JP4282257B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いて、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向での一端側から他端側へ現像剤を搬送しつつ攪拌するためのスクリューを有する攪拌搬送部材とを備えた現像装置と、該現像装置へ補給するトナーを収容するトナー収容部と、該現像装置の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、該現像装置の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、該トナー濃度センサの検知結果と比較基準値とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて、該トナー収容部から該現像装置のトナー補給口にトナー補給制御する補給制御手段とを有する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、市場から画像形成装置の小型化・省スペース化、低コスト化が要望されており、現像装置に対しても長期に渡って良好な画像を維持しつつ、小型化、低コスト化する必要がある。そこで本出願人は先に、攪拌機構をあまり複雑にすることなく、補給されたトナーと現像剤とを現像ローラに達するまでに十分に攪拌して攪拌ムラや剤の帯電ムラを無くし、必要な帯電量を確保できる現像装置として、特開平11−2949号公報に示される現像装置を開示した。この先願に係る現像装置では、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用い、像担持体表面に現像剤を付与する現像ローラと、当該現像ローラの軸線方向での一端側から他端側へ現像剤を搬送しつつ攪拌するための羽根部を有する攪拌搬送部材とを有している。攪拌搬送部材で現像剤を現像ローラの軸線方向に沿って攪拌しながら搬送することにより、補給されたトナーと現像剤とを現像ローラに達するまでに十分に攪拌することができ、必要な帯電量を確保できる。現像ローラを通過した現像剤は、現像によってトナーが消費されてトナー濃度が通常よりも低下するため、トナー濃度センサの検知結果に基づいてトナーを補給するようになっている。このトナー濃度センサとしては、低コストで誤検知が少ないということから、コイルのインダクタンスを利用してセンサ近傍の一定体積内の現像剤の透磁率変化を検知する方式の磁気センサが多く用いられている。
【0003】
上記トナー濃度センサを用いたトナー濃度制御としては、例えば上記特開平11−2949号公報に示された現像装置では、現像剤の新規投入時や交換時等の、新しい現像剤を現像装置にセットした際の初期材設定時に、磁気的に飽和した現像剤がトナー濃度センサに達したあと、トナー濃度センサ出力を検知し、その値を制御基準値として制御部のメモリ等に記憶しておく。なお、制御基準値としては、例えば画像形成装置のメインスイッチがONされた直後など、所定のタイミングで潜像担持体の所定領域に基準画像である基準パターンを形成させ、この基準パターンに対するトナー付着量をフォトセンサで検知し、この検知結果から制御基準値を算出する方法もある。そして、通常時(狙いの画像濃度、画像品質で作像動作が行なわれているとき)は、作像動作開始時のトナー濃度センサ出力値と上記制御基準値の比較によりトナー補給時間を決め、トナー濃度を制御する。具体的には、例えば上記トナー濃度センサが一定体積中の現像剤の透磁率が制御基準値よりも大きくなったことを検知したときに、制御部で現像剤のトナー濃度が低くなったと判断し、設定された所定のトナー補給時間(例えば1秒間)だけトナー補給のボトル駆動モータを駆動してトナー補給口からトナー補給を行なうようなシーケンスに基づきトナー濃度を制御する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記トナー濃度センサは、一定体積中の現像剤の透磁率変化を検知するものであるため、放置や環境変動等による現像剤の嵩(かさ)密度変動があった場合、同一トナー濃度であっても異なる透磁率であると判断してしまうという問題が発生する。特に、トナー補給口近傍にトナー濃度センサを設けると上記問題が生じやすい。この問題に対処するために、通常このトナー濃度センサは現像剤が安定して循環、流動している攪拌搬送部材近傍であって、トナー補給口から離れた位置に配置している。
【0005】
このようにトナー濃度センサをトナー補給口から離れた位置に配置しているので、トナー補給口から補給されたトナーがトナー濃度センサ位置に到達するまでにタイムラグが生じ、その間のトナー濃度センサの検知信号に基づいて制御部が再びボトル駆動モータを駆動してトナー補給を行なう場合がある。すると、トナーの補給量が多すぎてトナー濃度過多になるおそれがある。
例えば、図9に示すように、現像動作を開始した直後に、30(msec)毎にサンプリング時間30(msec)でトナー濃度センサのアナログ出力値Vtaをセンサコントローラでデジタル値VtdにA/D変換し、このデジタル値Vtdを制御部に出力する。そして、制御部では例えば8回分のデジタル値Vtdの平均値を算出してトナー濃度とし、このトナー濃度と制御基準値Vtrefとを比較して、トナー濃度が制御基準値Vtref以上となったときにトナー濃度低下と判断し、制御信号を出力してボトル駆動モータを所定時間ONにする。このボトル駆動モータがOFFした後に、トナー濃度の検知を再開する。ところが、この場合には補給されたトナーがトナー濃度センサに到達する前のトナー濃度の低い現像剤のトナー濃度を検知することになるため、制御部で算出されたトナー濃度が制御基準値Vtrefを超え、再びボトル駆動モータを所定時間ONにしてしまう(図中A部の制御信号)。すると、トナーの補給量が多すぎてトナー濃度過多になるおそれがある。
【0006】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー濃度センサの誤検知による、トナー濃度過多を防ぎ、安定したトナー濃度を維持することができる画像形成装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いて、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、現像剤を収容する剤収容部と、該現像剤担持体の軸線方向での一端側から他端側へ現像剤を搬送しつつ該現像剤担持体に現像剤を供給する第1搬送スクリュと、該第1搬送スクリュとは逆方向に現像剤を搬送する第2搬送スクリュとを備え、該第1搬送スクリュと該第2搬送スクリュにより該剤収容部内の現像剤を攪拌、搬送させながら循環させる現像装置と、該現像装置へ補給するトナーを収容するトナー収容部と、該現像装置の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、該トナー濃度センサの検知結果と比較基準値とを比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて、該トナー収容部から該現像装置のトナー補給口にトナー補給制御する補給制御手段とを有する画像形成装置において、該トナー補給口は該第2搬送スクリュによる現像剤搬送領域に設けられ、該トナー濃度センサは該第2搬送スクリュの下方であって、該トナー補給口よりも該第2搬送スクリュの現像剤搬送方向下流側に設けられ、上記補給制御手段により上記トナー補給口からトナーが補給された後の所定時間内は上記トナー濃度センサによるトナー濃度検知を行なわず、該所定時間経過時点で該トナー濃度センサによるトナー濃度検知を再開するものであり、該所定時間は該トナー補給口より補給されたトナーが該トナー濃度センサに到達するまでの時間以上であって、該補給されたトナーが該トナー濃度センサを通過するまでの時間以下であることを特徴とするものである。
【0008】
上述したように、トナー補給口から補給されたトナーがトナー濃度センサ位置に到達するまでのタイムラグに起因して、トナー濃度センサの誤検知を招くおそれがある。この画像形成装置では、上記補給制御手段により上記トナー補給口からトナーが補給された後の所定時間内は上記トナー濃度センサによるトナー濃度検知を行なわず、該補給されたトナーが該トナー濃度センサを最初に通過するときのトナー濃度を検知するように、該トナー濃度センサによるトナー濃度検知を再開するので、上記タイムラグに起因するトナー濃度センサの誤検知を防ぐことができる。これにより、実際にトナー補給が行なわれたことを補給制御手段が確実に認識し、トナーの過補給によるトナー濃度過多を防いで、安定したトナー濃度を維持することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電子写真複写機(以下、単に複写機という)に適用した一実施形態について説明する。
まず、この複写機の基本的な構成について説明する。図1は本実施形態に係る複写機の概略構成図である。図示のように、本複写機は、原稿の画像情報を読み取るスキャナ部100と、記録部材である転写紙Pに画像を形成する画像形成部200と、この画像形成部200に転写紙Pを供給する給紙部300とを備えている。また、複写機内の各装置の動作を制御する図示しない制御部も備えている。
【0010】
上記スキャナ部100は、図示しないコンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報を受光装置101で読み取り、読み取った画像情報をこの制御部に送る。
【0011】
上記制御部は、スキャナ部100から受け取った上記画像情報に基づき、画像形成部200のレーザー書込みユニット200A内にある図示しないレーザダイオードやポリゴンミラー等を制御してプロセスカートリッジ200Bの感光ドラム206に向けてレーザー書込み光Lを照射させる。この照射により、像担持体としての感光ドラム206の表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。
【0012】
可視像形成手段であり且つ基準画像形成手段でもある上記画像形成部200は、これらレーザー書込みユニット200A、プロセスカートリッジ200Bの他、定着装置200D、排紙装置200E、図示しない現像物質供給手段であるトナー供給装置、トナーボトル215、接触式転写手段としての転写装置200C等も備えている。なお、上記レーザー書込みユニット200Aは、静電潜像形成手段として機能している。
【0013】
上記給紙部300は、4つの給紙カセット301a、b、c、d、4つの給紙ローラ302a、b、c、d、4つの紙搬送ローラ対303a、b、c、dなどを備えている。なお、紙搬送ローラ対303aは、レジストローラ対としての役割も果たしている。
【0014】
上記給紙カセット301a、b、c、dは、それぞれ記録部材としての転写紙Pを載置収容するものである。
【0015】
上記給紙ローラ302a、b、c、dは、それぞれ上記給紙カセット301a、b、c、dに収容されている転写紙Pを1枚だけ排出させ、上記搬送ローラ対303a、b、c、d等で構成される紙搬送経路に送る。
【0016】
上記制御部は、上記スキャナ部100から上記画像情報を受け取ると、上述のようなレーザー書込みや現像プロセスを実施させて感光ドラム206上にトナー像を形成させるとともに、この画像情報に応じたサイズの転写紙Pを画像形成部200に給紙させるべく、4つの給紙ローラ302a、b、c、dのうちの1つを作動させる。これにより、上記給紙カセット301a、b、c、dのうちの1つから転写紙Pが1枚排出され、上記紙搬送ローラ対303aまで搬送される。そして、この紙搬送ローラ対303aにより、タイミングを見計らって上記プロセスカートリッジ200Bと上記転写装置200Cとの間の転写位置に送られる。この転写位置には、接触式転写手段である転写装置200Cが配設されており、接触部材としての転写ローラ220を感光ドラム206に当接させて転写ニップを形成している。この転写ローラ220には、図示しない定電流供給手段である定電流電源によって定電流制御された転写用バイアスが印加されており、これによって上記転写ニップに転写用電界が形成される。なお、上記転写装置200Cは、上記転写ローラ220の他、転写紙Pを除電するための除電針等を備えている。
【0017】
上記感光ドラム206上で現像された上記トナー像は、上記転写ニップにおいて、タイミングを見計らって送られてくる転写紙Pと重ね合わされる。そして、上記転写用電界から受ける静電力や、上記感光ドラム206と上記転写ローラ220との間の押圧力などの影響を受けて転写紙P上に転写される。
【0018】
このようにしてトナー像が転写された転写紙Pは、上記定着装置200D内に送られ、この内部で加圧ローラ222と加熱ローラ223との間に挟まれる。そして、加圧力と加熱力との相乗作用によってトナー像が定着せしめられて転写装置200Dから排出された後、排紙装置200Eの排紙ローラ対の間を経由して機外へと排出される。
【0019】
次に、本複写機における現像プロセスについて詳述する。
図2は本複写機のプロセスカートリッジを示す概略構成図である。図において、このプロセスカートリッジ200Bは、潜像形成部201と、クリーニング部202と、現像部203とを備えている。
【0020】
上記潜像形成部201は、図示しない駆動系によって図中反時計回りに回転駆動される上記感光ドラム206の周囲に、除電ランプ208や、図示しない電圧供給手段である帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加される接触式帯電手段としての帯電ローラ207などを備えている。上記感光ドラム206の表面はその回転に伴い、まず、上記除電ランプ208から除電光が照射されて除電される。そして、図示しない駆動系によって図中反時計回りに回転駆動される上記帯電ローラ207と摺擦して−700[V]の電位に一様に帯電せしめられる。次いで、レーザー書込みユニット200Aから上述のレーザー書込み光Lが照射される。そして、この照射によって−100[V]の静電潜像を担持する。担持されたこの静電潜像は、上記感光ドラム206の回転に伴って後述の剤担持部との対向位置(現像位置)を通過する際に、現像物質としてのトナーが付着せしめられてトナー像に現像される。
【0021】
なお、本実施形態の複写機では、上記感光ドラム206の潜像形成対象部分に対してレーザー光を照射する反転現像方式を採用しているが、潜像形成対象部分ではない部分にレーザー光を照射する正転現像方式を採用してもよい。
【0022】
上記現像部203は、剤担持部204と、剤収容部205とを備えている。この剤収容部205は、第1搬送スクリュー209、第2搬送スクリュー210、収容部ケーシング211、トナー濃度センサ212等から構成されている。これら第1搬送スクリュー209、第2搬送スクリュー210は、互いに平行な位置関係を維持するように配設され、図示しない駆動系によって図中時計回りあるいは反時計回りに回転駆動されるようになっている。両搬送スクリューの間には収容部ケーシング211と一体に構成された仕切り壁211aが設けられ、これによってトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤(以下、現像剤という)を収容する現像剤収容スペースが両スクリューの周りに個別に確保されるようになっている。但し、両搬送スクリューの両端近傍に対応する領域には、上記仕切り壁211aが設けられておらず、2つの現像剤収容スペースはここで連通するようになっている。なお、未使用状態では、剤担持部204と剤収容部205との間に設けられたシール部材221により隔離されている。
【0023】
上記第2搬送スクリュー210が収容されている方の上記現像剤収容スペースには、図示しないトナー受入口が設けられており、図示しないトナー供給装置から搬送されてくるトナーをここで受け入れるようになっている。上記第2搬送スクリュー210の周りにある現像剤は、このようにして受け入れられたトナーを取り込んだ後、この第2搬送スクリュー210の回転によって磁性キャリアと混合せしめられながら図中手前側から奥側へと搬送される。この際、トナーと磁性キャリアとが摺擦せしめられ、トナーがマイナス極性に帯電する。
【0024】
上記第2搬送スクリュー210によって図中奥端まで搬送された現像剤は、この奥端にある図示しない連通空間を経由して上記第1搬送スクリュー209側の現像剤収容スペースに受け渡される。そして、上記第1搬送スクリュー209の回転によって今度は図中奥側から手前側へと搬送されてくる。この搬送の際、現像剤中のトナーは更に帯電が助長される。
【0025】
上記第1搬送スクリュー209側の現像剤収容スペースは、上記剤担持部204の現像スリーブ213に向けて開口している。この現像スリーブ213は、例えば図中奥行き方向に延在する5つの磁極を有する図示しないマグネットローラと、これを覆う筒状の非磁性パイプとで構成され、図示しない駆動系によって該非磁性パイプのみが図中時計回りに回転駆動されるようになっている。この非磁性パイプは、上記第1搬送スクリュー209によって搬送されてくる現像剤を上記マグネットローラの発する磁力によって吸着させて担持する。このように担持された現像剤は、上記非磁性パイプの回転に伴って剤担持部204内に取り込まれる。
【0026】
上記剤担持部204は、上記現像スリーブ213の他、これに当接する可撓性のドクターブレード214、上記感光ドラム206に向けて開口する開口部などを備えており、この開口部から現像スリーブ213の一部を露出させている。上記剤担持部204内に取り込まれた現像剤は、このドクターブレード214との対向位置を通過する際に、上記現像スリーブ213上における層厚が規制される。そして、上記開口部を経由して感光ドラム206との対向位置である現像位置まで搬送される。
【0027】
上記現像スリーブ213には、図示しない電源によって−400[V]の現像バイアスが印加されており、上記感光ドラム206上で−100[V]の電荷を帯びている静電潜像と、−400[V]の電界を帯びている現像スリーブ213表面との間には、マイナスの電荷を帯びているトナーに対して+300[V]の現像ポテンシャルを発揮する現像電界が形成される。これに対し、上記感光ドラム206上で−700[V]の電荷を帯びている地肌部と、−400[V]の電界を帯びている現像スリーブ213表面との間には、マイナスの電荷を帯びているトナーに対して−300[V]の現像ポテンシャルを発揮する現像電界が形成される。
【0028】
ここで、現像ポテンシャルの極性は、現像電界がトナーに対して付与する静電力の向きを示しており、プラスの場合にはこの向きが上記感光ドラム206方向になり、マイナスの場合には上記現像スリーブ213方向になる。従って、上記現像スリーブ213の回転によって現像位置まで搬送されてきた現像剤は、磁性キャリアに付着させていたトナーをプラスの現像ポテンシャルの影響によって上記感光ドラム206上の静電潜像に付着させる。また、マイナスの現像ポテンシャルの影響によって上記感光ドラム206上の地肌部には付着させない。このようにして静電潜像のみにトナーを付着させることで、該静電潜像を現像するのである。
【0029】
上記感光ドラム206上で現像されたトナー像は、上記感光ドラム201の回転に伴って上記転写ニップに搬送されて転写紙P上に転写される。トナー像が転写された転写紙Pは、分離爪216によって感光ドラム206から分離された後、上記定着装置200Dまで搬送される。
【0030】
上記転写ニップを通過した後の感光ドラム206表面に残留している残留トナーは、上記クリーニング部202との対向位置まで搬送された際に、クリーニングブレード217によって掻き落とされる。そして、上記クリーニング部202のケーシング内に回収されて回収トナーとなった後、回収スクリュー218等によって再び上記剤収容部205まで搬送されて再利用されるか、あるいは廃トナーボトルに回収される。
【0031】
上記クリーニング部202には、上記感光ドラム206を覆うための感光体シャッタ219が設けられている。この感光体シャッタ219は、プロセスカートリッジ200Bが装置本体から取り外された際に図中矢印F方向に回転することで、感光ドラム206を覆って保護するようになっている。
【0032】
図示していないが、感光体ドラム206のトナーの付着量を検知するためのフォトセンサ(以下、「Pセンサ」という。)が感光体ドラム206に対向して設けられている。このPセンサは、上記感光ドラム206に光を照射する発光素子と反射光を受光する受光素子とを備えており、この感光ドラム206上のトナー像の光反射量に応じて出力電圧を変化させる。この反射光量はトナー像における単位面積あたりのトナー付着量M/Aによって変化するので、上記Pセンサはこのトナー付着量M/Aに応じて出力電圧を変化させることになる。この出力電圧は、図示しないA/Dコンバータを経由してデジタル信号として上記制御部に出力される。なお、本実施形態に係る複写機では、上記トナー付着量M/Aの増加に伴って出力値Vspを減少させる上記Pセンサを用いている。
【0033】
なお、上記現像位置を通過した後の現像スリーブ213表面に残留しているトナーは、現像スリーブの回転に伴って再び上記剤担持部204内に取り込まれる。このようにして取り込まれた現像剤は、上記現像スリーブ213に担持されなかった現像剤に取り込まれ、上記第1搬送スクリュー209によって図中手前端まで搬送される。図3(a)は現像部203の構成図、(b)は第1,第2搬送スクリュー209,210の動作を説明するための剤収容部205の斜視図である。図3(b)において、第1搬送スクリュー209によって手前端まで搬送された現像剤は、手前端にある連通空間を経由して上記第2搬送スクリュー210側の現像剤収容スペースに戻される。このようにして戻される現像剤は、現像によってトナーを消費した現像剤を含んでいるので、トナー濃度が通常よりも低下している。このため、図示しないトナー補給装置は、トナーを上記トナー受入口225(図4参照)に供給してこの現像剤のトナー濃度を回復させるのである。
【0034】
上記剤収容部205のトナー濃度センサ212は、例えばトナーとキャリアとの混合比を磁気的(透磁率)に検知する透磁率センサ等からなり、上記第2搬送スクリュー210側の現像剤収容スペースに収容されている現像剤のトナー濃度に応じて出力電圧の値を変化させるように構成されている。
【0035】
上記制御部は、このトナー濃度センサ212からの出力値に基づいて、上記第2搬送スクリュー210側の現像剤収容スペースに収容されている現像剤のトナー濃度を取得する。また、この制御部は、RAM等で構成される図示しないデータ記憶手段を備えており、このデータ記憶手段に上記トナー濃度センサ212の出力電圧の目標値である比較基準値としての制御基準値VTrefや、図示しない上記Pセンサの出力電圧の目標値であるP目標値などを記憶している。そして、取得した上記トナー濃度の結果に基づいて図1に示したトナーボトル215の回転駆動数(回転駆動時間)を決定した後に、これを回転駆動させる。
【0036】
上記現像部203の現像能力は、現像剤のトナー濃度の他、トナーの性状によっても左右されるため、トナー濃度が一定に維持されていてもトナー像の濃度が変化する場合がある。そこで、上記制御部は、例えば図示しない複写機のメインスイッチがONされた直後など、所定のタイミングで上記感光ドラム206の所定領域に基準画像である基準パターンを形成させ、この基準パターンに対するトナー付着量M/Aに基づいて上記制御基準値VTrefを補正するように構成されている。そして、このように上記制御基準値VTrefを補正することで、上記現像部203の現像能力の安定化を図るのである。具体的には、まず、上記P目標値と、上記基準パターンを検知したときの上記図示しないPセンサからの出力電圧値とを比較する。この比較により、上記基準パターンに対するトナー付着量M/Aの多少が間接的に判定される。次に、上記制御部は、比較した結果と、上記現像部203内の現像剤のトナー濃度を検知する上記トナー濃度センサ212からの出力VTの値とに基づいて、それまで使用していた制御基準値VTrefに対する補正量ΔVTrefを決定する。そして、この補正量ΔVTrefの加算により制御基準値VTrefを補正する。上記制御部は、このような補正によって上記現像部203の現像能力の安定化を図っている。
【0037】
図4は、トナーボトル215とプロセスカートリッジ200Bとの関係を示す概略斜視図。図5は、トナーボトル215を装置本体への装着の説明図であって、トナーボトル215とボトル駆動モータ227との関係を示す斜視図である。現像動作を開始した直後に、剤収容部205に収容された現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ212で検知する。具体的には、トナー濃度センサ212のアナログ出力値Vtaを図示しないA/D変換器で変換したデジタル値Vtdを例えば8個平均してトナー濃度とし、このトナー濃度が制御部のメモリに記憶されたトナー濃度の制御基準値Vtref以上となったときに、制御部は図5に示すボトル駆動モータ227をONして、トナーボトル215を回転させる。すると、図4に示すように、トナーボトル215内に収容されているトナーは、ボトル開口215aから排出し、トナー補給マイラ228で掻き上げられて、排出口224から排出され、プロセスカートリッジ200Bのトナー受入口225から内部に落下し、トナー補給口226から上記剤収容部205内に供給され、第2搬送スクリュー210上に落下する。このようにして、剤収容部205内に必要量のトナーが供給されることで、剤収容部205内の現像剤のトナー濃度はほぼ一定に維持される。
【0038】
ところが、上述したように、トナー濃度センサ212をトナー補給口226から離れた位置に配置しているので、トナー補給口226から補給されたトナーがトナー濃度センサ位置に到達するまでにタイムラグが生じ、その間のトナー濃度センサ212の検知信号に基づいて制御部が再びボトル駆動モータ227を駆動してトナー補給を行なう場合がある。すると、トナーの補給量が多すぎてトナー濃度過多になるおそれがある。
【0039】
そこで、本実施形態に係る複写機では、補給されたトナーが最初にトナー濃度センサを通過するタイミングでトナー濃度検知を行なって、トナー濃度過多になるのを防ぐように構成した。
【0040】
〔実施例1〕
図6はトナー補給口226とトナー濃度センサ212との位置関係を示す図である。図6において、トナー補給口226の中心とトナー濃度センサ212の中心との距離L(mm)は、第2搬送スクリュー210の全長の1/2よりも小さい距離となっている。これにより、トナー補給口226よりも現像剤の搬送方向下流側であって、第2搬送スクリュー210の軸方向の中央に対して該トナー補給口と反対側の離れた位置にトナー濃度センサ212を配設した場合に比べ、新たに補給されたトナーがトナー濃度センサ212の配設位置に到達するまでに、搬送方向に広がり難い。このため、トナー補給直後の現像剤のトナー濃度に比べてトナー濃度センサ212に到達した現像剤のトナー濃度はさほど低下しておらず、トナー補給前と補給後とでトナー濃度センサ212の出力値に大きな差が現れ、トナー濃度センサ212の誤検知を防ぐことができる。一方、トナー補給口226の中心とトナー濃度センサ212の中心との距離Lが小さすぎると、現像剤の嵩密度変動により、トナー濃度センサ212の誤検知が生じるおそれがある。このため、上記距離Lは、少なくとも現像剤の嵩密度変動が生じないだけの距離を確保しておくことが望ましい。
【0041】
図6において、第2搬送スクリュー210の回転数をN(rpm)、スクリューピッチをP(mm)としたときに、トナー補給口226にトナーが補給されてからトナー濃度センサ212に到達するまでの時間t(sec)は、次の数1であらわすことができる。
【数1】
t=L/(P×N/60)
【0042】
本発明者が行なった実験によれば、制御部がボトル駆動モータ227をONするための制御信号を出力してから、補給されたトナーがトナー濃度センサ212に到達するまでに、上記時間tの2倍程度の時間を要した。これは、上記制御信号でボトル駆動モータ227がONしてからトナーがトナー補給口226に落下するまでの搬送に時間を要することと、第2搬送スクリュー210による現像剤の攪拌搬送が計算上よりも時間がかかることなどが考えられる。そこで、制御部からボトル駆動モータ227をONするための制御信号が出力されてから、トナー濃度センサ212がトナー濃度検知を再開する時間T(sec)は、次の数2で表すことができる。
【数2】
T≧2×L/(P×N/60)
【0043】
上記数2の関係を満たすことで、補給されたトナーの濃度をトナー濃度センサ212で検知することができ、トナー濃度の誤検知を確実に防止することができる。
【0044】
より具体的には、トナー補給口226の中心とトナー濃度センサ212の中心との距離Lを62.9(mm)、第2搬送スクリュー210の回転数Nを312.6(rpm)、スクリューピッチPを16(mm)とした場合には、上記数1より、トナー補給口226にトナーが補給されてからトナー濃度センサ212に到達するまでの時間tは、0.7545(sec)となる。ボトル駆動モータ227がONしてからトナーがトナー補給口226に落下するまでの搬送時間等を考慮して、上記数2より、制御部からボトル駆動モータ227をONするための制御信号が出力されてから、補給されたトナーがトナー濃度センサ212に到達するまでの時間Tは、1.509(sec)となる。よって、制御部がボトル駆動モータ227をONするための制御信号を出力してから、少なくとも1.509(sec)より前にはトナー濃度センサ212の検知を行なわず、例えば1.6(sec)後にトナー濃度検知を再開する。例えば、この1.6(sec)の間は、センサコントローラによるA/D変換を行なわない。
【0045】
ここで図7では、トナー濃度センサ212のアナログ出力値Vtaは、制御部からボトル駆動モータ227をONするための制御信号が出力されてから約1.75(sec)より変化している。トナー濃度検知は、30(msec)間隔でサンプリング時間30(msec)のトナー濃度センサ212のアナログ出力値Vtaを図示しないセンサコントローラでデジタル値VtdにA/D変換し、制御部でデジタル値Vtdの8回分の平均値を算出してトナー濃度としている。このため、トナー濃度の検知には、約0.45(sec)の時間がかかる。具体的には、制御部からボトル駆動モータ227をONするための制御信号が出力されてから、1.6(sec)から2.05(sec)の間の略平均値をトナー濃度とするため、制御部で算出されたトナー濃度は制御基準値Vtref以下とはならず、再度トナー補給は行われないため、トナー補給過多を防ぐことができる。
【0046】
なお、補給されたトナーがトナー濃度センサ212を完全に通過した後のタイミングでトナー濃度検知を再開すると、補給されたトナー濃度を検知できなくなってしまう。よって、補給されたトナーがトナー濃度センサ212に到達してから、完全に通過するまでの時間経過前にはトナー濃度検知を再開することが望ましい。補給されたトナーがトナー濃度センサ212を通過する時間は、ボトル駆動モータ227がONされた時間と略等しいので、このボトル駆動モータ227がONされた時間をtm(sec)とすると、次の数3の関係を満たすことが望ましい。
【数3】
t×2+tm≧T≧t×2
【0047】
また、制御部からボトル駆動モータ227をONするための制御信号が出力されたにもかかわらず、何らかの原因でトナー補給口226にトナーが落下せずトナー補給がなされない場合がある。この場合には、例えば1.6(sec)後に再開されたトナー濃度検知の結果が制御基準値Vtref以上であれば、制御部からボトル駆動モータ227をONするための制御信号が出力され、トナー補給がなされる。これにより、トナー濃度不足を防止することができる。
【0048】
〔実施例2〕
上記実施例1のようにトナー補給ボトルを回転させるための単独のボトル駆動モータを設けずに、他と共通の駆動モータからの駆動力を電磁クラッチを用いてトナー補給ボトルに伝達する構成の場合には、クラッチによる駆動伝達の遅延が生じる。すると、クラッチを設けない実施例1の構成に比べ、補給されたトナーがトナー濃度センサ212に到達するまで、クラッチの駆動伝達の遅延分余計に時間がかかることになる。図8は、クラッチを設けない場合(実線)と、設けた場合(点線)とで、同時にボトル駆動モータ及びクラッチをONしてから、トナー濃度センサのアナログ出力値Vtaが変化する状態の出力特性を示すグラフである。このグラフからクラッチによる駆動伝達遅延時間tdが生じていることがわかる。このクラッチの駆動伝達遅延時間tdは、通常250(msec)程度である。この駆動伝達遅延時間tdを考慮しないでトナー濃度検知を再開すると、上述したような理由から、トナーの補給量が多すぎてトナー濃度過多になるおそれがある。
【0049】
そこで、トナー補給を行なった後は、クラッチの駆動伝達の遅延時間を考慮して、トナー濃度センサの検知を再開することが望ましい。クラッチの駆動伝達遅延時間をtd(sec)とすると、制御部からクラッチをONするための制御信号が出力されてから、トナー濃度センサ212がトナー濃度検知を再開する時間T2(sec)は、次の数4で表すことができる。なお、数4中、L,P,Nは上記数1と同じ変数を意味する。
【数4】
T2≧{L/(P×N/60)}×2+td
【0050】
このように、駆動伝達系にクラッチを用いた場合には、上記数4の関係を満たすことで、補給されたトナーの濃度をトナー濃度センサ212で検知することができ、トナー濃度の誤検知を確実に防止することができる。
【0051】
なお、上記実施例1で述べたのと同様に、補給されたトナーがトナー濃度センサ212を完全に通過した後のタイミングでトナー濃度検知を再開すると、補給されたトナー濃度を検知できなくなってしまう。よって、補給されたトナーがトナー濃度センサ212に到達してから、完全に通過するまでの時間経過前にはトナー濃度検知を再開することが望ましい。補給されたトナーがトナー濃度センサ212を通過する時間は、クラッチが締結された時間と略等しいので、このクラッチが締結された時間をtm(sec)とすると、次の数5の関係を満たすことが望ましい。
【数5】
{L/(P×N/60)}×2+td+tm≧T2≧{L/(P×N/60)}×2+td
【0052】
以上説明したように、本実施形態では、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いて、像担持体としての感光ドラム206に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体としての現像スリーブ213と、該現像スリーブ213の軸線方向での一端側から他端側へ現像剤を搬送しつつ攪拌するためのスクリューを有する攪拌搬送部材としての第2搬送スクリュー210とを備えた現像装置としての現像部203と、該現像部203へ補給するトナーを収容するトナー収容部としてのトナーボトル215と、該現像部203の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ212と、該トナー濃度センサ212の検知結果と比較基準値としての制御基準値Vtrefとを比較する比較手段、及び、該比較手段の比較結果に基づいて、該トナーボトル215から該現像部203のトナー補給口226にトナーを補給する補給制御手段としての制御部とを有する画像形成装置において、上記制御部により上記トナー補給口226からトナーが補給された後の所定時間内は上記トナー濃度センサ212によるトナー濃度検知を行なわず、該補給されたトナーが該トナー濃度センサ212を最初に通過するときのトナー濃度を検知するように、該トナー濃度センサ212によるトナー濃度検知を再開する。よって、上記トナー補給口226から補給されたトナーが最初にトナー濃度センサ212を通過する前のタイミングではトナー濃度検知を行なわず、補給されたトナーの濃度を確実に検知することができる。これにより、実際にトナー補給が行なわれたことを制御部が確実に認識し、トナーの過補給によるトナー濃度過多を防いで、安定したトナー濃度を維持することができる。なお、トナー補給動作が行なわれたにもかかわらず何らかの原因でトナー補給がなされなかった場合には、再度トナー補給動作を行なって確実にトナー補給を行なうことが可能になり、トナー補給されずに画像濃度が低下することを防ぐことができる。この結果、地汚れや画像濃度低下等の無い高品質な画像形成が可能となる。
また、上記制御部が上記トナーボトル215から上記トナー補給口226へのトナー補給動作を開始してから上記トナー濃度センサ212がトナー濃度検知を再開する時間をT[sec]、該トナー補給口226と該トナー濃度センサ212との距離をL[mm]、上記第2搬送スクリュー210の回転数をN[rpm]、該第2搬送スクリュー210のスクリューピッチをP[mm]としたときに、T≧2×L/(P×N/60)の関係を満たす。より具体的には、上記制御部が上記トナーボトル215から上記トナー補給口226へのトナー補給動作を開始してから上記トナー濃度センサ212の検知を再開する時間Tを、トナーボトル215からトナー補給口226まの搬送時間等を考慮して、トナー補給口226からトナー濃度センサ212までの搬送時間の2倍以上に設定しておく。よって、上記制御部が上記トナーボトル215から上記トナー補給口226へのトナー補給動作を開始してから、トナー濃度センサ212位置に到達するまでのタイムラグに起因する上記トナー濃度センサ212の誤検知を防ぐことができる。
また、上記トナーボトル215から上記トナー補給口226までトナーを搬送する搬送手段としてのトナー補給マイラ228等と、該トナー補給マイラ228等に駆動力を付与する駆動源としての共通の駆動モータと、該共通の駆動モータの駆動力を該トナー補給マイラ228等に伝達する駆動伝達手段とを有し、該駆動伝達手段がクラッチを備え、該クラッチの締結、非締結の切替え動作を上記制御部の制御信号により行なうように構成し、該制御部が該クラッチを締結する制御信号を出力してから上記トナー濃度センサ212がトナー濃度検知を再開する時間をT2[sec]、該クラッチの締結時の駆動伝達遅延時間をtd[mm]としたときに、T2≧2×L/(P×N/60)+tdの関係を満たす。よって、クラッチの駆動伝達遅延時間を考慮して、トナー濃度センサ212のトナー濃度検知を再開することができ、該遅延時間に起因するトナー濃度センサ212の誤検知を防ぐことができる。
【0053】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、トナー濃度センサの検知タイミングを適切に設定することで、トナー濃度センサの誤検知によるトナー過補給によるトナー濃度過多を防いで、安定したトナー濃度を維持することができる。また、トナー補給されずに画像濃度が低下することを防ぐことができる。この結果、地汚れや画像濃度低下等の無い高品質な画像形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図2】本複写機のプロセスカートリッジを示す概略構成図。
【図3】(a)は現像部の構成図。
(b)は第1,第2搬送スクリューの動作を説明するための剤収容部205の斜視図。
【図4】トナーボトルとプロセスカートリッジとの関係を示す概略斜視図。
【図5】トナーボトルを装置本体への装着の説明図であって、トナーボトルとボトル駆動モータとの関係を示す斜視図。
【図6】トナー補給口とトナー濃度センサとの位置関係を示す図。
【図7】実施例1に係るトナー濃度センサのアナログ出力値と、センサコントローラのA/D変換値と、制御部のボトル駆動モータ制御信号との関係を示すタイミングチャート。
【図8】実施例2に係るクラッチの駆動伝達遅延時間の説明図。
【図9】従来例に係るトナー濃度センサのアナログ出力値と、センサコントローラのA/D変換値と、制御部のボトル駆動モータ制御信号との関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
100 スキャナ部
101 受光装置
200 画像形成部
200A レーザ書込みユニット
200B プロセスカートリッジ
200C 転写装置
200D 定着装置
200E 排紙装置
201 潜像形成部
202 クリーニング部
203 現像部
204 剤担持部
205 剤収容部
206 感光ドラム
207 帯電ローラ
208 除電ランプ
209 第1搬送スクリュー
210 第2搬送スクリュー
211 収容部ケーシング
212 トナー濃度センサ
213 現像スリーブ
214 ドクターブレード
215 トナーボトル
225 トナー受入口
226 トナー補給口
227 ボトル駆動モータ
300 給紙部
301 給紙カセット
302 給紙ローラ
303 紙搬送ローラ対[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a facsimile, a copying machine, and a printer, and more specifically, development that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier using a two-component developer composed of toner and a carrier. A developing device comprising: a developer carrying member; and a stirring and conveying member having a screw for stirring while carrying the developer from one end side to the other end side in the axial direction of the developer carrying member; A toner storage unit that stores toner to be replenished, a toner concentration sensor that detects the toner concentration of the developer of the developing device, a toner concentration sensor that detects the toner concentration of the developer of the developing device, and a toner concentration sensor Image forming apparatus comprising: a comparison unit that compares a detection result with a comparison reference value; and a replenishment control unit that controls toner replenishment from the toner container to the toner replenishing port of the developing device based on the comparison result of the comparison unit. It relates to location.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a demand for downsizing, space saving, and cost reduction of image forming apparatuses from the market, and it is necessary to reduce the size and cost of developing apparatuses while maintaining good images over a long period of time. There is. Therefore, the applicant firstly stirs the replenished toner and the developer sufficiently until they reach the developing roller without making the stirring mechanism very complicated, and eliminates uneven stirring and uneven charging of the agent. As a developing device that can secure the charge amount, a developing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-2949 has been disclosed. In the developing device according to this prior application, a two-component developer composed of toner and a carrier is used, and a developing roller for applying the developer to the surface of the image carrier, and from one end side to the other end side in the axial direction of the developing roller. And a stirring / conveying member having a blade portion for stirring the developer while being conveyed. By agitating and conveying the developer along the axial direction of the developing roller with the agitating and conveying member, the replenished toner and developer can be sufficiently agitated before reaching the developing roller, and the required charge amount Can be secured. Since the developer that has passed through the developing roller consumes toner due to development and the toner density is lower than usual, the toner is replenished based on the detection result of the toner density sensor. As this toner concentration sensor, a magnetic sensor of a system that detects a change in the magnetic permeability of the developer in a certain volume near the sensor by using the inductance of the coil is often used because of low cost and few false detections. Yes.
[0003]
As the toner density control using the toner density sensor, for example, in the developing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-2949, a new developer is set in the developing device when a new developer is introduced or replaced. When the initial material is set, when the magnetically saturated developer reaches the toner density sensor, the toner density sensor output is detected, and the value is stored as a control reference value in the memory of the control unit. As the control reference value, for example, immediately after the main switch of the image forming apparatus is turned on, a reference pattern as a reference image is formed in a predetermined area of the latent image carrier at a predetermined timing, and toner adhesion to the reference pattern is performed. There is also a method in which the amount is detected by a photo sensor and a control reference value is calculated from the detection result. In normal operation (when the image forming operation is performed with the target image density and image quality), the toner replenishment time is determined by comparing the output value of the toner density sensor at the start of the image forming operation with the control reference value. Control toner density. Specifically, for example, when the toner density sensor detects that the magnetic permeability of the developer in a certain volume has become larger than the control reference value, the controller determines that the toner density of the developer has decreased. The toner density is controlled based on a sequence in which the toner replenishment bottle drive motor is driven for a predetermined toner replenishment time (for example, 1 second) and the toner is replenished from the toner replenishment port.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The toner concentration sensor detects a change in the magnetic permeability of the developer in a certain volume. Therefore, if there is a change in the bulk density of the developer due to neglect or environmental change, the toner density is the same. However, there is a problem that the magnetic permeability is determined to be different. In particular, if a toner concentration sensor is provided in the vicinity of the toner supply port, the above problem is likely to occur. In order to deal with this problem, this toner density sensor is usually arranged in the vicinity of the agitating and conveying member where the developer is stably circulating and flowing, and at a position away from the toner supply port.
[0005]
As described above, since the toner concentration sensor is arranged at a position away from the toner supply port, a time lag occurs until the toner supplied from the toner supply port reaches the toner concentration sensor position. In some cases, the control unit drives the bottle driving motor again based on the signal to replenish toner. Then, there is a possibility that the toner replenishment amount is excessive and the toner density is excessive.
For example, as shown in FIG. 9, immediately after the development operation is started, the analog output value Vta of the toner density sensor is A / D converted into a digital value Vtd by a sensor controller every 30 (msec) at a sampling time of 30 (msec). The digital value Vtd is output to the control unit. Then, for example, the control unit calculates an average value of the digital value Vtd for eight times to obtain the toner density, and compares the toner density with the control reference value Vtref, and when the toner density becomes equal to or higher than the control reference value Vtref. It is determined that the toner density is lowered, a control signal is output, and the bottle drive motor is turned on for a predetermined time. After the bottle drive motor is turned off, the toner density detection is resumed. However, in this case, since the toner density of the developer having a low toner density before the replenished toner reaches the toner density sensor is detected, the toner density calculated by the control unit sets the control reference value Vtref. Then, the bottle drive motor is turned ON again for a predetermined time (control signal of A part in the figure). Then, there is a possibility that the toner replenishment amount is excessive and the toner density is excessive.
[0006]
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing excessive toner concentration due to erroneous detection of the toner concentration sensor and maintaining a stable toner concentration. Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0008]
As described above, the toner concentration sensor may be erroneously detected due to the time lag until the toner replenished from the toner replenishing port reaches the toner concentration sensor position. In the image forming apparatus, the toner concentration sensor does not detect the toner concentration within a predetermined time after the toner is replenished from the toner replenishing port by the replenishment control means, and the replenished toner controls the toner concentration sensor. Since the toner density detection by the toner density sensor is resumed so as to detect the toner density when it first passes, erroneous detection of the toner density sensor due to the time lag can be prevented. As a result, the replenishment control means reliably recognizes that the toner has been actually replenished, prevents excessive toner concentration due to excessive toner replenishment, and maintains a stable toner concentration.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter simply referred to as a copying machine) will be described.
First, the basic configuration of this copier will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a copying machine according to the present embodiment. As shown in the figure, this copying machine supplies a
[0010]
The
[0011]
Based on the image information received from the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
Each of the
[0015]
The
[0016]
When the control unit receives the image information from the
[0017]
The toner image developed on the
[0018]
The transfer paper P onto which the toner image has been transferred in this manner is sent into the
[0019]
Next, the development process in this copying machine will be described in detail.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a process cartridge of the copying machine. In the figure, the process cartridge 200B includes a latent
[0020]
The latent
[0021]
In the copying machine of the present embodiment, a reversal development method is employed in which the latent image formation target portion of the
[0022]
The developing
[0023]
The developer accommodating space in which the second conveying
[0024]
The developer transported to the far end in the figure by the
[0025]
The developer accommodating space on the first conveying
[0026]
In addition to the developing
[0027]
A developing bias of −400 [V] is applied to the developing
[0028]
Here, the polarity of the developing potential indicates the direction of the electrostatic force applied to the toner by the developing electric field. When the developing potential is positive, the direction is the direction of the
[0029]
The toner image developed on the
[0030]
The residual toner remaining on the surface of the
[0031]
The
[0032]
Although not shown, a photo sensor (hereinafter referred to as “P sensor”) for detecting the amount of toner adhering to the
[0033]
The toner remaining on the surface of the developing
[0034]
The
[0035]
Based on the output value from the
[0036]
The developing ability of the developing
[0037]
FIG. 4 is a schematic perspective view showing the relationship between the
[0038]
However, as described above, since the
[0039]
Therefore, the copying machine according to the present embodiment is configured to detect the toner density at the timing when the replenished toner first passes through the toner density sensor to prevent the toner density from becoming excessive.
[0040]
[Example 1]
FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the
[0041]
In FIG. 6, when the rotation speed of the second conveying
[Expression 1]
t = L / (P × N / 60)
[0042]
According to an experiment conducted by the present inventor, after the control unit outputs a control signal for turning on the
[Expression 2]
T ≧ 2 × L / (P × N / 60)
[0043]
By satisfying the relationship of the
[0044]
More specifically, the distance L between the center of the
[0045]
Here, in FIG. 7, the analog output value Vta of the
[0046]
If toner density detection is resumed at a timing after the supplied toner has completely passed through the
[Equation 3]
t × 2 + tm ≧ T ≧ t × 2
[0047]
In addition, although the control signal for turning on the
[0048]
[Example 2]
In the case of the configuration in which the driving force from the common driving motor is transmitted to the toner supply bottle using an electromagnetic clutch without providing a single bottle driving motor for rotating the toner supply bottle as in the first embodiment. In this case, there is a delay in driving transmission by the clutch. Then, as compared with the configuration of the first embodiment in which no clutch is provided, it takes time for the delay in clutch drive transmission until the supplied toner reaches the
[0049]
Therefore, it is desirable to restart the detection of the toner density sensor in consideration of the delay time of the clutch drive transmission after the toner supply. Assuming that the clutch drive transmission delay time is td (sec), the time T2 (sec) at which the
[Expression 4]
T2 ≧ {L / (P × N / 60)} × 2 + td
[0050]
As described above, when the clutch is used in the drive transmission system, the concentration of the replenished toner can be detected by the
[0051]
As described in the first embodiment, if toner density detection is restarted at a timing after the supplied toner has completely passed through the
[Equation 5]
{L / (P × N / 60)} × 2 + td + tm ≧ T2 ≧ {L / (P × N / 60)} × 2 + td
[0052]
As described above, in this embodiment, a developer carrier that develops an electrostatic latent image formed on the
Further, the
A
[0053]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, by setting the detection timing of the toner concentration sensor appropriately, it is possible to prevent excessive toner concentration due to excessive toner supply due to erroneous detection of the toner concentration sensor and to maintain a stable toner concentration. it can. Further, it is possible to prevent the image density from being lowered without toner replenishment. As a result, it is possible to form a high-quality image without scumming or image density reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a copier according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a process cartridge of the copying machine.
FIG. 3A is a configuration diagram of a developing unit.
(B) is a perspective view of the
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a relationship between a toner bottle and a process cartridge.
FIG. 5 is an explanatory view of mounting the toner bottle on the apparatus main body, and is a perspective view showing the relationship between the toner bottle and the bottle drive motor.
FIG. 6 is a diagram illustrating a positional relationship between a toner supply port and a toner density sensor.
7 is a timing chart showing a relationship among an analog output value of a toner density sensor according to
FIG. 8 is an explanatory diagram of a clutch drive transmission delay time according to the second embodiment.
FIG. 9 is a timing chart showing a relationship among an analog output value of a toner density sensor according to a conventional example, an A / D conversion value of a sensor controller, and a bottle drive motor control signal of a control unit.
[Explanation of symbols]
100 Scanner section
101 Photodetector
200 Image forming unit
200A Laser writing unit
200B process cartridge
200C transfer device
200D fixing device
200E paper discharge device
201 Latent image forming unit
202 Cleaning section
203 Development Unit
204 Agent carrying part
205 Agent container
206 Photosensitive drum
207 Charging roller
208 Static elimination lamp
209 First conveying screw
210 Second conveying screw
211 Housing casing
212 Toner density sensor
213 Development sleeve
214 Doctor Blade
215 Toner bottle
225 Toner receiving port
226 Toner supply port
227 Bottle drive motor
300 Paper feeder
301 Paper cassette
302 Paper feed roller
303 Paper transport roller pair
Claims (3)
該現像装置へ補給するトナーを収容するトナー収容部と、
該現像装置の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、
該トナー濃度センサの検知結果と比較基準値とを比較する比較手段と、
該比較手段の比較結果に基づいて、該トナー収容部から該現像装置のトナー補給口にトナー補給制御する補給制御手段とを有する画像形成装置において、
該トナー補給口は該第2搬送スクリュによる現像剤搬送領域に設けられ、
該トナー濃度センサは該第2搬送スクリュの下方であって、該トナー補給口よりも該第2搬送スクリュの現像剤搬送方向下流側に設けられ、
上記補給制御手段により上記トナー補給口からトナーが補給された後の所定時間内は上記トナー濃度センサによるトナー濃度検知を行なわず、該所定時間経過時点で該トナー濃度センサによるトナー濃度検知を再開するものであり、
該所定時間は該トナー補給口より補給されたトナーが該トナー濃度センサに到達するまでの時間以上であって、該補給されたトナーが該トナー濃度センサを通過するまでの時間以下であることを特徴とする画像形成装置。Using a two-component developer comprising a toner and a carrier, a developer carrier for developing an electrostatic latent image formed on the image carrier, a developer container for containing the developer, and a developer carrier A first conveying screw that supplies the developer to the developer carrying member while conveying the developer from one end side to the other end side in the axial direction, and a first conveying screw that conveys the developer in a direction opposite to the first conveying screw. and a second conveying screw, and the current image device for circulating while stirring, to convey the developer in the agent accommodating unit by the first transport screw and the second transport screw,
A toner containing portion for containing toner to be replenished to the developing device;
A toner concentration sensor for detecting the toner concentration of the developer of the developing device ;
Comparison means for comparing the comparison reference value and the detection result of the toner concentration sensor,
In an image forming apparatus having a replenishment control means for controlling toner replenishment from the toner container to a toner replenishment port of the developing device based on a comparison result of the comparison means,
The toner replenishing port is provided in a developer conveyance area by the second conveyance screw,
The toner density sensor is provided below the second transport screw and downstream of the toner supply port in the developer transport direction of the second transport screw.
The toner density sensor is not detected by the toner density sensor within a predetermined time after the toner is supplied from the toner supply port by the supply control means, and the toner density detection by the toner density sensor is resumed when the predetermined time elapses. Is,
The predetermined time is equal to or longer than the time until the toner replenished from the toner replenishing port reaches the toner density sensor, and is equal to or shorter than the time until the replenished toner passes through the toner density sensor. An image forming apparatus.
上記補給制御手段が上記トナー収容部から上記トナー補給口へのトナー補給動作を開始してから上記トナー濃度センサがトナー濃度検知を再開する時間をT[sec]、トナー補給動作時間をtm[sec]、該トナー補給口と該トナー濃度センサとの距離をL[mm]、
上記攪拌搬送部材の回転数をN[rpm]、該攪拌搬送部材のスクリューピッチをP[mm]としたときに、
2×L/(P×N/60)+tm≧T≧2×L/(P×N/60)
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1.
After the replenishment control means starts the toner replenishment operation from the toner container to the toner replenishment port, the time when the toner concentration sensor restarts the toner concentration detection is T [sec], and the toner replenishment operation time is tm [sec. ], The distance between the toner supply port and the toner concentration sensor is L [mm],
When the rotation speed of the stirring and conveying member is N [rpm] and the screw pitch of the stirring and conveying member is P [mm],
2 × L / (P × N / 60) + tm ≧ T ≧ 2 × L / (P × N / 60)
An image forming apparatus satisfying the relationship:
上記トナー収容部から上記トナー補給口までトナーを搬送する搬送手段と、該搬送手段に駆動力を付与する駆動源と、該駆動源の駆動力を該搬送手段に伝達する駆動伝達手段とを有し、
該駆動伝達手段がクラッチを備え、該クラッチの締結、非締結の切替え動作を上記補給制御手段の制御信号により行なうように構成し、
該補給制御手段が該クラッチを締結する制御信号を出力してから上記トナー濃度センサがトナー濃度検知を再開する時間をT2[sec]、
該クラッチの締結時間をtm、
該トナー補給口と該トナー濃度センサとの距離をL[mm]、
上記攪拌搬送部材の回転数をN[rpm]、
該攪拌搬送部材のスクリューピッチをP[mm]、
該クラッチ締結時の駆動伝達遅延時間をtdとしたときに、
2×L/(P×N/60)+td+tm≧T2≧2×L/(P×N/60)+td
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
A conveying unit configured to convey toner from the toner container to the toner replenishing port; a driving source that applies a driving force to the conveying unit; and a drive transmission unit that transmits the driving force of the driving source to the conveying unit. And
The drive transmission means includes a clutch, and is configured to perform a switching operation between engagement and non-engagement of the clutch by a control signal of the replenishment control means,
The time when the toner concentration sensor restarts toner concentration detection after the replenishment control means outputs the control signal for engaging the clutch is T2 [sec],
The engagement time of the clutch is tm,
The distance between the toner supply port and the toner concentration sensor is L [mm],
The rotational speed of the stirring and conveying member is N [rpm],
The screw pitch of the stirring and conveying member is P [mm],
When the drive transmission delay time when the clutch is engaged is td,
2 × L / (P × N / 60) + td + tm ≧ T2 ≧ 2 × L / (P × N / 60) + td
An image forming apparatus satisfying the relationship:
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