner image on the intermediate transfer belt 41 is affected by the secondary transfer electric field formed between the secondary transfer roller 50 to which the secondary transfer bias is applied and the secondary transfer backup roller 46, and the influence of the nip pressure. Secondary transfer is performed collectively on the recording paper P in the secondary transfer nip. Then, combined with the white color of the recording paper P, a full color toner image is obtained.

2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト41には、記録紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット42によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット42は、クリーニングブレード42aを中間転写ベルト41の表面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。   Untransferred toner that has not been transferred to the recording paper P adheres to the intermediate transfer belt 41 after passing through the secondary transfer nip. This is cleaned by the belt cleaning unit 42. In the belt cleaning unit 42, the cleaning blade 42a is brought into contact with the surface of the intermediate transfer belt 41, whereby the transfer residual toner on the belt is scraped off and removed.

なお、転写ユニット40の第1ブラケット43は、図示しないソレノイドの駆動のオン・オフに伴って、補助ローラ48の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。
本実施形態のプリンタは、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第1ブラケット43を図中反時計回りに少しだけ回転させる。
この回転により、補助ローラ48の回転軸線を中心にしてY用、C用、M用の1次転写ローラ45Y、45C、45Mを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト41をY用、C用、M用の感光体3Y、3C、3Mから離間させる。
そして、4つのプロセスユニット1Y、1C、1M、1Kのうち、K用のプロセスユニット1Kだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。
これにより、モノクロ画像形成時にY用、C用、M用のプロセスユニットを無駄に駆動させることによるそれらプロセスユニットの消耗を回避することができる。
The first bracket 43 of the transfer unit 40 swings at a predetermined rotation angle about the rotation axis of the auxiliary roller 48 as the solenoid (not shown) is turned on / off.
In the case of forming a monochrome image, the printer according to the present embodiment rotates the first bracket 43 a little counterclockwise in the drawing by driving the solenoid described above.
By this rotation, the Y, C, and M primary transfer rollers 45Y, 45C, and 45M are revolved counterclockwise in the drawing around the rotation axis of the auxiliary roller 48, whereby the intermediate transfer belt 41 is moved to the Y direction. , C and M photoconductors 3Y, 3C and 3M.
Of the four process units 1Y, 1C, 1M, and 1K, only the K process unit 1K is driven to form a monochrome image.
Accordingly, it is possible to avoid exhaustion of the process units due to wastefully driving the process units for Y, C, and M during monochrome image formation.

2次転写ニップの図中上方には、定着手段としての定着ユニット60が配設されている。この定着ユニット60は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ61と、定着ベルトユニット62とを備えている。
定着ベルトユニット62は、定着ベルト64、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ63、テンションローラ65、駆動ローラ66、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト64を加熱ローラ63、テンションローラ65及び駆動ローラ66によって張架しながら、図1中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト64は加熱ローラ63によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト64の加熱ローラ63の掛け回し箇所には、図1中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ61が表面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ61と定着ベルト64とが当接する定着ニップが形成されている。
A fixing unit 60 as a fixing unit is disposed above the secondary transfer nip in the figure. The fixing unit 60 includes a pressure heating roller 61 that includes a heat source such as a halogen lamp, and a fixing belt unit 62.
The fixing belt unit 62 includes a fixing belt 64, a heating roller 63 containing a heat source such as a halogen lamp, a tension roller 65, a driving roller 66, a temperature sensor (not shown), and the like. Then, the endless fixing belt 64 is endlessly moved in the counterclockwise direction in FIG. 1 while being stretched by the heating roller 63, the tension roller 65, and the driving roller 66. In the process of endless movement, the fixing belt 64 is heated from the back side by the heating roller 63. A pressure heating roller 61 that is rotationally driven in the clockwise direction in FIG. 1 is in contact with the surface of the fixing belt 64 that is heated in this manner. Thereby, a fixing nip where the pressure heating roller 61 and the fixing belt 64 abut is formed.

定着ベルト64のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト64の表面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト64の表面温度を検知する。
この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ63に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ61に内包される発熱源に対する電源の供給をオン・オフ制御する。
これにより、定着ベルト64の表面温度が約140℃に維持される。2次転写ニップを通過した記録紙Pは、中間転写ベルト41から分離した後、定着ユニット60内に送られる。そして、定着ユニット60内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト64によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が記録紙Pに定着する。
Outside the loop of the fixing belt 64, a temperature sensor (not shown) is disposed so as to face the surface of the fixing belt 64 with a predetermined gap, and the surface temperature of the fixing belt 64 immediately before entering the fixing nip is determined. Detect.
This detection result is sent to a fixing power supply circuit (not shown). The fixing power supply circuit performs on / off control of power supply to the heat generation source included in the heating roller 63 and the heat generation source included in the pressure heating roller 61 based on the detection result by the temperature sensor.
As a result, the surface temperature of the fixing belt 64 is maintained at about 140.degree. The recording paper P that has passed through the secondary transfer nip is separated from the intermediate transfer belt 41 and then fed into the fixing unit 60. Then, in the process of being conveyed from the lower side to the upper side in the drawing while being sandwiched by the fixing nip in the fixing unit 60, the full-color toner image is applied to the recording paper P by being heated or pressed by the fixing belt 64. To settle.

このようにして定着処理が施された記録紙Pは、排紙ローラ対67のローラ間を経た後、機外へと排出される。
プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部68が形成されており、排紙ローラ対67によって機外に排出された記録紙Pは、このスタック部68に順次スタックされる。
The recording paper P subjected to the fixing process in this manner is discharged outside the apparatus after passing between the rollers of the paper discharge roller pair 67.
A stack unit 68 is formed on the upper surface of the housing of the printer main body, and the recording paper P discharged to the outside by the discharge roller pair 67 is sequentially stacked on the stack unit 68.

転写ユニット40の上方には、Yトナー、Cトナー、Mトナー、Kトナーをそれぞれ収容する4つのトナー収容器であるトナーカートリッジ72Y、72C、72M、72Kが配設されている。トナーカートリッジ72Y、72C、72M、72K内の各色トナーは、トナー補給装置(図示省略)により、それぞれ、プロセスユニット1Y、1C、1M、1Kの現像ユニット7Y、7C、7M、7Kに適宜供給される。
なお、トナーカートリッジ72Y、72C、72M、72Kは、プロセスユニット1Y、1C、1M、1Kとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
Above the transfer unit 40, toner cartridges 72Y, 72C, 72M, and 72K, which are four toner containers that respectively store Y toner, C toner, M toner, and K toner, are disposed. The color toners in the toner cartridges 72Y, 72C, 72M, and 72K are appropriately supplied to the developing units 7Y, 7C, 7M, and 7K of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1K, respectively, by a toner replenishing device (not shown). .
The toner cartridges 72Y, 72C, 72M, and 72K are detachable from the printer main body independently of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1K.

なお、図1ではプリンタを例に挙げて説明したが、図1のプリンタのスタック部68の上方に原稿画像の読み取り部(スキャナ部)を設置すればカラー複写機の構成とすることができ、また、通信機能を持たせて外部回線(電話回線や光回線)や、ローカルエリアネットワーク(LAN)と接続すれば、ファクシミリ装置や、デジタル複合機として利用することができる。   In FIG. 1, a printer is described as an example. However, if a document image reading unit (scanner unit) is installed above the stack unit 68 of the printer in FIG. Further, if it is connected to an external line (telephone line or optical line) or a local area network (LAN) with a communication function, it can be used as a facsimile machine or a digital multifunction machine.

図2は、図1に示すプリンタのYトナー像を生成するためのプロセスユニットの構成例を示す概略図である。このプロセスユニット1Yは、感光体ユニット2Yと、現像手段を構成する現像ユニット(現像器)7Yとを有している。感光体ユニット2Y及び現像ユニット7Yは、プロセスユニット1Yとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット7Yを感光体ユニット2Yに対して着脱することができるようになっている。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a process unit for generating a Y toner image of the printer shown in FIG. The process unit 1Y includes a photoreceptor unit 2Y and a developing unit (developing device) 7Y that constitutes a developing unit. The photoconductor unit 2Y and the developing unit 7Y are configured to be detachable from the printer main body as a process unit 1Y. However, the developing unit 7Y can be attached to and detached from the photosensitive unit 2Y in a state where it is detached from the printer main body.

感光体ユニット2Yは、像担持体としてのドラム状の感光体3Y、ドラムクリーニング装置4Y、図示しない除電装置、帯電装置5Yなどを有している。帯電手段である帯電装置5Yは、図示しない駆動手段によって図2中時計回り方向に回転駆動する感光体3Yの表面を帯電ローラ6Yにより一様に帯電させる。具体的には、図2中反時計回りに回転駆動する帯電ローラ6Yに対して図示しない電源から帯電バイアスを印加し、その帯電ローラ6Yを感光体3Yに近接又は接触させることで、感光体3Yを一様に帯電させる。   The photoreceptor unit 2Y includes a drum-shaped photoreceptor 3Y as an image carrier, a drum cleaning device 4Y, a static eliminator (not shown), a charging device 5Y, and the like. The charging device 5Y, which is a charging means, uniformly charges the surface of the photoreceptor 3Y, which is driven to rotate clockwise in FIG. 2 by a driving means (not shown), with the charging roller 6Y. Specifically, a charging bias is applied from a power source (not shown) to the charging roller 6Y that is driven to rotate counterclockwise in FIG. 2, and the charging roller 6Y is brought close to or in contact with the photosensitive member 3Y, whereby the photosensitive member 3Y. Is uniformly charged.

なお、帯電ローラ6Yの代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させるものを用いてもよい。
また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体3Yを一様に帯電させるものを用いてもよい。
Instead of the charging roller 6Y, another charging member such as a charging brush may be used in proximity or contact.
In addition, a charger that uniformly charges the photoreceptor 3Y by a charger method, such as a scorotron charger, may be used.

帯電装置5Yによって一様帯電した感光体3Yの表面は、後述する潜像書き込み手段(潜像形成手段)としての光書込ユニット20から発せられるレーザー光によって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。   The surface of the photoreceptor 3Y uniformly charged by the charging device 5Y is exposed and scanned by a laser beam emitted from an optical writing unit 20 serving as a latent image writing unit (latent image forming unit) described later, and is electrostatically latent for Y. Carry an image.

図3は、現像剤循環搬送路内を二成分現像剤が循環する構成の現像ユニットの現像剤循環搬送路周辺の断面構成例を示す説明図である。
現像手段の現像器である現像ユニット7Yは、図2、図3に示すように、現像剤搬送手段としての第1搬送スクリュー8Yが配設された第1剤収容部9Yを有している。また、トナー濃度検出手段としての透磁率センサからなるトナー濃度検出手段(トナー濃度センサ)10Y、現像剤搬送手段としての第2搬送スクリュー11Y、現像剤担持体としての現像スリーブ12Y、現像剤規制部材としてのドクターブレード13Yなどが配設された第2剤収容部14Yも有している。これら2つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のYトナーとからなる二成分現像剤である図示しないY現像剤が内包されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional configuration example around the developer circulation conveyance path of the development unit configured to circulate the two-component developer in the developer circulation conveyance path.
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing unit 7Y, which is a developing device of the developing means, has a first agent containing portion 9Y in which a first conveying screw 8Y as a developer conveying means is disposed. Further, a toner density detecting means (toner density sensor) 10Y comprising a magnetic permeability sensor as a toner density detecting means, a second conveying screw 11Y as a developer conveying means, a developing sleeve 12Y as a developer carrying member, a developer regulating member. The second agent accommodating portion 14Y in which a doctor blade 13Y or the like is disposed is also provided. In these two agent storage portions, a Y developer (not shown) which is a two-component developer composed of a magnetic carrier and a negatively chargeable Y toner is included.

第1搬送スクリュー8Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、第1剤収容部9Y内のY現像剤を図2中手前側へ搬送する。搬送途中のY現像剤は、第1搬送スクリュー8Y上に固定されたトナー濃度検出手段10Yによって、第1剤収容部9Yにおけるトナー補給口17Yに対向する箇所(以下「補給箇所」という。)よりも現像剤循環方向上流側に位置する所定の検出箇所を通過するY現像剤のトナー濃度が検知される。そして、第1搬送スクリュー8Yにより第1剤収容部9Yの端部まで搬送されたY現像剤は、連通口18Yを経て第2剤収容部14Y内に進入する。   The first conveying screw 8Y is rotationally driven by a driving unit (not shown) to convey the Y developer in the first agent accommodating portion 9Y to the front side in FIG. The Y developer in the middle of conveyance is from a portion (hereinafter referred to as “replenishment portion”) facing the toner replenishing port 17Y in the first agent storage portion 9Y by the toner concentration detection means 10Y fixed on the first conveyance screw 8Y. Also, the toner concentration of the Y developer passing through a predetermined detection position located upstream in the developer circulation direction is detected. Then, the Y developer conveyed to the end of the first agent accommodating portion 9Y by the first conveying screw 8Y enters the second agent accommodating portion 14Y through the communication port 18Y.

第2剤収容部14Y内の第2搬送スクリュー11Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、Y現像剤を図2中奥側へ搬送する。このようにしてY現像剤を搬送する第2搬送スクリュー11Yの図2中上方には、現像スリーブ12Yが第2搬送スクリュー11Yと平行な姿勢で配設されている。この現像スリーブ12Yは、図2中反時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像ローラ15Y内に固定配置されたマグネットローラ16Yを内包した構成となっている。第2搬送スクリュー11Yによって搬送されるY現像剤の一部は、マグネットローラ16Yの発する磁力によって現像ローラ15Yの表面に汲み上げられる。   The second conveying screw 11Y in the second agent accommodating portion 14Y is rotationally driven by a driving means (not shown) to convey the Y developer to the back side in FIG. In this way, the developing sleeve 12Y is arranged in a posture parallel to the second conveying screw 11Y above the second conveying screw 11Y that conveys the Y developer in FIG. The developing sleeve 12Y includes a magnet roller 16Y fixedly disposed in a developing roller 15Y made of a non-magnetic sleeve that is driven to rotate counterclockwise in FIG. A part of the Y developer conveyed by the second conveying screw 11Y is pumped up to the surface of the developing roller 15Y by the magnetic force generated by the magnet roller 16Y.

そして、現像ローラ15Yの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード13Yによってその層厚が規制された後、感光体3Yと対向する現像領域まで搬送され、感光体3Y上のY用の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体3Y上にYトナー像が形成される。
現像によってYトナーを消費したY現像剤は、現像ローラ15Yの回転に伴って第2搬送スクリュー11Y上に戻される。そして、第2搬送スクリュー11Yにより第2剤収容部14Yの端部まで搬送されたY現像剤は、連通口19Yを経て第1剤収容部9Y内に戻る。このようにして、Y現像剤は現像ユニット内を循環搬送される。
Then, after the thickness of the layer is regulated by a doctor blade 13Y arranged so as to maintain a predetermined gap from the surface of the developing roller 15Y, the layer is conveyed to a developing region facing the photosensitive member 3Y, and is transferred onto the photosensitive member 3Y. Y toner is adhered to the electrostatic latent image for Y. This adhesion forms a Y toner image on the photoreceptor 3Y.
The Y developer that has consumed Y toner by the development is returned onto the second conveying screw 11Y as the developing roller 15Y rotates. Then, the Y developer conveyed to the end of the second agent accommodating portion 14Y by the second conveying screw 11Y returns to the first agent accommodating portion 9Y through the communication port 19Y. In this way, the Y developer is circulated and conveyed in the developing unit.

以下、本発明の特徴部分であるトナー補給制御システムについて説明する。
なお、トナー補給制御システムの内容は、各色とも同様であるので、以下はYトナーの補給制御を例に挙げて説明する。
Hereinafter, a toner replenishment control system which is a characteristic part of the present invention will be described.
Since the contents of the toner replenishment control system are the same for each color, the following description will be given taking Y toner replenishment control as an example.

本実施形態のトナー補給制御システムでは、Y現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度範囲内に維持するために必要な量のYトナーをトナー補給口17Yから補給する。ただし、本実施形態では、その量のYトナーを、トナー補給口17Yに対向する箇所(補給箇所)から、現像スリーブ12YへY現像剤を供給する箇所(第2剤収容部14Y)までの間、詳しくは補給箇所から第2剤収容部14Yの現像剤循環方向上流端部までの間に位置する任意の箇所(特定箇所)である後述の測定箇所Bを通過するY現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように、補給箇所でのトナー補給量を調整する。補給箇所でのトナー補給量の調整は、図4に示すように、補給制御手段として機能する制御部100の補給制御部102により、トナー補給装置70のトナー補給部材を駆動する駆動源71Yの駆動タイミング、駆動時間、駆動速度等を制御することで行う。なお、トナー補給部材は、駆動源71Yの駆動力によりトナー補給口17YからY現像剤へのトナー供給を調整できるものであれば、公知のものを広く利用できる。   In the toner replenishment control system of the present embodiment, an amount of Y toner necessary for maintaining the toner concentration of the Y developer within the target toner concentration range is replenished from the toner replenishing port 17Y. However, in the present embodiment, the amount of Y toner from the location facing the toner supply port 17Y (supply location) to the location where the Y developer is supplied to the developing sleeve 12Y (second agent storage portion 14Y). Specifically, the toner concentration of the Y developer passing through a measurement location B, which will be described later, is an arbitrary location (specific location) located between the replenishment location and the upstream end of the second agent container 14Y in the developer circulation direction. The toner replenishment amount at the replenishment point is adjusted so that there is no time change. As shown in FIG. 4, the adjustment of the toner replenishment amount at the replenishment point is performed by driving a drive source 71Y that drives the toner replenishment member of the toner replenishing device 70 by the replenishment control unit 102 of the control unit 100 functioning as a replenishment control unit. This is done by controlling timing, driving time, driving speed, and the like. Any known toner replenishing member can be used as long as it can adjust the toner supply from the toner replenishing port 17Y to the Y developer by the driving force of the drive source 71Y.

図4は、本発明に係るトナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。
トナー濃度検出手段10YによるY現像剤のトナー濃度の検出結果は、電気信号として図示しない制御部100に送られる。
この制御部100は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)、データ記憶手段であるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等から構成され、各種の演算処理や、制御プログラムの実行を行うことができる。制御部100は、RAMの中にトナー濃度検出手段10Yからの出力電圧の目標値であるY用Vtrefや、他の現像ユニット7C、7M、7Kに搭載された各トナー濃度検出手段10C、10M、10Kからの出力電圧の目標値であるC用Vtref、M用Vtref、K用Vtrefのデータを格納している。
FIG. 4 is a functional block diagram of a mechanism for performing toner supply control according to the present invention.
The detection result of the toner concentration of the Y developer by the toner concentration detection means 10Y is sent as an electric signal to the control unit 100 (not shown).
The control unit 100 includes a CPU (Central Processing Unit) that is a calculation unit, a RAM (Random Access Memory) that is a data storage unit, a ROM (Read Only Memory), and the like, and performs various types of calculation processes and control programs. It can be carried out. The control unit 100 stores the Vtref for Y, which is the target value of the output voltage from the toner density detecting means 10Y, and the toner density detecting means 10C, 10M mounted in the other developing units 7C, 7M, 7K in the RAM. The data of C Vtref, M Vtref, and K Vtref, which are target values of the output voltage from 10K, are stored.

Y用の現像ユニット7Yについては、トナー濃度検出手段10Yからの出力電圧の値とY用Vtrefを比較し、比較結果に応じた量のYトナーをトナー補給口17Yから供給するように、Y用のトナー補給装置70の駆動源71Yを制御する。
この制御により、現像に伴うYトナーの消費によってYトナー濃度が低下したY現像剤に対し、第1剤収容部9Yで適量のYトナーが供給される。このため、第2剤収容部14Y内のY現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度範囲内に維持される。他色用の現像ユニット7C、7M、7K内における現像剤についても同様である。なお、本実施形態におけるトナー補給制御は、トナー濃度ムラを打ち消すように行うものであるが、その詳細については後述する。
For the Y developing unit 7Y, the value of the output voltage from the toner density detecting means 10Y is compared with the Y Vtref, and an amount of Y toner corresponding to the comparison result is supplied from the toner supply port 17Y. The drive source 71Y of the toner replenishing device 70 is controlled.
With this control, an appropriate amount of Y toner is supplied to the Y developer whose Y toner density has decreased due to the consumption of Y toner during development in the first agent storage unit 9Y. For this reason, the toner concentration of the Y developer in the second agent container 14Y is maintained within the target toner concentration range. The same applies to the developers in the developing units 7C, 7M, and 7K for other colors. The toner replenishment control in this embodiment is performed so as to cancel out the toner density unevenness, and details thereof will be described later.

補給制御部102は、予測データ算出手段として機能する制御部100の予測データ算出部101が算出した予測データに基づいて、トナー補給装置70がもつ1つの駆動源71Yを制御する。   The replenishment control unit 102 controls one drive source 71Y of the toner replenishing device 70 based on the prediction data calculated by the prediction data calculation unit 101 of the control unit 100 that functions as a prediction data calculation unit.

ここで、予測データ算出部101は、トナー濃度検出手段10Yの検出結果に基づき、ROMに記憶されている演算プログラムや演算テーブルを用いて、後述の測定箇所BにおけるY現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データを算出する。そして、補給制御手段として機能する制御部100の補給制御部102は、予測データ算出部101が算出した予測データに基づき、後述する単位補給パターンの組み合わせで1つの駆動源71Yの駆動制御を行うことで、トナー濃度ムラを解消する。
上記単位補給パターンは、予め実験等を行うことで得ることができる。以下、単位補給パターンの具体的な作成手順について説明する。
Here, the prediction data calculation unit 101 uses the calculation program and calculation table stored in the ROM based on the detection result of the toner concentration detection unit 10Y, and the toner concentration time of the Y developer at the measurement location B described later. Change prediction data is calculated. Then, the replenishment control unit 102 of the control unit 100 functioning as a replenishment control unit performs drive control of one drive source 71Y with a combination of unit replenishment patterns, which will be described later, based on the prediction data calculated by the prediction data calculation unit 101. This eliminates uneven toner density.
The unit supply pattern can be obtained by conducting an experiment or the like in advance. Hereinafter, a specific procedure for creating a unit supply pattern will be described.

図3におけるトナー濃度検出手段10Yを用いて、トナー補給装置70によるトナー補給動作の基礎パターン(以下「補給基礎パターン」という。)を測定する。
図5は、本実施形態におけるトナー補給装置70の補給基礎パターンを示すグラフである。
各波形H1、H2、H3、H4、H5は、トナー濃度ムラがない状態のY現像剤に対し、1回の駆動源71Yの駆動動作(以下「補給動作」という。)により補給されるトナー量(以下「単位補給量」という。)が互いに異なる5つの補給パターンでトナー補給を行ったときに、測定用センサにより測定箇所Bでのトナー濃度の時間変化を検出した結果を示す波形(以下「補給基礎波形」という。)である。なお、補給基礎波形H1、H2、H3、H4、H5の順に、単位補給量が多くなる。また、単位補給量は、1回の補給動作における駆動源71Yの駆動時間や駆動速度を変更することで変動させることができる。
A basic pattern (hereinafter referred to as “replenishment basic pattern”) of the toner replenishment operation by the toner replenishing device 70 is measured using the toner density detecting means 10Y in FIG.
FIG. 5 is a graph showing a basic supply pattern of the toner supply device 70 in the present embodiment.
Each of the waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 indicates the amount of toner that is replenished by a single drive operation of the drive source 71Y (hereinafter referred to as “replenishment operation”) with respect to the Y developer without toner density unevenness. (Hereinafter referred to as “unit replenishment amount”) A waveform indicating the result of detecting a change in toner density over time at a measurement location B by a measurement sensor when toner is replenished with five replenishment patterns different from each other (hereinafter “ It is called “Replenishment basic waveform”. The unit replenishment amount increases in the order of the replenishment basic waveforms H1, H2, H3, H4, and H5. The unit replenishment amount can be varied by changing the drive time and drive speed of the drive source 71Y in one replenishment operation.

次に、上記トナー濃度検出手段10Yの検出箇所における単位消費波形と、トナー補給口17Yの位置における単位消費波形とを測定する。
図6は、上記トナー濃度検出手段10Yの検出箇所における単位消費波形と、トナー補給口17Yの位置における単位消費波形とを比較したグラフである。図6に示す各単位消費波形S1、S2は、トナー濃度ムラがない状態のY現像剤を用い、記録紙P上でのトナー濃度検出用の単位面積に相当する同一の単位画像をそれぞれプリントしてYトナーを消費した後、トナー補給を行わずに各センサでトナー濃度の時間変化をそれぞれ検出したときの検出結果を示す波形(これを「単位消費波形」という。)である。なお、単位消費波形S1、S2を求める際のトナー濃度検出用の単位面積としては、画像情報の1ドット面積が理想ではあるが、現実的にはセンサの分解能やノイズの影響あるいはトナー補給装置70の微小量補給性能などにより制限されるので、これらを考慮してなるべく小さく設定可能なトナー濃度検出用の単位面積を決定するのがよい。
Next, the unit consumption waveform at the detection location of the toner density detecting means 10Y and the unit consumption waveform at the position of the toner supply port 17Y are measured.
FIG. 6 is a graph comparing the unit consumption waveform at the detection location of the toner density detection means 10Y with the unit consumption waveform at the position of the toner supply port 17Y. Each of the unit consumption waveforms S1 and S2 shown in FIG. 6 prints the same unit image corresponding to the unit area for detecting the toner density on the recording paper P, using the Y developer with no toner density unevenness. 6 is a waveform (this is referred to as a “unit consumption waveform”) indicating a detection result when each sensor detects a temporal change in toner density without supplying toner after Y toner is consumed. The unit area for detecting the toner density when obtaining the unit consumption waveforms S1 and S2 is ideally one dot area of the image information, but in reality, it is influenced by the resolution of the sensor, noise, or the toner replenishing device 70. Therefore, it is preferable to determine a unit area for toner density detection that can be set as small as possible in consideration of these factors.

図6において、2つの単位消費波形S1、S2を比較すると、半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度とが互いに異なっている。これは、各位置の違いにより、Yトナーを消費したY現像剤が各位置まで搬送される間に第1搬送スクリュー8Yから受ける攪拌量の違いによるものである。   In FIG. 6, when the two unit consumption waveforms S1 and S2 are compared, the half width (broad state) and the minimum toner density are different from each other. This is due to the difference in the amount of stirring received from the first conveying screw 8Y while the Y developer that consumed Y toner is conveyed to each position due to the difference in each position.

次に、上記単位消費波形S2によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形を求める。図7は、単位消費波形S2と、この単位消費波形S2によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形とを示すグラフである。
トナー補給口17Yの位置における単位消費波形S2と、各補給基礎波形H1、H2、H3、H4、H5とから、単位消費波形S2を打ち消すような単位補給波形H’を、各補給基礎波形H1、H2、H3、H4、H5を組み合わせて作成する。ここで、単位消費波形S2は、トナー濃度検出用の単位面積に相当する潜像を現像した後のY現像剤が測定箇所Bを通過するときのトナー濃度の時間変化を示している。一方、各補給基礎波形H1、H2、H3、H4、H5は、単位補給量が互いに異なる補給動作を1回だけ行ったときにそのトナー補給を受けたY現像剤が測定箇所Bを通過するときのトナー濃度の時間変化を示している。したがって、図7に示すように各補給基礎波形H1、H2、H3、H4、H5を適宜組み合わせた単位補給波形H’が単位消費波形S2の逆位相に相当する波形に近い波形となるようにトナー補給動作を行えば、少なくともトナー補給口17Yの位置を通過した後のY現像剤のトナー濃度ムラを解消することができる。すなわち、トナー濃度検出用の単位面積に相当する潜像を現像したY現像剤が再び第2剤収容部14Yに搬送されて現像に寄与する前に、そのトナー濃度ムラを解消することができる。
Next, a unit supply waveform that cancels out the toner density unevenness due to the unit consumption waveform S2 is obtained. FIG. 7 is a graph showing a unit consumption waveform S2 and a unit supply waveform that cancels out uneven toner density due to the unit consumption waveform S2.
From the unit consumption waveform S2 at the position of the toner supply port 17Y and the basic supply waveforms H1, H2, H3, H4, and H5, a unit supply waveform H ′ that cancels the unit consumption waveform S2 is represented as each basic supply waveform H1, Created by combining H2, H3, H4, and H5. Here, the unit consumption waveform S2 indicates a change in toner density over time when the Y developer passes through the measurement location B after developing a latent image corresponding to a unit area for toner density detection. On the other hand, each of the basic supply waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 indicates that the Y developer that has received the toner supply passes through the measurement point B when the supply operation with different unit supply amounts is performed only once. The change in toner density over time is shown. Accordingly, as shown in FIG. 7, the toner is such that the unit supply waveform H ′ obtained by appropriately combining the supply basic waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 has a waveform close to a waveform corresponding to the opposite phase of the unit consumption waveform S2. If the replenishment operation is performed, the toner density unevenness of the Y developer after passing through at least the position of the toner replenishment port 17Y can be eliminated. That is, the toner density unevenness can be eliminated before the Y developer, which has developed the latent image corresponding to the unit area for toner density detection, is conveyed again to the second agent container 14Y and contributes to development.

このようにして単位補給波形H’を求めたら、その単位補給波形H’を構成する補給基礎波形H1、H2、H3、H4、H5の組み合わせに対応するトナー補給動作が、単位補給パターンとなる。図7に示したグラフでは、第2補給基礎波形H2の補給動作を行い、次に第3補給基礎波形H3の補給動作を行い、最後に第2補給基礎波形H2の補給動作を行うというトナー補給動作を行うことで、これらの補給基礎波形を合成した単位補給波形H’が単位消費波形S2の逆位相に相当する波形に近い波形となる。すなわち、このトナー補給動作が本実施形態における単位補給パターンとなる。   When the unit supply waveform H ′ is obtained in this way, the toner supply operation corresponding to the combination of the basic supply waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 constituting the unit supply waveform H ′ becomes the unit supply pattern. In the graph shown in FIG. 7, the replenishment operation of the second replenishment basic waveform H2 is performed, then the replenishment operation of the third replenishment basic waveform H3 is performed, and finally the replenishment operation of the second replenishment basic waveform H2 is performed. By performing the operation, the unit supply waveform H ′ obtained by synthesizing these supply basic waveforms becomes a waveform close to a waveform corresponding to the opposite phase of the unit consumption waveform S2. That is, this toner replenishment operation becomes the unit replenishment pattern in this embodiment.

ここまで説明したトナー補給に関しての問題について説明する。
図8において、中央の水平線よりも上側をトナー濃度が薄い、下側をトナー濃度が濃いと定義する。また、横軸は経過する時間を示している。今後の説明において、同様の図はすべて同じ事を示しており、説明を省略する。図8で、画像出力開始のタイミングより画像出力によるトナー消費が開始され、a線で示すような濃度ムラが発生する。これに対し、図3に示すようにトナー補給口17Yは、トナー濃度検出手段10Yの位置に比べると現像剤の流れる方向に対してかなり上流に位置するため、従来の補給開始位置はかなり後ろ側にずれ込んでしまう。その位置からb線で示すように、画像情報からの逆位相による補給が開始される。また、このFF制御的な働きに加え、トナー濃度検出手段10Yによる検出値と目標値との差分、cの斜線部で示すエリアから計算されたFB補給分がdの斜線部のように発生し、これら2つの補給量が合算される。そうすると、最終的なトナー濃度変動は太い線eで示すような形状となり、画像出力開始後すぐにトナー濃度が薄い側に移動し、補給が開始されると急速に濃い側に移動して大きくうねった後に通常の状態へ戻る。画像出力時はこの変動を繰り返し、連続出力の場合はこの1枚出力のトナー濃度変動が重ね合わされた形状となる。このようにトナー濃度変動が継続すると、これはそのまま出力画像の品質に影響する。
The problem relating to the toner supply described so far will be described.
In FIG. 8, the upper side of the central horizontal line is defined as having a low toner density, and the lower side is defined as having a high toner density. The horizontal axis indicates the elapsed time. In the following description, the same figures all indicate the same thing, and the description is omitted. In FIG. 8, toner consumption by image output is started from the timing of image output start, and density unevenness as shown by line a occurs. On the other hand, as shown in FIG. 3, the toner replenishing port 17Y is located far upstream with respect to the developer flow direction as compared with the position of the toner density detecting means 10Y. It will slip into. As indicated by line b from that position, replenishment in reverse phase from the image information is started. Further, in addition to this FF control function, the difference between the detected value by the toner density detecting means 10Y and the target value, and the FB replenishment calculated from the area indicated by the hatched portion of c are generated as indicated by the hatched portion of d. These two supply amounts are added together. As a result, the final toner density fluctuation has a shape as shown by a thick line e, and immediately after the start of image output, the toner density moves to the lighter side, and when replenishment is started, the toner density rapidly moves to the darker side and greatly undulates. After that, it returns to the normal state. This variation is repeated during image output, and in the case of continuous output, this single-sheet output toner density variation is superimposed. If the toner density fluctuation continues in this way, this directly affects the quality of the output image.

この時のトナー補給制御システムを、図9に示すブロック線図を用いて説明する。図9において、まずトナー濃度目標値と現在のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段からの検出値とが比較され、FBコントローラに入力される。センサ計算部であるFBコントローラ部分では、求められた比較値から必要なトナー補給量を算出する。また、書き込み手段の画像情報や記録材の用紙情報など、出力される画像に関係する情報が補給量計算部に入力される。補給量計算部では画像情報から求められるトナー消費量や消費タイミングから、それを相殺するための逆位相トナー補給量やタイミングを計算する部分(消費計算部)である。このFBコントローラから求められるトナー補給量と補給量計算部からのトナー補給量が合算され、トナー補給量の微調整を可能とするゲイン1を通って最終的なトナー補給量が求められる。   The toner supply control system at this time will be described with reference to a block diagram shown in FIG. In FIG. 9, first, the toner density target value and the detected value from the toner density detecting means for detecting the current toner density are compared and input to the FB controller. The FB controller, which is a sensor calculation unit, calculates a necessary toner supply amount from the obtained comparison value. In addition, information related to the output image, such as image information of the writing means and paper information of the recording material, is input to the supply amount calculation unit. The replenishment amount calculation unit is a part (consumption calculation unit) that calculates the reverse phase toner replenishment amount and timing for offsetting the toner consumption amount and the consumption timing obtained from the image information. The toner replenishment amount obtained from the FB controller and the toner replenishment amount from the replenishment amount calculation unit are added together, and the final toner replenishment amount is obtained through a gain 1 that enables fine adjustment of the toner replenishment amount.

上記の問題に対して、本発明では、トナー濃度を検出してFB制御により必要補給量を補給し、かつ、消費箇所へ画像情報から計算された必要補給量を補給する2つの補給を行う補給システムで、2つ以上の補給口から必要補給量を補給する事で、トナー濃度変動を低減するが、その具体的な実施例を以下に示す。   In order to solve the above problems, the present invention supplies toner for detecting the toner density, replenishing the necessary replenishment amount by FB control, and performing two replenishments to replenish the necessary replenishment amount calculated from the image information to the consumption location. The system reduces the toner density fluctuation by replenishing the necessary replenishment amount from two or more replenishment ports. A specific example is shown below.

本発明の実施例の現像ユニット(現像器)の基本構成例を図10と図11に示す。
図10と図11を説明するにあたり、図3との比較を行いながら説明する。図3のトナー補給口17Yは、図10において、トナー補給口(1)17Y となる。この時、図10の場合はもう一つのトナー補給口がトナー濃度検出手段10Yの現像剤の搬送方向に対して上流側にトナー補給口(2)17Y として設けられている。また、図11の場合はもう一つのトナー補給口がトナー濃度検出手段10Yの現像剤の搬送方向に対して下流側にトナー補給口(2)17Y として設けられている。
An example of the basic configuration of the developing unit (developing device) according to the embodiment of the present invention is shown in FIGS.
10 and FIG. 11 will be described while comparing with FIG. The toner replenishing port 17Y in FIG. 3 becomes a toner replenishing port (1) 17Y in FIG. At this time, in the case of FIG. 10, another toner replenishing port is provided as a toner replenishing port (2) 17Y on the upstream side with respect to the developer conveying direction of the toner density detecting means 10Y. In the case of FIG. 11, another toner replenishing port is provided as a toner replenishing port (2) 17Y on the downstream side with respect to the developer conveying direction of the toner density detecting means 10Y.

また、本発明の実施例のトナー補給制御システムの基本構成例を示すブロック線図を図12と図13に示す。
まず図12のトナー補給制御システムであるが、トナー濃度目標値と現在のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段からの検出値とが比較され、FBコントローラに入力される。センサ計算部であるFBコントローラ部分では、求められた比較値から必要なトナー補給量を算出する。このトナー補給量の微調整を可能とするゲイン1を通ってトナー補給量(1) が求められる。
また、画像情報や用紙情報など、出力される画像に関係する情報が補給量計算部に入力される。補給量計算部では画像情報から求められるトナー消費量や消費タイミングから、それを相殺するための逆位相トナー補給量やタイミングを計算する部分(消費計算部)である。このトナー補給量の微調整を可能とするゲイン2を通ってトナー補給量(2) が求められる。図12においては、算出されたトナー補給量を個別に補給される構成となっている。
12 and 13 are block diagrams showing a basic configuration example of the toner replenishment control system according to the embodiment of the present invention.
First, in the toner replenishment control system of FIG. 12, the toner density target value and the detected value from the toner density detecting means for detecting the current toner density are compared and input to the FB controller. The FB controller, which is a sensor calculation unit, calculates a necessary toner supply amount from the obtained comparison value. The toner replenishment amount (1) is obtained through a gain 1 that enables fine adjustment of the toner replenishment amount.
Also, information related to the output image, such as image information and paper information, is input to the supply amount calculation unit. The replenishment amount calculation unit is a part (consumption calculation unit) that calculates the reverse phase toner replenishment amount and timing for offsetting the toner consumption amount and the consumption timing obtained from the image information. The toner replenishment amount (2) is obtained through a gain 2 that enables fine adjustment of the toner replenishment amount. In FIG. 12, the calculated toner supply amount is individually supplied.

一方、図13のトナー補給制御システムは、トナー濃度目標値と現在のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段からの検出値とが比較され、FBコントローラに入力される。センサ計算部であるFBコントローラ部分では、求められた比較値から必要なトナー補給量を算出する。また、画像情報や用紙情報など、出力される画像に関係する情報が補給量計算部に入力される。補給量計算部では画像情報から求められるトナー消費量や消費タイミングから、それを相殺するための逆位相トナー補給量やタイミングを計算する部分(消費計算部)である。このFBコントローラから求められるトナー補給量と補給量計算部からのトナー補給量が補給量分配計算部に入力される。この補給量分配計算部では、トナー補給量(1) とトナー補給量(2) のそれぞれにどれだけ分配するかを決めており、それぞれトナー補給量の微調整を可能とするゲイン1とゲイン2を通って最終的なトナー補給量(1) とトナー補給量(2) が求められる。   On the other hand, in the toner replenishment control system of FIG. 13, the toner density target value is compared with the detection value from the toner density detection means for detecting the current toner density and input to the FB controller. The FB controller, which is a sensor calculation unit, calculates a necessary toner supply amount from the obtained comparison value. Also, information related to the output image, such as image information and paper information, is input to the supply amount calculation unit. The replenishment amount calculation unit is a part (consumption calculation unit) that calculates the reverse phase toner replenishment amount and timing for offsetting the toner consumption amount and the consumption timing obtained from the image information. The toner replenishment amount obtained from the FB controller and the toner replenishment amount from the replenishment amount calculation unit are input to the replenishment amount distribution calculation unit. This replenishment amount distribution calculation unit determines how much toner replenishment amount (1) and toner replenishment amount (2) are to be distributed, and gain 1 and gain 2 that enable fine adjustment of toner replenishment amount, respectively. The final toner replenishment amount (1) and toner replenishment amount (2) are obtained through the above.

ここで、本実施例では現像ユニット(現像器)のトナー補給口が2つの場合で説明を行っているが、3つ以上設けた構成としても良く、2つに限定する必要はない。また、2つ以上トナー補給口を設けた場合でも、本実施例と設置位置を異ならせた構成でも問題はない。
以下、トナー補給制御の実施例1〜4を示す。
Here, in this embodiment, the case where there are two toner replenishing ports of the developing unit (developing device) is described, but three or more may be provided, and the number is not limited to two. Further, even when two or more toner supply ports are provided, there is no problem even if the installation position is different from that of the present embodiment.
Examples 1 to 4 of toner replenishment control will be described below.

[実施例1]
図12におけるトナー補給量(1) からの補給を図10または図11の現像ユニットのトナー補給口(1) から行い、トナー補給量(2) からの補給を図10または図11の現像ユニットのトナー補給口(2) から行った場合の実施例が実施例1である。実施例1におけるトナー補給制御の挙動を、図14を用いて説明する。
[Example 1]
Replenishment from the toner replenishment amount (1) in FIG. 12 is performed from the toner replenishment port (1) of the developing unit of FIG. 10 or FIG. 11, and replenishment from the toner replenishment amount (2) of the development unit of FIG. An example in which the toner supply port (2) is used is Example 1. The behavior of toner replenishment control in Embodiment 1 will be described with reference to FIG.

図14において、トナー補給量(1) はFBコントローラからの出力であるため、トナー濃度検出手段による検出結果であるcの斜線部のエリアから計算されたFB補給分がdの斜線部で示すように、すぐに補給量される。そのため、画像出力開始タイミングからトナー濃度が薄い側に変化するとそれに応じてトナー補給量を計算し、トナー補給口(2) であるためすぐに相殺され始める。その後、トナー補給口(1) から画像情報からの逆位相による補給が開始される。これによってb線のように過補給による濃度ムラが発生してしまうものの、初期段階ではFB補給分が加えられるためトナー濃度低下が軽減される。また、その後の画像情報からの補給においても、出力される画像情報に基づいて補給されるため、本方式を用いない場合(図8)に比べて過補給量は減少する。   In FIG. 14, since the toner replenishment amount (1) is an output from the FB controller, the amount of FB replenishment calculated from the hatched area of c, which is the detection result by the toner density detecting means, is indicated by the hatched area of d. The replenishment amount is immediately. For this reason, when the toner density changes from the image output start timing to a lighter side, the toner replenishment amount is calculated accordingly, and since it is the toner replenishment port (2), it immediately begins to cancel out. Thereafter, replenishment in the reverse phase from the image information is started from the toner replenishment port (1). As a result, density unevenness due to excessive replenishment occurs as in the case of line b, but since the amount of FB replenishment is added in the initial stage, a decrease in toner density is reduced. Further, in the subsequent replenishment from the image information, the replenishment amount is reduced as compared with the case where this method is not used (FIG. 8) because the replenishment is performed based on the output image information.

このように、実施例1のトナー補給制御では、必要なトナー補給量を、必要なタイミングで的確に現像ユニット内へ補給させることができるので、現像ユニット内のトナー濃度を一定にするために必要なトナー補給量を算出された計算に基づいて必要な位置に分配して補給することができ、トナー濃度を一定に保つことができる。   As described above, in the toner replenishment control according to the first exemplary embodiment, a necessary toner replenishment amount can be accurately replenished into the developing unit at a necessary timing, which is necessary to make the toner density in the developing unit constant. Based on the calculated calculation, a correct toner replenishment amount can be distributed and replenished to a required position, and the toner density can be kept constant.

[実施例2]
図12におけるトナー補給量(1) からの補給を図10または図11の現像ユニットのトナー補給口(2) から行い、トナー補給量(2) からの補給を図10または図11の現像ユニットのトナー補給口(1) から行った場合の実施例が実施例2である。実施例2におけるトナー補給制御の挙動を、図15を用いて説明する。
[Example 2]
Replenishment from the toner replenishment amount (1) in FIG. 12 is performed from the toner replenishment port (2) of the developing unit of FIG. 10 or FIG. 11, and replenishment from the toner replenishment amount (2) of the development unit of FIG. An example in which the toner supply port (1) is used is Example 2. The behavior of toner supply control in the second embodiment will be described with reference to FIG.

図15において、トナー補給量(2) は画像情報からの逆位相による補給であるため、画像出力が開始されて、トナー濃度が薄い側に移動して、わずかな遅れがあるものの、ほぼ同時に補給が開始される。そのため、おおよそ最終的な濃度ムラは低減され、すぐに消費と補給によってアンバランスが相殺される。また、この時、FB補給分はトナー濃度検出手段によって検出された計算誤差やばらつきなどの差分に対して補給量を計算し、トナー補給口(1) から補給されるので、画像情報からの逆位相による補給に対して悪影響を及ぼす事が少なく、大幅にトナー濃度変動を低減する事が可能となる。   In FIG. 15, since the toner replenishment amount (2) is replenishment based on the reverse phase from the image information, the image output is started and the toner density is shifted to a lighter side, and there is a slight delay, but replenishment almost simultaneously. Is started. Therefore, the final density unevenness is almost reduced, and the imbalance is immediately offset by consumption and replenishment. At this time, the FB replenishment amount is calculated from the difference such as calculation error and variation detected by the toner density detecting means, and replenished from the toner replenishment port (1). There is little adverse effect on the replenishment due to the phase, and the toner density fluctuation can be greatly reduced.

このように、実施例2のトナー補給制御では、必要なトナー補給量を、必要なタイミングで的確に現像ユニット内へ補給させることができるので、現像ユニット内のトナー濃度を一定にするために必要なトナー補給量を算出された計算に基づいて必要な位置に分配して補給することができ、トナー濃度を一定に保つことができる。   As described above, in the toner replenishment control according to the second exemplary embodiment, the necessary toner replenishment amount can be accurately replenished into the developing unit at a necessary timing, so that it is necessary to make the toner density in the developing unit constant. Based on the calculated calculation, a correct toner replenishment amount can be distributed and replenished to a required position, and the toner density can be kept constant.

[実施例3]
図13におけるトナー補給量(1) からの補給を図10または図11の現像ユニットのトナー補給口(1) から行い、トナー補給量(2) からの補給を図10または図11の現像ユニットのトナー補給口(2) から行った場合の実施例が実施例3である。実施例3におけるトナー補給制御の挙動を、図16を用いて説明する。
[Example 3]
Replenishment from the toner replenishment amount (1) in FIG. 13 is performed from the toner replenishment port (1) of the developing unit of FIG. 10 or FIG. 11, and replenishment from the toner replenishment amount (2) of the development unit of FIG. An example in which the toner supply port (2) is used is Example 3. The behavior of toner supply control in the third embodiment will be described with reference to FIG.

図16において、トナー補給量(1) はFBコントローラからの出力であるため、トナー濃度検出手段による検出結果であるcの斜線部のエリアから計算されたFB補給分がdの斜線部に示すように、すぐに補給量される。そのため、画像出力開始タイミングからトナー濃度が薄い側に変化するとそれに応じてトナー補給量を計算し、トナー補給口(2) であるためすぐに相殺され始める。その後、トナー補給口(1) から画像情報からの逆位相による補給が開始される。この時、FB補給分において、トナー濃度が濃い側にいるため、トナー濃度検出手段から消費(図16のg線に示す分(fのエリアの偏差分)の消費)をせよ、という補給制御が行われる。ここではこれをマイナス補給と呼ぶ事とする。このマイナス補給は実際には発生させる事は物理的に不可能である。しかし、この時に画像情報からの補給が計算上、行われようとしているため、図13に示す補給量分配計算部において、画像情報からの補給量に対して、マイナス補給を取り除いてから補給を行う構成としている。これによって物理的に不可能なマイナス補給を実現する事が可能となり、実施例1で問題となる過補給を低減する事が可能となる。   In FIG. 16, since the toner replenishment amount (1) is an output from the FB controller, the amount of FB replenishment calculated from the shaded area of c, which is the detection result by the toner density detecting means, is shown in the shaded area of d. The replenishment amount is immediately. For this reason, when the toner density changes from the image output start timing to a lighter side, the toner replenishment amount is calculated accordingly, and since it is the toner replenishment port (2), it immediately begins to cancel out. Thereafter, replenishment in the reverse phase from the image information is started from the toner replenishment port (1). At this time, since the toner concentration is on the dark side in the FB replenishment, replenishment control is performed such that consumption (consumption of the amount shown by the g line in FIG. 16 (the deviation of the area of f)) is performed from the toner concentration detection means. Done. Here, this is called minus replenishment. This minus replenishment is physically impossible to actually generate. However, since replenishment from the image information is about to be performed at this time, the replenishment amount distribution calculation unit shown in FIG. 13 performs replenishment after removing the negative replenishment from the replenishment amount from the image information. It is configured. As a result, it is possible to realize physically impossible negative replenishment, and it is possible to reduce oversupply that is a problem in the first embodiment.

このように、実施例3のトナー補給制御では、必要なトナー補給量を、必要なタイミングで的確に現像ユニット内へ補給させることができるので、現像ユニット内のトナー濃度を一定にするために必要なトナー補給量を算出された計算に基づいて必要な位置に分配して補給することができ、実施例1よりも更にトナー濃度を一定に保つことができる。   As described above, in the toner replenishment control according to the third exemplary embodiment, the necessary toner replenishment amount can be accurately replenished into the developing unit at a necessary timing, which is necessary to make the toner density in the developing unit constant. Thus, the toner replenishment amount can be distributed and replenished to a required position based on the calculated calculation, and the toner density can be kept constant as compared with the first embodiment.

[実施例4]
図13におけるトナー補給量(1) からの補給を図10または図11の現像ユニットのトナー補給口(2) から行い、トナー補給量(2) からの補給を図10または図11の現像ユニットのトナー補給口(1) から行った場合の実施例が実施例4である。実施例4におけるトナー補給制御の挙動を、図17を用いて説明する。
[Example 4]
Replenishment from the toner replenishment amount (1) in FIG. 13 is performed from the toner replenishment port (2) of the developing unit of FIG. 10 or FIG. 11, and replenishment from the toner replenishment amount (2) of the development unit of FIG. An example in which the toner supply port (1) is used is Example 4. The behavior of toner replenishment control in Embodiment 4 will be described with reference to FIG.

図17において、トナー補給量(2) は画像情報からの逆位相による補給であるため、画像出力が開始されて、トナー濃度が薄い側に移動して、わずかな遅れがあるものの、ほぼ同時に補給が開始される。そのため、おおよそ最終的な濃度ムラは低減され、すぐに消費と補給によってアンバランスが相殺される。また、この時、FB補給分はトナー濃度検出手段によって検出された計算誤差やばらつきなどの差分に対して補給量を計算し、トナー補給口(1) から補給されるので、画像情報からの逆位相による補給に対して悪影響を及ぼす事が少なく、大幅にトナー濃度変動を低減する事が可能となる。さらに、ここにFB補給分において、トナー濃度が濃い側にいるため、トナー濃度検出手段から消費(図17のg線に示す分(fのエリアの偏差分)の消費)をせよ、という補給制御が行われる。ここではこれをマイナス補給と呼ぶ事とする。このマイナス補給は実際には発生させる事は物理的に不可能である。しかし、画像情報からの補給が存在した場合、図13に示す補給量分配計算部において、画像情報からの補給量に対して、マイナス補給を取り除いてから補給を行う構成としている。これによって物理的に不可能なマイナス補給を実現する事が可能となり、実施例2に比べて補正の難しいトナー濃度が濃い側の過補給を低減する事が可能となる。   In FIG. 17, since the toner replenishment amount (2) is replenishment based on the reverse phase from the image information, image output is started and the toner density is shifted to a lighter side and there is a slight delay, but replenishment almost simultaneously. Is started. Therefore, the final density unevenness is almost reduced, and the imbalance is immediately offset by consumption and replenishment. At this time, the FB replenishment amount is calculated from the difference such as calculation error and variation detected by the toner density detecting means, and replenished from the toner replenishment port (1). There is little adverse effect on the replenishment due to the phase, and the toner density fluctuation can be greatly reduced. Furthermore, since the toner concentration is on the dark side in the FB replenishment portion here, the replenishment control to consume the amount (consumption of the portion shown by the g line (f area deviation) shown in FIG. 17) from the toner concentration detection means. Is done. Here, this is called minus replenishment. This minus replenishment is physically impossible to actually generate. However, when there is replenishment from the image information, the replenishment amount distribution calculation unit shown in FIG. 13 is configured to replenish the replenishment amount from the image information after removing the negative replenishment. As a result, it is possible to realize a physically impossible negative supply, and it is possible to reduce oversupply on the side where the toner density, which is difficult to correct compared with the second embodiment, is high.

このように、実施例4のトナー補給制御では、必要なトナー補給量を、必要なタイミングで的確に現像ユニット内へ補給させることができるので、現像ユニット内のトナー濃度を一定にするために必要なトナー補給量を算出された計算に基づいて必要な位置に分配して補給することができ、実施例2よりも更にトナー濃度を一定に保つことができる。   As described above, in the toner replenishment control according to the fourth exemplary embodiment, the necessary toner replenishment amount can be accurately replenished into the developing unit at a necessary timing, which is necessary to make the toner density in the developing unit constant. Therefore, the toner replenishment amount can be distributed and replenished to a required position based on the calculated calculation, and the toner density can be kept constant as compared with the second embodiment.

1Y、1C、1M、1K:プロセスユニット
2Y:感光体ユニット
3C、3M、3K:感光体(像担持体)
4Y:ドラムクリーニング装置
5Y:帯電装置(帯電手段)
6Y:帯電ローラ
7Y、7C、7M、7K:現像ユニット(現像器(現像手段))
8Y:第1搬送スクリュー
9Y:第1剤収容部
10Y:トナー濃度検出手段(トナー濃度センサ)
11Y:第2搬送スクリュー
12Y:現像スリーブ
13Y:ドクターブレード
14Y:第2剤収容部
15Y:現像ローラ
16Y:マギネットローラ
17Y:トナー補給口
20:光書込ユニット(書き込み手段)
31:第1給紙カセット
32:第2給紙カセット
33:給紙路
34:搬送ローラ対
35:レジストローラ対
40:転写ユニット(転写手段)
41:中間転写ベルト(中間転写体)
42:ベルトクリーニングユニット
43:第1ブラケット
44:第2ブラケット
45Y、45C、45M、45K:1次転写ローラ
46:2次転写バックアップローラ
47:駆動ローラ
50:2次転写ローラ
60:定着ユニット
61:加圧加熱ローラ
62:定着ベルトユニット
63:加熱ローラ
64:定着ベルト
65:テンションローラ
66:駆動ローラ
67:排紙ローラ対
68:スタック部
70:トナー補給装置(トナー補給手段)
71Y、71C、71M、71K:駆動源
100:制御部
101:予測データ算出部
102:補給制御部(補給制御手段)
P:記録紙(記録材)
1Y, 1C, 1M, 1K: process unit 2Y: photoconductor unit 3C, 3M, 3K: photoconductor (image carrier)
4Y: Drum cleaning device 5Y: Charging device (charging means)
6Y: charging roller 7Y, 7C, 7M, 7K: developing unit (developing device (developing means))
8Y: 1st conveying screw 9Y: 1st agent accommodating part 10Y: Toner concentration detection means (toner concentration sensor)
11Y: Second conveying screw 12Y: Developing sleeve 13Y: Doctor blade 14Y: Second agent container 15Y: Developing roller 16Y: Maginet roller 17Y: Toner supply port 20: Optical writing unit (writing means)
31: First paper feed cassette 32: Second paper feed cassette 33: Paper feed path 34: Transport roller pair 35: Registration roller pair 40: Transfer unit (transfer means)
41: Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
42: Belt cleaning unit 43: First bracket 44: Second bracket 45Y, 45C, 45M, 45K: Primary transfer roller 46: Secondary transfer backup roller 47: Drive roller 50: Secondary transfer roller 60: Fixing unit 61: Pressure heating roller 62: Fixing belt unit 63: Heating roller 64: Fixing belt 65: Tension roller 66: Drive roller 67: Paper discharge roller pair 68: Stack unit 70: Toner supply device (toner supply means)
71Y, 71C, 71M, 71K: Drive source 100: Control unit 101: Predicted data calculation unit 102: Supply control unit (supply control means)
P: Recording paper (recording material)

特開2010−91785号公報JP 2010-91785 A

Claims (8)

帯電した像坦持体に書き込み手段で画像情報に基づいて潜像を形成し、前記像坦持体上の潜像を現像手段の現像剤のトナーで現像して可視像化し、該可視像を記録材に直接又は中間転写体を介して転写する画像形成装置に用いられ、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給制御システムにおいて、
前記現像手段内にトナーを供給する第一のトナー補給口と第二のトナー補給口と、
前記現像手段内のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出手段と、
前記書き込み手段の画像情報を取得し、取得された画像情報からトナー補給量を計算する消費計算部と、
前記トナー濃度検出手段の検出値からトナー補給量を計算するセンサ計算部と、
を有することを特徴とするトナー補給制御システム。
A latent image is formed on the charged image carrier based on the image information by the writing means, and the latent image on the image carrier is developed with the developer toner of the developing means to form a visible image. In a toner replenishment control system that is used in an image forming apparatus that transfers an image directly to a recording material or via an intermediate transfer member, and replenishes toner to the developing unit,
A first toner supply port and a second toner supply port for supplying toner into the developing means;
Toner density detecting means for detecting the toner density in the developing means;
A consumption calculating unit that acquires image information of the writing unit and calculates a toner replenishment amount from the acquired image information;
A sensor calculation unit for calculating a toner replenishment amount from a detection value of the toner density detection unit;
And a toner replenishment control system.
請求項1に記載のトナー補給制御システムにおいて、
前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口はともに、前記現像手段内の現像剤の循環方向に対して、前記トナー濃度検出手段の上流側に配置されていることを特徴とするトナー補給制御システム。
The toner replenishment control system according to claim 1.
The first toner supply port and the second toner supply port are both disposed on the upstream side of the toner density detecting unit with respect to the direction of developer circulation in the developing unit. Toner supply control system.
請求項1に記載のトナー補給制御システムにおいて、
前記現像手段内の現像剤の循環方向に対して、前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口の間に前記トナー濃度検出手段が配置されていることを特徴とするトナー補給制御システム。
The toner replenishment control system according to claim 1.
The toner replenishment control, wherein the toner concentration detecting means is disposed between the first toner replenishing port and the second toner replenishing port with respect to a developer circulation direction in the developing unit. system.
請求項1から3の何れか一つに記載のトナー補給制御システムにおいて、
前記第一のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は前記消費計算部で行われ、前記第二のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は前記センサ計算部で行われるか、あるいは、前記第一のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は前記センサ計算部で行われ、前記第二のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は前記消費計算部で行われることを特徴とするトナー補給制御システム。
In the toner replenishment control system according to any one of claims 1 to 3,
The calculation of the amount of toner supplied from the first toner supply port is performed by the consumption calculation unit, and the calculation of the amount of toner supplied from the second toner supply port is performed by the sensor calculation unit, or The calculation of the amount of toner supplied from the first toner supply port is performed by the sensor calculation unit, and the calculation of the amount of toner supplied from the second toner supply port is performed by the consumption calculation unit. A toner replenishment control system.
請求項1から3の何れか一つに記載のトナー補給制御システムにおいて、
前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口から補給されるトナー量の計算は、補給量分配計算部にてそれぞれに分散されてから行われることを特徴とするトナー補給制御システム。
In the toner replenishment control system according to any one of claims 1 to 3,
The toner replenishment control system, wherein the toner amount replenished from the first toner replenishing port and the second toner replenishing port is calculated after being dispersed by the replenishment amount distribution calculating unit.
請求項1から5の何れか一つに記載のトナー補給制御システムにおいて、
前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口までは、それぞれ個別のトナー供給経路を有することを特徴とするトナー補給制御システム。
In the toner replenishment control system according to any one of claims 1 to 5,
A toner replenishment control system, wherein each of the first toner replenishing port and the second toner replenishing port has an individual toner supply path.
請求項1から5の何れか一つに記載のトナー補給制御システムにおいて、
前記第一のトナー補給口と前記第二のトナー補給口で、何れか一方のトナー供給経路を分岐させて供給することを特徴とするトナー補給制御システム。
In the toner replenishment control system according to any one of claims 1 to 5,
A toner replenishment control system, wherein either one of the first toner replenishing port and the second toner replenishing port is branched and supplied.
像坦持体と、該像坦持体を帯電する帯電手段と、帯電した前記像坦持体に画像情報に基づいて潜像を形成する書き込み手段と、前記像坦持体上の潜像を現像剤のトナーで現像して可視像化する現像手段と、該可視像を記録材に直接又は中間転写体を介して転写する転写手段を有する画像形成装置において、
前記現像手段にトナーを補給する手段として、請求項1から7の何れか一つに記載のトナー補給制御システムを有することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, charging means for charging the image carrier, writing means for forming a latent image on the charged image carrier based on image information, and a latent image on the image carrier. In an image forming apparatus having a developing unit that develops a visible image by developing with a toner of a developer, and a transfer unit that transfers the visible image to a recording material directly or via an intermediate transfer member,
An image forming apparatus comprising the toner replenishment control system according to claim 1 as means for replenishing toner to the developing means.
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