JP2024035999A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
【課題】現像剤中のトナー濃度の検知精度が低下するのを抑制する。【解決手段】像担持体と、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持して像担持体に供給する現像剤担持体と、現像容器に回転可能に配置され、現像剤を搬送する搬送部材と、を有する現像装置と、搬送部材に対向して配置され、現像剤の透磁率を検知し、その検知した透磁率に応じた信号を出力するインダクタンスセンサと、搬送部材に設けられ、インダクタンスセンサに対向する位置に設けられた、磁力によって現像剤を担持するマグネット部と、インダクタンスセンサの出力値から現像剤中のトナーの濃度を検出する制御手段と、を備え、制御手段は、現像容器に既知のトナー濃度の現像剤が収容された状態におけるインダクタンスセンサの出力値から、出力値の単位トナー濃度あたりの変動値を、マグネット部の透磁率の違いに応じた変動値に補正する補正動作を行う。【選択図】 図15An object of the present invention is to suppress a decrease in detection accuracy of toner concentration in a developer. [Solution] An image carrier, a developer container containing a developer including toner and a carrier, a developer carrier supporting the developer and supplying the developer to the image carrier, and a developer container rotatably disposed in the developer container. , a developing device having a conveying member that conveys the developer, and an inductance sensor that is arranged opposite to the conveying member and detects the magnetic permeability of the developer and outputs a signal according to the detected magnetic permeability. A magnet section provided on the conveyance member at a position facing the inductance sensor and supporting the developer by magnetic force, and a control means for detecting the concentration of toner in the developer from the output value of the inductance sensor. , the control means calculates a variation value per unit toner concentration of the output value from the output value of the inductance sensor in a state in which a developer with a known toner concentration is contained in the developer container, according to a difference in magnetic permeability of the magnet portion. Performs a correction operation to correct the fluctuating value. [Selection diagram] Figure 15
Description
本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus equipped with a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier into a toner image.
画像形成装置は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体としての現像スリーブを備える現像装置を有する。二成分現像剤を用いた現像方式では、出力画像の画像濃度の再現性を得るために、現像剤中のトナーの重量比(以下ではトナー濃度と記す)を狭い範囲で安定的に保つ必要がある。現像容器内を循環する二成分現像剤のトナー濃度を所定の範囲に維持するために、現像容器の壁面にトナー濃度を検知するセンサを設けて、検知結果に応じて補給トナーの補給量を調整する技術が用いられる。 The image forming apparatus includes a developing device including a developing sleeve as a rotatable developer carrier that supports a two-component developer containing non-magnetic toner and a magnetic carrier. In a development method using a two-component developer, it is necessary to keep the weight ratio of toner in the developer (hereinafter referred to as toner concentration) stable within a narrow range in order to obtain reproducibility of the image density of the output image. be. In order to maintain the toner concentration of the two-component developer circulating in the developer container within a predetermined range, a sensor is installed on the wall of the developer container to detect the toner concentration, and the amount of replenishment toner is adjusted according to the detection result. techniques are used.
現像容器内の現像剤のトナー濃度を検知するセンサとしては、現像剤中の磁性体の割合に応じてインダクタンスが変化するインダクタンスセンサが知られている。インダクタンスセンサには、基板に対して検知部が突出しており、検知部が鉄芯コアの周囲にコイルを巻着した構成をとる形態がある。ほかにインダクタンスセンサには、基板に直接コイルをパターン印刷した形態もある(特許文献1)。 As a sensor for detecting the toner concentration of a developer in a developer container, an inductance sensor whose inductance changes depending on the proportion of magnetic material in the developer is known. In some inductance sensors, a detection part protrudes from a substrate, and the detection part has a configuration in which a coil is wound around an iron core. In addition, there is also a type of inductance sensor in which a coil pattern is printed directly on a substrate (Patent Document 1).
基板にコイルをパターン印刷したインダクタンスセンサは、鉄芯コアを有さない構成のため、鉄芯コアを有するインダクタンスセンサに比べて、比較的安価に制作することが可能である。 An inductance sensor in which a pattern of coils is printed on a substrate does not have an iron core, so it can be manufactured at a relatively low cost compared to an inductance sensor that has an iron core.
またコイルをパターン印刷したインダクタンスセンサは、鉄芯コアを有さないことから、磁界の集中が起こりにくく、鉄芯コアを有するインダクタンスセンサに比べて、センサの検知範囲が広くなる特徴がある。インダクタンスセンサは、検知範囲に存在する磁性体の量に応じて出力が変化することにより、現像剤中のトナー濃度を検知する。そのため、インダクタンスセンサの検知範囲に存在する現像剤の密度は一定である必要がある。 Furthermore, since an inductance sensor in which a pattern of coils is printed does not have an iron core, magnetic field concentration is less likely to occur, and the detection range of the sensor is wider than that of an inductance sensor having an iron core. The inductance sensor detects the toner concentration in the developer by changing its output depending on the amount of magnetic material present in the detection range. Therefore, the density of the developer present in the detection range of the inductance sensor needs to be constant.
しかし、コイルをパターン印刷したインダクタンスセンサを用いた構成においては、検知範囲が広いため、検知範囲全体を現像剤で埋め尽くすことができない場合がある。この場合、現像容器内にある現像剤中のトナー濃度が一定であっても、センサの検知範囲に存在する現像剤の密度が変動することによって、センサの出力が変化する可能性がある。すなわち、現像容器内の現像剤量が少なくなると、それに応じてインダクタンスセンサの検知範囲における現像剤の密度が変動し、これによって現像剤中のトナー濃度の検知精度が低下してしまうおそれがある。 However, in a configuration using an inductance sensor in which a pattern of coils is printed, the detection range is wide, so it may not be possible to fill the entire detection range with developer. In this case, even if the toner concentration in the developer in the developer container is constant, the output of the sensor may change due to variations in the density of the developer present in the detection range of the sensor. That is, when the amount of developer in the developer container decreases, the density of the developer in the detection range of the inductance sensor changes accordingly, which may reduce the accuracy of detecting the toner concentration in the developer.
そこで本発明の目的は、現像剤中のトナー濃度の検知精度が低下するのを抑制することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to suppress a decrease in the accuracy of detecting the toner concentration in a developer.
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、像担持体と、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像剤を担持して前記像担持体に供給する現像剤担持体と、前記現像容器に回転可能に配置され、前記現像剤を搬送する搬送部材と、を有する現像装置と、前記搬送部材に対向して配置され、前記現像剤の透磁率を検知し、その検知した透磁率に応じた信号を出力するインダクタンスセンサと、前記搬送部材に設けられ、前記インダクタンスセンサに対向する位置に設けられた、磁力によって現像剤を担持するマグネット部と、前記インダクタンスセンサの出力値から現像剤中のトナーの濃度を検出する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記現像容器に既知のトナー濃度の現像剤が収容された状態における前記インダクタンスセンサの出力値から、前記出力値の単位トナー濃度あたりの変動値を、前記マグネット部の透磁率の違いに応じた変動値に補正する補正動作を行い、その補正した変動値を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する、ことを特徴とする。 A typical configuration of the present invention for achieving the above object includes an image carrier, a developer container containing a developer containing toner and a carrier, and a developer container that supports the developer and supplies it to the image carrier. a developing device including a developer carrier, a conveying member rotatably disposed in the developer container and conveying the developer; and a developing device disposed opposite to the conveying member to detect magnetic permeability of the developer. an inductance sensor that outputs a signal according to the detected magnetic permeability; a magnet section that is provided on the conveying member and is located opposite to the inductance sensor and that supports the developer by magnetic force; control means for detecting the concentration of toner in the developer from the output value of the sensor, the control means detecting the output value of the inductance sensor when the developer container contains the developer with a known toner concentration Then, a correction operation is performed to correct the fluctuation value per unit toner concentration of the output value to a fluctuation value corresponding to the difference in magnetic permeability of the magnet portion, and the corrected fluctuation value is used to adjust the toner concentration in the developer. It is characterized by detecting concentration.
本発明によれば、現像剤中のトナー濃度の検知精度の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the detection accuracy of the toner concentration in the developer.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail by way of example with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in the following embodiments should be changed as appropriate depending on the configuration of the device to which the present invention is applied and various conditions, and the It is not intended to limit the scope of the invention only to these.
〔実施例1〕
以下、実施例1に係る画像形成装置について図1から図15を用いて説明する。
[Example 1]
An image forming apparatus according to a first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 15.
(画像形成装置)
まず画像形成装置の概略構成について図1を用いて説明する。画像形成装置10は、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの4色に対応して設けられ、4つの画像形成部PY、PM、PC、PKを有する電子写真方式の画像形成装置である。本実施例では、画像形成部PY、PM、PC、PKを後述する中間転写ベルト62の回転方向に沿って配置した所謂タンデム方式を採用としている。画像形成装置10は、画像形成装置本体に接続された画像読取装置(図示せず)又は画像形成装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像(画像)を記録紙などの記録媒体に形成する。記録媒体としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
(Image forming device)
First, a schematic configuration of an image forming apparatus will be described using FIG. 1. The
このような画像形成プロセスの概略を説明すると、まず、各画像形成部PY、PM、PC、PKでは、それぞれ、感光ドラム1Y、1M、1C、1K上に各色のトナー像を形成する。このように形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト62上へ転写され、続いて中間転写ベルト62から記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、定着装置7に搬送されて、トナー像が記録媒体に定着される。以下、詳しく説明する。
To outline such an image forming process, first, each image forming unit PY, PM, PC, and PK forms a toner image of each color on the
なお、画像形成装置10が備える4つの画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、以下、代表して画像形成部PYについて説明し、他の画像形成部の構成は、画像形成部PY における構成に付した符号の添え字「Y」をそれぞれM、C、Kに置き換えて示し、説明を省略する。
Note that the four image forming units PY, PM, PC, and PK included in the
画像形成部PYには、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム1Yが配設されている。感光ドラム1Yの周囲には帯電ローラ2Y(帯電装置)、現像装置4Y、一次転写ローラ61Y、クリーニング装置8Yが配置されている。感光ドラム1Yの図中上方には露光装置(レーザースキャナ)3Yが配置されている。
The image forming portion PY is provided with a cylindrical photoreceptor, ie, a
また、感光ドラム1Y、1M、1C、1Kと対向して中間転写ベルト62が配置されている。中間転写ベルト62は、複数のローラにより張架され、そのうちの駆動ローラの駆動により周回移動する。二次転写内ローラ63と中間転写ベルト62を挟んで対向する位置には、二次転写部材としての二次転写外ローラ64が配置され、中間転写ベルト62上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写部T2を構成している。二次転写部T2の記録媒体搬送方向下流には定着装置7が配置される。
Further, an
上述のように構成される画像形成装置10により画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム1Yの表面が帯電ローラ2Yによって一様に帯電される。次いで、感光ドラム1Yは、露光装置3Yから発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光される。これにより、感光ドラム1Y上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム1Y上の静電潜像は、現像装置4Y内に収容されたトナーによって顕像化され、可視像となる。
A process of forming an image using the
感光ドラム1Y上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト62を挟んで配置される一次転写ローラ61Yとの間で構成される一次転写部T1Yにて、中間転写ベルト62に一次転写される。一次転写後に感光ドラム1Y表面に残ったトナー(転写残トナー)は、クリーニング装置8Yによって除去される。
The toner image formed on the
このような動作をマゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部でも順次行い、中間転写ベルト62上で4色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて記録媒体収納カセット(不図示)に収容された記録媒体が二次転写部T2に搬送され、中間転写ベルト62上の4色のトナー像が、記録媒体に一括で二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト62に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナにより除去される。
Such an operation is also performed sequentially at each of the magenta, cyan, and black image forming sections, and the four color toner images are superimposed on the
次いで、記録媒体は定着装置7に搬送される。そして、この定着装置7によって、加熱、加圧されることで、記録媒体上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの画像として記録媒体に定着される。その後、記録媒体は機外に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。なお、所望の画像形成部のみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。
Next, the recording medium is conveyed to the
(現像装置)
次に、現像装置4Yについて図2、図3を用いて説明する。図2は現像装置4Yの断面図である。図3は現像剤の循環経路を示す図である。なお、現像装置4M、4C、4Kについても同様である。現像装置4Yは、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像容器44を有する。現像容器44は、感光ドラム1Yに対向した現像領域の部分が開口しており、この開口部に一部露出するようにして、内部にマグネットロール42が非回転に配置された現像剤担持体としての現像スリーブ41が回転可能に設置されている。
(Developing device)
Next, the developing
本実施例では、現像スリーブ41は非磁性材料で構成され、所定のプロセススピード(周速度)で、現像動作時に回転する。磁界発生手段としてのマグネットロール42は、周方向に沿って複数の磁極を有し、発生する磁界により現像スリーブ41の表面に現像剤を担持させる。
In this embodiment, the developing
現像スリーブ41の表面に担持された現像剤は、規制部材としての現像ブレード43により層厚が規制され、現像スリーブ41の表面に現像剤の薄層が形成される。現像スリーブ41は、薄層に形成された現像剤を担持しつつ現像領域に搬送する。現像領域で、現像スリーブ41上の現像剤は穂立ちして磁気穂を形成する。本実施例では、磁気穂を感光ドラム1Y に接触させて、現像剤のトナーを感光ドラム1Yに供給することで、感光ドラム1Y上の静電潜像をトナー像として現像する。潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ41の回転にしたがって現像容器44内の現像室44aに回収される。
The layer thickness of the developer supported on the surface of the developing
現像容器44の内部は、垂直方向に延在する隔壁44cによって、第1室としての現像室44aと第2室としての攪拌室44bとに区画されている。隔壁44cの長手方向(現像スリーブ41の回転軸線方向)の両端側には、それぞれ現像室44aと攪拌室44bとを連通する連通口46a、46bが形成されている。連通口46aは、現像室44aから攪拌室44bへの現像剤の移動を許容する第1連通部である。連通口46bは、攪拌室44bから現像室44aへの現像剤の移動を許容する第2連通部である。これにより、現像室44aと攪拌室44bとで現像剤の循環経路を形成している。図3に示す矢印は、現像剤の循環方向を示している。
The inside of the
また、現像容器44内には、それぞれ現像剤を攪拌しつつ且つ搬送する第1搬送部材としての第1の搬送スクリュー45a、第2搬送部材としての第2の搬送スクリュー45bが配置されている。第1の搬送スクリュー45aは、現像室44aに配置され、現像室44a内の現像剤を連通口46bから連通口46aに向かう第1の方向に攪拌しつつ搬送し、且つ、現像スリーブ41に現像剤を供給する。第2の搬送スクリュー45bは、攪拌室44bに配置され、攪拌室44b内の現像剤を連通口46aから連通口46bに向かう第2の方向に攪拌しつつ搬送する。
Further, inside the
なお、画像形成装置には、トナーのみ、もしくはトナーと磁性キャリアからなる補給現像剤を収容した現像剤補給装置(図示せず)が配置されている。現像剤補給装置には供給スクリューが設置されており、画像形成に用いられた分の補給現像剤を現像剤補給装置から現像容器44内の攪拌室44bに供給可能としている。補給現像剤の補給量は、制御手段(図6に示すCPU51)が供給スクリューを駆動する駆動モータ(図6に示すトナー補給モータ54)を通して、供給スクリューの回転回数を制御することによって調整される。
Note that the image forming apparatus is provided with a developer replenishing device (not shown) that accommodates replenishment developer consisting of only toner or toner and magnetic carrier. A supply screw is installed in the developer replenishment device, so that the amount of replenishment developer used for image formation can be supplied from the developer replenishment device to the stirring
現像装置4Yは、現像容器44内のトナー濃度(キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合、T/D比) を検出可能な濃度検出手段(トナー濃度検知部)を有する。本実施例では、トナー濃度検知部として、インダクタンスセンサ47を用いている。インダクタンスセンサ47は、攪拌室44bに設けられ、センサ面47f(図4参照)から所定の検出範囲の透磁率を検出する。現像剤のトナー濃度が変化すると、磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による透磁率も変化するため、その透磁率の変化をインダクタンスセンサ47により検出することで、トナー濃度を検出できる。
The developing
(現像剤の循環)
次に、現像容器44内の現像剤の循環について説明する。第1の搬送スクリュー45a及び第2の搬送スクリュー45bは、現像スリーブ41の回転軸線方向に沿って略平行に配置されている。そして、第1の搬送スクリュー45aと、第2の搬送スクリュー45bとは、現像スリーブ41の回転軸線方向に沿って互いに逆方向に現像剤を搬送する。こうして、現像剤は、第1の搬送スクリュー45a、第2の搬送スクリュー45bによって、連通口46a、46bを介して現像容器44内を循環させられる。
(Developer circulation)
Next, the circulation of the developer within the
つまり、第1の搬送スクリュー45a、第2の搬送スクリュー45bの搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室44a内の現像剤が、連通口46aを介して攪拌室44bに搬送され、攪拌室44b内を移動する。
In other words, due to the conveying force of the first conveying
ここで、攪拌室44bの連通口46aよりも第2の搬送スクリュー45bの現像剤搬送方向上流側には、現像剤補給装置から現像剤が補給される補給口(図示せず)が設けられている。このため、攪拌室44bでは、現像室44aから連通口46aを介して搬送された現像剤と、現像剤補給装置から補給口を介して補給された補給現像剤とが、第2の搬送スクリュー45bによって攪拌しつつ搬送される。そして、第2の搬送スクリュー45bにより搬送された現像剤が、連通口46bを介して現像室44aへ移動する。
Here, a replenishment port (not shown) through which developer is supplied from a developer replenishment device is provided upstream of the
なお、本実施例において現像容器44内に収容される現像剤は、負帯電性の非磁性トナーと磁性キャリアとが混合される二成分現像剤である。非磁性トナーは、ポリエステル、スチレン等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものである。磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に樹脂コートを施したものである。
In this embodiment, the developer contained in the
(インダクタンスセンサ)
次に、本実施例で使用しているインダクタンスセンサ47について図4、図5を用いて説明する。図4は、インダクタンスセンサの構成図である。図5は、インダクタンスセンサの距離感度を示す図である。
(Inductance sensor)
Next, the
本実施例では、現像容器44に収容されている現像剤のトナー濃度を検出するために、インダクタンスセンサ47を、攪拌室44bの底面に、第2の搬送スクリュー45bに対向して配置している(図2参照)。インダクタンスセンサ47は、コイルのインダクタンスを利用して、現像剤の透磁率に応じたパルス信号を検出信号として出力可能な透磁率センサである。
In this embodiment, in order to detect the toner concentration of the developer contained in the
インダクタンスセンサ47は、図4に示すように、基板上にパターン印刷されたコイル47aを有する。さらにインダクタンスセンサ47は、コイル47aを電気的に駆動するコイル駆動部47bと、出力パルス信号を生成する出力部47cと、コネクタ47dと、を有する。
As shown in FIG. 4, the
インダクタンスセンサ47は、現像剤の透磁率を検知する検知部としてセンサ面47fを有する。インダクタンスセンサ47のセンサ面47fは、基板47e上にコイル47aがパターン印刷された領域(図4に示す破線の領域)である。インダクタンスセンサ47は、コイル47aの中心に鉄芯コアを有しない構成である。
The
コイル47aは、基板47eから第2の搬送スクリュー45bに向かう方向に重ならないように、基板上に形成された配線パターンであり、インダクタンス成分を生成する。コイル駆動部47bは、コンデンサを有する回路で構成されており、そのコンデンサとコイル47aのインダクタンスによって共振するLC共振回路である。出力部47cは、コイル駆動部47bで発振したアナログ信号をデジタル信号へ変換するコンパレータを有するパルス生成回路である。出力部47cは、2値化されたパルス信号を出力する。
The
なお、コイル47aは、基板上にパターン印刷された構成を例示したが、これに限定されるものではない。コイル47aは、鉄心コアを有しない構成であれば、基板上に鉛直方向に配線を巻き回した構成であってもよい。
Although the
コイル47aとコイル駆動部47bで構成される共振回路の共振周期は、センサ面47fの検知範囲に存在する磁性体の密度によって変動する。すなわち、コイル47aの検知範囲の現像剤のトナー濃度が小さい場合、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が大きくなり、現像剤のみかけの透磁率が高くなって共振周期は長くなる。逆に、現像剤のトナー濃度が大きい場合、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が小さくなり、現像剤のみかけの透磁率が低くなって共振周期は短くなる。
The resonance period of the resonance circuit constituted by the
この性質を利用して、出力部47cから出力されたパルス信号を、所定のパルス数だけカウントするのに要した時間を計測することで、コイル47aの検知範囲の現像剤のトナー濃度を検知する。
Utilizing this property, the toner concentration of the developer in the detection range of the
具体的な例としては、コイル47aの検知範囲に存在するトナー濃度が10[%]の現像剤の共振周波数が1000[kHz]であるとき、カウントするパルス数を5000、カウントに要する時間の計測に使用するクロックを200[MHz]とする。このとき、5000パルスをカウントするのに要する時間は、5000[μsec]であり、これを20[MHz]のクロックで計測すると、100000[cnt]として計測される。
As a specific example, when the resonant frequency of a developer with a toner concentration of 10% that is present in the detection range of the
一方、トナー濃度が8[%]の場合は、コイル47aとコイル駆動部47bで構成される共振回路の共振周期は、トナー濃度が10[%]の時に比べて長くなり、共振周波数は990[kHz]となる。この場合は、5000パルスをカウントするのに必要な時間は、約5050[μsec]であり、これを20[MHz]のクロックで計測すると、101000[cnt]として計測される。
On the other hand, when the toner concentration is 8%, the resonant period of the resonant circuit composed of the
このようにして、インダクタンスセンサ47を用いて、現像剤中のトナー濃度を出力パルス信号のカウント数(カウント値)として検知することが可能となる。
In this way, the toner concentration in the developer can be detected as the count number (count value) of the output pulse signal using the
ここでインダクタンスセンサ47のセンサ面47fの検知範囲とは、図4に示すように基板47e上にコイル47aがパターン印刷された領域であり、なおかつ、センサ面47fから鉛直方向においては図5に示す出力感度の領域である。言い換えれば、インダクタンスセンサ47のセンサ面47fは、センサ面47fから第2の搬送スクリュー45bに向かう方向に1[mm]離れた位置における検知感度が、センサ面47fに接した位置に比べて1割以上の検知感度を有している。
Here, the detection range of the
図5に、インダクタンスセンサの静的な距離特性を示す。これは、磁性板(図示せず)を用いて、インダクタンスセンサのセンサ面から鉛直方向に磁性板の距離を変化させた場合のインダクタンスセンサの検知感度を測定している。磁性板としては、直径13[mm]、厚さ1.5[mm]であるフェライト(比透磁率が約200)製のものを用いた。図5には、インダクタンスセンサの静的な特性として、本実施例に係るインダクタンスセンサ47のほかに、比較例としてコイルの中心に鉄芯コアを設けたインダクタンスセンサを用いて測定している。
FIG. 5 shows the static distance characteristics of the inductance sensor. This uses a magnetic plate (not shown) to measure the detection sensitivity of the inductance sensor when the distance of the magnetic plate is changed in the vertical direction from the sensor surface of the inductance sensor. As the magnetic plate, one made of ferrite (relative magnetic permeability of about 200) and having a diameter of 13 [mm] and a thickness of 1.5 [mm] was used. In FIG. 5, static characteristics of the inductance sensor are measured using an
また図5は、横軸にインダクタンスセンサのセンサ面からの距離[mm]を、縦軸にインダクタンスセンサの出力感度(検知感度)を示す。図5の縦軸に示す感度は、磁性板をインダクタンスセンサのセンサ面に接触させた位置の出力を1としたときに、磁性板をセンサ面から離間させた各位置での出力の割合(検知感度の変化)を示したものである。また、前述の測定は、インダクタンスセンサを現像容器から取り外した状態で、なおかつインダクタンスセンサのセンサ面上に現像剤がない状態で磁性板を用いて測定している。 Further, in FIG. 5, the horizontal axis shows the distance [mm] from the sensor surface of the inductance sensor, and the vertical axis shows the output sensitivity (detection sensitivity) of the inductance sensor. The sensitivity shown on the vertical axis in Figure 5 is the ratio of the output at each position where the magnetic plate is separated from the sensor surface (detection (change in sensitivity). Further, the above-mentioned measurement is performed using a magnetic plate with the inductance sensor removed from the developer container and with no developer on the sensor surface of the inductance sensor.
図5の測定結果を見ると、本実施例のインダクタンスセンサ47の検知感度は、磁性板がセンサ面47fから鉛直方向に離れるに連れて減衰するものの、磁性板がセンサ面47fから4~5[mm]程度離れた位置(距離)までは感度を持っていることがわかる。一方、比較例のインダクタンスセンサの検知感度は、コイルの中心に鉄芯コアを設けているために、本実施例に比べて磁性板の検知に用いる磁界がセンサ面の周辺に集中する。そのため、比較例のインダクタンスセンサの検知感度は、センサ面から1[mm]離れたところでは感度がほぼ0となっている。
Looking at the measurement results in FIG. 5, the detection sensitivity of the
すなわち、本実施例のインダクタンスセンサは、比較例のインダクタンスセンサに比べて、センサ面から鉛直方向への検知範囲が広いセンサである。言い換えれば、本実施例のインダクタンスセンサ47は、センサ面47fの表面の位置の検知感度に比べて、センサ面47fの表面から鉛直方向に1[mm]離れた位置において1割以上の検知感度を有している。ここで、インダクタンスセンサ47が前述した検知感度を有するとしているのは、センサ面47fからの距離が1[mm]未満の位置において検知感度がほぼ0である比較例のインダクタンスセンサを除くことを意図している。
That is, the inductance sensor of this example has a wider detection range in the vertical direction from the sensor surface than the inductance sensor of the comparative example. In other words, the
なお、比較例のインダクタンスセンサは、コイルおよび鉄芯コアが基板の表面から鉛直方向に突出している。そのため、比較例のインダクタンスセンサのセンサ面は、その突出した突出部の先端の端面となる。 Note that in the inductance sensor of the comparative example, the coil and the iron core protrude from the surface of the substrate in the vertical direction. Therefore, the sensor surface of the inductance sensor of the comparative example is the end surface of the tip of the protrusion.
(インダクタンスセンサのトナー濃度制御動作)
次に、インダクタンスセンサ47を用いたトナー濃度制御動作について図6、図7を用いて説明する。図6は本実施例における画像形成装置の制御ブロック図である。
(Toner concentration control operation of inductance sensor)
Next, toner concentration control operation using the
本実施例では画像形成動作を制御する制御手段としてのCPU51が、現像装置4に設けたインダクタンスセンサ47の出力パルスに基づき、トナー濃度を検知している。ここでは、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係が、ROM52に記録されている。したがって、CPU51は、インダクタンスセンサ47の出力パルス信号に基づき、ROM52に記録された前述の対応関係からトナー濃度を検知している。RAM53はCPU51が動作するためのシステムワークメモリである。トナー補給モータ54は、現像装置4にトナーを補給するために駆動されるモータであり、前述した現像剤補給装置(図示せず)に配置された供給スクリューを駆動する駆動モータである。
In this embodiment, the
図7はトナー濃度の制御工程を示すフローチャートであり、この処理はCPU51がROM52に記録されたプログラムを読み出すことにより実行されるものである。現像動作が開始され(S101)、現像剤の攪拌が開始される(S102)と、CPU51はインダクタンスセンサ47の出力値を読み出し、その出力値の搬送スクリュー1周期分(搬送スクリューの1回転分)を平均した値を算出する。CPU51は、その算出した出力値(平均値)を用いて、ROM52に記録されたインダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係からトナー濃度を検知し(S103)、補給トナー量を決定する(S104)。CPU51からトナーの補給を指示する信号が出力されると、トナー補給モータ54が駆動され、現像剤補給装置(図示せず)から所定量のトナーが現像装置4へ補給される(S105)。CPU51は画像形成を行い(S106)、連続通紙か否かを判断し(S107)、YESの場合にはS101の制御工程を辿り、NOの場合には制御を終了する(S108)。
FIG. 7 is a flowchart showing a toner density control process, and this process is executed by the
(インダクタンスセンサ周辺の搬送スクリューの構成)
次に、インダクタンスセンサ周辺の搬送スクリューの構成について図8を用いて説明する。図8(a)、図8(b)、図8(c)はインダクタンスセンサ周辺の搬送スクリューの構成を示す図である。
(Configuration of the conveyance screw around the inductance sensor)
Next, the configuration of the conveying screw around the inductance sensor will be explained using FIG. 8. 8(a), FIG. 8(b), and FIG. 8(c) are diagrams showing the configuration of the conveyance screw around the inductance sensor.
図8(a)は、本実施例のインダクタンスセンサ47の周辺の第2の搬送スクリュー45bの構成の拡大し、水平方向から見た図を示している。また図8(b)および図8(c)は、本実施例のインダクタンスセンサ47の周辺の第2の搬送スクリュー45bの構成を拡大し、現像容器44の断面方向から見た図を示している。
FIG. 8(a) shows an enlarged view of the configuration of the second conveying
第1の搬送スクリュー45a、第2の搬送スクリュー45bは、それぞれ回転軸49と、前記回転軸49の外周に螺旋状に形成された羽根48と、を有する。第1の搬送スクリュー45a、第2の搬送スクリュー45bは、ともに外径R3を16[mm]、羽根48のピッチPを20[mm]としている。第2の搬送スクリュー45bは、回転軸49の軸径R2は6[mm]である(図8(a)参照)。
The
第2の搬送スクリュー45bは、第2の搬送スクリュー45bの回転に同期して回転するリブ31を有する。リブ31は、インダクタンスセンサ47のセンサ面47fに対向する位置に設けられている。リブ31は、前述の羽根48とは別に、第2の搬送スクリュー45bの回転軸49の外周に設けられている。リブ31は、回転軸49の外周から外側に向けて突出して形成され、回転軸49の軸線方向に沿って直線状に形成されている。
The
リブ31には、磁力によって現像剤を担持するマグネット部としてのマグネットシート32が設けられている。マグネットシート32は、リブ31の片面に貼り付けられている。ここで、マグネットシート32が貼り付けられるリブ31の片面とは、第2の搬送スクリュー45bが回転した際に、現像容器内の現像剤を回転方向に押す面である。したがって、マグネットシート32は、リブ31とともに、回転軸49の軸線方向に沿って直線状に設けられている。
The
現像容器44内に収容される現像剤tは、非磁性トナーと磁性キャリアとが混合される二成分現像剤であるので、磁性キャリアがマグネットシート32に磁力で拘束され、図8(c)に示すように、現像剤tの高密度部t1が形成される。マグネットシート32は、リブ31に貼り付けられている面に垂直方向に着磁されている。
Since the developer t stored in the
マグネットシート32は、バインダー(樹脂)としての塩素化ポリエチレンに、磁性材料としてのフェライトを混入させて着磁させることで磁化を持たせている。マグネットシート32の磁力は20[mT]から60[mT]の範囲であることが好ましい。前記範囲にマグネットシート32の磁力を設定することで、マグネットシート32の表面に現像剤を高密度に担持できる。また、第2の搬送スクリュー45bの搬送力によってマグネットシート32の表面上の現像剤が入れ替わることが可能になり、現像容器内の現像剤中トナー濃度が変動した場合にも、トナー濃度変動を良好に検知可能になる。本実施例ではマグネットシート32の磁力は40[mT]である。
The
比較例として、第2の搬送スクリュー45bのリブ31にマグネットシート32を貼り付けない構成を示す。図9は、比較例におけるインダクタンスセンサ47の周辺の第2の搬送スクリュー45bの構成の拡大し、現像容器44の断面方向から見た図を示している。
As a comparative example, a configuration in which the
ここで、インダクタンスセンサ47の検知感度について図10を用いて説明する。本実施例の構成と比較例の構成のそれぞれにおいて、現像容器44内の現像剤量を変化させながら、インダクタンスセンサ47の出力を計測した結果を図10に示す。図10は、横軸に現像容器44内の現像剤量[g]を、縦軸にインダクタンスセンサ47の出力[cnt]を示している。なお、このときの現像剤中のトナー濃度は7[%]、第2の搬送スクリュー45bの回転速度は300[rpm]としている。また、インダクタンスセンサの出力は、インダクタンスセンサの検知感度に相当する。
Here, the detection sensitivity of the
図10に示す結果を見ると、本実施例、比較例のいずれの場合においても、同じトナー濃度の現像剤を測定しているにも関わらず、現像容器44内の現像剤量の変化によって、インダクタンスセンサ47の出力結果が変化していることがわかる。これは、インダクタンスセンサ47の検知範囲に存在する現像剤の密度が変動したことに起因する。インダクタンスセンサ47の検知範囲に存在する現像剤の密度が小さくなると、見かけの透磁率が小さくなるため、共振周期が短くなりインダクタンスセンサの出力パルスは低減する。逆に、インダクタンスセンサの検知範囲に存在する現像剤の密度が大きくなると、見かけの透磁率が大きくなるため、共振周期が長くなりインダクタンスセンサの出力パルスは増加する。
Looking at the results shown in FIG. 10, in both the present example and the comparative example, even though the developer with the same toner concentration was measured, due to the change in the amount of developer in the
この性質のため、トナー濃度が変化しなくとも、現像容器44内の現像剤量が変動することによって、インダクタンスセンサ47の検知範囲の現像剤の密度が変わった結果、インダクタンスセンサ47の出力パルスも変動してしまう。この現象によって、本来の検知すべきトナー濃度からのずれを生じてしまう。
Because of this property, even if the toner concentration does not change, the amount of developer in the
本実施例と、比較例の2つの構成において、現像容器44内の現像剤量を変化させたときのインダクタンスセンサ47の出力結果の変化をトナー濃度に変換した結果を図11に示す。図11は、横軸に現像容器内の現像剤量[g]を、縦軸にインダクタンスセンサ47の出力パルスをトナー濃度に換算した値[%]を示している。このとき、検知対象である現像容器44内の現像剤のトナー濃度は7[%]である。そのため、7[%]のトナー濃度からのずれが現像剤量(検知範囲の現像剤密度)の変動による検知誤差となる。
FIG. 11 shows the results of converting the change in the output result of the
現像容器44内に収容される現像剤量は、画像形成時の現像装置の駆動速度や、温湿度環境、出力される画像濃度等で変動する。本実施例および比較例で用いる現像装置4は、現像剤量の変動幅としては、120[g]~200[g]を想定している。比較例の構成においては、想定使用範囲の現像剤量の変動で、トナー濃度として、最大2[%]の検知誤差が生じる。一方で、本実施例の構成においては、検知誤差のレンジが0.7[%]程度に抑えられている。出力の差は、特に現像容器内の現像剤量が少ないときに顕著である。
The amount of developer contained in the developing
この効果を得られた理由について、図12、図13を用いて説明する。図12(a)、図12(b)は比較例1の構成において、第2の搬送スクリュー45bが約1回転する間にインダクタンスセンサ47から出力される信号値を示した図である。図12(a)は現像容器内の現像剤量が120[g]の場合、図12(b)は現像容器内の現像剤量が160[g]の場合を示している。現像容器44内の現像剤量が増加すると、現像剤の自重によって現像剤が圧縮され、インダクタンスセンサ47近傍の現像剤の密度が増加し、見かけの透磁率が大きくなるため、共振周期が長くなりインダクタンスセンサの出力パルスが増える。そのため、図12(a)に比べ、図12(b)では第2の搬送スクリュー45bが約1回転する間にインダクタンスセンサ47から出力される信号値が、第2の搬送スクリュー45bの回転位相に関わらず大きくなっている。
The reason why this effect was obtained will be explained using FIGS. 12 and 13. 12(a) and 12(b) are diagrams showing signal values output from the
一方、図13(a)、図13(b)は本実施例の構成において、第2の搬送スクリュー45bが約1回転する間にインダクタンスセンサ47から出力される信号値を示した図である。図13(a)は現像容器内の現像剤量が120[g]の場合、図13(b)は現像容器内の現像剤量が160[g]の場合を示している。図13(a)と図13(b)を見ると、リブ31に貼り付けられているマグネットシート32がインダクタンスセンサ47付近を通過する際の信号値が、図13(a)と図13(b)でほぼ同等になっている。これは現像容器内の現像剤量に関係なく、リブ31に貼り付けられているマグネットシート32の磁力によって、現像剤がマグネットシート32の表面に高密度に担持されるためである。そのため、比較例の構成に比べ、本実施例の構成では、現像剤量の変動によるインダクタンスセンサ47の出力変動が抑制される。
On the other hand, FIGS. 13(a) and 13(b) are diagrams showing signal values output from the
本実施例のように、インダクタンスセンサ47のセンサ面47fの対向部にマグネットシート32の磁力による現像剤tの高密度部t1を形成することで、インダクタンスセンサ47の検知領域における現像剤の密度の変化を抑えることができる。言い換えれば、インダクタンスセンサ47の検知領域における現像剤の密度を安定させることができ、現像剤密度の変動に起因する現像剤中のトナー濃度の検知精度の低下を抑制することができる。
As in the present embodiment, by forming a high-density part t1 of the developer t by the magnetic force of the
(マグネットシート32の透磁率の違いに応じた補正制御)
次に図14および図15を用いて、インダクタンスセンサ47の出力値(カウント値)の単位トナー濃度あたりの変動値を、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた変動値に補正する補正動作について説明する。
(Correction control according to the difference in magnetic permeability of the magnet sheet 32)
Next, referring to FIGS. 14 and 15, a correction operation will be described in which the fluctuation value per unit toner concentration of the output value (count value) of the
図14は、現像剤のトナー濃度とインダクタンスセンサ47から出力される信号値(出力値、カウント値)の変動値(信号変動値)との対応関係を示す図である。図15は、実施例1においてマグネットシート32の透磁率の影響を抑制する補正制御を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a diagram showing the correspondence between the toner concentration of the developer and the fluctuation value (signal fluctuation value) of the signal value (output value, count value) output from the
前述したように、インダクタンスセンサ47に対向する第2の搬送スクリュー45bにマグネットシート32を配置することで、現像剤中のトナー濃度を安定して検知することが可能となる。しかし、一方で次のような課題が生じる。
As described above, by arranging the
本実施例のインダクタンスセンサ47は鉄芯コアを有さないことから磁界の集中が起こりにくく、センサの検知範囲が鉄芯コアを有するセンサに比べて広くなる。しかし、第2の搬送スクリュー45bに配置されたマグネットシート32の内部にも磁性体が含有されているため、インダクタンスセンサ47はマグネットシート32の内部の磁性体量も検知する。マグネットシート32に含有されている磁性体量は、マグネットシート32の製造ばらつき(個体差)によって異なる場合がある。また、マグネットシート32の取付位置のズレなどによっても、インダクタンスセンサ47が検知するマグネットシート32の内部の磁性体量は異なる場合がある。そのため、インダクタンスセンサ47は、現像剤を搬送スクリュー上に一定の密度で担持できてもトナー濃度を誤検知する場合がある。
Since the
そこで本実施例では、検知範囲が広いインダクタンスセンサ47の近傍にマグネットシート32を配置した場合でも、マグネットシートの影響を補正することによって、現像剤中のトナー濃度の検知精度を高めている。
Therefore, in this embodiment, even when the
マグネットシート32は磁性体であるため、透磁率を有する。そのため、インダクタンスセンサ47から出力される信号値には、マグネットシート32の透磁率の影響も含まれる。特に本実施例の図4に示すように基板47eにコイル47aをパターン印刷したインダクタンスセンサ47の場合、前述の通り鉄芯コアを有さないことから磁界の集中が起こりにくく、センサの検知範囲が鉄芯コアを有するセンサに比べて広くなる。そのため、インダクタンスセンサ47から出力される信号値は、マグネットシート32の透磁率の影響を受けやすい。マグネットシート32の透磁率は、製造時の混成ムラ等の影響でマグネットシートごとに若干の変動を持つ。
Since the
図14にマグネットシート32の透磁率が製造ムラの中心値である場合と上限値である場合を例示して、現像剤のトナー濃度とインダクタンスセンサ47の出力値(信号値)のトナー濃度9[%]からの変動値との関係を示す。図14中、実線はマグネットシートの透磁率が製造ムラの中心値である場合、破線はマグネットシートの透磁率が製造ムラの上限値である場合の前記関係を示す。図14の横軸は現像剤のトナー濃度[%]、縦軸はインダクタンスセンサ47から出力される信号値(出力値、カウント値)の変動値[cnt]を示す。
FIG. 14 illustrates a case where the magnetic permeability of the
マグネットシート32の透磁率が製造ムラの中心値である場合に対し、透磁率が製造ムラの上限値である場合は、インダクタンスセンサ47の出力値がより大きくなる。そのため、透磁率が製造ムラの中心値として作成された信号変動値[cnt]とトナー濃度[%]との関係を用いると、例えば本来トナー濃度6[%]の現像剤を透磁率が製造ムラの上限値である場合にはトナー濃度5.2[%]と誤検知してしまう。
In contrast to the case where the magnetic permeability of the
そこで、本実施例では現像装置4を画像形成装置10に設置した後に、マグネットシート32の透磁率の影響を抑制するための補正を実施する。このマグネットシート32の透磁率の影響を抑制するための補正について図15を用いて説明する。
Therefore, in this embodiment, after the developing
例えば現像装置に配置されたICタグなどを、画像形成装置に配置された検知部(不図示)が検知することによって、画像形成装置の初回立ち上げ時及び現像装置の交換時等、新規現像装置が画像形成装置に設置されたことを検知する。すると、画像形成装置10の制御手段であるCPU51(図6参照)は、設置された新規現像装置のマグネットシート32の透磁率の影響を抑制するための補正動作を開始する(S201)。まず、CPU51は、搬送スクリューを駆動して現像装置4内の現像剤の攪拌を開始する(S202)。そしてCPU51は、インダクタンスセンサ47から出力される所定時間あたりのパルス信号をカウントし、そのカウントしたカウント値(カウント数)をインダクタンスセンサ47の出力値として検知する(S203)。CPU51は、その出力値の搬送スクリュー1周期分を平均した値を、ストレージ(RAM53)に保存する(S204)。同時にCPU51は、インダクタンスセンサ47の出力値に対応した、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係をROM52から読み出す(S205)。その後、CPU51は補正動作を終了する(S206)。
For example, by detecting an IC tag or the like placed on the developing device by a detection unit (not shown) placed in the image forming device, a new developing device can be detected when starting up the image forming device for the first time or when replacing the developing device. is installed in the image forming apparatus. Then, the CPU 51 (see FIG. 6), which is the control means of the
言い換えれば、CPU51は、補正動作時に、インダクタンスセンサ47の出力値から、前記出力値の単位トナー濃度あたりの変動値を、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた変動値(表1のT/D比感度)に補正する補正動作を実施する。そしてCPU51は、その補正した変動値を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する。
In other words, during the correction operation, the
前述の補正動作時にCPU51がROM52から読み出す、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係について説明する。記憶部であるROM52には、表1に示すような補正動作時出力値とT/D比感度との対応関係を表すテーブルが保存(記憶)されている。表1において補正動作時出力[cnt]は、図14に示す補正動作時にインダクタンスセンサ47から出力された信号の所定時間あたりの出力値(カウント値、出力パルスカウント)である。また表2では、各出力値を117500~122500のように範囲で示している。表2においてT/D比感度[cnt/1%]は、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた単位トナー濃度(トナー濃度1%)あたりの変動値(信号変動値)であり、図14に示す実線や破線の傾きに相当するものである。なお、表1に示す各数値は例示であって、これに限定されるものではなく、適宜設定されるべきものである。
The correspondence between the output pulse count of the
(表1)
(Table 1)
本実施例の場合、新規現像装置内にはトナー濃度9%の現像剤が120g格納されている。すなわち、前述の補正動作時の新規現像装置の現像容器内には既知のトナー濃度の現像剤が収容された状態である。この状態でCPU51がインダクタンスセンサ47からの出力値を検知すると、現像装置内のトナー濃度と現像剤量は既知であるため、インダクタンスセンサ47の出力値の違いはマグネットシート32の透磁率の違いの影響となる。そのため、前述の補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値から、マグネットシート32の透磁率の違いを予測することが可能となる。マグネットシート32の透磁率が異なると、図14に示した通りインダクタンスセンサ47の出力値(信号変動値)と現像剤のトナー濃度との関係が異なる。言い換えれば、図14に示す実線の関係と破線の関係とでは傾きが異なる。そのため、前記補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値から、前記出力値の単位トナー濃度あたりの変動値を、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた変動値に補正することで、現像剤のトナー濃度の予測精度を向上することが可能になる。
In the case of this embodiment, 120 g of developer with a toner concentration of 9% is stored in the new developing device. That is, at the time of the above-mentioned correction operation, a developer having a known toner concentration is contained in the developing container of the new developing device. When the
表2に既知のトナー濃度の現像剤を現像容器に収容した場合の、本実施例の補正有無による現像剤のトナー濃度予測結果の違いを示す。表2において現像剤の既知のトナー濃度は9%である。表2において補正有は図14に示す補正動作を実施した場合のトナー濃度予測結果であり、補正無は前記補正動作を実施しない場合のトナー濃度予測結果である。 Table 2 shows the difference in the toner concentration prediction results of the developer depending on whether or not the correction is performed in this embodiment when a developer with a known toner concentration is stored in the developer container. In Table 2, the known toner concentration of the developer is 9%. In Table 2, with correction is the toner density prediction result when the correction operation shown in FIG. 14 is performed, and without correction is the toner density prediction result when the correction operation is not performed.
(表2)
(Table 2)
例えばマグネットシート32の透磁率が中心値である場合、補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値(出力パルスカウント)は120000[cnt]になる。すると、表1から出力パルスカウントとトナー濃度との関係が1050[cnt]=1[%]となる。すなわち、出力値が120000[cnt]である場合、その出力値を含む第一の範囲に対応するT/D比感度は1050[cnt/%]となる。
For example, when the magnetic permeability of the
言い換えれば、CPU51は、補正動作時に、インダクタンスセンサ47の出力値が、第一の出力値である場合、第一の出力値に対応する第一の変動値を、ROM52に記憶した対応関係(表1)から読み出す。すなわち、CPU51は、補正動作時に、インダクタンスセンサ47の出力値が、120000[cnt]である場合、120000[cnt]を含む第一の範囲に対応する第一の変動値である1050[cnt/%]をROM52から読み出す。
In other words, when the output value of the
このマグネットシート32が設置された現像装置を用いて画像形成を行い、トナーが消費され、現像容器内の現像剤のトナー濃度が9[%]から5[%]に変動し、出力パルスカウントが124300[cnt]に変化したとする。すると、変動したトナー濃度は、(124300-120000)÷1050=4.1[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は4.9[%]と予測される。
Image formation is performed using the developing device in which this
次にマグネットシート32の透磁率が前記中心値よりも低い場合に、同様の予測を実施する。このとき、補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力パルスカウントが116500[cnt]だったとする。すると、表1から、116500[cnt]に対応する値は1125[cnt]=1[%]となる。すなわち、出力値が116500[cnt]である場合、その出力値を含む第二の範囲に対応するT/D比感度は1125[cnt/%]となる。
Next, when the magnetic permeability of the
言い換えれば、CPU51は、補正動作時に、インダクタンスセンサ47の出力値が、前記第一の出力値に比べて低い第二の出力値である場合、第二の出力値を含む第二の範囲に対応する前記第一の変動値よりも大きい第二の変動値を、ROM52に記憶した対応関係(表1)から読み出す。すなわち、CPU51は、補正動作時に、インダクタンスセンサ47の出力値が、116500[cnt]である場合に、116500[cnt]を含む第二の範囲に対応する第二の変動値である1125[cnt/%]をROM52から読み出す。
In other words, when the output value of the
マグネットシート32の透磁率が前記中心値よりも低い条件で、トナー濃度が5[%]の現像剤を測定すると、インダクタンスセンサ47の出力値は121100[cnt]になる。この出力値をマグネットシート32の透磁率が中心値である場合と同じとして、第一の変動値である1050[cnt/%]を用いてトナー濃度を予測する。すなわち、補正無として、トナー濃度を予測する。すると、変動したトナー濃度は、(121110-116500)÷1050=4.4[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は4.6[%]となり、実際のトナー濃度5[%]とは0.4[%]の誤差が生じることになる。
When a developer with a toner concentration of 5% is measured under the condition that the magnetic permeability of the
一方、表1から読み出したマグネットシート32の透磁率に応じた第二の変動値である1125[cnt/%]を用いる。すなわち、補正有として、トナー濃度を予測する。すると、変動したトナー濃度は、(121100-116500)÷1125=4.1[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は4.9[%]となり、実際のトナー濃度5[%]との誤差を0.1[%]まで抑制することができる。
On the other hand, a second variation value of 1125 [cnt/%] corresponding to the magnetic permeability of the
次にマグネットシート32の透磁率が前記中心値よりも高い場合に、同様の予測を実施する。このとき、補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力パルスカウントが126600[cnt]だったとする。すると、表1から、126600[cnt]に対応する値は975[cnt]=1[%]となる。すなわち、出力値が126600[cnt]である場合、その出力値を含む第三の範囲に対応するT/D比感度は975[cnt/%]となる。
Next, when the magnetic permeability of the
言い換えれば、CPU51は、補正動作時に、インダクタンスセンサ47の出力値が、前記第一の出力値に比べて高い第三の出力値である場合、第三の出力値を含む第三の範囲に対応する前記第一の変動値よりも小さい第三の変動値を、ROM52に記憶した対応関係(表1)から読み出す。すなわち、CPU51は、補正動作時に、インダクタンスセンサ47の出力値が、126600[cnt]である場合に、126600[cnt]を含む第三の範囲に対応する第三の変動値である975[cnt/%]をROM52から読み出す。
In other words, when the output value of the
マグネットシート32の透磁率が前記中心値よりも高い条件で、トナー濃度が5[%]の現像剤を測定すると、インダクタンスセンサ47の出力値は130400[cnt]になる。この出力値をマグネットシート32の透磁率が中心値である場合と同じとして、第一の変動値である1050[cnt/%]を用いてトナー濃度を予測する。すなわち、補正無として、トナー濃度を予測する。すると、変動したトナー濃度は、(130400-126600)÷1050=3.6[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は5.4[%]となり、実際のトナー濃度5[%]とは0.4[%]の誤差が生じることになる。
When a developer with a toner concentration of 5% is measured under the condition that the magnetic permeability of the
一方、表1から読み出したマグネットシート32の透磁率に応じた第三の変動値である975[cnt/%]を用いる。すなわち、補正有として、トナー濃度を予測する。すると、変動したトナー濃度は、(130400-126600)÷975=3.9[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は5.1[%]となり、実際のトナー濃度5[%]との誤差を0.1[%]まで抑制することができる。
On the other hand, a third variation value of 975 [cnt/%] corresponding to the magnetic permeability of the
本実施例の補正制御を実施することで、現像剤のトナー濃度の検知精度が向上していることがわかる。 It can be seen that by implementing the correction control of this embodiment, the detection accuracy of the toner concentration of the developer is improved.
以降、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係は、図14に示すS205で読み出した関係を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する。また画像形成装置の電源が一度切られた場合でも、再起動時にストレージ(RAM53)から補正動作時の出力値を読み出し、その出力値に対応した変動値をROM52から読み出して用いることで、マグネットシートの透磁率の影響を補正することが可能になる。
Thereafter, the correspondence between the output pulse count of the
上述したように、本実施例によれば、CPU51は、補正動作のときに、インダクタンスセンサ47の出力値に対応する、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた変動値を、ROM52に記憶した対応関係(表1)から読み出す。そしてCPU51は、その読み出した変動値を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する。これにより、現像剤中のトナー濃度の検知精度の低下を抑制することができる。特に、インダクタンスセンサ47の近傍でマグネットシート32を用いた場合でも、マグネットシート32の影響を補正することによって、現像剤中のトナー濃度の検知精度を高めることができる。
As described above, according to this embodiment, during the correction operation, the
〔実施例2〕
実施例2に係る画像形成装置について説明する。
[Example 2]
An image forming apparatus according to a second embodiment will be described.
実施例2に係る画像形成装置は、現像装置4に配置されたICタグなどのデータ保存部(不図示)に、製造時もしくは工場出荷時に予め測定されたマグネットシートの透磁率に対応した対応値を予め保存しておくことを特徴とする。以下、図16を用いて本実施例の特徴を説明する。なお、以下に説明する構成以外は、前述した実施例と同様であるため、説明を省略する。
The image forming apparatus according to the second embodiment stores a corresponding value corresponding to the magnetic permeability of the magnetic sheet measured in advance at the time of manufacturing or factory shipment in a data storage unit (not shown) such as an IC tag placed in the developing
例えば現像装置に配置されたICタグなどを、画像形成装置に配置された検知部(不図示)が検知することによって、画像形成装置の電源投入時及び現像装置の交換時等、新規現像装置が画像形成装置に設置されたことを検知する。すると、画像形成装置10の制御手段であるCPU51(図6参照)は、設置された新規現像装置のマグネットシート32の透磁率の影響を抑制するための補正動作を開始する(S301)。まずCPU51は、現像装置4のデータ保存部に保存された、製造時もしくは工場出荷時に予め測定されたマグネットシートの透磁率に対応した対応値を読み込む(S302)。この対応値は、例えば現像容器に現像剤を投入する前に現像容器を駆動し、インダクタンスセンサ47から出力された値を記録することで取得される。次にCPU51は、読み込んだ対応値に対応した、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係をROM52から読み出す(S303)。
For example, by detecting an IC tag or the like placed on the developing device by a detection unit (not shown) placed in the image forming device, a new developing device is activated when the image forming device is powered on or when the developing device is replaced. Detects that it is installed in the image forming apparatus. Then, the CPU 51 (see FIG. 6), which is the control means of the
表3に製造時に測定されたマグネットシートの透磁率に対応した対応値(ICタグ保存値)と、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた単位トナー濃度(トナー濃度1%)あたりの変動値(T/D比感度)との対応関係を示す。
Table 3 shows the corresponding values (values stored in IC tags) corresponding to the magnetic permeability of the magnetic sheet measured at the time of manufacturing, and the fluctuation values per unit toner concentration (
(表3)
(Table 3)
以降、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係は、ROM52から読み出した関係を用いて算出する。その後、搬送スクリューが駆動されて現像装置4内の現像剤の攪拌が開始される(S304)。そしてCPU51は、インダクタンスセンサ47から出力される所定時間あたりのパルス信号をカウントし、そのカウントしたカウント値(カウント数)をインダクタンスセンサ47の出力値として検知する(S305)。CPU51は、その出力値の搬送スクリュー1周期分を平均した値を、ストレージ(RAM53)に保存する(S306)。その後、CPU51は補正動作を終了する(S307)。
Thereafter, the correspondence between the output pulse count of the
表4に既知のトナー濃度の現像剤を現像容器に収容した場合の、本実施例の補正有無による現像剤のトナー濃度予測結果の違いを示す。表4において現像剤の既知のトナー濃度は9%である。表4において補正有は図16に示す補正動作を実施した場合のトナー濃度予測結果であり、補正無は前記補正動作を実施しない場合のトナー濃度予測結果である。 Table 4 shows the difference in the toner concentration prediction results of the developer depending on whether or not the correction is performed in this embodiment when a developer with a known toner concentration is stored in the developer container. In Table 4, the known toner concentration of the developer is 9%. In Table 4, with correction is the toner density prediction result when the correction operation shown in FIG. 16 is performed, and without correction is the toner density prediction result when the correction operation is not performed.
(表4)
(Table 4)
例えばマグネットシート32の透磁率が中心値である場合、現像装置4のデータ保存部から読み込んだ、製造時に測定されたマグネットシート32の透磁率に対応する対応値が75000であったとする。すると、表3から出力パルスカウントとトナー濃度との関係が1050[cnt]=1[%]となる。すなわち、対応値が75000である場合、その対応値を含む第一の範囲に対応するT/D比感度は1050[cnt/%]となる。
For example, when the magnetic permeability of the
言い換えれば、CPU51は、補正動作時に、データ保存部から読み出したマグネットシート32の透磁率に対応した対応値が、第一の対応値である場合、前記第一の対応値に対応する第一の変動値を、ROM52に記憶した対応関係(表4)から読み出す。すなわち、CPU51は、補正動作時に、データ保存部から読み出した対応値が、75000である場合、75000を含む第一の範囲に対応する第一の変動値である1050[cnt/%]をROM52から読み出す。
In other words, when the corresponding value corresponding to the magnetic permeability of the
このマグネットシート32が設置された現像装置を用いて画像形成を行い、トナーが消費され、現像容器内の現像剤のトナー濃度が9[%]から5[%]に変動したとする。この時、出力パルスカウントが、補正動作時(図16のS306)にストレージ(RAM53)に保存されたインダクタンスセンサ47の出力値から4300[cnt]変化したとする。すると、変動したトナー濃度は、4300÷1050=4.1[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は4.9[%]と予測される。
Assume that image formation is performed using a developing device in which this
次にマグネットシート32の透磁率が前記中心値よりも低い場合に、同様の予測を実施する。現像装置4のデータ保存部から読み込んだ、製造時に測定されたマグネットシート32の透磁率に対応した対応値が74200であったとする。すると、表3から、74200に対応する値は1125[cnt]=1[%]となる。すなわち、対応値が74200である場合、その対応値を含む第二の範囲に対応するT/D比感度は1125[cnt/%]となる。
Next, when the magnetic permeability of the
マグネットシート32の透磁率が前記中心値よりも低い条件で、トナー濃度が5[%]の現像剤を測定すると、補正動作時(図16のS306)にストレージ(RAM53)に保存されたインダクタンスセンサ47の出力値から4610[cnt]変化した。この出力値をマグネットシート32の透磁率が中心値である場合と同じとして、第一の変動値である1050[cnt/%]を用いてトナー濃度を予測する。すなわち、補正無として、トナー濃度を予測する。すると、変動したトナー濃度は、4610÷1050=4.4[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は4.6[%]となり、実際のトナー濃度5[%]とは0.4[%]の誤差が生じることになる。
When a developer with a toner concentration of 5% is measured under the condition that the magnetic permeability of the
一方、表3から読み出したマグネットシート32の透磁率に応じた第二の変動値である1125[cnt/%]を用いる。すなわち、補正有として、トナー濃度を予測する。すると、変動したトナー濃度は、4610÷1125=4.1[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は4.9[%]となり、実際のトナー濃度5[%]との誤差を0.1[%]まで抑制することができる。
On the other hand, a second variation value of 1125 [cnt/%] corresponding to the magnetic permeability of the
次にマグネットシート32の透磁率が前記中心値よりも高い場合に、同様の予測を実施する。現像装置4のデータ保存部から読み込んだ、製造時に測定されたマグネットシート32の透磁率に対応した対応値が76200であったとする。すると、表3から、76200に対応する値は975[cnt]=1[%]となる。すなわち、対応値が76200である場合、その対応値を含む第三の範囲に対応するT/D比感度は975[cnt/%]となる。
Next, when the magnetic permeability of the
マグネットシート32の透磁率が前記中心値よりも高い条件で、トナー濃度が5[%]の現像剤を測定すると、補正動作時(図16のS306)にストレージ(RAM53)に保存されたインダクタンスセンサ47の出力値から3800[cnt]変化した。この出力値をマグネットシート32の透磁率が中心値と同じとして、第一の変動値である1050[cnt/%]を用いてトナー濃度を予測する。すなわち、補正無として、トナー濃度を予測する。すると、変動したトナー濃度は、3800÷1050=3.6[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は5.4[%]となり、実際のトナー濃度5[%]とは0.4[%]の誤差が生じることになる。
When a developer with a toner concentration of 5% is measured under the condition that the magnetic permeability of the
一方、表3から読み出したマグネットシート32の透磁率に応じた第三の変動値である975[cnt/%]を用いる。すなわち、補正有として、トナー濃度を予測する。すると、変動したトナー濃度は、3800÷975=3.9[%]となるので、現像容器内のトナー濃度は5.1[%]となり、実際のトナー濃度5[%]との誤差を0.1[%]まで抑制することができる。
On the other hand, a third variation value of 975 [cnt/%] corresponding to the magnetic permeability of the
本実施例の補正制御を実施することで、現像剤トナー濃度の予測精度が向上していることがわかる。 It can be seen that by implementing the correction control of this example, the prediction accuracy of the developer toner concentration is improved.
上述したように、本実施例によれば、CPU51は、補正動作のときに、データ保存部から読み出した対応値に対応する、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた変動値を、ROM52に記憶した対応関係(表3)から読み出す。そしてCPU51は、その読み出した変動値を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する。これにより、現像剤中のトナー濃度の検知精度の低下を抑制することができる。特に、インダクタンスセンサ47の近傍でマグネットシート32を用いた場合でも、マグネットシート32の影響を補正することによって、現像剤中のトナー濃度の検知精度を高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, during the correction operation, the
また本実施例の構成を用いた場合、マグネットシートの透磁率に対応した対応値は予め製造時もしくは工場出荷時に現像装置4のデータ保存部に保存されている。そのため、補正時の初期値を画像形成装置のストレージに保存する必要がなく、より簡易な構成でマグネットシートの透磁率の影響を補正することが可能になる。
Further, when the configuration of this embodiment is used, the corresponding value corresponding to the magnetic permeability of the magnetic sheet is stored in advance in the data storage section of the developing
〔実施例3〕
実施例3に係る画像形成装置について説明する。なお、以下に説明する構成以外は、前述した実施例と同様であるため、説明を省略する。
[Example 3]
An image forming apparatus according to a third embodiment will be described. Note that the configurations other than those described below are the same as those of the above-described embodiments, and therefore descriptions thereof will be omitted.
実施例1に係る画像形成装置では、トナー濃度を算出するのに用いるインダクタンスセンサ47の出力値について、出力値の搬送スクリュー1周期分を平均した値を用いた。これに対し、実施例3に係る画像形成装置は、トナー濃度を算出するのに用いるインダクタンスセンサ47の出力値について、出力値の搬送スクリュー1周期分の最大出力値を用いる。
In the image forming apparatus according to the first embodiment, for the output value of the
具体的には、前述した実施例1にて図13(a)、図13(b)を用いて説明した特性を利用して、第2の搬送スクリュー45bの回転周期を基準として、インダクタンスセンサ47の出力が最も高くなる出力値のみを抽出してデータとする。言い換えれば、本実施例では、マグネットシート32を設けたリブ31が第2の搬送スクリュー45bの回転に同期して回転するとき、インダクタンスセンサ47から出力される信号として、第2の搬送スクリュー45bが1回転する間にインダクタンスセンサから出力される信号の最大値を前記データとして用いる。これにより、よりトナー濃度誤検知を低減可能になる。
Specifically, by using the characteristics explained using FIGS. 13(a) and 13(b) in the first embodiment described above, the
前述した通り、リブ31に貼り付けられているマグネットシート32がインダクタンスセンサ47付近を通過する際の信号値は、磁力によって現像剤がマグネットシート32表面に高密度に担持されるために剤量変動が小さい。そのため、出力値の搬送スクリュー1周期分を平均した値を用いるよりもより現像剤量の変動によるインダクタンスセンサ47の出力変動を抑制することができる。
As mentioned above, when the
図17に実施例1の構成と本実施例の構成における、現像容器44内の現像剤量とインダクタンスセンサ47によるトナー濃度予測結果を示す。図17から、実施例1の構成に比べて、本実施例の構成によって現像剤のトナー濃度の現像剤量依存が抑制されていることがわかる。
FIG. 17 shows the amount of developer in the
〔実施例4〕
実施例4に係る画像形成装置について説明する。
[Example 4]
An image forming apparatus according to a fourth embodiment will be described.
実施例4に係る画像形成装置では、インダクタンスセンサ47は画像形成装置10に配置されている。また画像形成装置10は、現像装置4が画像形成装置10に設置された後に現像装置4の所定の位置にインダクタンスセンサ47を配置するバネなどの押圧機構(不図示)を備える。
In the image forming apparatus according to the fourth embodiment, the
この場合、インダクタンスセンサ47と現像装置4の位置関係は、設置位置のズレなどによって若干の変動を有する場合があり、この変動によってインダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係が誤差を持つ可能性がある。
In this case, the positional relationship between the
そこで本実施例では、前述した実施例2と同様に、現像装置4に配置されたICタグなどのデータ保存部(不図示)に、製造時もしくは工場出荷時に予め測定されたマグネットシートの透磁率に対応した値を予め保存しておく。さらに本実施例では、マグネットシートの透磁率に対応した値、および初期補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値と、出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係を、画像形成装置10の記憶部(ROM52)に予め保存しておく。そして、CPU51は、マグネットシートの透磁率に対応した値および初期補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値から、出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係を補正することを特徴とする。すなわち、CPU51は、マグネットシートの透磁率に対応した値および初期補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値から、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた変動値を補正する。以下、図18を用いて本実施例の特徴を説明する。なお、以下に説明する構成以外は、前述した実施例と同様であるため、説明を省略する。
Therefore, in this embodiment, similarly to the above-mentioned
例えば現像装置に配置されたICタグなどを、画像形成装置に配置された検知部(不図示)が検知することによって、画像形成装置の初回立ち上げ時及び現像装置の交換時等、新規現像装置が画像形成装置に設置されたことを検知する。すると、画像形成装置10の制御手段であるCPU51(図6参照)は、設置された新規現像装置のマグネットシート32の透磁率の影響を抑制するための補正動作を開始する(S401)。まずCPU51は、現像装置4のデータ保存部に保存された、製造時もしくは工場出荷時に予め測定されたマグネットシートの透磁率に対応した対応値を読み込む(S402)。次にCPU51は、搬送スクリューを駆動して現像装置4内の現像剤の攪拌を開始する(S403)。
For example, by detecting an IC tag or the like placed on the developing device by a detection unit (not shown) placed in the image forming device, a new developing device can be detected when starting up the image forming device for the first time or when replacing the developing device. is installed in the image forming apparatus. Then, the CPU 51 (see FIG. 6), which is the control means of the
そしてCPU51は、インダクタンスセンサ47から出力される所定時間あたりのパルス信号をカウントし、そのカウントしたカウント値(カウント数)をインダクタンスセンサ47の出力値として検知する(S404)。CPU51は、その出力値の搬送スクリュー1周期分を平均した値を、ストレージ(RAM53)に保存する(S405)。同時にCPU51は、マグネットシート32の透磁率に対応した値および初期補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値に対応した、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係をROM52から読み出す(S406)。その後、CPU51は補正動作を終了する(S407)。
Then, the
表5にマグネットシートの透磁率に対応した値および初期補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値に対応した、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係の一例を示す。
Table 5 shows an example of the correspondence between the output pulse count of the
(表5)
(Table 5)
以降、インダクタンスセンサ47の出力パルスカウントとトナー濃度との対応関係は、前記ROM52から読み出した対応関係を用いて算出する。すなわち、CPU51は、ROM52から読み出した変動値を用いて、現像容器内の現像剤のトナー濃度を検出する。ここで、ROM52から読み出した変動値は、表5に示すT/D比感度であり、マグネットシートの透磁率に対応した値(ICタグ保存値)および初期補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値に対応した値である。
Thereafter, the correspondence between the output pulse count of the
本実施例によれば、インダクタンスセンサ47が画像形成装置10に配置されていた場合でも、より高精度にトナー濃度を算出することが可能になる。
According to this embodiment, even if the
表6に既知のトナー濃度の現像剤を現像容器に収容した場合の、本実施例の補正有無による現像剤のトナー濃度の予測結果の違いを示す。表6において現像剤の既知のトナー濃度は9%である。表6において補正有は図18に示す補正動作を実施した場合のトナー濃度予測結果であり、補正無は前記補正動作を実施しない場合のトナー濃度予測結果である。 Table 6 shows the difference in the prediction results of the toner concentration of the developer depending on the presence or absence of correction in this embodiment when the developer with a known toner concentration is stored in the developer container. In Table 6, the known toner concentration of the developer is 9%. In Table 6, with correction is the toner density prediction result when the correction operation shown in FIG. 18 is performed, and without correction is the toner density prediction result when the correction operation is not performed.
(表6)
(Table 6)
本実施例の補正動作を実施することで、現像剤トナー濃度の予測精度が向上していることがわかる。 It can be seen that by implementing the correction operation of this example, the prediction accuracy of the developer toner concentration is improved.
上述したように、本実施例によれば、CPU51は、マグネットシート32の透磁率に対応した値および初期補正動作時のインダクタンスセンサ47の出力値に対応する、マグネットシート32の透磁率の違いに応じた変動値を、ROM52に記憶した対応関係(表5)から読み出す。そしてCPU51は、その読み出した変動値を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する。これにより、現像剤中のトナー濃度の検知精度の低下を抑制することができる。特に、インダクタンスセンサ47が画像形成装置10に配置されていた場合でも、現像剤中のトナー濃度の検知精度を高めることができる。
As described above, according to this embodiment, the
なお、前述した実施例においては、現像容器内の現像剤量の変動によって、インダクタンスセンサ47の検知領域の現像剤量密度が変動する場合を例示して、インダクタンスセンサ47によるトナー濃度の誤検知の抑制について説明した。しかし、現像装置4の駆動速度、つまりは、第1の搬送スクリュー45aや第2の搬送スクリューの45bの駆動速度の変動によっても、インダクタンスセンサ47の検知領域の現像剤量密度が変動する場合がある。よって、本実施例によれば、インダクタンスセンサ47の検知領域の現像剤量密度を安定させることができるので、画像形成時の現像装置4の駆動速度を複数持つ画像形成装置においても、効果を発揮する。
In the above-described embodiment, the case where the developer amount density in the detection area of the
t …現像剤
t1 …高密度部
1Y、1M、1C、1K …感光ドラム(像担持体)
4Y、4M、4C、4Y …現像装置
31 …リブ
32 …マグネットシート(マグネット部)
41 …現像スリーブ(現像剤担持体)
42 …マグネットロール
43 …現像ブレード
44 …現像容器
44a …現像室(第1室)
44b …攪拌室(第2室)
44c …隔壁
45a …第1の搬送スクリュー(第1の搬送部材)
45b …第2の搬送スクリュー(第2の搬送部材)
45b1 …第1の搬送部
45b2 …第2の搬送部
46a、46b …連通口
47 …インダクタンスセンサ
47a …コイル
47b …コイル駆動部
47d …コネクタ
47e …基板
47f …センサ面
48 …羽根
49 …回転軸
51 …CPU
52 …ROM(記憶部)
53 …RAM
54 …トナー補給モータ
t...Developer t1...
4Y, 4M, 4C, 4Y...Developing
41...Developing sleeve (developer carrier)
42...Magnet roll 43...Developing
44b... Stirring chamber (second chamber)
44c...
45b...Second conveyance screw (second conveyance member)
45b1...First conveyance part 45b2...
52...ROM (storage unit)
53...RAM
54...Toner replenishment motor
Claims (10)
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像剤を担持して前記像担持体に供給する現像剤担持体と、前記現像容器に回転可能に配置され、前記現像剤を搬送する搬送部材と、を有する現像装置と、
前記搬送部材に対向して配置され、前記現像剤の透磁率を検知し、その検知した透磁率に応じた信号を出力するインダクタンスセンサと、
前記搬送部材に設けられ、前記インダクタンスセンサに対向する位置に設けられた、磁力によって現像剤を担持するマグネット部と、
前記インダクタンスセンサの出力値から現像剤中のトナーの濃度を検出する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記現像容器に既知のトナー濃度の現像剤が収容された状態における前記インダクタンスセンサの出力値から、前記出力値の単位トナー濃度あたりの変動値を、前記マグネット部の透磁率の違いに応じた変動値に補正する補正動作を行い、その補正した変動値を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する、ことを特徴とする画像形成装置。 an image carrier;
a developer container that stores a developer including toner and a carrier; a developer carrier that supports the developer and supplies it to the image carrier; and a developer carrier that is rotatably disposed in the developer container and transports the developer. a developing device having a conveyance member that
an inductance sensor that is disposed opposite to the conveyance member, detects magnetic permeability of the developer, and outputs a signal according to the detected magnetic permeability;
a magnet portion that is provided on the conveyance member and is provided at a position facing the inductance sensor, and that supports the developer using magnetic force;
a control means for detecting the concentration of toner in the developer from the output value of the inductance sensor;
Equipped with
The control means calculates a fluctuation value per unit toner concentration of the output value from the output value of the inductance sensor in a state in which a developer with a known toner concentration is stored in the developer container. An image forming apparatus characterized in that a correction operation is performed to correct a variation value according to the difference, and a toner concentration in a developer is detected using the corrected variation value.
前記制御手段は、前記補正動作のときに、前記インダクタンスセンサの出力値に対応する、前記マグネット部の透磁率の違いに応じた変動値を、前記記憶部に記憶した対応関係から読み出し、その読み出した変動値を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Preliminarily storing a correspondence relationship between an output value of the inductance sensor in a state where a developer with a known toner concentration is stored in the developer container and a variation value per unit toner concentration depending on a difference in magnetic permeability of the magnet portion. Equipped with a memory section that
The control means reads, during the correction operation, a variation value corresponding to the output value of the inductance sensor according to the difference in magnetic permeability of the magnet part from the correspondence relationship stored in the storage part, and reads the variation value corresponding to the output value of the inductance sensor. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner concentration in the developer is detected using the variation value.
第一の出力値である場合、前記第一の出力値に対応する第一の変動値を、前記記憶部に記憶した対応関係から読み出し、
前記第一の出力値に比べて低い第二の出力値である場合、前記第二の出力値に対応する前記第一の変動値よりも大きい第二の変動値を、前記記憶部に記憶した対応関係から読み出し、
前記第一の出力値に比べて高い第三の出力値である場合、前記第三の出力値に対応する前記第一の変動値よりも小さい第三の変動値を、前記記憶部に記憶した対応関係から読み出す、ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The control means is configured such that during the correction operation, the output value of the inductance sensor is
If it is a first output value, read a first fluctuation value corresponding to the first output value from the correspondence stored in the storage unit,
If the second output value is lower than the first output value, a second fluctuation value larger than the first fluctuation value corresponding to the second output value is stored in the storage unit. Read from the correspondence,
If the third output value is higher than the first output value, a third fluctuation value smaller than the first fluctuation value corresponding to the third output value is stored in the storage unit. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is read based on a correspondence relationship.
前記対応値と、前記マグネット部の透磁率の違いに応じた単位トナー濃度あたりの変動値との対応関係を予め記憶した記憶部と、
を備え、
前記制御手段は、前記補正動作のときに、前記データ保存部から読み出した対応値に対応する、前記マグネット部の透磁率の違いに応じた変動値を、前記記憶部に記憶した対応関係から読み出し、その読み出した変動値を用いて、現像剤中のトナー濃度を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 a data storage unit provided in the developing device and storing in advance a corresponding value corresponding to the magnetic permeability of the magnet portion;
a storage section that stores in advance a correspondence relationship between the corresponding value and a variation value per unit toner concentration according to a difference in magnetic permeability of the magnet section;
Equipped with
The control means reads, from the correspondence relationship stored in the storage unit, a variation value according to a difference in magnetic permeability of the magnet unit, which corresponds to the corresponding value read out from the data storage unit during the correction operation. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the read fluctuation value is used to detect the toner concentration in the developer.
第一の対応値である場合、前記第一の対応値に対応する第一の変動値を、前記記憶部に記憶した対応関係から読み出し、
前記第一の対応値に比べて低い第二の対応値である場合、前記第二の対応値に対応する前記第一の変動値よりも大きい第二の変動値を、前記記憶部に記憶した対応関係から読み出し、
前記第一の対応値に比べて高い第三の対応値である場合、前記第三の対応値に対応する前記第一の変動値よりも小さい第三の変動値を、前記記憶部に記憶した対応関係から読み出す、ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 The control means is configured such that during the correction operation, a corresponding value corresponding to the magnetic permeability of the magnet section read from the data storage section is
If it is a first corresponding value, read a first variation value corresponding to the first corresponding value from the correspondence stored in the storage unit,
If the second corresponding value is lower than the first corresponding value, a second variation value larger than the first variation value corresponding to the second corresponding value is stored in the storage unit. Read from the correspondence,
If the third corresponding value is higher than the first corresponding value, a third variation value smaller than the first variation value corresponding to the third corresponding value is stored in the storage unit. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image forming apparatus is read based on a correspondence relationship.
前記現像装置が前記画像形成装置に設置された後に前記現像装置の所定の位置に前記インダクタンスセンサを配置する押圧機構を備える、ことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 The inductance sensor is arranged in the image forming apparatus,
The image forming apparatus according to claim 5, further comprising a pressing mechanism that arranges the inductance sensor at a predetermined position of the developing device after the developing device is installed in the image forming device.
前記現像剤の透磁率を検知する検知部を有し、前記検知部から前記搬送部材に向かう方向に1[mm]離れた位置における検知感度が、前記検知部に接した位置に比べて1割以上の検知感度を有しており、
前記搬送部材は、
回転軸と、
前記回転軸の外周に螺旋状に形成された羽根と、
前記インダクタンスセンサの前記検知部に対向する位置に設けられ、前記羽根とは別に前記回転軸の外周に突出して設けられ、前記搬送部材の回転に同期して回転するリブと、
を有し、
前記マグネット部は、前記リブに設けられ、
前記マグネット部が現像剤を担持した領域は、前記リブが前記搬送部材の回転に同期して回転したときに、前記インダクタンスセンサが前記検知感度を有する領域に重なる、ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The inductance sensor is
It has a detection part that detects the magnetic permeability of the developer, and the detection sensitivity at a position 1 [mm] away from the detection part in the direction toward the conveyance member is 10% of that at a position in contact with the detection part. It has a detection sensitivity of
The conveying member is
a rotating shaft;
a spiral blade formed on the outer periphery of the rotating shaft;
a rib provided at a position facing the detection portion of the inductance sensor, protruding from the outer periphery of the rotating shaft separately from the blade, and rotating in synchronization with the rotation of the conveying member;
has
The magnet portion is provided on the rib,
1 . The region in which the magnet portion carries the developer overlaps the region in which the inductance sensor has the detection sensitivity when the rib rotates in synchronization with the rotation of the conveyance member. The image forming apparatus described in .
基板上にコイルがパターン印刷された領域であり、前記現像剤の透磁率を検知する検知部を有し、
前記搬送部材は、
回転軸と、
前記回転軸の外周に螺旋状に形成された羽根と、
前記インダクタンスセンサの前記検知部に対向する位置に設けられ、前記羽根とは別に前記回転軸の外周に突出して設けられ、前記搬送部材の回転に同期して回転するリブと、
を有し、
前記マグネット部は、前記リブに設けられ、
前記マグネット部が現像剤を担持した領域は、前記リブが前記搬送部材の回転に同期して回転したときに、前記インダクタンスセンサの前記検知部による検知領域に重なる、ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The inductance sensor is
A region where a coil pattern is printed on the substrate, and has a detection section that detects the magnetic permeability of the developer,
The conveying member is
a rotating shaft;
a spiral blade formed on the outer periphery of the rotating shaft;
a rib provided at a position facing the detection portion of the inductance sensor, protruding from the outer periphery of the rotating shaft separately from the blade, and rotating in synchronization with the rotation of the conveying member;
has
The magnet portion is provided on the rib,
1 . The area in which the magnet part carries the developer overlaps the detection area by the detection part of the inductance sensor when the rib rotates in synchronization with the rotation of the conveying member. The image forming apparatus described in .
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