JP2021047222A - Image formation apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide an image formation apparatus which can suppress the influence of the erroneous detection of detection means for toner density in comparison to a case where a prediction value of toner density is not used.SOLUTION: An image formation apparatus comprises: development means which develops an electrostatic latent image formed on an image carrier by using toner stored therein and a developer containing a carrier; detection means which detects the density of the toner in the development means to output a detection value; supply means which supplies the toner to the development means; and control means which controls the supply means so as to supply the toner on the basis of the detection value, calculates the density of the toner remaining in the development means as the prediction value and controls the supply means by using the prediction value when a predetermined condition about the prediction value is satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.

特許文献1には、像担持体に形成された静電潜像をトナーと磁性キャリアを用いて現像する現像装置と、補給用のトナーを収容したトナーボトルから現像装置へトナーを補給するトナー補給手段と、現像装置内のトナー濃度に関する情報を検知するトナー濃度検知手段と、トナー濃度検知手段の検知結果に基づいてトナー補給手段によるトナー補給量を決定する通常モードを実行可能に制御する制御部と、トナーボトル内の残量に関する情報を検知する残量検知部と、トナーボトルの交換を判断するための情報を検知する交換検知手段と、を有する画像形成装置において、制御部は、残量検知部の検知結果に基づいて画像形成動作を禁止した後、交換検知手段の検知結果に基づいて直ちに画像形成動作を許可するかどうかを決定し、画像形成動作を許可する場合は、許可後の所定の初期期間において、通常モードよりもトナー補給手段によるトナー補給量を制限する補給制限モードを実行することを特徴とする画像形成装置が開示されている。 Patent Document 1 describes a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier using toner and a magnetic carrier, and toner replenishment that replenishes toner from a toner bottle containing toner for replenishment to the developing device. A control unit that executably controls a means, a toner concentration detecting means for detecting information about the toner concentration in the developing device, and a normal mode for determining the amount of toner replenished by the toner replenishing means based on the detection result of the toner concentration detecting means. In an image forming apparatus having a remaining amount detecting unit for detecting information on the remaining amount in the toner bottle and a replacement detecting means for detecting information for determining replacement of the toner bottle, the control unit is a remaining amount. After prohibiting the image formation operation based on the detection result of the detection unit, it is immediately determined whether to allow the image formation operation based on the detection result of the exchange detection means. An image forming apparatus is disclosed, which comprises executing a replenishment restriction mode that limits a toner replenishment amount by a toner replenishment means rather than a normal mode in a predetermined initial period.

特許文献2には、静電像を担持可能な像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて像担持体の静電像をトナー像に現像する現像装置と、交換可能に設けられた現像剤容器に収納された補給用現像剤を現像装置に補給する補給部と、現像装置内のトナー濃度に関する情報を検知可能な検知手段と、現像剤容器の交換動作が行われたかどうかを判断するための情報を検知する交換検知手段と、検知手段の検知結果に基づいて画像形成動作を禁止するとともに、交換検知手段の検知結果に基づいて画像形成動作の禁止を解除するように画像形成動作を制御する制御部と、を備えた画像形成装置において、制御部は、画像形成動作の禁止を解除した後、所定条件に到達するまでの間は検知手段の検知結果に関わらず画像形成動作を許可するとともに、所定条件に到達した時の検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作を禁止するか否か決定することを特徴とする画像形成装置が開示されている。 Patent Document 2 is interchangeably provided with an image carrier capable of carrying an electrostatic image and a developing device for developing an electrostatic image of the image carrier into a toner image using a developer containing toner and a carrier. A replenishment unit that replenishes the replenishing developer stored in the developer container to the developing device, a detection means that can detect information on the toner concentration in the developing device, and whether or not the developing agent container has been replaced. Image formation is prohibited based on the detection result of the exchange detection means that detects the information for determination and the detection result of the detection means, and the prohibition of the image formation operation is released based on the detection result of the exchange detection means. In an image forming apparatus including a control unit for controlling an operation, the control unit performs an image forming operation regardless of the detection result of the detecting means until a predetermined condition is reached after the prohibition of the image forming operation is released. An image forming apparatus is disclosed, which is characterized in that the image forming operation is prohibited or not based on the detection result of the detecting means when a predetermined condition is reached.

引用文献3には、トナー補給装置から現像器の現像槽にトナーを補給するトナー補給手段と、トナー補給手段によりトナーを補給された現像槽の現像剤を攪拌する現像剤攪拌手段と、現像剤攪拌手段により攪拌される現像剤を現像槽において一周させる現像剤搬送手段と、トナー補給手段によりトナーが補給される現像槽の位置から現像剤搬送手段により現像槽を一周する現像剤の現像剤搬送方向下流の所定位置において搬送中の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、トナー濃度検知手段により検知された現像剤のトナー濃度の最大値と最小値を取得する最大最小値取得手段と、最大最小値取得手段により取得された最大値と最小値との差分を取得する最大最小値差分取得手段と、最大最小値差分取得手段により取得された差分を所定の基準値と比較する差分基準値比較手段と、差分基準値比較手段による比較結果が、差分の基準値からのズレが許容値内に収斂したとき印字処理を進行させる印字処理進行手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が開示されている。 Reference 3 describes a toner replenishing means for replenishing toner from the toner replenishing device to the developing tank of the developing device, a developing agent stirring means for stirring the developer in the developing tank to which the toner is replenished by the toner replenishing means, and a developing agent. A developer transporting means that makes the developer stirred by the stirring means go around in the developing tank, and a developer transporting that goes around the developing tank by the developing agent transporting means from the position of the developing tank where the toner is replenished by the toner replenishing means. A toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the developing agent being conveyed at a predetermined position downstream in the direction, and a maximum / minimum value acquiring means for acquiring the maximum and minimum values of the toner concentration of the developing agent detected by the toner concentration detecting means. And the maximum / minimum value difference acquisition means that acquires the difference between the maximum value and the minimum value acquired by the maximum / minimum value acquisition means, and the difference that compares the difference acquired by the maximum / minimum value difference acquisition means with a predetermined reference value. An image characterized by having a reference value comparing means and a printing processing progressing means for advancing the printing process when the deviation from the reference value of the difference converges within the permissible value. The forming apparatus is disclosed.

特開2018−087997号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-087997 特許第6184259号公報Japanese Patent No. 6184259 特開2015−118218号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-118218

本発明は、トナー濃度の予測値を用いない場合と比較して、トナー濃度の検知手段の誤検知の影響を抑制することができる画像形成装置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 suppressing the influence of erroneous detection of the toner concentration detecting means as compared with the case where the predicted value of the toner concentration is not used.

第1態様に係る画像形成装置は、像担持体上に形成された静電潜像を、収容されたトナーとキャリアを含有する現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段内のトナーの濃度を検知して検知値を出力する検知手段と、前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、前記検知値に基づいてトナーを補給するように前記補給手段を制御する制御手段であって、前記現像手段内に残留するトナーの濃度を予測値として算出するとともに、前記予測値に関する予め定められた条件が充足された場合に、さらに前記予測値を用いて前記補給手段を制御する制御手段と、を含むものである。 The image forming apparatus according to the first aspect includes a developing means for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier using a developing agent containing a contained toner and a carrier, and a toner in the developing means. A detection means that detects the concentration of and outputs a detected value, a replenishing means that replenishes the developing means with toner, and a control means that controls the replenishing means so as to replenish the toner based on the detected value. , The concentration of the toner remaining in the developing means is calculated as a predicted value, and when a predetermined condition regarding the predicted value is satisfied, the control means for further controlling the replenishing means using the predicted value. And includes.

第2態様に係る画像形成装置は、第1態様に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記検知値に基づいてトナーを補給する第1の補給モード、および前記検知値および前記予測値を用いて前記第1の補給モードにおける補給量よりも少ない補給量で補給する第2の補給モードを備え、前記予測値に関する予め定められた条件が充足された場合に前記第1の補給モードから前記第2の補給モードに切り替えて前記補給手段を制御するものである。 The image forming apparatus according to the second aspect is the image forming apparatus according to the first aspect, in which the control means sets a first replenishment mode of replenishing toner based on the detected value, and the detected value and the predicted value. It is provided with a second replenishment mode in which the replenishment amount is smaller than the replenishment amount in the first replenishment mode, and when a predetermined condition regarding the predicted value is satisfied, the first replenishment mode is used. The replenishment means is controlled by switching to the second replenishment mode.

第3態様に係る画像形成装置は、第2態様に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記検知値と前記予測値との乖離が予め定められた乖離閾値を越えた場合に前記第2の補給モードに切り替えて前記補給手段を制御するものである。 The image forming apparatus according to the third aspect is the image forming apparatus according to the second aspect, and the control means said when the deviation between the detected value and the predicted value exceeds a predetermined deviation threshold value. The replenishment means is controlled by switching to the replenishment mode of.

第4態様に係る画像形成装置は、第3態様に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記検知値と前記予測値との乖離が予め定められた乖離閾値を越えた場合に前記第2の補給モードに切り替えてトナーの補給を停止させるように前記補給手段を制御するものである。 The image forming apparatus according to the fourth aspect is the image forming apparatus according to the third aspect, and the control means said when the deviation between the detected value and the predicted value exceeds a predetermined deviation threshold value. The replenishment means is controlled so as to switch to the replenishment mode of the above and stop the replenishment of toner.

第5態様に係る画像形成装置は、第3態様または第4態様に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記乖離が前記乖離閾値を越えてから再び前記乖離閾値以下になった場合に前記第1の補給モードに戻すように前記補給手段を制御するものである。 The image forming apparatus according to the fifth aspect is the image forming apparatus according to the third aspect or the fourth aspect, and the control means said when the divergence exceeds the divergence threshold value and then becomes equal to or less than the divergence threshold value again. The replenishment means is controlled so as to return to the first replenishment mode.

第6態様に係る画像形成装置は、第3態様または第4態様に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記乖離が前記乖離閾値を越えた時点から予め定められた時間が経過するまで前記第2の補給モードを実行するように前記補給手段を制御するものである。 The image forming apparatus according to the sixth aspect is the image forming apparatus according to the third aspect or the fourth aspect, and the control means said that the control means said from the time when the divergence exceeded the divergence threshold until a predetermined time elapsed. The replenishment means is controlled so as to execute the second replenishment mode.

第7態様に係る画像形成装置は、第3態様または第4態様に係る画像形成装置において、前記検知値には、前記現像手段にトナーを補給するに際して予め定められた補給閾値が設定されており、前記制御手段は、前記乖離が乖離閾値を越えてから前記検知値が前記補給閾値未満になった場合に前記第1の補給モードに戻すように前記補給手段を制御するものである。 In the image forming apparatus according to the third aspect or the fourth aspect, in the image forming apparatus according to the seventh aspect, a predetermined supply threshold value is set for the detected value when the toner is supplied to the developing means. The control means controls the replenishment means so as to return to the first replenishment mode when the detected value becomes less than the replenishment threshold value after the divergence exceeds the divergence threshold value.

第8態様に係る画像形成装置は、第2態様から第7態様のいずれかの態様に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記画像形成装置が稼働中の特定の期間において前記第2の補給モードを実行するものである。 The image forming apparatus according to an eighth aspect is the image forming apparatus according to any one of the second to seventh aspects, and the control means is the second aspect during a specific period during which the image forming apparatus is in operation. It executes the replenishment mode.

第9態様に係る画像形成装置は、第8態様に係る画像形成装置において、前記補給手段は一定量のトナーを充填した状態で交換可能となっており、前記制御手段は、前記補給手段が交換された時点から第1の予め定められた時間が経過するまで前記第2の補給モードを実行するように前記補給手段を制御するものである。 The image forming apparatus according to the ninth aspect is replaceable in the image forming apparatus according to the eighth aspect in a state where the replenishment means is filled with a certain amount of toner, and the control means is exchanged by the replenishment means. The replenishment means is controlled so as to execute the second replenishment mode from the time when the second replenishment mode is performed until the first predetermined time elapses.

第10態様に係る画像形成装置は、第8態様または第9態様に係る画像形成装置において、前記補給手段は一定量のトナーを充填した状態で交換可能となっており、前記制御手段は、前記補給手段にトナーが残留していないと予測される時点から第2の予め定められた時間遡った時点の期間において前記第2の補給モードを実行しないものである。 The image forming apparatus according to the tenth aspect is replaceable in the image forming apparatus according to the eighth or ninth aspect in a state where the replenishment means is filled with a certain amount of toner, and the control means is said. The second replenishment mode is not executed in the period from the time when it is predicted that no toner remains in the replenishment means to the time when the second predetermined time goes back.

第1態様、および第2態様によれば、トナー濃度の予測値を用いない場合と比較して、トナー濃度の検知手段の誤検知の影響を抑制することができる画像形成装置を提供することができる、という効果を奏する。 According to the first aspect and the second aspect, it is possible to provide an image forming apparatus capable of suppressing the influence of erroneous detection of the toner concentration detecting means as compared with the case where the predicted value of the toner concentration is not used. It has the effect of being able to do it.

第3態様および第4態様によれば、制御手段が、乖離と乖離閾値との対比に基づかないで第2の補給モードに切り替えて補給手段を制御する場合と比較して、トナーの補給量の減少動作への変更のタイミングがより正確に設定される、という効果を奏する。 According to the third aspect and the fourth aspect, the amount of toner replenished is as compared with the case where the control means switches to the second replenishment mode and controls the replenishment means without being based on the comparison between the deviation and the deviation threshold value. The effect is that the timing of the change to the reduction operation is set more accurately.

第5態様によれば、制御手段が、乖離閾値に基づかないで第1の補給モードに戻すように補給手段を制御する場合と比較して、トナーの補給量を減少させる時間がより正確に制御される、という効果を奏する。 According to the fifth aspect, the time for reducing the toner replenishment amount is controlled more accurately as compared with the case where the control means controls the replenishment means to return to the first replenishment mode without being based on the deviation threshold value. It has the effect of being done.

第6態様によれば、制御手段が、乖離が乖離閾値を越えた時点から予め定められた時間が経過するまでの時間に基づかないで、第2の補給モードの実行期間を制御する場合と比較して、トナーの補給量を減少させる時間がより適格に制御される、という効果を奏する。 According to the sixth aspect, as compared with the case where the control means controls the execution period of the second replenishment mode without being based on the time from the time when the divergence exceeds the divergence threshold value to the lapse of a predetermined time. As a result, the time required to reduce the amount of toner replenished is controlled more appropriately.

第7態様によれば、制御手段が、補給閾値に基づかないで第1の補給モードに戻すように補給手段を制御する場合と比較して、トナーの補給量を減少させる時間がより正確に制御される、という効果を奏する。 According to the seventh aspect, the time for reducing the toner replenishment amount is controlled more accurately as compared with the case where the control means controls the replenishment means to return to the first replenishment mode without being based on the replenishment threshold. It has the effect of being done.

第8態様によれば、制御手段が、画像形成装置が稼働中の特に制限のない期間において第2の補給モードを実行する場合と比較して、稼働中の適切な期間において第2の補給モードが実行される、という効果を奏する。 According to the eighth aspect, the second replenishment mode is performed during an appropriate period during operation as compared with the case where the control means executes the second replenishment mode during an unrestricted period during which the image forming apparatus is in operation. Has the effect of being executed.

第9態様によれば、制御手段が、補給手段が交換された時点からの予め定められた時間を考慮しないで第2の補給モードを実行するように補給手段を制御する場合と比較して、稼働中のより効果的な期間において第2の補給モードが実行される、という効果を奏する。 According to the ninth aspect, as compared with the case where the control means controls the replenishment means to execute the second replenishment mode without considering a predetermined time from the time when the replenishment means is replaced. It has the effect that the second replenishment mode is executed during a more effective period of operation.

第10態様によれば、制御手段が、補給手段にトナーが残留していないと予測される時点から第2の予め定められた時間遡った時点の期間を考慮しないで減少動作を実行しないようにする場合と比較して、補給手段の交換時における画像形成装置の誤動作が抑制される、という効果を奏する。 According to the tenth aspect, the control means does not perform the reduction operation without considering the period from the time when it is predicted that no toner remains in the replenishment means to the time when the second predetermined time goes back. This has the effect of suppressing malfunction of the image forming apparatus when the replenishment means is replaced, as compared with the case where the replenishment means is replaced.

実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the image forming apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る画像形成装置が備える現像器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the developer provided in the image forming apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーの補給動作を説明する図である。It is a figure explaining the toner replenishment operation in the image forming apparatus which concerns on embodiment. (a)はトナーカートリッジが空になる直前のATCセンサの検知値、および予測値を示すグラフであり、(b)は併用補給モードと通常補給モードの適用区間を説明する図である。(A) is a graph showing the detected value and the predicted value of the ATC sensor immediately before the toner cartridge is emptied, and (b) is a diagram for explaining the application section of the combined replenishment mode and the normal replenishment mode. 実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the toner replenishment processing in the image forming apparatus which concerns on embodiment. ATCセンサによる現像器内のトナー濃度の検知原理を説明する図である。It is a figure explaining the detection principle of the toner density in a developer by an ATC sensor. 実施の形態に係る画像形成装置のトナー補給動作における、(a)は通常補給モードを説明する図であり、(b)はトナーカートリッジの交換直後におけるトナー濃度の誤検知を説明する図である。In the toner replenishment operation of the image forming apparatus according to the embodiment, (a) is a diagram for explaining a normal replenishment mode, and (b) is a diagram for explaining an erroneous detection of a toner concentration immediately after replacement of a toner cartridge.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示している。図1に示すように、画像形成装置10は、無端ベルトからなる中間転写ベルト40が、複数のロール42により、所定の張力を持って支持されている。また、中間転写ベルト40上には、中間転写ベルト40のベルト走行方向Pに沿って、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色に対応した画像記録ユニット44C、44M、44Y、44Kが順に配設されている。なお、各画像記録ユニットは同一の構成なので、以下の説明では、特に区別しない限り、各色に対応する符号を省略して説明する。 FIG. 1 shows an example of the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the image forming apparatus 10, an intermediate transfer belt 40 made of an endless belt is supported by a plurality of rolls 42 with a predetermined tension. Further, on the intermediate transfer belt 40, an image recording unit corresponding to each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) is placed along the belt traveling direction P of the intermediate transfer belt 40. 44C, 44M, 44Y, 44K are arranged in this order. Since each image recording unit has the same configuration, the reference numerals corresponding to the respective colors will be omitted in the following description unless otherwise specified.

各々の画像記録ユニット44は、図示しない装置本体フレームに回転可能に軸支された感光体ドラム46(像担持体)を有し、各感光体ドラム46の周囲には、感光体ドラム46の回転方向(図1の時計回り方向)に沿って、クリーナ48、イレーズランプ(図示省略)、帯電器50、レーザ走査装置12、現像器52、および1次転写ロール54が順に配置されている。 Each image recording unit 44 has a photoconductor drum 46 (image carrier) rotatably supported by an apparatus main frame (not shown), and the photoconductor drum 46 rotates around each photoconductor drum 46. A cleaner 48, an erase lamp (not shown), a charger 50, a laser scanning device 12, a developing device 52, and a primary transfer roll 54 are arranged in this order along a direction (clockwise in FIG. 1).

すなわち、感光体ドラム46に残留するトナーがクリーナ48によって除去された後に、除電用のイレーズランプで感光体ドラム46上の電荷が除電され、さらに帯電器50によって帯電され、レーザ走査装置12によって感光体ドラム46の表面に光が照射されて潜像が形成される。そして、レーザ走査装置12によって形成された潜像は、現像器52によってトナー像に現像され、1次転写ロール54によって中間転写ベルト40に転写される。なお、各感光体ドラム46によって副走査(図1に示すY軸方向の走査)が行われ、レーザ走査装置12によって主走査(図1に示すX軸方向の走査)が行われる。 That is, after the toner remaining on the photoconductor drum 46 is removed by the cleaner 48, the electric charge on the photoconductor drum 46 is removed by the erase lamp for static elimination, further charged by the charger 50, and photosensitized by the laser scanning device 12. Light is applied to the surface of the body drum 46 to form a latent image. Then, the latent image formed by the laser scanning device 12 is developed into a toner image by the developing device 52 and transferred to the intermediate transfer belt 40 by the primary transfer roll 54. Sub-scanning (scanning in the Y-axis direction shown in FIG. 1) is performed by each photoconductor drum 46, and main scanning (scanning in the X-axis direction shown in FIG. 1) is performed by the laser scanning device 12.

一方、画像形成の対象となる記録媒体(以下、「用紙」)は図示しない給紙カセットに収容され、その給紙カセットの用紙繰出側に設けられたピックアップロール56により一枚ずつ繰り出される。繰り出された用紙は、所定数のロール対58により図1中に破線で示す経路を辿って搬送され、2次転写ロール60の圧接位置へと送られ、2次転写ロール60で中間転写ベルト40上のカラー画像が用紙に一括転写(2次転写)される。カラー画像が転写された用紙は、用紙搬送系62によって定着器64に搬送され、定着器64によって画像の定着処理(加熱、加圧等)がなされた後、図示しないトレイに排出されるようになっている。 On the other hand, a recording medium (hereinafter, “paper”) to be image-formed is housed in a paper feed cassette (not shown), and is fed out one by one by a pickup roll 56 provided on the paper feed side of the paper feed cassette. The unwound paper is conveyed by a predetermined number of roll pairs 58 along the path shown by the broken line in FIG. 1, is sent to the pressure contact position of the secondary transfer roll 60, and is fed by the secondary transfer roll 60 to the intermediate transfer belt 40. The above color image is collectively transferred (secondary transfer) to paper. The paper on which the color image is transferred is conveyed to the fixing device 64 by the paper conveying system 62, and after the image fixing process (heating, pressurization, etc.) is performed by the fixing device 64, the paper is discharged to a tray (not shown). It has become.

画像形成装置10は、さらに画像形成装置10を統括制御する制御部70を備えている。制御部70は、図示を省略するCPU、ROM、RAM等で構成され、ROMに記憶された画像形成装置10の各種制御プログラムをCPUが読み出し、RAMに展開して実行する。制御部70は、後述する現像器52内のトナー濃度を一定に維持するトナー補給処理も実行する。ただし、該トナー補給処理は制御部70が実行するのみならず、例えば現像器52を主として制御する制御部70の配下の制御手段が実行するようにしてもよい。 The image forming apparatus 10 further includes a control unit 70 that controls the image forming apparatus 10 in an integrated manner. The control unit 70 is composed of a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown), and the CPU reads out various control programs of the image forming apparatus 10 stored in the ROM, expands them into the RAM, and executes them. The control unit 70 also executes a toner replenishment process for maintaining a constant toner concentration in the developer 52, which will be described later. However, the toner replenishment process may not only be executed by the control unit 70, but may also be executed by, for example, a control means under the control unit 70 that mainly controls the developing device 52.

ここで、図2を参照して、画像形成装置10が備える本実施の形態に係る現像器52について、より詳細に説明する。画像形成装置10では、現像器52で用いる現像剤の一例として、トナーに加えキャリアを成分として含む二成分現像剤を用いている。 Here, with reference to FIG. 2, the developing device 52 according to the present embodiment included in the image forming apparatus 10 will be described in more detail. In the image forming apparatus 10, as an example of the developing agent used in the developing device 52, a two-component developing agent containing a carrier as a component in addition to toner is used.

現像器52は、図2(a)、(b)に示すように、現像ロール52A、供給オーガ52B、攪拌オーガ52C、トナー供給部52D、およびATCセンサ14を備えている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the developing device 52 includes a developing roll 52A, a supply auger 52B, a stirring auger 52C, a toner supply unit 52D, and an ATC sensor 14.

トナー供給部52Dは、攪拌オーガ52Cの主走査方向端部に設けられている。トナー供給部52Dが設けられた主走査方向端部は、画像形成装置10の前面側に位置し、図示しない扉を開閉することによってトナー供給部52Dからトナーを供給する。トナー供給部52Dへのトナーの補給は、トナー供給部52Dと連結された図示しないトナーカートから行われる。該トナーカートリッジはモータにより駆動される供給部を備え、該モータを回転させてトナーの補給を行う。トナーの補給量の調整は、該モータの回転数、または回転時間を変えることによって行う。本実施の形態に係る画像形成装置10では、以上のトナーの補給処理が制御部70によって実行される。 The toner supply unit 52D is provided at the end of the stirring auger 52C in the main scanning direction. The end in the main scanning direction provided with the toner supply unit 52D is located on the front side of the image forming apparatus 10, and toner is supplied from the toner supply unit 52D by opening and closing a door (not shown). Toner supply to the toner supply unit 52D is performed from a toner cart (not shown) connected to the toner supply unit 52D. The toner cartridge includes a supply unit driven by a motor, and rotates the motor to replenish the toner. The amount of toner replenished is adjusted by changing the rotation speed or rotation time of the motor. In the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, the above toner replenishment process is executed by the control unit 70.

ここで、トナーカートリッジには一定量のトナーが充填されており、トナーカートリッジのトナーが空になった場合は、新しいトナーカートリッジに交換することが可能となっている。なお、画像形成装置10においては、トナーカートリッジと現像器52との間にディスペンサ(搬送経路)を備える場合があり、この場合は該ディスペンサからトナーの補給を行ってもよい。 Here, the toner cartridge is filled with a certain amount of toner, and when the toner in the toner cartridge becomes empty, it can be replaced with a new toner cartridge. The image forming apparatus 10 may include a dispenser (transport path) between the toner cartridge and the developing device 52. In this case, toner may be replenished from the dispenser.

トナー供給部52Dから供給されたトナーは、攪拌オーガ52Cによって攪拌されながら図2(a)に示す−X方向へ搬送され、X軸方向端部で供給オーガ52Bへ受け渡される。供給オーガ52Bから供給されたトナーは、さらに現像ロール52Aに供給される。
すなわち、トナー供給部52Dから供給されたトナーは、図2(a)に符号「R」で示す矢印に沿って現像器52内を移動する。
The toner supplied from the toner supply unit 52D is conveyed in the −X direction shown in FIG. 2A while being agitated by the stirring auger 52C, and is delivered to the supply auger 52B at the end in the X-axis direction. The toner supplied from the supply auger 52B is further supplied to the developing roll 52A.
That is, the toner supplied from the toner supply unit 52D moves in the developing device 52 along the arrow indicated by the symbol “R” in FIG. 2A.

ATCセンサ14は現像器52の内部に存在するトナーの濃度を検知するセンサであり、現像器52の−X方向端部に設けられている。ATCセンサ14によって検知されたトナー濃度に基づいて、トナーカートリッジから現像器52へのトナーの補給がフィードバック制御される。すなわち、ATCセンサ14の出力値(以下、「センサ出力値」)が高いトナー濃度に対応するセンサ出力値であればトナーカートリッジからの補給は減らされ、低いトナー濃度に対応するセンサ出力値であればトナーカートリッジからの補給は増やされる。 The ATC sensor 14 is a sensor that detects the concentration of toner existing inside the developing device 52, and is provided at the end portion of the developing device 52 in the −X direction. The replenishment of toner from the toner cartridge to the developer 52 is feedback-controlled based on the toner concentration detected by the ATC sensor 14. That is, if the output value of the ATC sensor 14 (hereinafter, “sensor output value”) is a sensor output value corresponding to a high toner concentration, the replenishment from the toner cartridge is reduced, and the sensor output value corresponding to a low toner concentration is sufficient. For example, the supply from the toner cartridge will be increased.

上述したように、画像形成装置10では、現像剤としてトナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いているが、このうちキャリアは磁性を有する材料を用いて形成されている。
ATCセンサ14は、現像器52内の単位体積V当たりのキャリアの透磁率を測定することによってトナー濃度を推定している。なお、トナー濃度は、トナー濃度=トナーの量/(トナーの量+キャリアの量)×100(%)で定義される。本実施の形態に係る画像形成装置10では、キャリアは画像形成において用いられることはなく現像器52内に滞留し、キャリアの量はほぼ一定に保たれている。ただし、キャリアが補給される形態の画像形成装置であっても、本実施の形態は適用可能である。
As described above, the image forming apparatus 10 uses a two-component developer containing a toner and a carrier as a developing agent, and the carrier is formed by using a magnetic material.
The ATC sensor 14 estimates the toner concentration by measuring the magnetic permeability of carriers per unit volume V in the developing device 52. The toner concentration is defined as toner concentration = toner amount / (toner amount + carrier amount) × 100 (%). In the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, the carriers are not used in image forming but stay in the developing device 52, and the amount of carriers is kept substantially constant. However, this embodiment can be applied even to an image forming apparatus in which a carrier is replenished.

図6を参照して、ATCセンサ14によるトナー濃度の検知原理について説明する。図6は、トナー濃度(図6では「TC」と表記)が様々に変化した場合の、ATCセンサ14と対向する現像器52内の単位体積Vに含まれるトナーとキャリアの量を模式的に示している。図6では、通常の状態において、単位体積Vにトナーおよびキャリアが合計で10個充填されるものとしている。 The principle of detecting the toner concentration by the ATC sensor 14 will be described with reference to FIG. FIG. 6 schematically shows the amount of toner and carriers contained in the unit volume V in the developing device 52 facing the ATC sensor 14 when the toner concentration (denoted as “TC” in FIG. 6) changes variously. Shown. In FIG. 6, it is assumed that a total of 10 toners and carriers are filled in the unit volume V under a normal state.

図6(a)はトナー濃度が通常の状態を示しており、トナーとキャリアが各々5個ずつ充填されている。一方、図6(b)はトナー濃度が高い状態を示しており、トナーが7個、キャリアが3個充填されている。また、図6(c)はトナー濃度が低い状態を示しており、トナーが3個、キャリアが7個充填されている。そして、画像形成装置10では、センサ出力値とトナー濃度が、実験、シミュレーション等を用いて予め対応付けられている。 FIG. 6A shows a normal state of the toner concentration, and 5 toners and 5 carriers are filled in each. On the other hand, FIG. 6B shows a state in which the toner concentration is high, and 7 toners and 3 carriers are filled. Further, FIG. 6C shows a state in which the toner concentration is low, and 3 toners and 7 carriers are filled. Then, in the image forming apparatus 10, the sensor output value and the toner density are associated with each other in advance by using experiments, simulations, and the like.

トナー濃度は、図6(a)の通常状態で一定に維持されていることが好ましい。しかしながら、例えばATCセンサ14の誤検知等に起因して、トナー濃度が正常に維持されない場合がある。ATCセンサ14においてトナー濃度の誤検知が発生する要因の一例として、現像器52内における現像剤の圧縮状態が挙げられる。現像剤の圧縮状態とは、現像器52内の単位体積V当たりの現像剤(トナーおよびキャリア)の総量が通常の状態よりも過剰に多くなっている状態をいう。図6(d)は、この圧縮状態を模式的に示している。つまり、本実施の形態に係る現像器52内の、単位体積V当たりのトナーとキャリアの合計量の通常値は10個であるのに対し、図6(d)ではトナー10個、キャリア10個で合計量が20個となっている。なお、本実施の形態において「誤検知」とは、ATCセンサ14が、トナー濃度の検知ばらつきを越えて実際のトナー濃度からずれた値を検知することをいう。 The toner concentration is preferably maintained constant in the normal state shown in FIG. 6A. However, the toner concentration may not be maintained normally due to, for example, erroneous detection of the ATC sensor 14. An example of a factor that causes erroneous detection of the toner concentration in the ATC sensor 14 is a compressed state of the developer in the developing device 52. The compressed state of the developer means a state in which the total amount of the developer (toner and carrier) per unit volume V in the developing device 52 is excessively larger than the normal state. FIG. 6D schematically shows this compressed state. That is, while the normal value of the total amount of toner and carriers per unit volume V in the developing device 52 according to the present embodiment is 10, in FIG. 6D, 10 toners and 10 carriers. The total amount is 20 pieces. In the present embodiment, the "erroneous detection" means that the ATC sensor 14 detects a value that exceeds the detection variation of the toner concentration and deviates from the actual toner concentration.

図6(d)に示す状態においてもトナーの粒子数とキャリアの粒子数は等しく、図6(a)に示す通常状態と変わらない。ところが、キャリアの絶対量が多いので、ATCセンサ14は高い透磁率を検知し、その結果トナー濃度が低い状態にあるという誤った制御値を制御部70に送る。制御部70はセンサ出力値に基づいてトナー補給処理を実行するので、低トナー濃度に対応するセンサ出力値を受け取った制御部70は、トナーの補給量を増加させるようにトナーカートリッジを制御する。すなわち、センサ出力値が誤った値であることにより、トナー濃度が正常に維持できなくなる状態が発生する。 Even in the state shown in FIG. 6 (d), the number of toner particles and the number of carrier particles are the same, which is the same as the normal state shown in FIG. 6 (a). However, since the absolute amount of carriers is large, the ATC sensor 14 detects a high magnetic permeability, and as a result, sends an erroneous control value that the toner concentration is low to the control unit 70. Since the control unit 70 executes the toner replenishment process based on the sensor output value, the control unit 70 that receives the sensor output value corresponding to the low toner concentration controls the toner cartridge so as to increase the toner replenishment amount. That is, if the sensor output value is an erroneous value, a state in which the toner concentration cannot be maintained normally occurs.

図7を参照して、上記のトナー濃度が正常に維持できなくなる場合について、正常なトナー補給動作と併せ、より詳細に説明する。図7(a)は正常な(通常の)トナー補給動作を示す図であり、<1>はセンサ出力の時間に対する変化、<2>は補給動作の実行(図7(a)<2>では「ON」と表記)、停止(図7(a)<2>では「OFF」と表記)のタイミングを示している。図7(a)において、センサ出力は透磁率の大小に対応しているので、センサ出力の増加する方向がトナーの減少する方向に対応している。また、制御部70がトナー補給処理を実行するに際し、補給閾値TCthが設定されており、制御部70は補給閾値TCthを目標値としてトナーカートリッジのモータを制御することにより現像器52内のトナー量(トナー濃度)を調整する。 With reference to FIG. 7, the case where the above-mentioned toner concentration cannot be maintained normally will be described in more detail together with the normal toner replenishment operation. FIG. 7 (a) is a diagram showing a normal (normal) toner replenishment operation, <1> is a change of the sensor output with time, and <2> is an execution of the replenishment operation (in FIGS. 7 (a) and <2>. The timing of "ON") and stop (indicated as "OFF" in FIG. 7A <2>) is shown. In FIG. 7A, since the sensor output corresponds to the magnitude of the magnetic permeability, the direction in which the sensor output increases corresponds to the direction in which the toner decreases. Further, when the control unit 70 executes the toner replenishment process, the replenishment threshold TCth is set, and the control unit 70 controls the motor of the toner cartridge with the replenishment threshold TCth as a target value to control the amount of toner in the developer 52. Adjust (toner concentration).

図7(a)では、現像器52内のトナー濃度が比較的高く、トナー補給動作を停止させている状態を初期状態としている。続いてトナーが徐々に消費され、時刻t1で補給閾値TCthを越えたことをATCセンサ14が検知している。すると、制御部70はトナーカートリッジの補給用のモータを回転させ、時刻t2までトナー補給動作を実行する。次に、時刻t2でトナー補給動作が停止するとトナー濃度は徐々に減少し、時刻t3で再び補給閾値TCthに達すると、制御部70が再度トナー補給動作を実行する。以上が、正常な場合(通常の場合)の制御部70によるトナー補給動作である。 In FIG. 7A, the initial state is a state in which the toner concentration in the developing device 52 is relatively high and the toner replenishment operation is stopped. Subsequently, the ATC sensor 14 detects that the toner is gradually consumed and the supply threshold value TCth is exceeded at time t1. Then, the control unit 70 rotates the motor for replenishing the toner cartridge and executes the toner replenishment operation until time t2. Next, when the toner replenishment operation is stopped at time t2, the toner concentration gradually decreases, and when the replenishment threshold TCth is reached again at time t3, the control unit 70 executes the toner replenishment operation again. The above is the toner replenishment operation by the control unit 70 in the normal case (normal case).

次に図7(b)を参照して、ATCセンサ14がトナー濃度の誤検知を発生する場合の一例について説明する。図7(b)は、ATCセンサ14による誤検知の一例として、トナーカートリッジ交換直後の状態を例示している。図7(b)<1>はセンサ出力の時間変化を示しており、図7(b)<2>はトナー補給動作の実行(ON)、停止(OFF)を示している。 Next, with reference to FIG. 7B, an example of a case where the ATC sensor 14 causes an erroneous detection of the toner concentration will be described. FIG. 7B illustrates the state immediately after the toner cartridge is replaced as an example of false detection by the ATC sensor 14. 7 (b) <1> shows the time change of the sensor output, and FIG. 7 (b) <2> shows the execution (ON) and stop (OFF) of the toner replenishment operation.

トナーカートリッジの交換直後は、現像器52内にトナーがほぼ残留していない状態であるため、ATCセンサ14は低トナー濃度に対応するセンサ出力を出力する。制御部70は低トナー濃度の状態から通常のトナー濃度に早急に復帰させるべく、トナーカートリッジが備えるモータの回転数(または回転時間)を上げ、急激にトナーを補給しようとする。このような状態においては、上記した現像剤の圧縮状態が発生しやすい。 Immediately after the toner cartridge is replaced, there is almost no toner remaining in the developer 52, so the ATC sensor 14 outputs a sensor output corresponding to a low toner concentration. The control unit 70 tries to rapidly replenish the toner by increasing the rotation speed (or rotation time) of the motor included in the toner cartridge in order to quickly return from the low toner concentration state to the normal toner concentration. In such a state, the above-mentioned compressed state of the developer is likely to occur.

図7(b)<1>に示す例では、時刻t1において圧縮状態に起因するATCセンサ14の誤検知Deが発生している。すなわちトナーが補給され、現像器52内のトナー濃度は上昇しているにもかかわらず、センサ出力は低トナー濃度に対応した値に維持される状態が発生している。一旦このような状態になると悪循環に陥り、現像器52内の攪拌が間に合わずトナー濃度が制御不能になり、しいては画像形成装置10の故障に至る場合もある。なお、現像剤の圧縮状態に起因するATCセンサ14の誤検知は、トナーカートリッジの交換直後のみならず、例えば非常に高い画像密度の画像を連続して印刷した後等の急激にトナーを補給する場合にも発生する可能性がある。 In the example shown in FIG. 7B <1>, a false detection De of the ATC sensor 14 due to the compressed state occurs at time t1. That is, although the toner is replenished and the toner concentration in the developing device 52 is increased, the sensor output is maintained at a value corresponding to the low toner concentration. Once such a state occurs, a vicious cycle occurs, the stirring in the developing device 52 cannot keep up, the toner concentration becomes uncontrollable, and the image forming apparatus 10 may fail. The false detection of the ATC sensor 14 due to the compressed state of the developer is not only immediately after replacing the toner cartridge, but also rapidly replenishes the toner, for example, after continuously printing images with a very high image density. It can also occur in some cases.

そこで、本実施の形態では、ATCセンサ14のセンサ出力に加え、センサ出力の予測値を用いることとした。すなわち、本実施の形態に係る画像形成装置10では、制御部70がトナー濃度の予測値を算出し、実際のセンサ出力との差分(乖離値)を推定し、該乖離値が予め定められた乖離閾値を越えた場合にトナー補給動作を停止させる。このことにより、トナー濃度の予測値を用いない場合と比較して、トナー濃度の検知手段の誤検知の影響を抑制することができる画像形成装置が提供される。 Therefore, in the present embodiment, in addition to the sensor output of the ATC sensor 14, the predicted value of the sensor output is used. That is, in the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, the control unit 70 calculates the predicted value of the toner concentration, estimates the difference (deviation value) from the actual sensor output, and the deviation value is predetermined. When the deviation threshold is exceeded, the toner replenishment operation is stopped. This provides an image forming apparatus capable of suppressing the influence of erroneous detection of the toner concentration detecting means as compared with the case where the predicted value of the toner concentration is not used.

ここで、本実施の形態では、現像器52内のトナー濃度の予測値は、トナーカートリッジからのトナー補給量からトナー消費量を減じて現像器52内の残留トナー量を推定し、この残留トナー量をトナー濃度に換算して算出する。トナーの補給量は、例えばトナーカートリッジが備えるモータの回転数(または回転時間)から算出する。該モータの回転数(または回転時間)とトナーの補給量との関係は、実験、シミュレーション等によって予め対応付けられている。一方、消費量は、例えば印字された画素(ピクセル)の数から算出する。なお、以下では、現像剤の圧縮に起因してトナー補給を停止させる補給動作(ATCセンサ14の検知値と予測値の双方を用いる補給動作)と、通常の補給動作(例えば、予測値を使わず、検知値と補給閾値に基づいて行う動作)の双方を実行するモードを「併用補給モード」、通常の補給動作のみを実行するモードを「通常補給モード」と称して区別する。 Here, in the present embodiment, the predicted value of the toner concentration in the developer 52 is estimated by subtracting the toner consumption from the amount of toner replenished from the toner cartridge to estimate the amount of residual toner in the developer 52, and the residual toner is estimated. Calculate by converting the amount into toner concentration. The amount of toner replenished is calculated from, for example, the rotation speed (or rotation time) of the motor included in the toner cartridge. The relationship between the rotation speed (or rotation time) of the motor and the amount of toner replenished is associated in advance by experiments, simulations, and the like. On the other hand, the consumption amount is calculated from, for example, the number of printed pixels (pixels). In the following, a replenishment operation for stopping toner replenishment due to compression of the developer (a replenishment operation using both the detected value and the predicted value of the ATC sensor 14) and a normal replenishment operation (for example, using the predicted value). The mode that executes both the detection value and the operation performed based on the replenishment threshold value) is referred to as a "combined replenishment mode", and the mode that executes only the normal replenishment operation is referred to as a "normal replenishment mode".

図3を参照して、制御部70が実行する本実施の形態に係るトナー補給処理について説明する。図3(a)は、本実施の形態に係る併用補給モードを説明する図である。図3(a)<1>は、センサ出力の時間変化を示し、図3(a)<2>はトナー補給動作の実行(ON)、停止(OFF)を示している。 The toner replenishment process according to the present embodiment executed by the control unit 70 will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a diagram illustrating a combined replenishment mode according to the present embodiment. 3 (a) <1> shows the time change of the sensor output, and FIG. 3 (a) <2> shows the execution (ON) and stop (OFF) of the toner replenishment operation.

図3(a)<1>では、画像形成装置10は併用補給モードを動作させ、トナー濃度が低い状態から始まり、トナー補給動作が実行され(つまり、併用補給モードで動作している)、時刻t1においてATCセンサ14の誤検知Deが発生したものとしている。図3(a)<1>において、「検知値」(実線)がセンサ出力の実際の値であり、「予測値」(一点鎖線)が予測されたセンサ出力の値であり、検知値と予測値の差分が「乖離値ΔTC」である。図3(a)<1>に示すように、それまでほぼ同じ値であった検知値と予測値は、誤検知Deの発生後乖離している。乖離値ΔTCには乖離閾値ΔTCmaxが設定されており、制御部70は、乖離値ΔTCが乖離閾値ΔTCmaxを越えた場合に、トナーの補給を停止するようにトナーカートリッジを制御する。図3(a)<1>の例では、時刻t2において乖離値ΔTCが乖離閾値ΔTCmaxを越えたので現像器52内の現像剤に圧縮状態が発生していると推定し、制御部70はトナーの補給を停止させている。なお、トナーの補給を停止させる際、現像器52内のトナー濃度自体は高い状態にあるので、印刷(画像形成)動作を停止させる必要はない。しかしながら、必要に応じ印刷(画像形成)を停止させてもよい。 In FIG. 3A <1>, the image forming apparatus 10 operates the combined replenishment mode, starts from a state where the toner concentration is low, executes the toner replenishment operation (that is, operates in the combined replenishment mode), and the time. It is assumed that the false detection De of the ATC sensor 14 has occurred at t1. In FIG. 3A <1>, the "detection value" (solid line) is the actual value of the sensor output, and the "predicted value" (dashed line) is the predicted sensor output value, which is the detected value and the predicted value. The difference between the values is the "deviation value ΔTC". As shown in FIG. 3A <1>, the detected value and the predicted value, which were substantially the same values up to that point, deviate after the occurrence of the false detection De. A deviation threshold value ΔTCmax is set for the deviation value ΔTC, and the control unit 70 controls the toner cartridge so as to stop the toner supply when the deviation value ΔTC exceeds the deviation threshold value ΔTCmax. In the example of FIG. 3A <1>, since the deviation value ΔTC exceeded the deviation threshold value ΔTCmax at time t2, it is estimated that a compressed state is generated in the developer in the developing device 52, and the control unit 70 uses the toner. The supply of toner is stopped. When the toner supply is stopped, the toner concentration itself in the developing device 52 is in a high state, so that it is not necessary to stop the printing (image forming) operation. However, printing (image formation) may be stopped if necessary.

トナーカートリッジからのトナーの補給を停止させると現像器52内の現像剤の攪拌が進むので、現像剤の圧縮状態は解消されると考えられる。そのため、図3(a)<1>の例では、時刻t3にトナーの補給を再開している。トナーの補給を停止させる期間は、現像剤の圧縮状態が問題とならない程度に解消されるまでの期間とすればよいが、本実施の形態ではトナーの補給を停止させてから、予め定められた停止時間Tsの間、トナーの補給を停止させるようにしている(Ts=t3−t2)。ただし、トナーの補給の停止時間はこれに限られず、例えば、トナーの補給を停止させてから乖離値ΔTCが乖離閾値ΔTCmax以下になるまでの期間、あるいは、検知値が補給閾値TCth未満になるまでの期間等としてもよい。 When the replenishment of toner from the toner cartridge is stopped, the stirring of the developer in the developing device 52 proceeds, so that it is considered that the compressed state of the developing agent is eliminated. Therefore, in the example of FIG. 3A <1>, the toner supply is restarted at time t3. The period for stopping the replenishment of toner may be a period until the compressed state of the developer is resolved to the extent that it does not cause a problem, but in the present embodiment, after the replenishment of toner is stopped, it is determined in advance. During the stop time Ts, the toner supply is stopped (Ts = t3-t2). However, the stop time of toner replenishment is not limited to this, for example, the period from when the toner replenishment is stopped until the deviation value ΔTC becomes the deviation threshold ΔTCmax or less, or until the detection value becomes less than the supply threshold TCth. It may be the period of.

次に、図4を参照して、併用補給モードの適用期間について説明する。上述したように、トナーカートリッジの交換直後は現像剤の圧縮状態が発生しやすいので、併用補給モードはトナーカートリッジの交換からあまり間を置かずに動作させるのが好ましい。 Next, the application period of the combined replenishment mode will be described with reference to FIG. As described above, since the developing agent is likely to be compressed immediately after the toner cartridge is replaced, it is preferable to operate the combined replenishment mode shortly after the toner cartridge is replaced.

一方、併用補給モードの実行に際しては、トナーカートリッジが空になる直前の状態も考慮する必要がある。図4(a)は、トナーカートリッジが空になる直前の検知値と予測値の時間変化を示している。図4(a)において、画像形成装置10は併用補給モードで動作しており、時刻t1においてトナーカートリッジが空、または空とみなしてよい状態になったものとする。この時トナーカートリッジが空に近い状態なのでトナーが補給されず、ATCセンサ14の検知値は補給閾値TCthを越え、トナー濃度が徐々に低くなっていることを示している。このとき画像形成装置10は併用補給モードで動作しているので、予測値は逆に徐々にトナー濃度が高くなっていること示している。そのため、検知値と予測値との間に乖離値ΔTCが発生し、ΔTC>ΔTCmaxの条件が充足されると、制御部70はトナーの補給を停止するようにトナーカートリッジを制御する。 On the other hand, when executing the combined replenishment mode, it is necessary to consider the state immediately before the toner cartridge is emptied. FIG. 4A shows the time change of the detected value and the predicted value immediately before the toner cartridge is emptied. In FIG. 4A, it is assumed that the image forming apparatus 10 is operating in the combined replenishment mode, and the toner cartridge is empty or can be regarded as empty at time t1. At this time, since the toner cartridge is almost empty, the toner is not replenished, and the detection value of the ATC sensor 14 exceeds the replenishment threshold TCth, indicating that the toner concentration is gradually decreasing. At this time, since the image forming apparatus 10 is operating in the combined replenishment mode, the predicted value indicates that the toner concentration is gradually increasing. Therefore, when a deviation value ΔTC occurs between the detected value and the predicted value and the condition of ΔTC> ΔTCmax is satisfied, the control unit 70 controls the toner cartridge so as to stop the toner supply.

一方、画像形成装置10は、トナーカートリッジが空になった場合には、そのことを検知してその旨をユーザに報知する等の他の処理を行っている。従って、トナーカートリッジが空になる間際まで併用補給モードを動作させていると、トナーカートリッジの空を検知するタイミングがずれる等の本来想定していない誤動作が発生する可能性がある。そこで、トナーカートリッジが空または空に近い状態となった時点から、予め定められた時間遡った時点まで(以下、「空検知期間」)は併用補給モードを動作させない(つまり、通常補給モードで動作させる)ことが好ましい。なお、トナーカートリッジが空または空に近い状態となる時点は、例えばトナーカートリッジが交換されてからのトナー供給用モータの回転数(または回転時間)を用いて推定される。 On the other hand, when the toner cartridge becomes empty, the image forming apparatus 10 performs other processing such as detecting the fact and notifying the user to that effect. Therefore, if the combined replenishment mode is operated until the toner cartridge is almost empty, an unexpected malfunction such as a shift in the timing of detecting the emptyness of the toner cartridge may occur. Therefore, the combined replenishment mode is not operated (that is, the normal replenishment mode is operated) from the time when the toner cartridge becomes empty or nearly empty to the time when the toner cartridge goes back a predetermined time (hereinafter, "empty detection period"). ) Is preferable. The time when the toner cartridge becomes empty or nearly empty is estimated by using, for example, the rotation speed (or rotation time) of the toner supply motor after the toner cartridge is replaced.

以上の検討を踏まえ、併用補給モードの適用期間と、通常補給モードの適用期間を図示したのが図4(b)である。すなわち、図4(b)に示すように、トナーカートリッジを交換してから予め定められた期間は、ATCセンサ14の誤検知が発生しやすい期間なので、併用補給モードを適用する併用補給モード期間Tcとする。一方、ATCセンサ14の誤検知が発生しにくい期間、または併用補給モードを適用することが好ましくない期間は、通常補給モードを適用する通常補給モード期間Toとする。上記のように、空検知期間もこの通常補給モード期間Toに含まれる。ここで、併用補給モード、通常補給モードの各々のモードで、制御部70は、予測値の算出は常時実行している。換言すれば、併用補給モードでは予測値の適用を有効化し、通常補給モードでは予測値の適用を無効化するということである。 Based on the above studies, FIG. 4B illustrates the application period of the combined replenishment mode and the application period of the normal replenishment mode. That is, as shown in FIG. 4B, since the predetermined period after the toner cartridge is replaced is a period in which false detection of the ATC sensor 14 is likely to occur, the combined replenishment mode period Tc to which the combined replenishment mode is applied is applied. And. On the other hand, the period during which false detection of the ATC sensor 14 is unlikely to occur or the period during which it is not preferable to apply the combined replenishment mode is set as the normal replenishment mode period To to which the normal replenishment mode is applied. As described above, the empty detection period is also included in this normal replenishment mode period To. Here, in each of the combined replenishment mode and the normal replenishment mode, the control unit 70 constantly executes the calculation of the predicted value. In other words, the combined replenishment mode enables the application of the predicted value, and the normal replenishment mode invalidates the application of the predicted value.

次に、図5を参照して、画像形成装置10において実行されるトナー補給処理について説明する。図5は画像形成装置10において実行されるトナー補給処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。本トナー補給処理プログラムは画像形成装置10の図示しないROM等の記憶手段に記憶されており、画像形成装置10の電源が投入されたタイミング、あるいは実行開始が必要と判断したタイミングで、図示しないCPUがROM等の記憶手段から本トナー補給処理プログラムを読み込み、RAM等に展開して実行する。本実施の形態では、画像形成装置10のトナーカートリッジが交換され、制御部70が該交換を検知した直後から開始するものとする。 Next, the toner replenishment process executed in the image forming apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow of a toner replenishment processing program executed by the image forming apparatus 10. This toner replenishment processing program is stored in a storage means such as a ROM (not shown) of the image forming apparatus 10, and a CPU (not shown) is stored at a timing when the power of the image forming apparatus 10 is turned on or when it is determined that execution needs to be started. Reads this toner replenishment processing program from a storage means such as a ROM, expands it into a RAM or the like, and executes it. In the present embodiment, the toner cartridge of the image forming apparatus 10 is replaced, and the control unit 70 starts immediately after detecting the replacement.

ステップS100で、併用補給モードを実行する。つまり、予測値の適用を有効化する。すなわち、制御部70は、ATCセンサ14の検知値と予測値の双方を用いてトナーカートリッジからのトナー補給を制御する。なお、以下の説明ではATCセンサ14の検知値と予測値の双方を用いるトナー補給動作について説明するが、図7(a)に示す検知値のみを用いるトナー補給動作も同時に実行している。 In step S100, the combined replenishment mode is executed. That is, the application of the predicted value is enabled. That is, the control unit 70 controls the toner supply from the toner cartridge by using both the detected value and the predicted value of the ATC sensor 14. In the following description, the toner replenishment operation using both the detection value and the predicted value of the ATC sensor 14 will be described, but the toner replenishment operation using only the detection value shown in FIG. 7A is also executed at the same time.

ステップS101で、乖離値ΔTCが乖離閾値ΔTCmaxを越えたか否か判定する。
当該判定が否定判定となった場合はステップS105に移行し、肯定判定となった場合はステップS102に移行する。
In step S101, it is determined whether or not the deviation value ΔTC exceeds the deviation threshold value ΔTCmax.
If the determination is negative, the process proceeds to step S105, and if the determination is positive, the process proceeds to step S102.

ステップS102で、トナー補給動作を停止させるようにトナーカートリッジを制御する。ステップS101で現像剤の圧縮状態を検知したためである。 In step S102, the toner cartridge is controlled so as to stop the toner replenishment operation. This is because the compressed state of the developer was detected in step S101.

ステップS103で、トナー補給動作の停止時間Tsが経過したか否か判定する。当該判定が否定判定となった場合はステップS102に戻りトナー補給動作の停止を継続する。一方、当該判定が肯定判定となった場合は、ステップS104に移行する。 In step S103, it is determined whether or not the stop time Ts of the toner replenishment operation has elapsed. If the determination is negative, the process returns to step S102 and the toner replenishment operation is continued to be stopped. On the other hand, if the determination is affirmative, the process proceeds to step S104.

ステップS104で、トナー補給動作を開始(再開)する。現像器52内の圧縮状態が、攪拌により解消されたと推定されるためである。 In step S104, the toner replenishment operation is started (restarted). This is because it is presumed that the compressed state in the developing device 52 is eliminated by stirring.

ステップS105で、併用補給モードの期間が経過したか否か判定する。該併用補給モードの期間は、例えば上記の併用補給モード期間Tcである。当該判定が否定判定となった場合はステップS100に移行し、併用補給モードの実行を継続する。一方、当該判定が肯定判定となった場合は、ステップS106に移行する。 In step S105, it is determined whether or not the period of the combined replenishment mode has elapsed. The period of the combined replenishment mode is, for example, the above-mentioned combined replenishment mode period Tc. If the determination is negative, the process proceeds to step S100, and the execution of the combined replenishment mode is continued. On the other hand, if the determination is affirmative, the process proceeds to step S106.

ここで、ステップS100からステップS105の区間におけるトナー補給動作についてより詳細に説明する。すなわち、本区間においては、基本的に検知値を用いたトナー補給動作が実行されている。ところが、併用補給モード期間Tcの途中で、例えば高密度の画像を連続して印刷した場合等の要因により圧縮が発生し、乖離値ΔTCが乖離閾値ΔTCmaxを越える場合がある。このような場合は、検知値と予測値を用いたトナー補給動作に切り替えて実行し、実行時点で併用補給モード期間Tcが未了であればステップS100に戻り、併用補給モードの実行を継続する。つまり、上述したように、制御部70は予測値の算出を常時実行している。 Here, the toner replenishment operation in the section from step S100 to step S105 will be described in more detail. That is, in this section, the toner replenishment operation using the detected value is basically executed. However, in the middle of the combined replenishment mode period Tc, compression may occur due to factors such as when high-density images are continuously printed, and the deviation value ΔTC may exceed the deviation threshold value ΔTCmax. In such a case, the operation is switched to the toner replenishment operation using the detected value and the predicted value, and if the combined replenishment mode period Tc is not completed at the time of execution, the process returns to step S100 and the combined replenishment mode is continued. .. That is, as described above, the control unit 70 constantly executes the calculation of the predicted value.

ステップS106では、通常補給モードに切り替えて実行する。つまり、予測値の適用を無効化する。 In step S106, the mode is switched to the normal replenishment mode for execution. That is, the application of the predicted value is invalidated.

ステップS107で、通常補給モードの期間が経過したか否か判定する。該通常補給モードの期間は、例えば上記の通常補給モード期間Toである。当該判定が否定判定となった場合は、ステップS106に戻って通常補給モードを継続する一方、肯定判定となった場合はステップS108に移行する。 In step S107, it is determined whether or not the period of the normal replenishment mode has elapsed. The period of the normal replenishment mode is, for example, the above-mentioned normal replenishment mode period To. If the determination is negative, the process returns to step S106 to continue the normal replenishment mode, while if the determination is positive, the process proceeds to step S108.

ステップS108では、本トナー補給処理プログラムの終了の指示があったか否か判定する。当該判定が否定判定となった場合はステップS100に戻って併用補給モードを再開し、肯定判定となった場合は本トナー補給処理プログラムを終了する。本トナー補給処理プログラムは、例えば、画像形成装置10の電源が遮断された場合に終了させる。 In step S108, it is determined whether or not there is an instruction to end the toner replenishment processing program. If the determination is negative, the process returns to step S100 to restart the combined replenishment mode, and if the determination is positive, the toner replenishment processing program is terminated. This toner replenishment processing program is terminated, for example, when the power supply of the image forming apparatus 10 is cut off.

なお、上記実施の形態では、現像剤の圧縮状態が検知された場合にトナーの補給を停止させる形態を例示して説明したが、これに限られず、現像器52内における攪拌で圧縮状態が速やかに解消される程度にトナーの補給を通常の補給量から減少させる形態としてもよい。 In the above embodiment, the mode in which the toner supply is stopped when the compressed state of the developer is detected has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the compressed state is quickly changed by stirring in the developing device 52. The toner replenishment may be reduced from the normal replenishment amount to the extent that the toner is replenished.

10 画像形成装置
12 レーザ走査装置
14 ATCセンサ
40 中間転写ベルト
42 ロール
44、44C、44M、44Y、44K 画像記録ユニット
46 感光体ドラム
48 クリーナ
50 帯電器
52 現像器
52A 現像ロール
52B 供給オーガ
52C 攪拌オーガ
52D トナー供給部
54 1次転写ロール
56 ピックアップロール
58 ロール対
60 2次転写ロール
62 用紙搬送系
64 定着器
70 制御部
De 誤検知
P 走行方向
TCth 補給閾値
Ts 停止時間
Tc 併用補給モード期間
To 通常補給モード期間
V 単位体積
ΔTC 乖離値
ΔTCmax 乖離閾値
10 Image forming device 12 Laser scanning device 14 ATC sensor 40 Intermediate transfer belt 42 Roll 44, 44C, 44M, 44Y, 44K Image recording unit 46 Photoreceptor drum 48 Cleaner 50 Charger 52 Developer 52A Development roll 52B Supply auger 52C Stirring auger 52D Toner supply unit 54 Primary transfer roll 56 Pickup roll 58 Roll vs. 60 Secondary transfer roll 62 Paper transfer system 64 Fixer 70 Control unit De False detection P Travel direction TCth Replenishment threshold Ts Stop time Tc Combined replenishment mode Period To Normal replenishment Mode period V Unit volume ΔTC Deviation value ΔTCmax Deviation threshold

Claims (10)

像担持体上に形成された静電潜像を、収容されたトナーとキャリアを含有する現像剤を用いて現像する現像手段と、
前記現像手段内のトナーの濃度を検知して検知値を出力する検知手段と、
前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、
前記検知値に基づいてトナーを補給するように前記補給手段を制御する制御手段であって、前記現像手段内に残留するトナーの濃度を予測値として算出するとともに、前記予測値に関する予め定められた条件が充足された場合に、さらに前記予測値を用いて前記補給手段を制御する制御手段と、
を含む画像形成装置。
A developing means for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier using a developer containing a contained toner and a carrier, and
A detection means that detects the density of toner in the developing means and outputs a detected value,
A replenishment means for replenishing the developing means with toner,
It is a control means that controls the replenishment means so as to replenish the toner based on the detected value, calculates the concentration of the toner remaining in the developing means as a predicted value, and determines the predicted value in advance. When the condition is satisfied, the control means for further controlling the replenishment means using the predicted value, and the control means.
An image forming apparatus including.
前記制御手段は、前記検知値に基づいてトナーを補給する第1の補給モード、および前記検知値および前記予測値を用いて前記第1の補給モードにおける補給量よりも少ない補給量で補給する第2の補給モードを備え、
前記予測値に関する予め定められた条件が充足された場合に前記第1の補給モードから前記第2の補給モードに切り替えて前記補給手段を制御する
請求項1に記載の画像形成装置。
The control means replenishes the toner with a replenishment amount smaller than that in the first replenishment mode in which the toner is replenished based on the detected value, and the replenishment amount in the first replenishment mode using the detected value and the predicted value. Equipped with 2 replenishment modes
The image forming apparatus according to claim 1, wherein when a predetermined condition relating to the predicted value is satisfied, the first replenishment mode is switched to the second replenishment mode to control the replenishment means.
前記制御手段は、前記検知値と前記予測値との乖離が予め定められた乖離閾値を越えた場合に前記第2の補給モードに切り替えて前記補給手段を制御する
請求項2に記載の画像形成装置。
The image forming according to claim 2, wherein the control means switches to the second replenishment mode and controls the replenishment means when the dissociation between the detected value and the predicted value exceeds a predetermined dissociation threshold value. apparatus.
前記制御手段は、前記検知値と前記予測値との乖離が予め定められた乖離閾値を越えた場合に前記第2の補給モードに切り替えてトナーの補給を停止させるように前記補給手段を制御する
請求項3に記載の画像形成装置。
The control means controls the replenishment means so as to switch to the second replenishment mode and stop the replenishment of toner when the deviation between the detected value and the predicted value exceeds a predetermined deviation threshold value. The image forming apparatus according to claim 3.
前記制御手段は、前記乖離が前記乖離閾値を越えてから再び前記乖離閾値以下になった場合に前記第1の補給モードに戻すように前記補給手段を制御する
請求項3または請求項4に記載の画像形成装置。
The third or fourth aspect of the present invention, wherein the control means controls the replenishment means so as to return to the first replenishment mode when the dissociation exceeds the dissociation threshold value and then falls below the dissociation threshold value again. Image forming device.
前記制御手段は、前記乖離が前記乖離閾値を越えた時点から予め定められた時間が経過するまで前記第2の補給モードを実行するように前記補給手段を制御する
請求項3または請求項4に記載の画像形成装置。
According to claim 3 or 4, the control means controls the replenishment means so as to execute the second replenishment mode from the time when the divergence exceeds the divergence threshold value until a predetermined time elapses. The image forming apparatus described.
前記検知値には、前記現像手段にトナーを補給するに際して予め定められた補給閾値が設定されており、
前記制御手段は、前記乖離が乖離閾値を越えてから前記検知値が前記補給閾値未満になった場合に前記第1の補給モードに戻すように前記補給手段を制御する
請求項3または請求項4に記載の画像形成装置。
A predetermined replenishment threshold value is set in the detected value when replenishing toner to the developing means.
Claim 3 or claim 4 in which the control means controls the replenishment means so as to return to the first replenishment mode when the detection value becomes less than the replenishment threshold after the dissociation exceeds the dissociation threshold. The image forming apparatus according to the above.
前記制御手段は、前記画像形成装置が稼働中の特定の期間において前記第2の補給モードを実行する
請求項2から請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 2 to 7, wherein the control means executes the second replenishment mode during a specific period during which the image forming apparatus is in operation.
前記補給手段は一定量のトナーを充填した状態で交換可能となっており、
前記制御手段は、前記補給手段が交換された時点から第1の予め定められた時間が経過するまで前記第2の補給モードを実行するように前記補給手段を制御する
請求項8に記載の画像形成装置。
The replenishment means can be replaced with a certain amount of toner filled.
The image according to claim 8, wherein the control means controls the replenishment means so as to execute the second replenishment mode from the time when the replenishment means is replaced until a first predetermined time elapses. Forming device.
前記補給手段は一定量のトナーを充填した状態で交換可能となっており、
前記制御手段は、前記補給手段にトナーが残留していないと予測される時点から第2の予め定められた時間遡った時点の期間において前記第2の補給モードを実行しない
請求項8または請求項9に記載の画像形成装置。





The replenishment means can be replaced with a certain amount of toner filled.
Claim 8 or claim that the control means does not execute the second replenishment mode in a period of time that goes back a second predetermined time from the time when it is predicted that no toner remains in the replenishment means. 9. The image forming apparatus according to 9.





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