JP5039589B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、複写機や、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、像担持体に向けてトナーを供給することにより像担持体の表面に予め形成された静電潜像に沿ったトナー像を形成させる現像装置を備える画像形成装置に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, and more particularly, a toner along an electrostatic latent image formed in advance on the surface of an image carrier by supplying toner toward the image carrier. The present invention relates to an image forming apparatus including a developing device that forms an image.

例えば、特許文献1に開示された画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、画像形成装置に設けられた像担持体に向けてトナーを供給することにより当該像担持体の表面に予め形成されている静電潜像に沿ったトナー像を形成させる現像装置を有している。   For example, an image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 is known. In this image forming apparatus, toner is supplied to an image carrier provided in the image forming apparatus to form a toner image along the electrostatic latent image formed in advance on the surface of the image carrier. I have a device.

かかる現像装置は、周面が像担持体の表面と対向配置されたトナー担持体を有する現像部と、この現像部にトナーを補給するトナーコンテナとを備えている。現像部には、現像部内のトナー量を検知するためのセンサが設けられている。トナー量を検知するセンサとしては通常、光センサや磁気センサが利用され、これらのセンサは現像部内の光や磁界を直接測定することにより現像部内に残存するトナー量を検知することが可能である。   Such a developing device includes a developing unit having a toner carrier having a peripheral surface opposed to the surface of the image carrier, and a toner container for supplying toner to the developing unit. The development unit is provided with a sensor for detecting the amount of toner in the development unit. As a sensor for detecting the amount of toner, an optical sensor or a magnetic sensor is usually used, and these sensors can detect the amount of toner remaining in the developing unit by directly measuring the light or magnetic field in the developing unit. .

上述したように、現像部内のトナー量はセンサにより監視されており、現像部内のトナー量が像担持体表面でのトナー像形成のために消費されて少なくなると、センサがトナー量が少なくなったことを検知する。そして、センサによる検知結果に基づいてトナーがトナーコンテナから現像部へ向けて補給される。かかるトナーの補給が繰り返されることにより、現像部は像担持体に対しトナーコンテナが空になるまで現像処理を施すことができる。
特開平1−142765号公報
As described above, the amount of toner in the developing unit is monitored by the sensor, and when the amount of toner in the developing unit is consumed and reduced for forming a toner image on the surface of the image carrier, the amount of toner is reduced by the sensor. Detect that. Then, toner is replenished from the toner container toward the developing unit based on the detection result by the sensor. By repeating such toner replenishment, the developing unit can perform development processing on the image carrier until the toner container is empty.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-142765

しかしながら、現像部にトナー量を検知する光センサや磁気センサ等のセンサを設けることは現像部の大型化を招くことになり、現像装置の省スペース化を実現することが困難である。このことは、画像形成装置の小型化を図る上で非常に大きな障害となる。   However, providing a sensor such as an optical sensor or a magnetic sensor for detecting the toner amount in the developing unit causes an increase in the size of the developing unit, and it is difficult to realize space saving of the developing device. This is a very serious obstacle to downsizing the image forming apparatus.

上記問題点に鑑み、本発明の目的は、現像装置の小型化を図り、且つ、現像装置内のトナー量を検知することができる画像形成装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of downsizing a developing device and detecting the amount of toner in the developing device.

上記目的を達成するために、本発明の一局面に従う画像形成装置は、表面にトナーを担持する現像ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する電圧印加部と、静電潜像が形成される像担持体と、を有し、前記電圧印加部が前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、前記像担持体上に形成される静電潜像に前記現像ローラにより担持されるトナーを供給してトナー像を形成する現像装置を具備する画像形成装置であって、前記像担持体上のトナー像の濃度を検知する濃度センサと、前記濃度センサにより検知される前記像担持体上の前記トナー像の濃度に基づいて前記現像装置内のトナー量を検知する検知部とを備え、前記電圧印加部が前記現像ローラに印加する現像バイアス電圧は、直流バイアス電圧に交流バイアス電圧が重畳された、所定のデューティーを持つバイアス電圧であり、前記検知部が前記現像装置内のトナー量を検知する場合においては、前記電圧印加部は、前記現像ローラに印加する現像バイアス電圧のデューティーまたは直流バイアス電圧を通常の画像形成時よりも低下させ、且つ、前記現像装置は、前記像担持体上にベタパターン及び白紙パターンを含む静電潜像を形成しており、前記検知部は、前記現像バイアス電圧のデューティーまたは直流バイアス電圧の低下の前後において、前記像担持体上の前記ベタパターン及び前記白紙パターンの各々に対応するトナー像間の濃淡が逆転したか否かを検知し、当該濃淡が逆転したとの検知結果に基づいて前記現像装置内のトナー量が所定のトナー量未満であることを検知する。   In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to one aspect of the present invention forms a developing roller carrying toner on a surface, a voltage applying unit that applies a developing bias voltage to the developing roller, and an electrostatic latent image. And the voltage application unit applies a developing bias voltage to the developing roller, whereby the electrostatic latent image formed on the image bearing member is carried by the developing roller. An image forming apparatus comprising a developing device for supplying toner to form a toner image, a density sensor for detecting a density of a toner image on the image carrier, and the image carrier detected by the density sensor A developing unit that detects the amount of toner in the developing device based on the density of the toner image on the upper side, and the developing bias voltage applied to the developing roller by the voltage applying unit is a direct current bias voltage. A bias voltage with a predetermined duty superimposed on the bias voltage, and when the detection unit detects the amount of toner in the developing device, the voltage application unit applies a development bias voltage to the development roller. And the developing device forms an electrostatic latent image including a solid pattern and a blank paper pattern on the image carrier, and the detection unit Detects whether the density between the toner images corresponding to each of the solid pattern and the blank paper pattern on the image carrier is reversed before and after the duty of the developing bias voltage or the DC bias voltage is decreased. Then, it is detected that the toner amount in the developing device is less than a predetermined toner amount based on the detection result that the density is reversed.

上記の画像形成装置では、現像装置内のトナー量を検知する場合においては、現像ローラに与えられる現像バイアス電圧のデューティーまたは直流バイアス電圧を低下させた状態で、白紙パターンとベタパターンとを含む静電潜像を形成し、各々の画像濃度を検知する。そして、現像バイアス電圧のデューティーまたは直流バイアス電圧の低下の前後において、ベタパターン及び白紙パターンの各々に対応するトナー像間の濃淡が逆転したか否かを検知し、その濃淡が逆転したときに現像装置内のトナー量が所定のトナー量未満であるとする。このため、従来ではトナー残量を光センサや磁気センサ等を用いて現像装置内のトナー量を直接測定していたが、上記の画像形成装置では、上記の光センサ等が不要となり、現像装置の省スペース化が図られる。したがって、このような現像装置を備える画像形成装置の小型化が実現される。   In the image forming apparatus described above, when detecting the toner amount in the developing device, the static bias including the blank paper pattern and the solid pattern with the duty of the developing bias voltage applied to the developing roller or the DC bias voltage lowered. An electrostatic latent image is formed, and each image density is detected. Then, before and after the development bias voltage duty or DC bias voltage is lowered, it is detected whether or not the density between the toner images corresponding to each of the solid pattern and the blank paper pattern is reversed, and the development is performed when the density is reversed. It is assumed that the toner amount in the apparatus is less than a predetermined toner amount. For this reason, in the past, the toner remaining amount was directly measured by using an optical sensor, a magnetic sensor or the like in the developing device. However, in the image forming apparatus described above, the optical sensor or the like is no longer necessary. Space saving. Therefore, it is possible to reduce the size of the image forming apparatus including such a developing device.

前記像担持体上から前記トナー像が転写され、前記転写された前記トナー像を記録媒体に転写する中間転写体をさらに備え、前記濃度センサは、前記像担持体上から前記中間転写体上に転写された前記トナー像の濃度を検知することが好ましい。   The toner image is further transferred from the image carrier, and further includes an intermediate transfer member that transfers the transferred toner image onto a recording medium. The density sensor is disposed on the intermediate transfer member from the image carrier. It is preferable to detect the density of the transferred toner image.

この場合、トナー画像の色違い等の較正のために転写ベルト等の中間転写体付近に配置された濃度センサを利用してトナー像の濃度を検知することができるので、新たな濃度センサの接地が不要であり、画像形成装置のコストアップを招くことが無い。   In this case, since the density of the toner image can be detected by using a density sensor arranged near an intermediate transfer member such as a transfer belt for calibration of the color difference of the toner image, the grounding of a new density sensor is possible. Is not required, and the cost of the image forming apparatus is not increased.

前記現像装置は、前記現像装置内のトナー量が前記所定のトナー量未満であるとの検知結果に基づいて前記現像装置内のトナー量は空状態であると判断することが好ましい。   Preferably, the developing device determines that the toner amount in the developing device is empty based on a detection result that the toner amount in the developing device is less than the predetermined toner amount.

この場合、現像装置がトナー量が空状態と判断した場合でも、現像装置内には所定のトナー量が残存しており、濃度が出ない、画像がかすれるといった画像の不具合が発生することが無い。また、現像装置内に残存するトナーを吐き出したり、新たなトナーの補給を行い現像装置の状態を初期状態にリセットすることができ、現像装置の長期使用によってもトナーの劣化が抑制され、常に初期品質が維持される。   In this case, even when the developing device determines that the toner amount is empty, a predetermined amount of toner remains in the developing device, and there is no occurrence of an image defect such as no density or fading. . In addition, the remaining toner in the developing device can be discharged, or new toner can be replenished to reset the developing device to its initial state. Quality is maintained.

本発明によれば、現像装置の小型化を図り、且つ、現像装置内のトナー量を検知することができる画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of downsizing the developing device and detecting the amount of toner in the developing device.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and description may be abbreviate | omitted.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の外観視の斜視図であり、図1(A)は、メンテナンスリッドが閉止された状態、図1(B)は、メンテナンスリッドが開放された状態、図1(C)は、メンテナンスリッドが開放されてトナーコンテナが取り外された状態をそれぞれ示している。なお、図1において、X−X方向を左右方向、Y−Y方向を前後方向といい、特に−X方向を左方、+X方向を右方、−Y方向を前方、+Y方向を後方という。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of an external appearance of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 (A) shows a state where a maintenance lid is closed, and FIG. 1 (B) shows a maintenance lid. FIG. 1C shows a state where the maintenance lid is opened and the toner container is removed. In FIG. 1, the XX direction is referred to as the left-right direction, and the YY direction is referred to as the front-rear direction. In particular, the -X direction is referred to as the left, the + X direction is referred to as the right, the -Y direction is referred to as the front, and the + Y direction is referred to as the rear.

本実施の形態に係る画像形成装置10は、図1に示すように、カラー印刷が可能に構成されたものであり、外観視で略立方体状を呈した筐体としての本体11内に後述する各種の機器が装着されることによって構成されている。本体11は、全体的に丸みを帯びた形状とされ、ユーザーに対して視覚的に優しく、かつ、コンパクトな印象を与え得るようにデザインされている。本体11は、上面に排紙トレイ161が設けられ、ユーザーが対面する前面上部にメンテナンスリッド112が設けられ、メンテナンスリッド112の下部に挿脱自在の用紙カセット121が配設され、これらによってユーザビリティを考慮した極めて使用し易いものになっている。   As shown in FIG. 1, an image forming apparatus 10 according to the present embodiment is configured to be capable of color printing, and will be described later in a main body 11 as a casing having a substantially cubic shape in appearance. It is configured by mounting various devices. The main body 11 has a rounded shape as a whole, and is designed so as to be visually friendly and give a compact impression to the user. The main body 11 is provided with a paper discharge tray 161 on the upper surface, a maintenance lid 112 is provided on the upper part of the front surface facing the user, and a detachable paper cassette 121 is provided below the maintenance lid 112, thereby improving usability. It is extremely easy to use in consideration.

排紙トレイ161は、印刷処理が施された用紙Pを受けるものであり、本体11の上面後方で前方を向いて形成された排紙口162から排出される用紙Pを受け得るように前方に向かって円弧状で先上がりに傾斜した傾斜面によって形成されている。   The paper discharge tray 161 receives the paper P that has been subjected to the printing process, and forwards the paper P so that it can receive the paper P discharged from the paper discharge port 162 formed facing the front at the rear of the upper surface of the main body 11. It is formed by an inclined surface that is arcuate and inclined upward.

メンテナンスリッド112は、普段は図1(A)に示すように閉止され、後述するトナーコンテナ(補給部)30の交換時に、図1(B)及び図1(C)に示すように、開放される。メンテナンスリッド112は、本体11の一対の側板111の前方位置間で用紙カセット121より若干上方位置に架設された支持軸122a回りに回動自在に軸支され、支持軸122a回りに正逆回動することで本体11の前面開口110を閉止した閉止姿勢Q1(図1(A))と、本体11の前面開口110を開放した開放姿勢Q2(図1(B)及び図1(C))との間で姿勢変更することができる。   The maintenance lid 112 is normally closed as shown in FIG. 1A, and is opened as shown in FIGS. 1B and 1C when a toner container (replenisher) 30 described later is replaced. The The maintenance lid 112 is pivotally supported around a support shaft 122a installed slightly above the sheet cassette 121 between the front positions of the pair of side plates 111 of the main body 11, and is rotated forward and backward around the support shaft 122a. Thus, a closed posture Q1 (FIG. 1A) in which the front opening 110 of the main body 11 is closed, and an open posture Q2 (FIGS. 1B and 1C) in which the front opening 110 of the main body 11 is opened. The posture can be changed between.

メンテナンスリッド112には、支持軸122a回りに回動自在に軸支された手差しトレイ122が設けられている。手差しトレイ122は、印刷用の用紙Pを手差しで画像形成装置10へ供給するときに使用されるものであり、メンテナンスリッド112が閉止姿勢Q1(図1(A)に実線で表示)に姿勢設定された状態で支持軸122a回りに時計方向に回動されることにより、図1(A)に二点鎖線で示すように、メンテナンスリッド112から引き出される。   The maintenance lid 112 is provided with a manual feed tray 122 that is pivotally supported around the support shaft 122a. The manual feed tray 122 is used when manually supplying the printing paper P to the image forming apparatus 10, and the maintenance lid 112 is set to the closed posture Q1 (indicated by a solid line in FIG. 1A). By being rotated clockwise around the support shaft 122a in this state, it is pulled out from the maintenance lid 112 as shown by a two-dot chain line in FIG.

トナーコンテナ30は、ブラックトナーが充填されたブラック用コンテナ30K、シアントナーが充填されたシアン用コンテナ30C、マゼンタトナーが充填されたマゼンタ用コンテナ30M及びイエロートナーが充填されたイエロー用コンテナ30Yの4種類が採用されている。かかるブラック〜イエロー用コンテナ30K、30C、30M、30Yは、本体11内で前面開口110に臨んで左から右へ向かってブラック用コンテナ30K、シアン用コンテナ30C、マゼンタ用コンテナ30M及びイエロー用コンテナ30Yの順に並設されている。   The toner container 30 includes black container 30K filled with black toner, cyan container 30C filled with cyan toner, magenta container 30M filled with magenta toner, and yellow container 30Y filled with yellow toner. Types are adopted. The black to yellow containers 30K, 30C, 30M, and 30Y face the front opening 110 in the main body 11 from the left to the right, and the black container 30K, the cyan container 30C, the magenta container 30M, and the yellow container 30Y. Are arranged side by side.

したがって、ユーザーは、メンテナンスリッド112を開放することにより、図1(B)に示すように、ブラック〜イエロー用コンテナ30K、30C、30M、30Yと対面することになる。この状態で交換のためにブラック〜イエロー用コンテナ30K、30C、30M、30Yを本体11内から取り除くと、図1(C)に示す状態になる。   Accordingly, by opening the maintenance lid 112, the user faces the black to yellow containers 30K, 30C, 30M, and 30Y as shown in FIG. When the black to yellow containers 30K, 30C, 30M, and 30Y are removed from the main body 11 for replacement in this state, the state shown in FIG.

本実施の形態においては、トナーとして非磁性の一成分系のものを採用することができる。あるいは、磁性の一成分系のトナーを採用してもよい。   In the present embodiment, a non-magnetic one-component toner can be used as the toner. Alternatively, magnetic one-component toner may be employed.

用紙カセット121は、印刷用の用紙Pを貯留するためのものであり、本体11に対して挿脱可能に装着されている。図1に示す例では、用紙カセット121は2段で設けられているが、1段であってもよいし、3段以上であってもよい。   The paper cassette 121 is for storing printing paper P and is detachably attached to the main body 11. In the example shown in FIG. 1, the paper cassette 121 is provided in two stages, but it may be one stage or three or more stages.

図2は、図1に示す画像形成装置10の内部構造の側面断面視の説明図である。なお、図2におけるYによる方向表示は、図1の場合と同様(−Y:前方、+Y:後方)である。図2に示すように、画像形成装置10は、用紙Pを後述する画像形成部13へ送り込む給紙部12と、給紙部12から送り込まれた用紙Pを搬送しながら用紙Pにトナー像を転写する画像形成部13と、画像形成部13で用紙Pに転写されたトナー像に対し定着処理を施す定着部14と、定着部14で定着処理の施された用紙Pの排出先を切り換える排出先切換え部15と、印刷処理が完了した用紙Pを排出する排紙部16と、が本体11に装着されることにより構成されている。   FIG. 2 is an explanatory view of a side sectional view of the internal structure of the image forming apparatus 10 shown in FIG. In addition, the direction display by Y in FIG. 2 is the same as that in FIG. 1 (−Y: forward, + Y: backward). As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 10 includes a paper feeding unit 12 that feeds the paper P to an image forming unit 13 described later, and a toner image on the paper P while conveying the paper P sent from the paper feeding unit 12. The image forming unit 13 to be transferred, the fixing unit 14 that performs a fixing process on the toner image transferred to the paper P by the image forming unit 13, and the discharge for switching the discharge destination of the paper P that has been subjected to the fixing process by the fixing unit 14 The destination switching unit 15 and the paper discharge unit 16 that discharges the paper P that has been printed are mounted on the main body 11.

給紙部12は、本体11内の下部に挿脱自在に装着された複数枚の用紙Pが貯留可能な用紙カセット121と、用紙Pを手差しで給紙するときに用いられる手差しトレイ122とを備えている。   The paper feeding unit 12 includes a paper cassette 121 that can store a plurality of paper P that is detachably attached to the lower part of the main body 11, and a manual feed tray 122 that is used when manually feeding the paper P. I have.

各用紙カセット121の前側上方位置にはピックアップローラ123がそれぞれ設けられ、ピックアップローラ123の駆動によって用紙カセット121に貯留されている用紙Pが1枚ずつピックアップされて画像形成部13に向けて送り出される。   A pickup roller 123 is provided at an upper position on the front side of each paper cassette 121, and the paper P stored in the paper cassette 121 is picked up one by one by driving the pickup roller 123 and sent out toward the image forming unit 13. .

画像形成部13は、周面に静電潜像及びこの静電潜像に沿ってトナー像が形成される左右方向(図2の紙面に直行する方向)に延びた軸心回りに回転可能な感光体ドラム(像担持体)131と、感光体ドラム131の周面に帯電処理を施すことにより同周面に一様な電荷を形成させる帯電ローラ132と、帯電ローラ132により一様な電荷の付与された感光体ドラム131の周面に画像情報に基づくレーザー光を照射することにより同周面に静電潜像を形成させる露光装置133と、この静電潜像の形成された感光体ドラム131の周面にトナーを供給することにより同周面にトナー像を形成させる現像装置10aと、感光体ドラム131の周面に形成されたトナー像が転写される転写ベルト134と、感光体ドラム131上のトナー像を静電的に引き剥がして転写ベルト134の表面に転写させる一次転写ローラ135と、転写ベルト134上のトナー像を静電的に引き剥がして給紙部12から送り込まれた用紙Pに転写させる二次転写ローラ136と、転写ベルト134へ転写後の感光体ドラム131の周面を清浄化処理するドラムクリーニング装置137と、用紙Pに対する転写処理後の転写ベルト134の表面に清浄化処理を施すベルトクリーニング装置138と、転写ベルト134上のトナー像の色の違いを補正して色を統一するために画像形成部13の特性を調節するために、転写ベルト134上のトナー像の濃度を検知する濃度センサ139と、を備えている。   The image forming unit 13 is rotatable about an axis extending in the left-right direction (a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) in which an electrostatic latent image and a toner image are formed along the electrostatic latent image on the peripheral surface. A photosensitive drum (image carrier) 131, a charging roller 132 that forms a uniform charge on the peripheral surface of the photosensitive drum 131 by charging the peripheral surface of the photosensitive drum 131, and a uniform charge generated by the charging roller 132. An exposure device 133 that forms an electrostatic latent image on the peripheral surface by irradiating the peripheral surface of the applied photosensitive drum 131 with laser light based on image information, and the photosensitive drum on which the electrostatic latent image is formed. The developing device 10a that forms a toner image on the peripheral surface by supplying toner to the peripheral surface of 131, a transfer belt 134 to which the toner image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 131 is transferred, and the photosensitive drum The toner image on 131 A primary transfer roller 135 that is electrically peeled off and transferred onto the surface of the transfer belt 134, and a secondary that is electrostatically peeled off and transferred to the paper P fed from the paper feeding unit 12. A transfer roller 136, a drum cleaning device 137 that cleans the peripheral surface of the photosensitive drum 131 after being transferred to the transfer belt 134, and a belt cleaning that cleans the surface of the transfer belt 134 that has been transferred to the paper P. A density for detecting the density of the toner image on the transfer belt 134 in order to adjust the characteristics of the image forming unit 13 to unify the colors by correcting the color difference between the toner image on the apparatus 138 and the transfer belt 134. And a sensor 139.

帯電ローラ132は、図略の電源から印加された高圧電圧によって周面に所定の極性の電荷が形成されるようになっている。帯電ローラ132の周面が感光体ドラム131の周面に当接されていることにより、感光体ドラム131の周面に一様な電荷が形成される。   The charging roller 132 is configured such that a charge having a predetermined polarity is formed on the peripheral surface by a high voltage applied from a power source (not shown). Since the peripheral surface of the charging roller 132 is in contact with the peripheral surface of the photosensitive drum 131, uniform charges are formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 131.

露光装置133は、帯電ローラ132によって一様に帯電された感光体ドラム131の周面に、図略のコンピュータ等から入力された画像データに基づくレーザー光を照射するものであり、このレーザー光の照射によって感光体ドラム131の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置10aからのトナーが供給されることにより、感光体ドラム131の周面にトナー像が形成され、このトナー像が周回している転写ベルト134に転写される。   The exposure device 133 irradiates the peripheral surface of the photosensitive drum 131 uniformly charged by the charging roller 132 with laser light based on image data input from a computer (not shown). An electrostatic latent image is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 131 by irradiation. By supplying the toner from the developing device 10a to the electrostatic latent image, a toner image is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 131, and the toner image is transferred to the rotating transfer belt 134.

現像装置10aは、感光体ドラム131に隣設された状態で感光体ドラム131にトナーを供給する回転式現像器(現像部)20と、回転式現像器20にトナーを補給するべく本体11に対し着脱自在に装着されたトナーコンテナ(補給部)30と、を備えている。   The developing device 10 a includes a rotary developing device (developing unit) 20 that supplies toner to the photoconductive drum 131 in a state adjacent to the photoconductive drum 131, and the main body 11 to supply toner to the rotary developing device 20. And a toner container (replenisher) 30 that is detachably mounted.

回転式現像器20は、側面視(図2の紙面に直行する方向からみた状態)で円形に形成された回転枠体21と、回転枠体21に周方向で等ピッチに装着された4つの単位現像器22とを備えて構成されている。回転枠体21は、感光体ドラム131の後方位置で感光体ドラム131の軸心と平行に、かつ、略同一高さレベルで配設された枠体軸211回りに回転可能に軸支されている。回転枠体21は、枠体軸211から径方向に向けて突設された4枚の仕切板212によって周方向に均等に4区画に区分され、各区画に単位現像器22が装着されている。   The rotary developing device 20 includes a rotating frame body 21 formed in a circular shape when viewed from the side (as viewed from a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2), and four rotating frame bodies 21 mounted on the rotating frame body 21 at equal pitches in the circumferential direction. The unit developing unit 22 is provided. The rotary frame 21 is pivotally supported at a position behind the photoconductive drum 131 so as to be rotatable around a frame shaft 211 arranged in parallel with the axis of the photoconductive drum 131 and at substantially the same height level. Yes. The rotating frame body 21 is equally divided into four sections in the circumferential direction by four partition plates 212 protruding in the radial direction from the frame body axis 211, and a unit developing device 22 is mounted in each section. .

単位現像器22は、ブラックトナーが充填されるブラック用単位現像器22Kと、シアントナーが充填されるシアン用単位現像器22Cと、マゼンタトナーが充填されるマゼンタ用単位現像器22Mと、イエロートナーが充填されるイエロー用単位現像器22Yとの4種類が存在する。そして、感光体ドラム131の周面にイエロートナーでトナー像を形成させるときは、回転枠体21の枠体軸211回りの回転によってイエロー用単位現像器22Yが感光体ドラム131と対向するように位置設定され、この状態で感光体ドラム131が一周することによりその周面にイエローのトナー像が形成される。このイエローのトナー像は、周回している転写ベルト134に直ちに転写される。   The unit developing unit 22 includes a black unit developing unit 22K filled with black toner, a cyan unit developing unit 22C filled with cyan toner, a magenta unit developing unit 22M filled with magenta toner, and a yellow toner. There are four types of unit developing units 22Y for yellow filled with. When forming a toner image with yellow toner on the peripheral surface of the photosensitive drum 131, the yellow unit developer 22 </ b> Y is opposed to the photosensitive drum 131 by the rotation of the rotating frame 21 around the frame axis 211. The position is set, and in this state, the photosensitive drum 131 makes a round, and a yellow toner image is formed on the circumferential surface. This yellow toner image is immediately transferred to the rotating transfer belt 134.

感光体ドラム131の周面にマゼンタ、シアン及びブラックのトナー像を形成されるときもイエローのときと同様であり、対象の色のトナーの充填された単位現像器22が感光体ドラム131の周面と対向され、これによって転写ベルト134への転写処理によりトナー像が消滅した感光体ドラム131の周面には次の色のトナー像が順次転写されていく。   The magenta, cyan, and black toner images are formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 131 in the same manner as in the case of yellow, and the unit developer 22 filled with the target color toner is arranged around the photosensitive drum 131. The toner image of the next color is sequentially transferred to the peripheral surface of the photosensitive drum 131 that is opposed to the surface and has the toner image disappeared by the transfer process to the transfer belt 134.

そして、転写ベルト134の周回と感光体ドラム131のトナー像形成動作とを適正に同期させることにより、転写ベルト134の表面には、カラー画像が形成される。このカラー画像が給紙部12から給紙された用紙Pに二次転写ローラ136の作用で転写されることにより用紙Pに対しカラー印刷が行われる。   A color image is formed on the surface of the transfer belt 134 by appropriately synchronizing the rotation of the transfer belt 134 and the toner image forming operation of the photosensitive drum 131. The color image is transferred to the paper P fed from the paper feeding unit 12 by the action of the secondary transfer roller 136, whereby color printing is performed on the paper P.

なお、二次転写ローラ136の直上流側の位置にはレジストローラ対124(図2)が設けられ、給紙部12から画像形成部13へ送り込まれた用紙Pは、レジストローラ対124によって搬送タイミングが調整されるようになされている。レジストローラ対124による搬送タイミングのタイミング調整によって転写ベルト134上のカラー画像が用紙P上の適正な位置に転写される。   A registration roller pair 124 (FIG. 2) is provided at a position immediately upstream of the secondary transfer roller 136, and the paper P sent from the paper feeding unit 12 to the image forming unit 13 is conveyed by the registration roller pair 124. The timing is adjusted. The color image on the transfer belt 134 is transferred to an appropriate position on the paper P by adjusting the conveyance timing by the registration roller pair 124.

図3は、単位現像器22の構成を示す図であり、図3(A)は斜視図、図3(B)は図3(A)のIIIB−IIIB線拡大断面図である。図3におけるX及びYによる方向表示は、図1の場合と同様(Xは左右方向(−X:左方、+X:右方)、Yは前後方向(−Y:前方、+Y:後方))である。   3A and 3B are diagrams showing the configuration of the unit developing unit 22, FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is an enlarged sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG. 3A. The direction display by X and Y in FIG. 3 is the same as in FIG. 1 (X is the left-right direction (-X: leftward, + X: rightward), Y is the front-back direction (-Y: forward, + Y: backward)). It is.

図3に示すように、単位現像器22は、側面視で中心角が90°に設定された前後方向一対の扇形側板221と、これら一対の扇形側板221間に挟持されたトナー貯留容器222と、図3(A)のトナー貯留容器222内の下部で一対の扇形側板221間に架設された現像ローラ223と、図3(B)のトナー貯留容器222内の下部で一対の扇形側板221間に現像ローラ223と平行に架設された攪拌搬送部材224と、を備えている。   As shown in FIG. 3, the unit developer 22 includes a pair of front and rear fan-shaped side plates 221 having a central angle set to 90 ° in a side view, and a toner storage container 222 sandwiched between the pair of fan-shaped side plates 221. 3A, the developing roller 223 provided between the pair of fan-shaped side plates 221 in the lower part of the toner storage container 222, and the pair of fan-shaped side plates 221 in the lower part of the toner storage container 222 in FIG. And a stirring / conveying member 224 installed in parallel with the developing roller 223.

攪拌搬送部材224は、図3(B)の左方の隅部に設けられたスクリューフィーダ224aと、スクリューフィーダ224aと現像ローラ223との間に介設された中継ローラ224bとからなっている。そして、スクリューフィーダ224aと中継ローラ224bとの間には、トナー貯留容器222の円弧天板222bから延設された仕切り板226が設けられ、仕切り板226によってトナー貯留容器222内は、スクリューフィーダ224a側の第1室222cと、中継ローラ224b側の第2室222dとに二分割されている。   The agitating and conveying member 224 includes a screw feeder 224a provided at the left corner of FIG. 3B and a relay roller 224b interposed between the screw feeder 224a and the developing roller 223. A partition plate 226 extending from the arc top plate 222b of the toner storage container 222 is provided between the screw feeder 224a and the relay roller 224b, and the inside of the toner storage container 222 is separated by the partition plate 226 from the screw feeder 224a. The first chamber 222c on the side and the second chamber 222d on the relay roller 224b side are divided into two.

仕切り板226の適所には少なくとも前後方向一対の連絡開口226aが設けられ、図略の駆動モータの駆動でスクリューフィーダ224a及び中継ローラ224bが軸心回りに駆動回転されることにより、トナー貯留容器222内に補給されたトナーは、これらの連絡開口226aを介して第1室222cと第2室222dとの間を循環移動する。   A pair of communication openings 226a at least in the front-rear direction is provided at appropriate positions on the partition plate 226. The screw feeder 224a and the relay roller 224b are driven and rotated around the shaft center by driving of a drive motor (not shown), thereby the toner storage container 222. The toner replenished inside circulates between the first chamber 222c and the second chamber 222d through these communication openings 226a.

第2室222dに導入され、かつ、中継ローラ224bの周面により現像ローラ223へ向けて運ばれつつあるトナーは、円弧天板222bから現像ローラ223の周面に向けて延設されたブレード227の先端を潜って所定の層厚になり、この所定の層厚のトナーが現像ローラ223の周面から感光体ドラム131の周面に供給されることで感光体ドラム131の周面に静電潜像に沿ったトナー像が形成される。現像ローラ223には電圧印加部60が接続されている。電圧印加部60は、DCバイアス電圧VdcにACバイアス電圧Vppを重畳した現像バイアス電圧を現像ローラ223に与え、感光体ドラム131との間に電位差を発生させる。この電位差によって現像ローラ223の周面から感光体ドラム131の周面にトナーが供給される。   The toner introduced into the second chamber 222d and being carried toward the developing roller 223 by the peripheral surface of the relay roller 224b extends from the arc top plate 222b toward the peripheral surface of the developing roller 223. The toner of the predetermined layer thickness is supplied to the peripheral surface of the photosensitive drum 131 from the peripheral surface of the developing roller 223, and electrostatically is applied to the peripheral surface of the photosensitive drum 131. A toner image is formed along the latent image. A voltage application unit 60 is connected to the developing roller 223. The voltage applying unit 60 applies a developing bias voltage obtained by superimposing the AC bias voltage Vpp to the DC bias voltage Vdc to the developing roller 223, and generates a potential difference with the photosensitive drum 131. Due to this potential difference, toner is supplied from the peripheral surface of the developing roller 223 to the peripheral surface of the photosensitive drum 131.

トナー貯留容器222の曲率周面の適所には、トナーを単位現像器22内に導入するためのトナー導入開口222aが穿設されている。トナー導入開口222aには、トナー導入開口222aを閉止するためのゴム等の弾性材料製のシート状蓋体225が貼着その他で設けられている。シート状蓋体225の略中央位置には、後述するトナー移送機構50の先端を差し込むためのスリット225aが設けられている。トナー移送機構50がスリット225aに差し込まれることにより、トナーコンテナ30からのトナーがトナー貯留容器222内に装填されることになる。   A toner introduction opening 222 a for introducing toner into the unit developing device 22 is formed at an appropriate position on the circumferential surface of curvature of the toner storage container 222. The toner introduction opening 222a is provided with a sheet-like cover 225 made of an elastic material such as rubber for closing the toner introduction opening 222a. A slit 225a for inserting a tip of a toner transfer mechanism 50 described later is provided at a substantially central position of the sheet-like lid 225. As the toner transfer mechanism 50 is inserted into the slit 225 a, the toner from the toner container 30 is loaded into the toner storage container 222.

図2に戻り、転写ベルト134は、一次転写ローラ135と、一次転写ローラ135の若干後方位置に設けられたアイドルローラ134cと、感光体ドラム131の下方の若干後方側に設けられた図略の駆動モータの駆動で駆動回転する駆動ローラ134aと、感光体ドラム131の下方の前方位置で駆動ローラ134aと対向配置された従動ローラ134bとに掛け回されている。   Returning to FIG. 2, the transfer belt 134 includes a primary transfer roller 135, an idle roller 134 c provided slightly behind the primary transfer roller 135, and an unillustrated illustration provided slightly below the photosensitive drum 131. It is wound around a driving roller 134a that is driven and rotated by driving of a driving motor, and a driven roller 134b that is disposed opposite to the driving roller 134a at a front position below the photosensitive drum 131.

従動ローラ134bは、コイルスプリング等の付勢部材134dの付勢力によって駆動ローラ134aから離間する方向に向けて付勢され、これによって転写ベルト134の緊張状態が維持されるようになっている。そして、二次転写ローラ136は、駆動ローラ134aの直下位置で転写ベルト134を介して駆動ローラ134aと対向配置されている。   The driven roller 134b is urged toward the direction away from the drive roller 134a by the urging force of the urging member 134d such as a coil spring, so that the tension state of the transfer belt 134 is maintained. The secondary transfer roller 136 is disposed opposite to the drive roller 134a via the transfer belt 134 at a position directly below the drive roller 134a.

二次転写ローラ136には、転写ベルト134上のトナー画像を静電的に引き剥がすバイアス電圧が図略の電源から印加されている。したがって、転写ベルト134と二次転写ローラ136との間を通過する用紙Pには、転写ベルト134のトナー画像が転写される。   A bias voltage for electrostatically peeling off the toner image on the transfer belt 134 is applied to the secondary transfer roller 136 from a power source (not shown). Therefore, the toner image on the transfer belt 134 is transferred onto the paper P passing between the transfer belt 134 and the secondary transfer roller 136.

駆動ローラ134aとアイドルローラ134cとの間には、用紙Pに対する転写処理後の転写ベルト134の表面を清浄化処理するベルトクリーニング装置138が設けられ、ベルトクリーニング装置138によって清浄化処理が施された転写ベルト134は、次の転写処理を受けるために感光体ドラム131へ向かうことになる。   Between the driving roller 134a and the idle roller 134c, a belt cleaning device 138 for cleaning the surface of the transfer belt 134 after the transfer processing on the paper P is provided, and the cleaning processing is performed by the belt cleaning device 138. The transfer belt 134 goes to the photosensitive drum 131 to receive the next transfer process.

従動ローラ134bと駆動ローラ134aとの間には、濃度センサ139が設けられている。濃度センサ139は、転写ベルト134上のトナー像の濃度を検知し、その検知結果に基づき画像形成部13の特性が調節される。例えば、転写ベルト134上のトナー像の色の違いが補正されて色統一が行われる。   A density sensor 139 is provided between the driven roller 134b and the driving roller 134a. The density sensor 139 detects the density of the toner image on the transfer belt 134 and adjusts the characteristics of the image forming unit 13 based on the detection result. For example, the color difference of the toner image on the transfer belt 134 is corrected and color unification is performed.

定着部14は、画像形成部13で用紙Pに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される定着ローラ141と、定着ローラ141に対向配置され、周面が定着ローラ141の周面に押圧当接される加圧ローラ142とを備えている。   The fixing unit 14 performs a fixing process on the transfer image transferred to the paper P by the image forming unit 13. The fixing unit 14 is disposed opposite to the fixing roller 141 heated by the energization heating element and the fixing roller 141, and has a peripheral surface. And a pressure roller 142 that is pressed against and contacted with the peripheral surface of the fixing roller 141.

そして、画像形成部13で転写ベルト134により転写処理の施された用紙Pは、転写ベルト134と二次転写ローラ136とに挟持された状態で転写ベルト134の周回に誘導されて定着部14に導入され、定着ローラ141と加圧ローラ142との間を通過するときの加熱によりトナー像が用紙Pに定着処理される。   Then, the paper P that has been transferred by the transfer belt 134 in the image forming unit 13 is guided to the circumference of the transfer belt 134 while being sandwiched between the transfer belt 134 and the secondary transfer roller 136, and is transferred to the fixing unit 14. The toner image is fixed on the paper P by heating when it is introduced and passes between the fixing roller 141 and the pressure roller 142.

定着処理後の用紙Pは、第1排出ローラ対143の駆動により排紙搬送路101へ導出され、第2排出ローラ対102の順駆動で排紙搬送路101を上昇させられ、排紙口162を通って本体11の頂部に設けられた排紙トレイ161へ排出される。   The paper P after the fixing process is led to the paper discharge conveyance path 101 by driving the first discharge roller pair 143, and the paper discharge conveyance path 101 is raised by the forward drive of the second discharge roller pair 102, and the paper discharge outlet 162. And is discharged to a paper discharge tray 161 provided at the top of the main body 11.

排出先切換え部15は、用紙Pに対して両面印刷を施す場合に利用されるものであり、片面の定着処理が完了して定着部14から一旦排紙搬送路101へ送り出された用紙Pを表裏逆転させた状態で再度画像形成部13へ返送するようになっている。排出先切換え部15は、排紙搬送路101の下端部に第1排出ローラ対143の下方のものと周面同士が互いに当接するように対向配置された返送ローラ151と、返送ローラ151の下部から定着部14の下を通ってレジストローラ対124の上流側(図2における右側)へ延びた返送搬送路152とを備えている。   The discharge destination switching unit 15 is used when double-sided printing is performed on the paper P. The paper P once sent from the fixing unit 14 to the paper discharge conveyance path 101 after the one-side fixing process is completed. The image is returned to the image forming unit 13 again with the front and back reversed. The discharge destination switching unit 15 includes a return roller 151 disposed opposite to a lower end portion of the discharge conveyance path 101 so that a peripheral surface thereof is in contact with a lower portion of the first discharge roller pair 143, and a lower portion of the return roller 151. And a return conveyance path 152 extending to the upstream side (the right side in FIG. 2) of the registration roller pair 124 from below the fixing unit 14.

そして、用紙Pに両面印刷を施すに際しては、片面印刷が完了した定着処理後の用紙Pを、その後端が第1排出ローラ対143を通過するまで排紙搬送路101へ導出し、引き続き第2排出ローラ対102を逆駆動させるようになされている。こうすることで片面印刷の完了した用紙Pは、返送ローラ151の駆動に誘導されて返送搬送路152へ逆送され、返送搬送路152を通って表裏が逆転した状態でレジストローラ対124へ向かわせられるため、以後、画像形成部13において用紙Pの裏面側に印刷処理が施されることになる。   When performing double-sided printing on the paper P, the paper P after the fixing process for which single-sided printing has been completed is led out to the paper discharge conveyance path 101 until the trailing edge passes through the first discharge roller pair 143, and the second printing is continued. The discharge roller pair 102 is reversely driven. In this way, the paper P on which single-sided printing has been completed is guided by the drive of the return roller 151 and is sent back to the return conveyance path 152, and is directed to the registration roller pair 124 with the front and back being reversed through the return conveyance path 152. Therefore, after that, the image forming unit 13 performs a printing process on the back side of the paper P.

トナーコンテナ30は、回転式現像器20のブラック用単位現像器22K、シアン用単位現像器22C、マゼンタ用単位現像器22M及びイエロー用単位現像器22Yに対してそれぞれ各カラーのトナーを補給するべく各カラーのトナーを貯留するものであり、ブラック〜イエロー用単位現像器22K、22C、22M、22Yに対応して4台が採用されている。   The toner container 30 supplies toner of each color to the black unit developer 22K, the cyan unit developer 22C, the magenta unit developer 22M, and the yellow unit developer 22Y of the rotary developing unit 20. Each color toner is stored, and four units are adopted corresponding to the black to yellow unit developing units 22K, 22C, 22M, and 22Y.

これら4台のトナーコンテナ30は、図1(B)及び図1(C)に示すように、本体11内の前方の略中段位置に左右方向に延びるように設けられた台座40の上に着脱可能に装着されている。各トナーコンテナ30と回転式現像器20との間には、トナーコンテナ30内のトナーを各単位現像器22へ送り込むためのトナー移送機構50が設けられている。台座40には、左方から右方に向けてブラック用コンテナ30K、シアン用コンテナ30C、マゼンタ用コンテナ30M及びイエロー用コンテナ30Yが並列状態でそれぞれ装着されている。   As shown in FIGS. 1B and 1C, these four toner containers 30 are attached to and detached from a pedestal 40 provided so as to extend in the left-right direction at a substantially middle position in front of the main body 11. It is installed as possible. Between each toner container 30 and the rotary developing device 20, a toner transfer mechanism 50 for sending the toner in the toner container 30 to each unit developing device 22 is provided. On the pedestal 40, a black container 30K, a cyan container 30C, a magenta container 30M, and a yellow container 30Y are mounted in parallel from left to right.

トナー移送機構50は、回転式現像器20の上方位置でブラック〜イエロー用単位現像器22K、22C、22M、22Yのそれぞれのシート状蓋体225に対応するように4台が左右方向に並設されている。そして、トナー移送機構50の一部がシート状蓋体225のスリット225aを貫通して単位現像器22内に侵入した状態でトナー移送機構50内を移送されてきたトナーが単位現像器22内に供給される。   Four toner transfer mechanisms 50 are arranged in parallel in the left-right direction so as to correspond to the respective sheet-like lids 225 of the black to yellow unit developing units 22K, 22C, 22M, and 22Y above the rotary developing unit 20. Has been. Then, the toner transferred in the toner transfer mechanism 50 in a state where a part of the toner transfer mechanism 50 penetrates the slit 225 a of the sheet-like lid 225 and enters the unit developer 22, enters the unit developer 22. Supplied.

本実施の形態に係る画像形成装置10においては、4つの単位現像器22のうちのいずれかの単位現像器22が対感光体ドラム対向姿勢に姿勢設定された状態で、当該単位現像器22の第2室222d内のトナー量が感光体ドラム131の周面に正常に画像形成処理を施すために必要な最小限のトナー量未満になったときに、第2室222d内が空状態であるとして検知されるように制御が行われる。以下、この制御について説明する。   In the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, any one of the four unit developing units 22 is set in a posture opposite to the photosensitive drum, and the unit developing unit 22 When the amount of toner in the second chamber 222d becomes less than the minimum amount of toner necessary for normal image formation processing on the peripheral surface of the photosensitive drum 131, the inside of the second chamber 222d is empty. Control is performed so as to be detected. Hereinafter, this control will be described.

ここで、上記の必要最小限のトナー量(以下、「必要最小限トナー量」と呼ぶ。)について説明する。必要最小限トナー量とは、第2室222d内の現像ローラ223の軸方向の画像濃度が均一に維持できない量、または第2室222d内の劣化トナーが増加し、通常の現像バイアス条件では画像濃度が維持できない状態となるときの量のことである。   Here, the necessary minimum toner amount (hereinafter referred to as “required minimum toner amount”) will be described. The necessary minimum toner amount is an amount in which the image density in the axial direction of the developing roller 223 in the second chamber 222d cannot be maintained uniformly, or deteriorated toner in the second chamber 222d increases, and an image is generated under normal developing bias conditions. This is the amount when the concentration cannot be maintained.

必要最小限トナー量未満であるか否かの判別は、転写ベルト134上のトナー像の濃度を検知する濃度センサ139を用いて、そのトナー像の濃度を検出することにより行うことができる。具体的には、所定のタイミングで通常の現像バイアス電圧条件(以下、「通常条件」と呼ぶ。)よりも小さく設定されたDutyのバイアス電圧条件(以下、「トナー量検知用条件」と呼ぶ。)で、100%ベタパターン画像と白紙パターン画像とを転写ベルト134上に形成し、各々の画像濃度を検知し、100%ベタパターン画像と白紙パターン画像との間の濃淡が通常条件の場合に対して逆転したときに必要最小限トナー量に達したと判断する。   Whether the toner amount is less than the minimum necessary toner amount can be determined by detecting the density of the toner image using a density sensor 139 that detects the density of the toner image on the transfer belt 134. Specifically, the duty bias voltage condition (hereinafter referred to as “toner amount detection condition”) set to be smaller than the normal development bias voltage condition (hereinafter referred to as “normal condition”) at a predetermined timing. ), A 100% solid pattern image and a blank paper pattern image are formed on the transfer belt 134, the respective image densities are detected, and the light and shade between the 100% solid pattern image and the blank paper pattern image are normal conditions. On the other hand, it is determined that the necessary minimum toner amount has been reached when the toner is reversed.

Dutyとは、例えば、Dutyが40%であれば、現像ローラ223から感光体ドラム131上へトナーが移動する方向の電界方向を正方向としたとき、その正方向の比率が40%であり、その逆方向が60%であるACバイアス電圧のことである。ここからDutyを例えば15%に低下させると、トナーが現像ローラ223から感光体ドラム131方向に移動する電界が印加される時間が短くなり、現像ローラ223側に引き戻す時間が長くなる。   For example, if the duty is 40%, the ratio of the positive direction is 40% when the electric field direction in which the toner moves from the developing roller 223 onto the photosensitive drum 131 is the positive direction. The reverse direction is an AC bias voltage of 60%. When the duty is reduced to 15%, for example, the time for applying the electric field for the toner to move from the developing roller 223 toward the photosensitive drum 131 is shortened, and the time for returning to the developing roller 223 side is lengthened.

このDutyの低下は、第2室222d内の劣化トナーが逆帯電し、その量が増加している場合、逆帯電トナーを現像ローラ223から感光体ドラム131側に移動させる電界の印加時間が長くなることとなり、白紙パターン画像の濃度が増大し、且つ、100%ベタパターン画像の濃度が減少することを引き起こす。すなわち、このDutyを低下させたときの濃度が、上述したように、通常条件の場合と逆転している場合には、第2室222d内のトナー中の逆帯電トナーの割合が増大し、例えば50%を超えている可能性が高いと判断することができる。したがって、通常条件での濃度維持が困難になったと判断することができる。   This decrease in Duty is due to the prolonged application time of the electric field for moving the reversely charged toner from the developing roller 223 to the photosensitive drum 131 when the deteriorated toner in the second chamber 222d is reversely charged and the amount thereof is increasing. As a result, the density of the blank pattern image increases and the density of the 100% solid pattern image decreases. That is, as described above, when the density when the duty is reduced is reverse to that in the normal condition, the ratio of the reversely charged toner in the toner in the second chamber 222d increases. It can be determined that the possibility of exceeding 50% is high. Therefore, it can be determined that it is difficult to maintain the concentration under normal conditions.

かかる制御を行うために、本体11内の適所には、制御部70と、電圧印加条件管理部80とが設けられている。図4は、制御部70及び電圧印加条件管理部80による制御を説明するためのブロック図である。制御部70は、図4に示すように、演算処理装置であるCPU(central processing unit)71と、CPU71に付設された読み出し専用のROM(read only memory)72と、同読み書き自在のRAM(random access memory)73と、を備えた基本構成を有している。   In order to perform such control, a control unit 70 and a voltage application condition management unit 80 are provided at appropriate positions in the main body 11. FIG. 4 is a block diagram for explaining control by the control unit 70 and the voltage application condition management unit 80. As shown in FIG. 4, the control unit 70 includes a CPU (central processing unit) 71 that is an arithmetic processing unit, a read-only ROM (read only memory) 72 attached to the CPU 71, and a readable / writable RAM (random). access memory) 73.

ROM72には、本制御を実行するためのプログラムが記憶されており、画像形成装置10に電源が入れられる都度、当該プログラムがCPU71に読み込まれ、以後このプログラムに基づき第2室222d内の空状態を検知する制御が実行される。これに対し、RAM73は、上記制御の実行の際、一時的に用いられる各種のデータを一時的に書き込んだり読み出したりする領域として使用されるものである。   The ROM 72 stores a program for executing this control, and the program is read into the CPU 71 each time the image forming apparatus 10 is powered on. Thereafter, the empty state in the second chamber 222d is based on this program. The control for detecting is executed. On the other hand, the RAM 73 is used as an area for temporarily writing and reading various data used temporarily when the above control is executed.

CPU71は、濃度センサ139により検知された転写ベルト134上のトナー像の濃度を取得し、その検知結果に基づいて第2室222d内が空状態であるか否かを検知する検知部711と、上記制御を実行するに当たり、画像形成装置10内の各所に制御信号を出力する出力部712とを備えている。   The CPU 71 acquires the density of the toner image on the transfer belt 134 detected by the density sensor 139, and detects whether or not the second chamber 222d is empty based on the detection result; In executing the above control, an output unit 712 is provided that outputs a control signal to various locations in the image forming apparatus 10.

電圧印加条件管理部80は、図4に示すように、画像形成部13の電圧印加部60に対し、現像ローラ223に与える現像バイアス電圧を設定する設定部81と、設定部81が電圧印加部60に設定する現像バイアス電圧条件が記憶された読み書き自在のRAM82と、を備えている。   As shown in FIG. 4, the voltage application condition management unit 80 includes a setting unit 81 that sets a developing bias voltage to be applied to the developing roller 223 with respect to the voltage applying unit 60 of the image forming unit 13, and the setting unit 81 includes a voltage applying unit. And a readable / writable RAM 82 in which development bias voltage conditions set to 60 are stored.

設定部81は、出力部712からの制御信号に基づいて電圧印加部60に設定されている現像バイアス条件を変更する。具体的には、設定部81は、出力部712からの制御信号が入力されると、その制御信号に従う現像バイアス条件をRAM82から取得し、電圧印加部60に設定する。   The setting unit 81 changes the development bias condition set in the voltage application unit 60 based on the control signal from the output unit 712. Specifically, when the control signal from the output unit 712 is input, the setting unit 81 acquires the development bias condition according to the control signal from the RAM 82 and sets it in the voltage application unit 60.

RAM82は、設定部81が電圧印加部60に設定する複数の現像バイアス電圧条件が記憶されている。RAM82が記憶する現像バイアス電圧条件には上述した通常条件及びトナー量検知用条件が含まれる。   The RAM 82 stores a plurality of development bias voltage conditions set by the setting unit 81 in the voltage application unit 60. The development bias voltage conditions stored in the RAM 82 include the above-described normal conditions and toner amount detection conditions.

制御部70及び電圧印加部管理部80の動作について説明すると、検知部711は、予め定められたタイミングにおいて単位現像器22の第2室222d内の空状態を検知する動作を開始する。検知部711がこの動作を開始する旨を出力部712に出力すると、その旨を受けた出力部712は給紙部12及び定着部14に給紙動作及び定着動作を一時的に停止させるための制御信号を給紙部12及び定着部14に出力する。   The operation of the control unit 70 and the voltage application unit management unit 80 will be described. The detection unit 711 starts an operation of detecting an empty state in the second chamber 222d of the unit developer 22 at a predetermined timing. When the detection unit 711 outputs that the operation is started to the output unit 712, the output unit 712 that has received the notification causes the paper feeding unit 12 and the fixing unit 14 to temporarily stop the paper feeding operation and the fixing operation. A control signal is output to the paper feeding unit 12 and the fixing unit 14.

また、出力部712は画像形成部13にトナー量を検知するための画像パターン(以下、「トナー量検知用パターン」と呼ぶ。)を形成させるための制御信号を出力する。さらに、出力部712は電圧印加条件管理部80に画像形成部13の電圧印加部60に上記のトナー量検知用条件を設定させるための制御信号を出力し、その制御信号を受けた電圧印加条件管理部80は電圧印加60に上記のトナー量検知用条件を設定する。   The output unit 712 outputs a control signal for causing the image forming unit 13 to form an image pattern for detecting the toner amount (hereinafter referred to as “toner amount detection pattern”). Further, the output unit 712 outputs a control signal for causing the voltage application condition management unit 80 to set the above-described toner amount detection condition in the voltage application unit 60 of the image forming unit 13, and receives the control signal. The management unit 80 sets the toner amount detection condition for the voltage application 60.

画像形成部13においては、電圧印加条件管理部80からの制御信号に基づいて電圧印加部60が現像ローラ223に上記のトナー量検知用条件に従う現像バイアス電圧を与え、現像ローラ223と感光体ドラム131との間に電位差を発生させる。同時に、出力部712からの制御信号に基づいて露光装置133が感光体ドラム131の周面にトナー量検知用パターンに沿ってレーザー光を照射して同周面に静電潜像を形成させる。   In the image forming unit 13, based on a control signal from the voltage application condition management unit 80, the voltage application unit 60 gives the development roller 223 a development bias voltage in accordance with the toner amount detection condition, and the development roller 223 and the photosensitive drum. A potential difference is generated with respect to 131. At the same time, based on a control signal from the output unit 712, the exposure device 133 irradiates the peripheral surface of the photosensitive drum 131 with laser light along the toner amount detection pattern to form an electrostatic latent image on the peripheral surface.

そして、現像装置10aがこの静電潜像の形成された感光体ドラム131の周面にトナーを供給し、同周面にトナー像を形成させると、感光体ドラム131の周面に形成されたトナー像が転写ベルト134に転写されることになる。転写ベルト134上のトナー像の濃度は濃度センサ139により検知されており、その検知された濃度が検知部711に出力されることになる。   When the developing device 10a supplies toner to the peripheral surface of the photosensitive drum 131 on which the electrostatic latent image is formed and forms a toner image on the peripheral surface, the toner image is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 131. The toner image is transferred to the transfer belt 134. The density of the toner image on the transfer belt 134 is detected by the density sensor 139, and the detected density is output to the detection unit 711.

検知部711は、濃度センサ139により検知された転写ベルト134上のトナー像の濃度に基づいて単位現像器22の第2室222d内が空状態であるか否かを検知する。以下、この検知部711による検知動作について図5〜7を用いて具体的に説明する。図5は、電圧印加部60に設定される現像バイアス電圧条件の具体例であり、図5(A)は、上記の通常条件に相当し、図5(B)は、上記のトナー量検知用条件に相当する。   The detection unit 711 detects whether or not the second chamber 222d of the unit developer 22 is empty based on the density of the toner image on the transfer belt 134 detected by the density sensor 139. Hereinafter, the detection operation by the detection unit 711 will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 5 is a specific example of the developing bias voltage condition set in the voltage application unit 60. FIG. 5A corresponds to the normal condition described above, and FIG. 5B illustrates the toner amount detection described above. Corresponds to the conditions.

図5(A)に示す上記の通常条件においては、DCバイアス電圧Vdcを60V、ACバイアス電圧Vppを1100V、周波数fを4kHz、Dutyを40%としている。具体的には、この通常条件においては、60VのDCバイアス電圧Vdcに1100VのACバイアス電圧Vppが重畳された現像バイアス電圧であって、現像ローラ223から感光体ドラム131上へトナーが移動する方向の電圧が610V、感光体ドラム131上から現像ローラ223へトナーを引き戻す方向の電圧が−490Vであり、1周期のうち610Vが印加時間が40%、−490Vの印加時間が60%に設定された現像バイアス電圧が4kHzの周波数fで現像ローラ223に与えられる。   5A, the DC bias voltage Vdc is 60 V, the AC bias voltage Vpp is 1100 V, the frequency f is 4 kHz, and the duty is 40%. Specifically, under this normal condition, the developing bias voltage is obtained by superimposing the AC bias voltage Vpp of 1100 V on the DC bias voltage Vdc of 60 V, and the direction in which the toner moves from the developing roller 223 onto the photosensitive drum 131. The voltage in the direction of pulling the toner back from the photosensitive drum 131 to the developing roller 223 is −490 V. The application time of 610 V in one cycle is set to 40% and the application time of −490 V is set to 60%. The developing bias voltage is applied to the developing roller 223 at a frequency f of 4 kHz.

一方、図5(B)に示す上記のトナー量検知用条件においては、DCバイアス電圧Vdcを60V、ACバイアス電圧Vppを1100V、周波数fを4kHz、Dutyを15%としている。具体的には、このトナー量検知用条件においては、60VのDCバイアス電圧Vdcに1100VのACバイアス電圧Vppが重畳された現像バイアス電圧であって、現像ローラ223から感光体ドラム131上へトナーが移動する方向の電圧が610V、感光体ドラム131上から現像ローラ223へトナーを引き戻す方向の電圧が−490Vであり、1周期のうち610Vが印加時間が15%、−490Vの印加時間が85%に設定された現像バイアス電圧が4kHzの周波数fで現像ローラ223に与えられる。   On the other hand, in the above toner amount detection condition shown in FIG. 5B, the DC bias voltage Vdc is 60 V, the AC bias voltage Vpp is 1100 V, the frequency f is 4 kHz, and the duty is 15%. Specifically, in this toner amount detection condition, a developing bias voltage in which an AC bias voltage Vpp of 1100 V is superimposed on a DC bias voltage Vdc of 60 V, and toner is transferred from the developing roller 223 onto the photosensitive drum 131. The voltage in the moving direction is 610 V, the voltage in the direction of returning the toner from the photosensitive drum 131 to the developing roller 223 is −490 V, 610 V in one cycle is 15% application time, and −490 V application time is 85%. The developing bias voltage set to 1 is applied to the developing roller 223 at a frequency f of 4 kHz.

図6は、上記のトナー量検知用パターンの具体例である。図6に示す上記のトナー量検知用パターンは、白紙パターン画像中に細い100%ベタパターン画像が存在する画像パターンである。   FIG. 6 is a specific example of the toner amount detection pattern. The toner amount detection pattern shown in FIG. 6 is an image pattern in which a thin 100% solid pattern image exists in a blank paper pattern image.

図7に、濃度センサ139により検知された転写ベルト134上のトナー像を示す。まず、第2室222d内のトナー量が満タン状態の場合について説明する。この場合、第2室222d内の劣化トナーの量は少ないため、図5(A)の通常条件の現像バイアス電圧が現像ローラ223に与えられた状態で、図6のトナー量検知用パターンが形成されると、図7に示すように、図6のパターンに従った画像が形成される。また、図5(B)のトナー量検知用条件の現像バイアス電圧が与えられた状態であっても、100%ベタパターン画像の濃度は低下するものの、図7に示すように、図6のパターンに従った画像が形成されている。   FIG. 7 shows a toner image on the transfer belt 134 detected by the density sensor 139. First, a case where the toner amount in the second chamber 222d is full will be described. In this case, since the amount of deteriorated toner in the second chamber 222d is small, the toner amount detection pattern shown in FIG. 6 is formed with the development bias voltage under the normal conditions shown in FIG. Then, as shown in FIG. 7, an image according to the pattern of FIG. 6 is formed. Further, even when the developing bias voltage of the toner amount detection condition of FIG. 5B is applied, the density of the 100% solid pattern image is lowered, but as shown in FIG. 7, the pattern of FIG. An image according to the above is formed.

一方、第2室222d内のトナー量が空状態の場合、上記の満タン状態の画像とは異なる画像が形成される。すなわち、第2室222d内のトナー量が空状態の場合、第2室222d内に逆帯電した劣化トナーが増えている。このため、図5(A)の通常条件の現像バイアス電圧が与えられた状態であれば、図7に示すように、図6のパターンに従った画像が形成されるが、図5(B)のトナー量検知用条件の現像バイアス電圧が与えられた状態では、100%ベタパターン画像と白紙パターン画像との間の濃淡に逆転が生じる。この逆転が起きるのは、上述したように、図5(B)のトナー量検知用条件の現像バイアス電圧の場合には、逆帯電トナーが現像ローラ223から感光体ドラム131側に移動する電界の印加時間が増大し、その結果、白紙パターン画像の濃度が増大し、100%ベタパターン画像の濃度が減少してしまうからである。したがって、この濃淡の逆転の発生に基づき第2室222d内のトナー量が空状態であると判断することができる。   On the other hand, when the amount of toner in the second chamber 222d is empty, an image different from the above full image is formed. That is, when the toner amount in the second chamber 222d is empty, the deteriorated toner that is reversely charged in the second chamber 222d increases. For this reason, in the state where the development bias voltage of the normal condition of FIG. 5A is applied, an image according to the pattern of FIG. 6 is formed as shown in FIG. 7, but FIG. In the state where the developing bias voltage of the toner amount detection condition is applied, inversion occurs in the density between the 100% solid pattern image and the blank pattern image. As described above, this reverse rotation occurs in the case of the developing bias voltage in the toner amount detection condition shown in FIG. 5B in the electric field where the reversely charged toner moves from the developing roller 223 to the photosensitive drum 131 side. This is because the application time increases, and as a result, the density of the blank pattern image increases and the density of the 100% solid pattern image decreases. Therefore, it can be determined that the amount of toner in the second chamber 222d is empty based on the occurrence of this light / dark reversal.

上述したように、検知部711は、図5(B)のトナー量検知用条件の現像バイアス電圧が現像ローラ223に印加された状態で、図6のトナー量検知用パターンの画像形成を行い、その画像の濃度に基づき単位現像器22の第2室222d内が空状態であるか否かを検知することができる。   As described above, the detection unit 711 forms an image of the toner amount detection pattern of FIG. 6 in a state where the developing bias voltage of the toner amount detection condition of FIG. 5B is applied to the developing roller 223. Based on the density of the image, it is possible to detect whether or not the second chamber 222d of the unit developer 22 is empty.

以上説明したように、本実施の形態に画像形成によれば、現像ローラ223に与えられれる現像バイアス電圧のDutyを低下させた状態で、白紙パターン画像と100%ベタパターン画像とを形成し、各々の画像濃度を検知することにより、単位現像器22の第2室222d内が空状態であるか否かを検知することができる。   As described above, according to the image formation in the present embodiment, the blank pattern image and the 100% solid pattern image are formed in a state where the duty of the developing bias voltage applied to the developing roller 223 is reduced. By detecting each image density, it is possible to detect whether or not the inside of the second chamber 222d of the unit developer 22 is empty.

なお、本実施の形態においては、上記のトナー量検知用パターンとして図6に示した白紙パターン画像中に細い100%ベタパターン画像が存在する画像パターンを用いたが、本発明はこのパターンに限られるものではない。要は、白紙パターン画像と100%ベタパターン画像の2つの画像が存在していれば良い。例えば、100%ベタパターン画像中に細い白紙パターン画像が存在する画像パターンであっても構わない。   In the present embodiment, an image pattern in which a thin 100% solid pattern image exists in the blank paper pattern image shown in FIG. 6 is used as the toner amount detection pattern. However, the present invention is not limited to this pattern. It is not something that can be done. In short, it is sufficient that two images of a blank paper pattern image and a 100% solid pattern image exist. For example, an image pattern in which a thin blank pattern image exists in a 100% solid pattern image may be used.

また、本実施の形態においては、転写ベルト134上のトナー像の濃度を検知しているが、感光体ドラム131上のトナー像の濃度を検知しても構わない。   In this embodiment, the density of the toner image on the transfer belt 134 is detected. However, the density of the toner image on the photosensitive drum 131 may be detected.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。上記の実施の形態1のトナー量検知用条件は、その現像バイアス電圧のDutyを低下させて、現像ローラ223から感光体ドラム131上へトナーが移動する方向の電圧の印加時間を短縮し、感光体ドラム131上から現像ローラ223へトナーを引き戻す方向の電圧の印加時間を増加させるものであった。これに対し、本実施の形態のトナー量検知用条件は、現像バイアス電圧のDutyを低下させることに代えて、DCバイアス電圧Vdcを低下させるものである。その他については上記の実施の形態1と同様であり、ここでは説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The toner amount detection condition of the first embodiment reduces the duty of the developing bias voltage, shortens the voltage application time in the direction in which the toner moves from the developing roller 223 onto the photosensitive drum 131, and performs photosensitive The voltage application time in the direction in which the toner is pulled back from the body drum 131 to the developing roller 223 is increased. In contrast, the toner amount detection condition of the present embodiment is to reduce the DC bias voltage Vdc instead of reducing the duty of the developing bias voltage. Others are the same as in the first embodiment, and description thereof will not be repeated here.

図8は、電圧印加部60に設定される現像バイアス電圧条件の他の具体例であり、図8(A)は、上記の通常条件に相当し、図8(B)は、上記のトナー量検知用条件に相当する。   FIG. 8 is another specific example of the developing bias voltage condition set in the voltage application unit 60. FIG. 8A corresponds to the above normal condition, and FIG. 8B illustrates the above toner amount. This corresponds to the detection condition.

図8(A)に示す上記の通常条件においては、DCバイアス電圧Vdcを60V、ACバイアス電圧Vppを1100V、周波数fを4kHz、Dutyを40%としている。具体的には、この通常条件においては、60VのDCバイアス電圧Vdcに1100VのACバイアス電圧Vppが重畳された現像バイアス電圧であって、現像ローラ223から感光体ドラム131上へトナーが移動する方向の電圧が610V、感光体ドラム131上から現像ローラ223へトナーを引き戻す方向の電圧が−490Vであり、1周期のうち610Vが印加時間が40%、−490Vの印加時間が60%に設定された現像バイアス電圧が4kHzの周波数fで現像ローラ223に与えられる。   In the normal conditions shown in FIG. 8A, the DC bias voltage Vdc is 60V, the AC bias voltage Vpp is 1100V, the frequency f is 4 kHz, and the duty is 40%. Specifically, under this normal condition, the developing bias voltage is obtained by superimposing the AC bias voltage Vpp of 1100 V on the DC bias voltage Vdc of 60 V, and the direction in which the toner moves from the developing roller 223 onto the photosensitive drum 131. The voltage in the direction of pulling the toner back from the photosensitive drum 131 to the developing roller 223 is −490 V. The application time of 610 V in one cycle is set to 40% and the application time of −490 V is set to 60%. The developing bias voltage is applied to the developing roller 223 at a frequency f of 4 kHz.

一方、図8(B)に示す上記のトナー量検知用条件においては、DCバイアス電圧Vdcを30V、ACバイアス電圧Vppを1100V、周波数fを4kHz、Dutyを40%としている。具体的には、このトナー量検知用条件においては、30VのDCバイアス電圧Vdcに1100VのACバイアス電圧Vppが重畳された現像バイアス電圧であって、現像ローラ223から感光体ドラム131上へトナーが移動する方向の電圧が580V、感光体ドラム131上から現像ローラ223へトナーを引き戻す方向の電圧が−520Vであり、1周期のうち580Vが印加時間が40%、−520Vの印加時間が60%に設定された現像バイアス電圧が4kHzの周波数fで現像ローラ223に与えられる。   On the other hand, in the above toner amount detection condition shown in FIG. 8B, the DC bias voltage Vdc is 30 V, the AC bias voltage Vpp is 1100 V, the frequency f is 4 kHz, and the duty is 40%. Specifically, in this toner amount detection condition, a developing bias voltage in which an AC bias voltage Vpp of 1100 V is superimposed on a DC bias voltage Vdc of 30 V, and toner is transferred from the developing roller 223 onto the photosensitive drum 131. The voltage in the moving direction is 580 V, the voltage in the direction to pull the toner from the photosensitive drum 131 back to the developing roller 223 is −520 V, 580 V in one cycle is 40% application time, and −520 V application time is 60%. The developing bias voltage set to 1 is applied to the developing roller 223 at a frequency f of 4 kHz.

本実施の形態においては、図8(B)のトナー量検知用条件の現像バイアス電圧が与えられた状態で、図6のトナー量検知用パターンが形成されると、上記の実施の形態1の場合と同様、100%ベタパターン画像と白紙パターン画像との間の濃淡に逆転が生じる。この逆転が起きるのは、図8(B)のトナー量検知用条件の現像バイアス電圧の場合には、感光体ドラム131上から現像ローラ223へトナーを引き戻す方向の電圧が増加されるため、逆帯電トナーが現像ローラ223から感光体ドラム131側に移動する電界が増大し、その結果、白紙パターン画像の濃度が増大し、100%ベタパターン画像の濃度が減少してしまうからである。   In the present embodiment, when the toner amount detection pattern of FIG. 6 is formed in a state where the developing bias voltage of the toner amount detection condition of FIG. As in the case, the contrast between the 100% solid pattern image and the blank pattern image is reversed. This reversal occurs in the case of the developing bias voltage under the toner amount detection condition shown in FIG. 8B because the voltage in the direction of pulling back the toner from the photosensitive drum 131 to the developing roller 223 increases. This is because the electric field in which the charged toner moves from the developing roller 223 to the photosensitive drum 131 increases, and as a result, the density of the blank pattern image increases and the density of the 100% solid pattern image decreases.

本実施の形態においては、検知部711は、図8(B)のトナー量検知用条件の現像バイアス電圧が現像ローラ223に印加された状態で、図6のトナー量検知用パターンの画像形成を行い、その画像の濃度に基づき単位現像器22の第2室222d内が空状態であるか否かを検知することができる。   In the present embodiment, the detection unit 711 forms an image of the toner amount detection pattern of FIG. 6 in a state where the developing bias voltage of the toner amount detection condition of FIG. 8B is applied to the developing roller 223. It is possible to detect whether or not the second chamber 222d of the unit developer 22 is empty based on the density of the image.

本発明は上記の実施形態1、2に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。   The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and includes the following contents.

(1)上記の実施形態1、2においては、本発明に係る現像装置が適用される画像形成装置としてプリンタ10を例に挙げて説明した。本発明は、複写機やファクシミリ装置にも適用可能である。   (1) In the first and second embodiments, the printer 10 has been described as an example of the image forming apparatus to which the developing device according to the invention is applied. The present invention is also applicable to copying machines and facsimile machines.

(2)上記の実施形態1、2においては、現像装置として複数の単位現像器22からなるカラー印刷用の回転式現像器20が採用されているが、本発明は、現像器がモノクロ印刷用のものであってもよいし、カラー印刷用のものであっても、回転式現像器20に限らず、各色の単位現像器が横方向に向けて並設された、いわゆるタンデム式の現像装置であってもよい。   (2) In the first and second embodiments described above, the rotary developing device 20 for color printing comprising a plurality of unit developing devices 22 is adopted as the developing device. However, in the present invention, the developing device is for monochrome printing. In addition to the rotary developing device 20, the so-called tandem developing device in which unit developing devices for each color are arranged in parallel in the horizontal direction may be used. It may be.

本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の外観視の斜視図であり、(A)は、メンテナンスリッドが閉止された状態を示す図、(B)は、メンテナンスリッドが開放された状態を示す図、(C)は、メンテナンスリッドが開放されてトナーコンテナが取り外された状態を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an external appearance of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, in which (A) shows a state in which a maintenance lid is closed, and (B) shows a state in which the maintenance lid is opened. FIG. 4C is a diagram illustrating a state where the maintenance lid is opened and the toner container is removed. 図1に示す画像形成装置の内部構造の側面断面視の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of a side sectional view of an internal structure of the image forming apparatus shown in FIG. 1. 単位現像器の構成を示す図であり、(A)は斜視図、(B)は図3(A)のIIIB−IIIB線の拡大断面図である。3A and 3B are diagrams illustrating a configuration of a unit developing device, in which FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG. 制御部による制御を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating control by a control part. 電圧印加部に設定される現像バイアス電圧条件の具体例を示す図であり、(A)は、通常条件に相当する図、(B)は、トナー量検知用条件に相当する図である。It is a figure which shows the specific example of the developing bias voltage condition set to a voltage application part, (A) is a figure equivalent to a normal condition, (B) is a figure equivalent to the condition for toner amount detection. トナー量検知用パターンの具体例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of a toner amount detection pattern. 濃度センサにより検知された転写ベルト上のトナー像を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a toner image on a transfer belt detected by a density sensor. 電圧印加部に設定される現像バイアス電圧条件の他の具体例を示す図であり、(A)は、通常条件に相当する図、(B)は、トナー量検知用条件に相当する図である。It is a figure which shows the other specific example of the developing bias voltage condition set to a voltage application part, (A) is a figure equivalent to a normal condition, (B) is a figure equivalent to the toner amount detection conditions. .

符号の説明Explanation of symbols

10 プリンタ(画像形成装置)
10a 現像装置
11 本体
12 給紙部
13 画像形成部
14 定着部
15 排出先切換え部
16 排紙部
20 回転式現像器(現像部)
21 回転枠体
22 単位現像器
22K ブラック用単位現像器
22C シアン用単位現像器
22M マゼンタ用単位現像器
22Y イエロー用単位現像器
30 トナーコンテナ(補給部)
30K ブラック用コンテナ
30C シアン用コンテナ
30M マゼンタ用コンテナ
30Y イエロー用コンテナ
40 台座
50 トナー移送機構
60 電圧印加部
70 制御部
71 CPU
72 ROM
73 RAM
80 電圧印加条件管理部
81 設定部
82 RAM
101 排紙搬送路
102 排出ローラ対
110 前面開口
111 側板
112 メンテナンスリッド
121 用紙カセット
122 トレイ
122a 支持軸
123 ピックアップローラ
124 レジストローラ対
131 感光体ドラム(像担持体)
132 帯電ローラ
133 露光装置
134 転写ベルト
134a 駆動ローラ
134b 従動ローラ
134c アイドルローラ
134d 付勢部材
135 一次転写ローラ
136 二次転写ローラ
137 ドラムクリーニング装置
138 ベルトクリーニング装置
139 濃度センサ
141 定着ローラ
142 加圧ローラ
143 排出ローラ対
151 返送ローラ
152 返送搬送路
161 排紙トレイ
162 排紙口
211 枠体軸
212 仕切板
221 扇形側板
222 トナー貯留容器
222a トナー導入開口
222b 円弧天板
222c 第1室
222d 第2室
223 現像ローラ
224 攪拌搬送部材
224a スクリューフィーダ
224b 中継ローラ
225 シート状蓋体
225a スリット
226 仕切り板
226a 連絡開口
227 ブレード
711 検知部
712 出力部
10 Printer (image forming device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a Development apparatus 11 Main body 12 Paper feed part 13 Image forming part 14 Fixing part 15 Discharge destination switching part 16 Paper discharge part 20 Rotary developing device (development part)
21 Rotating Frame 22 Unit Developer 22K Black Unit Developer 22C Cyan Unit Developer 22M Magenta Unit Developer 22Y Yellow Unit Developer 30 Toner Container (Supply Unit)
30K Black container 30C Cyan container 30M Magenta container 30Y Yellow container 40 Base 50 Toner transfer mechanism 60 Voltage application unit 70 Control unit 71 CPU
72 ROM
73 RAM
80 Voltage application condition management unit 81 Setting unit 82 RAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Discharge conveyance path 102 Discharge roller pair 110 Front opening 111 Side plate 112 Maintenance lid 121 Paper cassette 122 Tray 122a Support shaft 123 Pickup roller 124 Registration roller pair 131 Photosensitive drum (image carrier)
132 charging roller 133 exposure device 134 transfer belt 134a drive roller 134b driven roller 134c idle roller 134d biasing member 135 primary transfer roller 136 secondary transfer roller 137 drum cleaning device 138 belt cleaning device 139 density sensor 141 fixing roller 142 pressure roller 143 Discharge roller pair 151 Return roller 152 Return conveyance path 161 Discharge tray 162 Discharge port 211 Frame shaft 212 Partition plate 221 Fan-shaped side plate 222 Toner storage container 222a Toner introduction opening 222b Arc top plate 222c First chamber 222d Second chamber 223 Development Roller 224 Agitating and conveying member 224a Screw feeder 224b Relay roller 225 Sheet-like lid 225a Slit 226 Partition plate 226a Communication opening 227 Blade 711 Detector 712 Radical 19

Claims (3)

表面にトナーを担持する現像ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する電圧印加部と、静電潜像が形成される像担持体と、を有し、前記電圧印加部が前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加することにより、前記像担持体上に形成される静電潜像に前記現像ローラにより担持されるトナーを供給してトナー像を形成する現像装置を具備する画像形成装置であって、
前記像担持体上のトナー像の濃度を検知する濃度センサと、
前記濃度センサにより検知される前記像担持体上の前記トナー像の濃度に基づいて前記現像装置内のトナー量を検知する検知部と
を備え、
前記電圧印加部が前記現像ローラに印加する現像バイアス電圧は、直流バイアス電圧に交流バイアス電圧が重畳された、所定のデューティーを持つバイアス電圧であり、
前記検知部が前記現像装置内のトナー量を検知する場合においては、
前記電圧印加部は、前記現像ローラに印加する現像バイアス電圧のデューティーまたは直流バイアス電圧を通常の画像形成時よりも低下させ、且つ、前記現像装置は、前記像担持体上にベタパターン及び白紙パターンを含む静電潜像を形成しており、
前記検知部は、前記現像バイアス電圧のデューティーまたは直流バイアス電圧の低下の前後において、前記像担持体上の前記ベタパターン及び前記白紙パターンの各々に対応するトナー像間の濃淡が逆転したか否かを検知し、当該濃淡が逆転したとの検知結果に基づいて前記現像装置内のトナー量が所定のトナー量未満であることを検知することを特徴とする画像形成装置。
A developing roller for carrying toner on the surface; a voltage applying unit for applying a developing bias voltage to the developing roller; and an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, the voltage applying unit being the developing roller An image forming apparatus including a developing device that forms a toner image by supplying a toner carried by the developing roller to an electrostatic latent image formed on the image carrier by applying a developing bias voltage to the electrostatic latent image. There,
A density sensor for detecting the density of the toner image on the image carrier;
A detection unit that detects a toner amount in the developing device based on a density of the toner image on the image carrier detected by the density sensor;
The developing bias voltage applied to the developing roller by the voltage application unit is a bias voltage having a predetermined duty in which an AC bias voltage is superimposed on a DC bias voltage,
In the case where the detection unit detects the amount of toner in the developing device,
The voltage application unit lowers the duty or DC bias voltage of the developing bias voltage applied to the developing roller as compared with that during normal image formation, and the developing device has a solid pattern and a blank pattern on the image carrier. Forming an electrostatic latent image containing
The detection unit determines whether or not the density between the toner images corresponding to each of the solid pattern and the blank sheet pattern on the image carrier is reversed before and after the duty of the developing bias voltage or the DC bias voltage is decreased. And detecting that the amount of toner in the developing device is less than a predetermined amount of toner based on a detection result that the contrast has been reversed.
前記像担持体上から前記トナー像が転写され、前記転写された前記トナー像を記録媒体に転写する中間転写体をさらに備え、
前記濃度センサは、前記像担持体上から前記中間転写体上に転写された前記トナー像の濃度を検知することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
Further comprising an intermediate transfer body to which the toner image is transferred from the image bearing member and transferring the transferred toner image to a recording medium;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the density sensor detects a density of the toner image transferred from the image carrier to the intermediate transfer member.
前記現像装置は、前記現像装置内のトナー量が前記所定のトナー量未満であるとの検知結果に基づいて前記現像装置内のトナー量は空状態であると判断することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   The developing device determines that the toner amount in the developing device is empty based on a detection result that the toner amount in the developing device is less than the predetermined toner amount. The image forming apparatus according to 1 or 2.
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