JP2021086061A - Image forming apparatus - Google Patents

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健留 永本
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諒 谷口
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敦哉 池内
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Abstract

To provide an image forming apparatus that can prevent a reduction in density of an image even when there is a difference between an output value from a toner concentration sensor and the concentration of toner in a developing device.SOLUTION: An image forming apparatus comprises image forming units, a fixing unit, a developing voltage power supply, an image density sensor, a fixing temperature sensor, and a control unit. The control unit defines the time to start image formation immediately after a first condition where the image forming apparatus is powered on and a temperature detected by the fixing temperature sensor is equal to or less than a predetermined temperature, or a second condition where the image forming apparatus is left standing for a predetermined time or longer from the end of immediately previous image formation is satisfied a reckoning start time, and calculates an active time Δt from a reckoning start time when the first condition or the second condition is satisfied next time to a final image formation time, and a development cumulative driving time Δtdev. When an active time development driving ratio Δtdev/Δt is equal to or more than a predetermined value, the image forming apparatus executes calibration when toner consumption reaches a predetermined amount.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用する現像装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関し、特に、現像装置における現像剤中のトナー濃度の変動を予測する方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copier, a facsimile, a printer, etc., which is provided with a developing apparatus using a two-component developer composed of a magnetic carrier and a toner, and particularly, changes in the toner concentration in the developing agent in the developing apparatus. It concerns how to predict.

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラー上に形成されたトナーおよびキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体(感光体)上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。 Conventionally, as a developing method using dry toner in an image forming apparatus using an electrophotographic process, a one-component developing method that does not use a carrier and a two-component developing agent that charges a non-magnetic toner using a magnetic carrier are used. A two-component developing method is known in which an electrostatic latent image on an image carrier (photoreceptor) is developed by a magnetic brush composed of toner and a carrier formed on a developing roller.

二成分現像方式の現像装置においては、現像装置内のトナー濃度(現像剤中のキャリアに対するトナーの割合)をトナー濃度センサーによって検知し、印字等による減少分だけ新たなトナーを補給している。しかし、トナー濃度センサーの出力がトナー濃度変動以外の要因、例えば温度によって変化してしまうと、トナー濃度を正しく検知できず、意図しないトナー補給動作によりトナー濃度の実測値が狙いのトナー濃度(基準濃度)よりも増加してしまうことがある。 In a two-component developing system, the toner concentration in the developing device (the ratio of toner to carriers in the developing agent) is detected by a toner concentration sensor, and new toner is replenished by the amount of reduction due to printing or the like. However, if the output of the toner concentration sensor changes due to factors other than the fluctuation of the toner concentration, for example, the temperature, the toner concentration cannot be detected correctly, and the measured value of the toner concentration is the target toner concentration (reference) due to an unintended toner replenishment operation. It may increase more than the concentration).

この場合、印字終了後に長時間放置する等により現像装置内の温度が低下してトナー濃度センサーの出力が元に戻ることで、トナー濃度の実測値が基準濃度になるまでトナー補給が行われずに印字されることとなる。その結果、現像装置内のトナーの帯電量が上昇してトナーの現像性が低下するため、その後の印字動作で画像濃度が急激に低下するおそれがある。上記の対策として、センサー出力の変動要素である温度に応じてセンサー出力値を補正することでトナー濃度の増減を緩和できるが、トナー濃度の検知精度を高めるためには複数のセンサーが必要となりコストアップに繋がる。 In this case, the temperature inside the developing device drops due to leaving it for a long time after printing is completed, and the output of the toner concentration sensor returns to the original value, so that the toner is not replenished until the measured value of the toner concentration reaches the reference concentration. It will be printed. As a result, the amount of charge of the toner in the developing apparatus increases and the developability of the toner decreases, so that the image density may decrease sharply in the subsequent printing operation. As the above countermeasure, the increase / decrease in toner concentration can be mitigated by correcting the sensor output value according to the temperature, which is a variable factor of sensor output, but multiple sensors are required to improve the detection accuracy of toner concentration, which is costly. It leads to up.

トナー濃度の変動に伴う画像濃度の低下を緩和する方法として、例えば特許文献1には、中間転写ベルト上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、中間転写ベルト上の2つのトナー像の間に試験画像を形成する試験画像形成手段と、試験画像の濃度を検知する濃度検知手段と、所定の理想値と検知濃度との差分を算出する差分算出手段と、この差分に応じて現像電圧を増減する増減手段とを設けることにより、現像特性が変化した場合に速やかに濃度補正をすることができる画像形成装置が開示されている。 As a method for alleviating a decrease in image density due to fluctuations in toner concentration, for example, Patent Document 1 describes between a toner image forming means for forming a toner image on an intermediate transfer belt and two toner images on an intermediate transfer belt. A test image forming means for forming a test image, a density detecting means for detecting the density of the test image, a difference calculating means for calculating the difference between a predetermined ideal value and the detected density, and a developing voltage according to the difference. An image forming apparatus capable of promptly correcting the density when the development characteristics change by providing an increasing / decreasing means for increasing / decreasing is disclosed.

特開2009−169057号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-169057

特許文献1の方法は、印字間に試験画像を印字し、そのトナー濃度から現像電圧の最適値を設定後、次回印字時の印字間にもう一度試験画像を印字して同様に現像電圧の最適値の計算を行い、一回目と二回目の現像電圧の計算値から現像電圧の最適値を決定するという構成であるが、トナー濃度検知手段の出力値によらず試験画像を出力するため、例えば、トナーセンサーの出力が目標値に対して高く、印字によって明らかに濃度低下すると想定される場合以外であっても試験画像を出力してしまい、不要なトナーを消費するという問題点があった。また、画像形成装置の各色の画像形成部間の距離が短い場合、試験画像の出力のために印字間隔(紙間)を長くとる必要があり、印字速度が低下してしまうという問題点もあった。 In the method of Patent Document 1, a test image is printed between printings, an optimum value of the development voltage is set from the toner concentration, and then the test image is printed again during the next printing, and the optimum value of the development voltage is similarly printed. The optimum value of the development voltage is determined from the calculated values of the first and second development voltages. However, since the test image is output regardless of the output value of the toner concentration detecting means, for example, There is a problem that the output of the toner sensor is higher than the target value, and the test image is output even when it is not assumed that the density is clearly reduced by printing, and unnecessary toner is consumed. Further, when the distance between the image forming portions of each color of the image forming apparatus is short, it is necessary to take a long printing interval (between papers) in order to output the test image, and there is also a problem that the printing speed is lowered. It was.

本発明は、上記問題点に鑑み、トナー濃度センサーの出力値と現像装置内のトナー濃度とに差が生じている場合であっても、画像濃度の低下を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides an image forming apparatus capable of suppressing a decrease in image density even when there is a difference between the output value of the toner density sensor and the toner density in the developing apparatus. The purpose is.

上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、画像形成部と、定着部と、現像電圧電源と、画像濃度センサーと、定着温度センサーと、時間計測部と、制御部と、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、表面に感光層が形成された像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電装置により帯電された像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、現像装置と、を有する。現像装置は、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、現像容器内に回転可能に支持され表面に二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、現像容器内の二成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサーと、を有し、現像剤担持体を用いて静電潜像をトナー像に現像する。定着部は、画像形成部によりトナー像が形成された記録媒体を加熱および加圧することによりトナー像を記録媒体に定着する。現像電圧電源は、現像剤担持体に現像電圧を印加する。画像濃度センサーは、画像形成部により形成されたトナー像の画像濃度を検知する。定着温度センサーは、定着部の温度を検出する。制御部は、画像形成部および現像電圧電源を制御する。制御部は、画像濃度センサーの検知結果に基づいて現像電圧を調整することにより画像濃度の補正を行うキャリブレーションを実行可能である。制御部は、画像形成装置が電源投入時であり、且つ定着温度センサーの検出温度が所定温度以下である第1条件、または直前の画像形成終了時からの放置時間が所定時間以上である第2条件を満たす場合、第1条件または第2条件を満たした直後の画像形成開始時間を起算開始時間とし、次に第1条件または第2条件を満たしたときの起算開始時間から最終画像形成時間までのアクティブ時間Δtと、アクティブ時間内の現像装置の駆動時間の累積値である現像累積駆動時間Δtdevと、を算出する。制御部は、現像累積駆動時間Δtdevをアクティブ時間Δtで除算したアクティブ時間現像駆動率Δtdev/Δtが所定値以上である場合、第1条件または第2条件を満たした後のトナー消費量が所定の閾値に到達したときキャリブレーションを実行する。 In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention includes an image forming unit, a fixing unit, a developing voltage power supply, an image density sensor, a fixing temperature sensor, a time measuring unit, and a control unit. It is an image forming apparatus provided. The image forming unit exposes an image carrier having a photosensitive layer formed on its surface, a charging device for charging the surface of the image carrier, and the surface of the image carrier charged by the charging device to produce an electrostatic latent image. It has an exposure device to be formed and a developing device. The developing apparatus includes a developing container that houses a two-component developing agent containing a carrier and a toner, a developing agent carrier that is rotatably supported in the developing container and supports the two-component developing agent on the surface, and two in the developing container. It has a toner concentration sensor that detects the toner concentration in the component developer, and develops an electrostatic latent image into a toner image using a developer carrier. The fixing unit fixes the toner image to the recording medium by heating and pressurizing the recording medium on which the toner image is formed by the image forming unit. The developing voltage power supply applies a developing voltage to the developer carrier. The image density sensor detects the image density of the toner image formed by the image forming unit. The fixing temperature sensor detects the temperature of the fixing portion. The control unit controls the image forming unit and the developing voltage power supply. The control unit can perform calibration for correcting the image density by adjusting the development voltage based on the detection result of the image density sensor. The control unit has a first condition in which the image forming apparatus is turned on and the detection temperature of the fixing temperature sensor is equal to or lower than a predetermined temperature, or a second condition in which the leaving time from the end of the immediately preceding image formation is equal to or longer than a predetermined time. When the condition is satisfied, the image formation start time immediately after the first condition or the second condition is satisfied is set as the calculation start time, and then from the calculation start time when the first condition or the second condition is satisfied to the final image formation time. The active time Δt and the cumulative development drive time Δtdev, which is the cumulative value of the drive time of the developing device within the active time, are calculated. When the active time development drive rate Δtdev / Δt obtained by dividing the cumulative development drive time Δtdev by the active time Δt is equal to or greater than a predetermined value, the control unit determines the toner consumption after satisfying the first condition or the second condition. Perform calibration when the threshold is reached.

本発明の第1の構成によれば、画像形成装置が長時間放置される前に高頻度で印字されており、温度上昇によってトナー濃度センサーの出力値が変動して、現像装置内のトナー濃度が基準濃度に対して高くなっていると予測される場合に、現像装置内のトナー濃度が低下するまでトナーが消費された適切なタイミングでキャリブレーションが実行される。従って、現像装置内のトナー濃度が大きく変動した状態で画像形成装置が使用される期間を最小限に抑えることができる。また、トナー濃度センサーの出力値を温度に基づいて補正する必要がないため、温度センサーの個数を削減することができる。さらに、不要なタイミングでのキャリブレーションの実行による消費トナーの増加や、画像形成効率の低下を抑制することができる。 According to the first configuration of the present invention, printing is performed frequently before the image forming apparatus is left for a long time, and the output value of the toner concentration sensor fluctuates due to a temperature rise, so that the toner concentration in the developing apparatus is changed. When is predicted to be higher than the reference density, calibration is performed at an appropriate time when the toner is consumed until the toner concentration in the developing device decreases. Therefore, it is possible to minimize the period during which the image forming apparatus is used in a state where the toner concentration in the developing apparatus fluctuates greatly. Further, since it is not necessary to correct the output value of the toner concentration sensor based on the temperature, the number of temperature sensors can be reduced. Further, it is possible to suppress an increase in toner consumption and a decrease in image formation efficiency due to execution of calibration at unnecessary timings.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の全体構成を示す概略図Schematic diagram showing the overall configuration of the image forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. 本実施形態の画像形成装置100に搭載される現像装置3aの側面断面図Side sectional view of the developing apparatus 3a mounted on the image forming apparatus 100 of the present embodiment. 画像形成部Paの制御経路を含む画像形成部Pa周辺の部分拡大図Partial enlarged view around the image forming unit Pa including the control path of the image forming unit Pa アクティブ時間Δtと現像駆動時間Δtdevとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the active time Δt and the development drive time Δtdev 本実施形態の画像形成装置100におけるアクティブ時間Δt、現像駆動時間Δtdevの算出制御例を示すフローチャートA flowchart showing a calculation control example of the active time Δt and the development drive time Δtdev in the image forming apparatus 100 of the present embodiment. 図5におけるキャリブレーションルーチンの制御例を示すフローチャートA flowchart showing a control example of the calibration routine in FIG.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の内部構造を示す断面図である。画像形成装置100(ここではカラープリンター)本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、PcおよびPdが、搬送方向上流側(図1では左側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the image forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. In the main body of the image forming apparatus 100 (here, a color printer), four image forming portions Pa, Pb, Pc and Pd are arranged in order from the upstream side in the transport direction (left side in FIG. 1). These image forming units Pa to Pd are provided corresponding to images of four different colors (cyan, magenta, yellow, and black), and are cyan, magenta, and yellow, respectively, depending on each step of charging, exposure, development, and transfer. And black images are formed sequentially.

これらの画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム(像担持体)1a、1b、1cおよび1dが配設されており、さらに駆動モーター(図示せず)により図1において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト(中間転写体)8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a〜1dに当接しながら移動する中間転写ベルト8上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト8上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー9によって記録媒体の一例としての転写紙P上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された転写紙Pは、定着部13においてトナー像が定着された後、画像形成装置100本体より排出される。感光体ドラム1a〜1dを図1において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。 Photoreceptor drums (image carriers) 1a, 1b, 1c and 1d that support visible images (toner images) of each color are arranged on these image forming portions Pa to Pd, and further, a drive motor (FIG. An intermediate transfer belt (intermediate transfer body) 8 rotating in the counterclockwise direction in FIG. 1 is provided adjacent to each of the image forming portions Pa to Pd. The toner images formed on the photoconductor drums 1a to 1d are sequentially linearly transferred and superimposed on the intermediate transfer belt 8 that moves while abutting on the photoconductor drums 1a to 1d. After that, the toner image primaryly transferred onto the intermediate transfer belt 8 is secondarily transferred by the secondary transfer roller 9 onto the transfer paper P as an example of the recording medium. Further, the transfer paper P on which the toner image is secondarily transferred is discharged from the image forming apparatus 100 main body after the toner image is fixed in the fixing portion 13. The image forming process for each of the photoconductor drums 1a to 1d is executed while rotating the photoconductor drums 1a to 1d in the clockwise direction in FIG.

トナー像が二次転写される転写紙Pは、画像形成装置100の本体下部に配置された用紙カセット10内に収容されている。転写紙Pは、給紙ローラー12aおよびレジストローラー対12bを介して二次転写ローラー9と中間転写ベルト8の駆動ローラー11とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー9の下流側には中間転写ベルト8の表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー19が配置されている。 The transfer paper P on which the toner image is secondarily transferred is housed in a paper cassette 10 arranged in the lower part of the main body of the image forming apparatus 100. The transfer paper P is conveyed to the nip portion between the secondary transfer roller 9 and the drive roller 11 of the intermediate transfer belt 8 via the paper feed roller 12a and the resist roller pair 12b. A sheet made of a dielectric resin is used for the intermediate transfer belt 8, and a seamless (seamless) belt is mainly used. Further, a blade-shaped belt cleaner 19 for removing toner and the like remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 is arranged on the downstream side of the secondary transfer roller 9.

次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム1a〜1dの周囲および下方には、感光体ドラム1a〜1dを帯電させる帯電装置2a、2b、2cおよび2dと、各感光体ドラム1a〜1dに画像情報を露光する露光装置5と、感光体ドラム1a〜1d上にトナー像を形成する現像装置3a、3b、3cおよび3dと、感光体ドラム1a〜1d上に残留した現像剤(トナー)等を除去するクリーニング装置7a、7b、7cおよび7dが設けられている。 Next, the image forming units Pa to Pd will be described. Around and below the rotatably arranged photoconductor drums 1a to 1d, charging devices 2a, 2b, 2c and 2d for charging the photoconductor drums 1a to 1d, and image information on each of the photoconductor drums 1a to 1d. The exposure apparatus 5 for exposing the above, the developing apparatus 3a, 3b, 3c and 3d for forming a toner image on the photoconductor drums 1a to 1d, and the developer (toner) remaining on the photoconductor drums 1a to 1d are removed. Cleaning devices 7a, 7b, 7c and 7d are provided.

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置5によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置3a〜3d内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ4a〜4dから各現像装置3a〜3dにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上に供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置5からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。 When image data is input from a higher-level device such as a personal computer, first, the surfaces of the photoconductor drums 1a to 1d are uniformly charged by the charging devices 2a to 2d. Next, the exposure apparatus 5 irradiates light according to the image data to form an electrostatic latent image corresponding to the image data on the photoconductor drums 1a to 1d. The developing devices 3a to 3d are filled with a predetermined amount of a two-component developer containing toners of cyan, magenta, yellow, and black, respectively. When the ratio of toner in the two-component developer filled in the developing devices 3a to 3d falls below the specified value due to the formation of the toner image described later, the toner containers 4a to 4d to the developing devices 3a to 3d are used. Toner is replenished. The toner in this developer is supplied onto the photoconductor drums 1a to 1d by the developing devices 3a to 3d and adheres electrostatically. As a result, a toner image corresponding to the electrostatic latent image formed by the exposure from the exposure apparatus 5 is formed.

そして、一次転写ローラー6a〜6dにより一次転写ローラー6a〜6dと感光体ドラム1a〜1dとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム1a〜1d上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナー等がクリーニング装置7a〜7dにより除去される。 Then, an electric field is applied between the primary transfer rollers 6a to 6d and the photoconductor drums 1a to 1d at a predetermined transfer voltage by the primary transfer rollers 6a to 6d, and cyan, magenta, yellow and cyan, magenta, yellow and cyanide, magenta, yellow and The black toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8. These four-color images are formed with a predetermined positional relationship predetermined for forming a predetermined full-color image. After that, in preparation for the subsequent formation of a new electrostatic latent image, the toner and the like remaining on the surfaces of the photoconductor drums 1a to 1d after the primary transfer are removed by the cleaning devices 7a to 7d.

中間転写ベルト8は、上流側の従動ローラー10と、下流側の駆動ローラー11とに掛け渡されている。駆動モーター(図示せず)による駆動ローラー11の回転に伴い中間転写ベルト8が反時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラー対12bから所定のタイミングで駆動ローラー11とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー9とのニップ部(二次転写ニップ部)へ搬送される。転写紙Pが二次転写ニップ部を通過する際に中間転写ベルト8上のフルカラー画像が転写紙P上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Pは定着部13へと搬送される。 The intermediate transfer belt 8 is hung on the driven roller 10 on the upstream side and the drive roller 11 on the downstream side. When the intermediate transfer belt 8 starts rotating counterclockwise with the rotation of the drive roller 11 by the drive motor (not shown), the transfer paper P is adjacent to the drive roller 11 at a predetermined timing from the resist roller pair 12b. It is conveyed to the nip portion (secondary transfer nip portion) with the secondary transfer roller 9 provided. When the transfer paper P passes through the secondary transfer nip portion, the full-color image on the intermediate transfer belt 8 is secondarily transferred onto the transfer paper P. The transfer paper P on which the toner image is secondarily transferred is conveyed to the fixing portion 13.

定着部13に搬送された転写紙Pは、定着ローラー対13aにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられ、そのまま(或いは、両面搬送路18に送られて両面印字された後に)、排出ローラー対15によって排出トレイ17に排出される。 The transfer paper P conveyed to the fixing portion 13 is heated and pressurized by the fixing roller pair 13a to fix the toner image on the surface of the transfer paper P, and a predetermined full-color image is formed. The transfer paper P on which the full-color image is formed is distributed in the transport direction by the branch portion 14 branched in a plurality of directions, and is sent to the double-sided transport path 18 and printed on both sides as it is (or after being sent to the double-sided transport path 18 and printed on both sides) by the discharge roller pair 15. It is discharged to the discharge tray 17.

画像形成部Pdの下流側であって中間転写ベルト8と対向する位置には画像濃度センサー40が配置されている。画像濃度センサー40としては、一般にLED等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサーが用いられる。中間転写ベルト8上のトナー付着量を測定する際、発光素子から中間転写ベルト8上に形成された各基準画像に対し測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、およびベルト表面によって反射される光として受光素子に入射する。 The image density sensor 40 is arranged on the downstream side of the image forming unit Pd and at a position facing the intermediate transfer belt 8. As the image density sensor 40, an optical sensor including a light emitting element made of an LED or the like and a light receiving element made of a photodiode or the like is generally used. When measuring the amount of toner adhering to the intermediate transfer belt 8, when the measurement light is irradiated from the light emitting element to each reference image formed on the intermediate transfer belt 8, the measurement light is the light reflected by the toner and the belt surface. It is incident on the light receiving element as light reflected by.

トナーおよびベルト表面からの反射光には正反射光と乱反射光とが含まれる。この正反射光および乱反射光は、偏光分離プリズムで分離された後、それぞれ別個の受光素子に入射する。各受光素子は、受光した正反射光と乱反射光を光電変換して主制御部80(図3参照)に出力信号を出力する。そして、正反射光と乱反射光の出力信号の特性変化からトナー量を検知し、予め定められた基準濃度と比較して現像電圧の特性値などを調整することにより、各色について濃度補正(キャリブレーション)が行われる。 The reflected light from the toner and the belt surface includes specularly reflected light and diffusely reflected light. The specularly reflected light and the diffusely reflected light are separated by a polarization separation prism and then incident on separate light receiving elements. Each light receiving element photoelectrically converts the specularly reflected light and the diffusely reflected light received and outputs an output signal to the main control unit 80 (see FIG. 3). Then, the amount of toner is detected from the characteristic change of the output signals of the specularly reflected light and the diffusely reflected light, and the density correction (calibration) is performed for each color by adjusting the characteristic value of the developing voltage in comparison with a predetermined reference density. ) Is performed.

図2は、本実施形態の画像形成装置100に搭載される現像装置3aの側面断面図である。なお、以下の説明では図1の画像形成部Paに配置される現像装置3aを例示するが、画像形成部Pb〜Pdに配置される現像装置3b〜3dの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。 FIG. 2 is a side sectional view of the developing device 3a mounted on the image forming device 100 of the present embodiment. In the following description, the developing devices 3a arranged in the image forming unit Pa of FIG. 1 will be illustrated, but the configurations of the developing devices 3b to 3d arranged in the image forming units Pb to Pd are basically the same. Therefore, the description is omitted.

図2に示すように、現像装置3aは、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤(以下、単に現像剤もという)が収納される現像容器20を備えている。現像容器20は仕切壁20aによって、攪拌搬送室21と供給搬送室22とに区画されている。攪拌搬送室21および供給搬送室22には、トナーコンテナ4a(図1参照)から供給されるトナーを磁性キャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー25aおよび供給搬送スクリュー25bがそれぞれ回転可能に配設されている。 As shown in FIG. 2, the developing apparatus 3a includes a developing container 20 in which a two-component developing agent containing a magnetic carrier and toner (hereinafter, also simply referred to as a developing agent) is stored. The developing container 20 is divided into a stirring transport chamber 21 and a supply transport chamber 22 by a partition wall 20a. In the stirring transfer chamber 21 and the supply transport chamber 22, a stirring transfer screw 25a and a supply transfer screw 25b for mixing the toner supplied from the toner container 4a (see FIG. 1) with a magnetic carrier to stir and charge the toner are respectively provided. It is rotatably arranged.

そして、攪拌搬送スクリュー25aおよび供給搬送スクリュー25bによって現像剤が攪拌されつつ軸方向(図2の紙面と垂直な方向)に搬送され、仕切壁20aの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室21、供給搬送室22間を循環する。即ち、攪拌搬送室21、供給搬送室22、現像剤通過路によって現像容器20内に現像剤の循環経路が形成されている。 Then, the developer is conveyed in the axial direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) while being agitated by the stirring transfer screw 25a and the supply transfer screw 25b, and passes through the developer (not shown) formed at both ends of the partition wall 20a. It circulates between the stirring and transporting chamber 21 and the supply and transporting chamber 22 via the path. That is, a circulation path for the developer is formed in the developing container 20 by the stirring transfer chamber 21, the supply transfer chamber 22, and the developer passage path.

現像容器20は図2の右斜め上方に延在しており、現像容器20内において供給搬送スクリュー25bの右斜め上方には現像ローラー30が配置されている。現像ローラー30の外周面の一部は現像容器20の開口部20bから露出し、感光体ドラム1aに対向している。現像ローラー30は、図2において反時計回り方向に回転する。 The developing container 20 extends diagonally upward to the right in FIG. 2, and a developing roller 30 is arranged diagonally upward to the right of the supply transport screw 25b in the developing container 20. A part of the outer peripheral surface of the developing roller 30 is exposed from the opening 20b of the developing container 20 and faces the photoconductor drum 1a. The developing roller 30 rotates counterclockwise in FIG.

現像ローラー30は、図2において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された複数の磁極を有するマグネット(図示せず)とで構成されている。なお、ここでは表面がローレット加工された現像スリーブを用いているが、表面に多数の凹形状(ディンプル)を形成したものや、表面がブラスト加工された現像スリーブ、更には、ローレット加工や凹形状の形成に加えてブラスト加工を施したものや、メッキ処理を施したものを用いることもできる。 The developing roller 30 is composed of a cylindrical developing sleeve that rotates counterclockwise in FIG. 2 and a magnet (not shown) having a plurality of magnetic poles fixed in the developing sleeve. Although a developing sleeve having a knurled surface is used here, a developing sleeve having a large number of concave shapes (dimples) formed on the surface, a developing sleeve having a blasted surface, and a knurled or concave shape are used. It is also possible to use a knurled product or a plated product in addition to the formation of the knurled product.

また、現像容器20には規制ブレード27が現像ローラー30の長手方向(図2の紙面と垂直な方向)に沿って取り付けられている。規制ブレード27の先端部と現像ローラー30の表面との間には僅かな隙間(ギャップ)が形成されている。 Further, a regulation blade 27 is attached to the developing container 20 along the longitudinal direction of the developing roller 30 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2). A slight gap is formed between the tip of the regulating blade 27 and the surface of the developing roller 30.

現像ローラー30には、高圧発生回路43(図3参照)により直流電圧Vslv(DC)および交流電圧Vslv(AC)からなる現像電圧が印加される。 A developing voltage composed of a DC voltage Vslv (DC) and an AC voltage Vslv (AC) is applied to the developing roller 30 by a high voltage generating circuit 43 (see FIG. 3).

攪拌搬送室21には、攪拌搬送スクリュー25aと対面してトナー濃度センサー31が配置されている。トナー濃度センサー31は、現像剤中のキャリアに対するトナーの割合(T/C)を検知するものであり、例えば、現像容器20内における現像剤の透磁率を検知する透磁率センサーが用いられる。トナー濃度センサー31により現像剤の透磁率を検知すると、検知結果に相当する電圧値を後述する主制御部80(図3参照)に出力し、主制御部80によってトナー濃度センサー31の出力値からトナー濃度が決定される。 In the stirring and transporting chamber 21, the toner concentration sensor 31 is arranged so as to face the stirring and transporting screw 25a. The toner concentration sensor 31 detects the ratio (T / C) of toner to carriers in the developing agent. For example, a magnetic permeability sensor that detects the magnetic permeability of the developing agent in the developing container 20 is used. When the magnetic permeability of the developer is detected by the toner concentration sensor 31, a voltage value corresponding to the detection result is output to the main control unit 80 (see FIG. 3) described later, and the main control unit 80 outputs the voltage value from the toner concentration sensor 31. The toner concentration is determined.

センサー出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほどキャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほどキャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通すキャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。主制御部80は、決定されたトナー濃度に応じてトナー補給モーター(図示せず)に制御信号を送信し、トナーコンテナ4a(図1参照)からトナー補給口20cを介して攪拌搬送室21に所定量のトナーが補給される。 The sensor output value changes according to the toner concentration, and the higher the toner concentration, the higher the ratio of toner to the carrier, and the higher the ratio of non-magnetic toner, the lower the output value. On the other hand, as the toner concentration decreases, the ratio of toner to carriers decreases, and the ratio of carriers that conduct magnetism increases, resulting in an increase in output value. The main control unit 80 transmits a control signal to the toner replenishment motor (not shown) according to the determined toner concentration, and from the toner container 4a (see FIG. 1) to the stirring transfer chamber 21 via the toner replenishment port 20c. A predetermined amount of toner is replenished.

図3は、画像形成部Paの制御経路を含む画像形成部Pa周辺の部分拡大図である。以下の説明では画像形成部Paの構成および制御経路について説明するが、画像形成部Pb〜Pdの構成および制御経路についても同様であるため説明を省略する。 FIG. 3 is a partially enlarged view of the periphery of the image forming unit Pa including the control path of the image forming unit Pa. In the following description, the configuration and control path of the image forming unit Pa will be described, but the description will be omitted because the same applies to the configuration and control path of the image forming units Pb to Pd.

現像ローラー30は、直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を生成する高圧発生回路43に接続されている。高圧発生回路43は、交流定電圧電源43aと、直流定電圧電源43bとを備える。交流定電圧電源43aは、昇圧トランス(図示せず)を用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を出力する。直流定電圧電源43bは、昇圧トランスを用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を整流した直流電圧を出力する。 The developing roller 30 is connected to a high voltage generating circuit 43 that generates a vibration voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed. The high-voltage generation circuit 43 includes an AC constant-voltage power supply 43a and a DC constant-voltage power supply 43b. The AC constant voltage power supply 43a outputs a sinusoidal AC voltage generated from a low-voltage DC voltage pulse-modulated using a step-up transformer (not shown). The DC constant voltage power supply 43b outputs a DC voltage obtained by rectifying a sinusoidal AC voltage generated from a low-voltage DC voltage pulsed using a step-up transformer.

高圧発生回路43は、画像形成時には交流定電圧電源43aおよび直流定電圧電源43bから直流電圧に交流電圧を重畳させた現像電圧を出力する。 The high-voltage generation circuit 43 outputs a development voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage from the AC constant voltage power supply 43a and the DC constant voltage power supply 43b at the time of image formation.

次に、画像形成装置100の制御システムについて図3を参照して説明する。画像形成装置100には、CPU等で構成される主制御部80が設けられている。主制御部80は、ROMやRAM等からなる記憶部70に接続される。主制御部80は、記憶部70に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて画像形成装置100の各部(帯電装置2a〜2d、露光装置5、現像装置3a〜3d、一次転写ローラー6a〜6d、クリーニング装置7a〜7d、定着部13、高圧発生回路43、電圧制御部45等)を制御する。 Next, the control system of the image forming apparatus 100 will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 100 is provided with a main control unit 80 composed of a CPU or the like. The main control unit 80 is connected to a storage unit 70 including a ROM, a RAM, or the like. The main control unit 80 is based on the control program and control data stored in the storage unit 70, and each part of the image forming apparatus 100 (charging apparatus 2a to 2d, exposure apparatus 5, developing apparatus 3a to 3d, primary transfer roller 6a to 6d, cleaning devices 7a to 7d, fixing unit 13, high voltage generation circuit 43, voltage control unit 45, etc.) are controlled.

定着温度センサー44は、定着部13の定着ローラー対13aの温度を検知する。電圧制御部45は、高圧発生回路43を制御する。なお、電圧制御部45は、記憶部70に記憶される制御プログラムで構成されていてもよい。時間計測部47は、後述するアクティブ時間Δtや現像累積駆動時間Δtdevの算出に必要な時間を計測する。 The fixing temperature sensor 44 detects the temperature of the fixing roller pair 13a of the fixing portion 13. The voltage control unit 45 controls the high voltage generation circuit 43. The voltage control unit 45 may be composed of a control program stored in the storage unit 70. The time measurement unit 47 measures the time required for calculating the active time Δt and the cumulative development drive time Δtdev, which will be described later.

主制御部80には液晶表示部90、送受信部91が接続されている。液晶表示部90は、ユーザーが画像形成装置100の各種設定を行うためのタッチパネルとして機能するとともに、画像形成装置100の状態、画像形成状況や印字枚数等を表示する。送受信部91は、電話回線やインターネット回線を用いて外部との通信を行う。 A liquid crystal display unit 90 and a transmission / reception unit 91 are connected to the main control unit 80. The liquid crystal display unit 90 functions as a touch panel for the user to make various settings of the image forming apparatus 100, and displays the state of the image forming apparatus 100, the image forming status, the number of prints, and the like. The transmission / reception unit 91 communicates with the outside using a telephone line or an Internet line.

ところで、画像形成装置100の使用環境によってトナー濃度センサー31の出力値が変動し、現像装置3a〜3d内の現像剤中のトナー濃度が基準濃度から大きくずれてしまうという問題がある。具体的には、トナー濃度センサー31として透磁率センサーを用いる場合、センサー温度が上昇すると感度が低下する。即ち、トナー供給を行っても出力値が低下しないため、過剰なトナー供給が行われて現像装置3a〜3d内のトナー濃度が基準濃度よりも高くなる。 By the way, there is a problem that the output value of the toner density sensor 31 fluctuates depending on the usage environment of the image forming apparatus 100, and the toner density in the developing agents in the developing devices 3a to 3d greatly deviates from the reference density. Specifically, when a magnetic permeability sensor is used as the toner concentration sensor 31, the sensitivity decreases as the sensor temperature rises. That is, since the output value does not decrease even if the toner is supplied, the toner concentration in the developing devices 3a to 3d becomes higher than the reference concentration due to the excessive toner supply.

画像形成装置100が長時間放置され、センサー温度が低下して出力値が正常に戻ると、現像装置3a〜3d内のトナー濃度が基準濃度に低下するまでトナーが補給されずに印字が行われる。その結果、現像装置内のトナーの帯電量が上昇してトナーの現像性が低下する。この状態で印字が行われた場合、直後の数枚の印字で画像濃度が急激に低下するおそれがあった。 When the image forming apparatus 100 is left for a long time and the sensor temperature decreases and the output value returns to normal, printing is performed without replenishing the toner until the toner concentration in the developing apparatus 3a to 3d decreases to the reference density. .. As a result, the amount of charge of the toner in the developing apparatus increases and the developability of the toner decreases. If printing is performed in this state, the image density may drop sharply in the printing of several sheets immediately after.

そこで、本発明では、画像形成装置100の電源投入時(電源オン時)に定着温度センサー44の検出温度が一定温度以下であった場合(第1条件を満たした場合)の直後の印字時、または最終印字から画像形成装置100が所定時間放置された場合(第2条件を満たした場合)の直後の印字時から起算し、次に第1条件または第2条件を満たした際に、起算開始時間と最終印字時間との差分(以下、アクティブ時間という)を算出し、アクティブ時間内の現像装置3a〜3dの駆動時間の累積値(以下、現像累積駆動時間という)をアクティブ時間で除算した値(以下、アクティブ時間現像駆動率という)を算出する。そして、アクティブ時間現像駆動率が一定値以上である場合、一定量のトナーが消費されたときにキャリブレーションを実行する。 Therefore, in the present invention, when printing is performed immediately after the detection temperature of the fixing temperature sensor 44 is equal to or lower than a certain temperature (when the first condition is satisfied) when the power of the image forming apparatus 100 is turned on (when the power is turned on). Alternatively, the calculation starts from the time of printing immediately after the image forming apparatus 100 is left for a predetermined time (when the second condition is satisfied) from the final printing, and then starts when the first condition or the second condition is satisfied. The difference between the time and the final printing time (hereinafter referred to as the active time) is calculated, and the cumulative value of the drive times of the developing devices 3a to 3d within the active time (hereinafter referred to as the cumulative development drive time) is divided by the active time. (Hereinafter, referred to as active time development drive rate) is calculated. Then, when the active time development drive rate is equal to or higher than a certain value, calibration is executed when a certain amount of toner is consumed.

なお、画像形成装置100の電源投入時であっても、直前の電源オフ時からの経過時間が短い場合は前回のアクティブ時間が継続しているとみなし、次のアクティブ時間の起算を開始しない。即ち、電源投入時であっても、直前の電源オフ時からの経過時間が短い場合を排除するために、第1条件において「定着温度センサー44の検出温度が一定温度以下」という条件が必要となる。 Even when the power of the image forming apparatus 100 is turned on, if the elapsed time from the immediately preceding power off is short, it is considered that the previous active time is continued, and the calculation of the next active time is not started. That is, even when the power is turned on, in order to eliminate the case where the elapsed time from the immediately preceding power off is short, the condition that "the detection temperature of the fixing temperature sensor 44 is below a certain temperature" is required in the first condition. Become.

図4は、アクティブ時間Δtと現像累積駆動時間Δtdevとの関係を示す図である。図4に示すように、電源投入時に定着部13に搭載された定着温度センサー44の検出温度が所定温度以下である状態(第1条件)で印字命令が入力されるか、または最終印字から画像形成装置100が所定時間放置された状態(第2条件)で印字命令が入力されると、その時点を起算開始時間(=tstart1)とする。そして、起算開始時間から現像駆動時間(=tdev)の計測を開始する。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the active time Δt and the cumulative development drive time Δtdev. As shown in FIG. 4, a print command is input in a state where the detection temperature of the fixing temperature sensor 44 mounted on the fixing unit 13 is equal to or lower than a predetermined temperature (first condition) when the power is turned on, or an image is obtained from the final printing. When a print command is input while the forming apparatus 100 is left for a predetermined time (second condition), that time is set as the start time (= tstart1). Then, the measurement of the development drive time (= tdev) is started from the calculation start time.

電源がオフされた後、再び電源投入され、且つ定着温度センサー44の出力値が所定温度以下である状態(第1条件)で印字命令が入力されるか、または最終印字から所定時間以上放置された状態(第2条件)で印字命令が入力されると、前回の最終印字時の印字終了時間tend1から起算開始時間tstart1を差し引いたアクティブ時間Δt1を算出する。同時に、アクティブ時間Δt内における現像累積駆動時間Δtdev(=Σtdev)を算出する。また、第1条件または第2条件を満たした状態で次の印字命令が入力された時点を次のアクティブ時間Δt2の起算開始時間(=tstart2)として上記の手順を繰り返す。 After the power is turned off, the power is turned on again, and the print command is input in a state where the output value of the fixing temperature sensor 44 is equal to or lower than the predetermined temperature (first condition), or the print command is left for a predetermined time or longer after the final printing. When the print command is input in this state (second condition), the active time Δt1 obtained by subtracting the calculation start time tstart1 from the print end time tend1 at the time of the previous final printing is calculated. At the same time, the cumulative development drive time Δtdev (= Σtdev) within the active time Δt is calculated. Further, the above procedure is repeated with the time when the next print command is input while satisfying the first condition or the second condition as the start time (= tstart2) of the next active time Δt2.

図5は、本実施形態の画像形成装置100におけるアクティブ時間Δt、現像駆動時間Δtdevの算出制御例を示すフローチャートである。図1〜図4を参照しながら、図5のステップに沿ってアクティブ時間Δt、現像累積駆動時間Δtdevの算出手順について説明する。 FIG. 5 is a flowchart showing a calculation control example of the active time Δt and the development drive time Δtdev in the image forming apparatus 100 of the present embodiment. The procedure for calculating the active time Δt and the cumulative development drive time Δtdev will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

先ず、画像形成装置100が電源投入時であって定着温度センサー44の検出温度が所定温度以下である状態(第1条件)、または最終印字時間から現在時間までの画像形成装置100の放置時間が所定時間以上である状態(第2条件)を充足すると(ステップS1)、主制御部80により印字命令が受信されたか否かを判定する(ステップS2)。印字命令が受信された場合は(ステップS2でYes)、第1条件または第2条件を充足した後の最初の印字であるか否かを判定する(ステップS3)。 First, a state in which the image forming apparatus 100 is turned on and the detection temperature of the fixing temperature sensor 44 is equal to or lower than a predetermined temperature (first condition), or the leaving time of the image forming apparatus 100 from the final printing time to the current time. When the state (second condition) of the predetermined time or longer is satisfied (step S1), it is determined whether or not the print command has been received by the main control unit 80 (step S2). When the print command is received (Yes in step S2), it is determined whether or not it is the first print after satisfying the first condition or the second condition (step S3).

最初の印字である場合は(ステップS3でYes)、印字開始時の現在時間tをアクティブ時間の起算開始時間(tstart)に設定し(ステップS4)、印字動作を実行する(ステップS5)。また、最初の印字でない場合は(ステップS3でNo)アクティブ時間の起算開始時間(tstart)を設定せずに印字動作を実行する(ステップS5)。いずれの場合も、印字実行後に当該印字動作における現像駆動時間(tdev)を算出する(ステップS6)。 In the case of the first printing (Yes in step S3), the current time t at the start of printing is set to the starting time (tstart) of the active time (step S4), and the printing operation is executed (step S5). If it is not the first print (No in step S3), the print operation is executed without setting the start time (tstart) of the active time (step S5). In either case, the development drive time (tdev) in the printing operation is calculated after the printing is executed (step S6).

その後、主制御部80は再び第1条件または第2条件のいずれかを充足するか否かを判定する(ステップS7)。第1条件および第2条件を満たさない場合は(ステップS7でNo)、ステップS2に戻り印字命令の待機状態を継続する。 After that, the main control unit 80 again determines whether or not either the first condition or the second condition is satisfied (step S7). If the first condition and the second condition are not satisfied (No in step S7), the process returns to step S2 and the standby state of the print command is continued.

第1条件または第2条件のいずれかを満たす場合は(ステップS7でYes)、直前の印字終了時の現在時間tをアクティブ時間の起算終了時間(tend)に設定する(ステップS8)。そして、ステップS4で設定した起算終了時間(tend)から起算開始時間(tstart)を差し引いたアクティブ時間(Δt)を算出する(ステップS9)。また、ステップS6で算出した現像駆動時間(tdev)を累積して加算した現像累積駆動時間(Δtdev)を算出する(ステップS10)。そして、算出されたアクティブ時間(Δt)および現像累積駆動時間(Δtdev)に基づいてキャリブレーションルーチンを行う(ステップS11)。キャリブレーションルーチンについては後述する。 When either the first condition or the second condition is satisfied (Yes in step S7), the current time t at the end of printing immediately before is set as the start time (tend) of the active time (step S8). Then, the active time (Δt) obtained by subtracting the calculation start time (tstart) from the calculation end time (tend) set in step S4 is calculated (step S9). Further, the cumulative development drive time (Δtdev) obtained by accumulating and adding the development drive time (tdev) calculated in step S6 is calculated (step S10). Then, the calibration routine is performed based on the calculated active time (Δt) and the cumulative development drive time (Δtdev) (step S11). The calibration routine will be described later.

その後、Δt、Δtdevをリセットし(ステップS12)、ステップS2に戻り次のアクティブ時間(Δt)、現像累積駆動時間(Δtdev)の算出を開始する(ステップS2〜S12)。 After that, Δt and Δtdev are reset (step S12), the process returns to step S2, the next active time (Δt) is started, and the calculation of the cumulative development drive time (Δtdev) is started (steps S2 to S12).

図6は、図5におけるキャリブレーションルーチンの制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図1〜図5を参照しながら、図6のステップに沿ってキャリブレーションの実行手順について説明する。なお、図6に示すキャリブレーションルーチンは、例えば画像形成装置100の電源投入時、省電力(スリープ)モードからの復帰時、前回のキャリブレーションからの累積印字枚数が所定枚数に到達したとき等に自動的に実行される通常のキャリブレーションとは別に実行される。 FIG. 6 is a flowchart showing a control example of the calibration routine in FIG. The procedure for executing the calibration will be described along the steps of FIG. 6 with reference to FIGS. 1 to 5 as necessary. The calibration routine shown in FIG. 6 is, for example, when the power of the image forming apparatus 100 is turned on, when returning from the power saving (sleep) mode, when the cumulative number of prints from the previous calibration reaches a predetermined number, and the like. It is performed separately from the normal calibration that is automatically performed.

先ず、主制御部80は、アクティブ時間現像駆動率(Δtdev/Δt)が閾値X以上であるか否かを判定する(ステップS1)。Δtdev/Δt≧Xである場合は(ステップS1でYes)、積算印字率W1を算出して記憶部70に記憶する(ステップS2)。本制御例における積算印字率は、画像形成装置100の使用開始時からの積算印字率である。 First, the main control unit 80 determines whether or not the active time development drive rate (Δtdev / Δt) is equal to or greater than the threshold value X (step S1). When Δtdev / Δt ≧ X (Yes in step S1), the integrated print rate W1 is calculated and stored in the storage unit 70 (step S2). The integrated printing rate in this control example is the integrated printing rate from the start of use of the image forming apparatus 100.

その後、主制御部80は印字命令を受信したか否かを判定する待機状態に移行する(ステップS3)。印字命令を受信した場合は(ステップS3でYes)通常の画像形成動作によって印字を実行し(ステップS4)、現在の積算印字率Wを算出する(ステップS5)。そして、積算印字率W1と現在の積算印字率Wとの差分W1−Wが閾値Y以上であるか否かを判定する(ステップS6)。 After that, the main control unit 80 shifts to a standby state for determining whether or not a print command has been received (step S3). When a print command is received (Yes in step S3), printing is executed by a normal image forming operation (step S4), and the current integrated print rate W is calculated (step S5). Then, it is determined whether or not the difference W1-W between the integrated print rate W1 and the current integrated print rate W is equal to or greater than the threshold value Y (step S6).

W1−W<Yである場合は(ステップS6でNo)、ステップS3に戻り印字命令の待機状態を継続する。W1−W≧Yである場合は(ステップS6でYes)、キャリブレーションを実行する(ステップS7)。具体的には、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色について、濃度の異なる複数のパッチ画像(濃度補正パターン)を形成する。そして、中間転写ベルト8上に転写されたパッチ画像の濃度を画像濃度センサー40により検知し、検知結果を用いて現像電圧を調整する。 If W1-W <Y (No in step S6), the process returns to step S3 and the standby state of the print command is continued. If W1-W ≧ Y (Yes in step S6), calibration is executed (step S7). Specifically, a plurality of patch images (density correction patterns) having different densities are formed for each of the magenta, cyan, yellow, and black colors. Then, the density of the patch image transferred on the intermediate transfer belt 8 is detected by the image density sensor 40, and the development voltage is adjusted using the detection result.

なお、ステップS1においてΔtdev/Δt<Xである場合は(ステップS1でNo)、アクティブ時間内に現像装置3a〜3dがあまり駆動されなかったということであるから、積算印字率W1の記憶からキャリブレーションの実行までの手順(ステップS2〜S7)を行わずに処理を終了する。 If Δtdev / Δt <X in step S1 (No in step S1), it means that the developing devices 3a to 3d were not driven so much within the active time, so calibration was performed from the memory of the integrated printing rate W1. The process ends without performing the procedure (steps S2 to S7) up to the execution of the operation.

上記の制御によれば、アクティブ時間現像駆動率Δtdev/Δtが閾値X以上である場合はキャリブレーション実行時の積算印字率W1を記憶部70に記憶しておく。そして、その後の印字動作による積算印字率Wとの差分W1−Wが閾値Y以上となったときキャリブレーションを実行する。 According to the above control, when the active time development drive rate Δtdev / Δt is equal to or greater than the threshold value X, the integrated print rate W1 at the time of performing calibration is stored in the storage unit 70. Then, when the difference W1-W from the integrated print rate W due to the subsequent printing operation becomes equal to or greater than the threshold value Y, calibration is executed.

これにより、画像形成装置100が長時間放置される前に高頻度で印字されており、温度上昇によってトナー濃度センサー31の出力値が変動し、現像装置3a〜3d内のトナー濃度が基準濃度に対して高くなっていると予測される場合に、現像装置3a〜3d内のトナーが所定量消費された適切なタイミングでキャリブレーションが実行される。従って、現像装置3a〜3d内のトナー濃度が大きく変動した状態で画像形成装置100が使用される期間を最小限に抑えることができる。また、トナー濃度センサー31の出力値を温度に基づいて補正する必要がないため、温度センサーの個数を削減することができる。 As a result, the image forming apparatus 100 is printed with high frequency before being left for a long time, the output value of the toner density sensor 31 fluctuates due to the temperature rise, and the toner concentration in the developing apparatus 3a to 3d becomes the reference density. On the other hand, when it is predicted that the toner is high, the calibration is executed at an appropriate timing when the toner in the developing devices 3a to 3d is consumed in a predetermined amount. Therefore, it is possible to minimize the period during which the image forming apparatus 100 is used in a state where the toner concentration in the developing apparatus 3a to 3d fluctuates greatly. Further, since it is not necessary to correct the output value of the toner concentration sensor 31 based on the temperature, the number of temperature sensors can be reduced.

また、アクティブ時間現像駆動率Δtdev/Δtが閾値Xよりも小さい場合は通常のキャリブレーション実行条件を満たしたときのみキャリブレーションが実行されるため、不要なタイミングでのキャリブレーションの実行による消費トナーの増加や、画像形成効率の低下(印字待ち時間の増加)を抑制することができる。 Further, when the active time development drive rate Δtdev / Δt is smaller than the threshold value X, the calibration is executed only when the normal calibration execution condition is satisfied, so that the toner consumed by executing the calibration at an unnecessary timing is consumed. It is possible to suppress an increase and a decrease in image formation efficiency (increase in printing waiting time).

なお、図6に示した制御例では、積算印字率W1、Wとして画像形成装置100の使用開始時からの積算印字率を算出しているが、例えばW1、Wを、Δtdev/Δt≧Xを充足する前の或る時点からの積算印字率としてもよい。また、Δtdev/Δt≧Xを充足した後の印字動作だけの積算印字率を別途算出してもよい。即ち、Δtdev/Δt≧Xを充足した後の印字動作による積算印字率が一定の印字率(トナー消費量)となったときキャリブレーションを実行するようにすればよい。 In the control example shown in FIG. 6, the integrated print rate is calculated as the integrated print rates W1 and W from the start of use of the image forming apparatus 100. For example, W1 and W are set to Δtdev / Δt ≧ X. It may be the integrated printing rate from a certain point before the satisfaction. Further, the integrated printing rate only for the printing operation after satisfying Δtdev / Δt ≧ X may be calculated separately. That is, the calibration may be executed when the integrated printing rate by the printing operation after satisfying Δtdev / Δt ≧ X reaches a constant printing rate (toner consumption).

また、Δtdev/Δt≧Xを充足した後の積算印字率W1と現在の積算印字率Wとの差分W1−Wに基づいてキャリブレーションの実行の要否を決定しているが、トナー消費量を表わす値であれば、積算印字率に限定されない。例えば、トナー濃度センサー31の出力値の上昇や、Δtdev/Δt≧Xを充足した後の積算印字枚数や、現像装置3a〜3dの積算駆動時間に基づいてキャリブレーションの実行の要否を決定することもできる。 Further, the necessity of performing the calibration is determined based on the difference W1-W between the integrated print rate W1 after satisfying Δtdev / Δt ≧ X and the current integrated print rate W, but the toner consumption is determined. As long as it is a representative value, it is not limited to the integrated printing rate. For example, the necessity of performing calibration is determined based on the increase in the output value of the toner density sensor 31, the total number of prints after satisfying Δtdev / Δt ≧ X, and the total drive time of the developing devices 3a to 3d. You can also do it.

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、二成分現像剤を担持する現像ローラー(現像剤担持体)30を備えた二成分現像式の現像装置3a〜3dを備えた画像形成装置100について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。供給搬送スクリュー25bと現像ローラー30との間に磁気ローラー等の現像剤担持体をさらに設け、供給搬送スクリュー25bから磁気ローラーに現像剤を供給した後に、磁気ローラーから現像ローラー30にトナーのみを供給する現像装置を備えた画像形成装置にも全く同様に適用することができる。 Others The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the image forming apparatus 100 provided with the two-component developing type developing devices 3a to 3d provided with the developing roller (developing agent carrier) 30 carrying the two-component developing agent has been described, but the present invention has been described. Is not limited to this. A developer carrier such as a magnetic roller is further provided between the supply transport screw 25b and the developing roller 30, and after the developer is supplied from the supply transport screw 25b to the magnetic roller, only toner is supplied from the magnetic roller to the developing roller 30. It can be applied in exactly the same way to an image forming apparatus provided with a developing apparatus.

また、本発明は図1に示したようなカラープリンターに限らず、モノクロプリンター、モノクロ複写機、デジタル複合機、カラー複写機、ファクシミリ等、二成分現像式の現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。 Further, the present invention is not limited to the color printer as shown in FIG. 1, and various image forming devices including a two-component developing type developing device such as a monochrome printer, a monochrome copying machine, a digital multifunction device, a color copying machine, and a facsimile are provided. Applicable to devices.

本発明は、二成分現像剤を用いる現像装置を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、トナー濃度センサーの出力値と現像装置内のトナー濃度とに差が生じている場合であっても、画像濃度の低下を抑制可能な画像形成装置を提供することができる。 The present invention can be used in an image forming apparatus including a developing apparatus using a two-component developer. By utilizing the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of suppressing a decrease in image density even when there is a difference between the output value of the toner density sensor and the toner density in the developing apparatus.

Pa〜Pd 画像形成部
1a〜1d 感光体ドラム(像担持体)
2a〜2d 帯電装置
3a〜3d 現像装置
5 露光装置
8 中間転写ベルト
20 現像容器
21 第1攪拌スクリュー
22 第2攪拌スクリュー
30 現像ローラー(現像剤担持体)
31 トナー濃度センサー
40 画像濃度センサー
43 高圧発生回路(現像電圧電源)
44 定着温度センサー
47 時間計測部
70 記憶部
80 主制御部
100 画像形成装置
Pa to Pd Image forming parts 1a to 1d Photoreceptor drum (image carrier)
2a to 2d Charging device 3a to 3d Developing device 5 Exposure device 8 Intermediate transfer belt 20 Developing container 21 1st stirring screw 22 2nd stirring screw 30 Developing roller (developer carrier)
31 Toner density sensor 40 Image density sensor 43 High-voltage generation circuit (development voltage power supply)
44 Fixation temperature sensor 47 Time measurement unit 70 Storage unit 80 Main control unit 100 Image forming device

Claims (7)

表面に感光層が形成された像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内に回転可能に支持され表面に前記二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像容器内の前記二成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサーと、を有し、前記現像剤担持体を用いて前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
を有する画像形成部と、
前記画像形成部により前記トナー像が形成された記録媒体を加熱および加圧することにより前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着部と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧電源と、
前記画像形成部により形成された前記トナー像の画像濃度を検知する画像濃度センサーと、
前記定着部の温度を検出する定着温度センサーと、
前記画像形成部および前記現像電圧電源を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置において、
前記制御部は、前記画像濃度センサーの検知結果に基づいて前記現像電圧を調整することにより前記画像濃度の補正を行うキャリブレーションを実行可能であり、
前記制御部は、前記画像形成装置が電源投入時であり、且つ前記定着温度センサーの検出温度が所定温度以下である第1条件、または直前の画像形成終了時からの放置時間が所定時間以上である第2条件を満たす場合、前記第1条件または前記第2条件を満たした直後の画像形成開始時間を起算開始時間とし、次に前記第1条件または前記第2条件を満たしたときの前記起算開始時間から最終画像形成時間までのアクティブ時間Δtと、前記アクティブ時間内の前記現像装置の駆動時間の累積値である現像累積駆動時間Δtdevと、を算出し、
前記現像累積駆動時間Δtdevを前記アクティブ時間Δtで除算したアクティブ時間現像駆動率Δtdev/Δtが所定値以上である場合、前記第1条件または前記第2条件を満たした後のトナー消費量が所定の閾値に到達したときキャリブレーションを実行することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier with a photosensitive layer formed on its surface,
A charging device that charges the surface of the image carrier,
An exposure device that exposes the surface of the image carrier charged by the charging device to form an electrostatic latent image, and an exposure device.
A developing container containing a two-component developer containing a carrier and a toner, a developer carrier rotatably supported in the developing container and carrying the two-component developer on the surface, and the two in the developing container. A developing apparatus having a toner concentration sensor for detecting the toner concentration in the component developer and developing the electrostatic latent image into a toner image using the developer carrier.
Image forming part having
A fixing unit for fixing the toner image to the recording medium by heating and pressurizing the recording medium on which the toner image is formed by the image forming unit.
A developing voltage power source that applies a developing voltage to the developer carrier,
An image density sensor that detects the image density of the toner image formed by the image forming unit, and an image density sensor.
A fixing temperature sensor that detects the temperature of the fixing part and
The image forming unit, the control unit that controls the developing voltage power supply, and
In an image forming apparatus equipped with
The control unit can execute calibration for correcting the image density by adjusting the development voltage based on the detection result of the image density sensor.
The control unit is in the first condition when the image forming apparatus is turned on and the detection temperature of the fixing temperature sensor is equal to or lower than a predetermined temperature, or when the leaving time from the end of the immediately preceding image forming is equal to or longer than a predetermined time. When a certain second condition is satisfied, the image formation start time immediately after the first condition or the second condition is satisfied is set as the calculation start time, and then the calculation when the first condition or the second condition is satisfied. The active time Δt from the start time to the final image formation time and the development cumulative drive time Δtdev which is the cumulative value of the drive time of the developing device within the active time are calculated.
When the active time development drive rate Δtdev / Δt obtained by dividing the cumulative development drive time Δtdev by the active time Δt is equal to or greater than a predetermined value, the toner consumption after satisfying the first condition or the second condition is predetermined. An image forming apparatus characterized in that calibration is performed when a threshold is reached.
前記制御部は、前記Δtdev/Δtが所定値以上である場合、前記第1条件または前記第2条件を満たした後の積算印字率に基づいて前記トナー消費量が前記閾値に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 When the Δtdev / Δt is equal to or greater than a predetermined value, the control unit determines whether or not the toner consumption has reached the threshold value based on the integrated printing rate after satisfying the first condition or the second condition. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is characterized in that. 前記制御部は、前記Δtdev/Δtが所定値以上である場合、前記第1条件または前記第2条件を満たした後の前記トナー濃度センサーの出力値に基づいて前記トナー消費量が前記閾値に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 When the Δtdev / Δt is equal to or greater than a predetermined value, the control unit reaches the threshold value based on the output value of the toner concentration sensor after satisfying the first condition or the second condition. The image forming apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not the image has been formed. 前記制御部は、前記Δtdev/Δtが所定値以上である場合、前記第1条件または前記第2条件を満たした後の画像形成による積算印字枚数に基づいて前記トナー消費量が前記閾値に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 When the Δtdev / Δt is equal to or greater than a predetermined value, the control unit reaches the threshold value based on the integrated number of prints by image formation after satisfying the first condition or the second condition. The image forming apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not the image is formed. 前記制御部は、前記Δtdev/Δtが所定値以上である場合、前記第1条件または前記第2条件を満たした後の画像形成による前記現像装置の積算駆動時間に基づいて前記トナー消費量が前記閾値に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 When the Δtdev / Δt is equal to or greater than a predetermined value, the control unit determines the toner consumption amount based on the integrated drive time of the developing device by image formation after satisfying the first condition or the second condition. The image forming apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not a threshold value has been reached. 前記制御部は、前記Δtdev/Δtが所定値よりも小さい場合、前記画像形成装置の電源投入時、省電力モードからの復帰時、前回の前記キャリブレーションの実行後における積算印字枚数の所定枚数到達時、の少なくともいずれかの条件を満たした場合に前記キャリブレーションを実行することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。 When the Δtdev / Δt is smaller than the predetermined value, the control unit reaches the predetermined number of integrated prints after the previous calibration is executed, when the power of the image forming apparatus is turned on, when returning from the power saving mode, and so on. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the calibration is performed when at least one of the conditions of time is satisfied. 前記トナー濃度センサーは、前記二成分現像剤の透磁率を検知する透磁率センサーであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the toner concentration sensor is a magnetic permeability sensor that detects the magnetic permeability of the two-component developer.
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