JP2009282229A - Image forming device and method for controlling same - Google Patents

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Koichi Takenouchi
幸一 竹ノ内
Mitsuru Tokuyama
満 徳山
Kiyofumi Morimoto
清文 森本
Hiroo Naoi
宏夫 直井
Takeshi Okawa
猛司 大川
Kazuma Higami
和馬 樋上
Tomoki Minamikawa
友樹 南川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device for securing the flowability of a developing agent and always maintaining stable printing image quality; and a method for controlling the image forming device. <P>SOLUTION: This image forming device A comprises: a developing device 2 which accommodates two-component developing agent AG; a toner supply device 26 which supplies toner to the developing device 2; a toner concentration sensor 24 which detects the toner concentration in the two-component developing agent in the developing device 2; and a control part 30 which has a function to control the operation to supply toner to the developing device 2 from the toner supply device 26 based on the output of the toner concentration sensor 24, to control toner concentration and output an image. The control part 30 comprises a function to control operations of the toner supply device 26 so that the toner is discharged from the developing device 2 and the toner equivalent to the amount of discharged toner is supplied to the developing device 2 when the output value of the toner concentration sensor 24 is out of a predetermined range. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に係り、特に、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine and a printer, and a control method of the image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that controls toner density and outputs an image, and control of the image forming apparatus Regarding the method.

従来の電子写真方式を用いた画像形成装置には、トナー像を形成するために現像装置が搭載されている。この現像装置は、１成分トナーを用いる１成分現像方式を用いるものと、非磁性トナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤を用いる２成分現像方式を用いるものとに大別される。   A conventional electrophotographic image forming apparatus is equipped with a developing device for forming a toner image. This developing apparatus is roughly classified into one using a one-component developing system using one-component toner and one using a two-component developing system using a two-component developer including a non-magnetic toner and a magnetic carrier.

１成分現像方式による現像装置は、コンパクト化に適しているものの高速現像には適さないため、高速・長寿命の画像形成装置においては、２成分現像方式の現像装置がほとんど採用されている。   A developing device using the one-component developing method is suitable for downsizing, but is not suitable for high-speed development. Therefore, in a high-speed and long-life image forming apparatus, a two-component developing method developing device is almost adopted.

この２成分現像剤を用いるタイプの現像装置では、２成分現像剤中のキャリア自体は消費されず、装置内部に残るため減少しないが、トナーは現像により消費されて減少していく。そこで、画質を安定化させるために、トナー濃度制御により２成分現像剤のトナー濃度を一定に維持するようにトナーが適宜補給されている。   In this type of developing apparatus using a two-component developer, the carrier itself in the two-component developer is not consumed and remains in the apparatus, but does not decrease. However, the toner is consumed and decreased. Therefore, in order to stabilize the image quality, the toner is appropriately replenished so as to maintain the toner concentration of the two-component developer constant by toner concentration control.

トナー濃度制御は、各種方法を用いて制御することができるが、一般的にはトナー濃度センサを使用し、所定幅を超えたときにトナー補給を行うようにしている。トナー濃度センサとしては、例えば、２成分現像剤の透磁率がそのトナー濃度に応じて変化することを利用した透磁率センサが用いられる。   Toner density control can be controlled using various methods, but in general, a toner density sensor is used to replenish toner when a predetermined width is exceeded. As the toner concentration sensor, for example, a magnetic permeability sensor using the fact that the magnetic permeability of the two-component developer changes according to the toner concentration is used.

従来技術では、より正確なトナー濃度検知方法として、トナー濃度センサ出力の読み取り周期は、１周期が現像剤搬送スクリューの回転周期の半分の周期と等しくなるようにすることで、簡単な構成でメモリの消費を抑えることが開示されている（特許文献１を参照）。   In the prior art, as a more accurate toner density detection method, the reading cycle of the toner density sensor output is set to a memory with a simple configuration by making one cycle equal to half the rotation cycle of the developer conveying screw. Is disclosed (see Patent Document 1).

また、トナー濃度センサに加え、他のセンサなどによりトナー濃度を検知するシステムが考えられている。例えば、トナー濃度センサは、回転立ち上がり時は不安定であり、更に現像剤の循環に時間を要することもあり、瞬時のトナー濃度を検出することはできない。そこで、検出が安定するまでの間（例えば、Ａ４サイズで数十枚程度）は、原稿の印字率（もしくはドットカウント数）による値をもとにトナー補給を行うことで、より精度の高いトナー濃度の補正を図る画像形成装置が開示されている（特許文献２を参照）。
特開２００３−５７９３８号公報 特開平１１−２０２６０５号公報 In addition to the toner density sensor, a system for detecting the toner density using another sensor or the like has been considered. For example, the toner density sensor is unstable at the start of rotation, and it may take time for the developer to circulate, so that the instantaneous toner density cannot be detected. Therefore, until the detection becomes stable (for example, about several tens of sheets in A4 size), toner is replenished based on the value based on the printing rate (or dot count number) of the document, so that the toner with higher accuracy can be obtained. An image forming apparatus for correcting density is disclosed (see Patent Document 2).
JP 2003-57938 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-202605

しかしながら、トナー濃度センサとして一般的に透磁率センサを用いる従来のトナー濃度制御では、全ての状況下できれいな画質を得ることができないという問題があった。   However, the conventional toner concentration control that generally uses a magnetic permeability sensor as a toner concentration sensor has a problem in that it is impossible to obtain a clean image quality under all circumstances.

近年、画像形成装置においては、省エネに対する市場要望も強いため、２成分現像剤用トナーとして、少しの熱量で定着できる低融点トナーも用いられている。この低融点トナーを採用すると、トナーが熱に対して弱くなるため、従来の２成分現像剤のように、さらさら状態を維持し難いため流動性の低下を起し易くなる。その結果、現像装置の中の搬送スクリュー軸などにトナーもしくは現像剤が固着したり融着したりする場合がある。   In recent years, since there is a strong market demand for energy saving in image forming apparatuses, low-melting-point toners that can be fixed with a small amount of heat are used as toners for two-component developers. When this low-melting-point toner is used, the toner becomes weak against heat, so that it is difficult to maintain a smooth state as in the case of a conventional two-component developer, so that fluidity is likely to be lowered. As a result, the toner or developer may adhere or be fused to the conveying screw shaft in the developing device.

そのため、搬送スクリューの１回転当たりに搬送できる現像剤量（トナー量）が低下してしまい、搬送スクリューの近傍に設置することでトナー濃度を測定するトナー濃度センサの出力値が変化することが起こる。すなわち、現像装置において、現像剤のトナー濃度としては平均値なものであっても、現像剤の中で局所的にばらつく現象を引き起こし、その結果、現像剤の流動性低下やトナーの攪拌不良に起因するガサツキが印刷画像に現われてしまうという問題が生じる。   Therefore, the developer amount (toner amount) that can be conveyed per one rotation of the conveying screw is reduced, and the output value of the toner concentration sensor that measures the toner concentration is changed by being installed in the vicinity of the conveying screw. . That is, in the developing device, even if the toner concentration of the developer is an average value, it causes a phenomenon of local variation in the developer, resulting in a decrease in developer fluidity and poor toner agitation. There arises a problem that the resulting roughness appears in the printed image.

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像剤の流動性を確保し、常に安定した印刷画質を維持できる画像形成装置及び画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of conventional problems, and provides an image forming apparatus and a control method for the image forming apparatus that can ensure the fluidity of a developer and always maintain a stable print image quality. Objective.

上述した課題を解決するための本発明に係る画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、次の通りである。
本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、前記制御手段として、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とするものである。 An image forming apparatus and a method for controlling the image forming apparatus according to the present invention for solving the above-described problems are as follows.
The present invention provides a developing device that contains a two-component developer containing toner and a carrier for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier, a toner replenishing device that replenishes toner to the developing device, A toner concentration sensor for detecting the toner concentration in the two-component developer in the developing device, and a control means having a function of controlling the toner replenishing operation from the toner replenishing device to the developing device based on the output of the toner concentration sensor In the image forming apparatus that outputs the image by controlling the toner density, the control means, when the output value of the toner density sensor is out of a predetermined range, that is, When the output value of the toner density sensor is out of the range from the preset maximum value to the minimum value (amplitude of the preset output value), the developing device Discharging the toner, and is characterized in that a function to control the operation of the toner replenishing device to replenish toner in an amount corresponding to the amount of discharged toner to the developing device.

また、本発明は、前記制御手段として、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることが好ましい。   According to the present invention, as the control means, a function of changing a preset predetermined range of the output value of the toner density sensor, that is, an amplitude of the preset output value, according to a usage time of the developing device. It is preferable to provide.

また、本発明は、前記制御手段として、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることが好ましい。   Further, according to the present invention, as the control means, a predetermined range of the output value of the toner density sensor, that is, an amplitude of the preset output value is set according to the temperature of the developer in the developing device. It is preferable to provide the function to change.

また、本発明は、前記画像形成装置において、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、前記制御手段として、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき現像装置へのトナー補給を制御する機能を備えることが好ましい。   In the image forming apparatus, the image forming apparatus further includes an image quality control process performed to stabilize the print image quality, and the operation of the toner supply device is controlled as the control unit based on a control result of the image quality control process. It is preferable to provide a function, that is, a function of controlling toner supply to the developing device based on the control result of the image quality control process.

また、本発明は、前記制御手段により、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御すること、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき現像装置へのトナー補給を制御することが好ましい。   In the present invention, the control means controls the operation of the toner replenishing device based on the value of the developing bias obtained as a result of the control of the image quality control process, that is, the developing bias obtained as a result of the control of the image quality control process. It is preferable to control toner replenishment to the developing device based on this value.

また、本発明は、前記制御手段により、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the control unit controls the discharge amount of the toner from the developing device based on the value of the developing bias.

また、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することを特徴とするものである。   The present invention also provides a developing device that contains a two-component developer containing toner and a carrier for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier, and a toner replenishing device that replenishes the developing device with toner. A toner concentration sensor for detecting a toner concentration in the two-component developer in the developing device, and a function for controlling a toner replenishing operation from the toner replenishing device to the developing device based on an output of the toner concentration sensor. And a control unit for controlling the toner density and outputting an image by controlling the toner density, when the output value of the toner density sensor is out of a predetermined range, that is, When the output value of the toner density sensor falls outside the range from the preset maximum value to the minimum value (amplitude of the preset output value), the toner is discharged from the developing device. It was drained and is characterized in further comprising the step of replenishing the toner amount to the developing device corresponding to the amount of discharged toner.

本発明によれば、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、前記制御手段として、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることで、前記トナー濃度センサの出力値より現像剤の流動性を検知して、前記現像装置から排出されるトナーの量に相当する量のトナーを補給することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができるので、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。特に、低印字率の原稿を連続印刷した場合においては、現像装置から印刷に使用されるトナーが少なくなるため、トナー自身の劣化や現像剤との結合などが起こりやすいことから、本発明に係る特徴的なトナー補給の制御により効果を奏し得る。   According to the present invention, a developing device that contains a two-component developer containing toner and a carrier for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier, and a toner replenishing device that replenishes the developing device with toner. A toner concentration sensor for detecting a toner concentration in the two-component developer in the developing device, and a function for controlling a toner replenishing operation from the toner replenishing device to the developing device based on an output of the toner concentration sensor. And an image forming apparatus that controls the toner density and outputs an image when the output value of the toner density sensor is outside a predetermined range set as the control means. That is, when the output value of the toner density sensor is out of the range from the preset maximum value to the minimum value (amplitude of the preset output value), the developing device And a function of controlling the operation of the toner replenishing device so as to replenish the developing device with an amount of toner corresponding to the amount of the discharged toner. By detecting the fluidity of the developer and replenishing an amount of toner corresponding to the amount of toner discharged from the developing device, the toner that has deteriorated or stuck or fused is eliminated, and the toner Since the flowability of the developer can be ensured in a normal state, the toner density in the developing device can be optimized to maintain a stable print image quality. In particular, when a document having a low printing rate is continuously printed, the toner used for printing from the developing device is reduced, and therefore, the toner itself is likely to deteriorate or bind to the developer. An effect can be obtained by controlling characteristic toner supply.

また、本発明によれば、前記制御手段として、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることで、現像装置内のトナーの状態に応じて、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給することで、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にすることができる。   According to the invention, as the control means, a preset predetermined range of the output value of the toner density sensor, that is, an amplitude of the preset output value is changed according to a usage time of the developing device. By providing the function to discharge the toner from the developing device according to the state of the toner in the developing device, and supplying the developing device with an amount of toner corresponding to the amount of the discharged toner, The toner density in the developing device can be brought into an optimum state.

また、本発明によれば、前記制御手段として、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることで、現像装置内のトナーの状態に応じて、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給することで、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にすることができる。   Further, according to the present invention, as the control means, a predetermined range of the output value of the toner density sensor, that is, a preset output value, according to the temperature of the developer in the developing device. With the function of changing the amplitude, the toner is discharged from the developing device according to the state of the toner in the developing device, and an amount of toner corresponding to the amount of the discharged toner is supplied to the developing device. Thus, the toner density in the developing device can be brought into an optimum state.

また、本発明によれば、前記画像形成装置において、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、前記制御手段として、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき現像装置へのトナー補給を制御する機能を備えることで、画質制御プロセスに応じた安定した印刷画質を維持することができる。   According to the present invention, the image forming apparatus further includes an image quality control process performed for stabilizing the print image quality, and the toner supply device operates as the control unit based on a control result of the image quality control process. By providing a control function, that is, a function of controlling toner supply to the developing device based on the control result of the image quality control process, it is possible to maintain a stable print image quality according to the image quality control process.

また、本発明によれば、前記制御手段により、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御すること、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき現像装置へのトナー補給を制御することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができる。   According to the invention, the control means controls the operation of the toner replenishing device based on the value of the developing bias obtained as a result of the control of the image quality control process, that is, the control result of the image quality control process is obtained. By controlling toner replenishment to the developing device based on the value of the developing bias, the toner that has deteriorated or stuck or fused is eliminated, and the toner is in a normal state to ensure the fluidity of the developer. Can do.

また、本発明によれば、前記制御手段により、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することで、例えば、現像バイアスの値が前回プロコン時の値から大きく変化しているようであれば、トナー排出を増加させることで、現像剤の流動性低下をより一層抑えることができる。   Further, according to the present invention, the control means controls the toner discharge amount from the developing device to be adjusted based on the value of the developing bias. If the value is greatly changed, the decrease in developer fluidity can be further suppressed by increasing toner discharge.

また、本発明によれば、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができるので、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。   In addition, according to the present invention, a developing device that contains a two-component developer containing toner and a carrier for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier, and toner replenishment that supplies toner to the developing device. A toner concentration sensor for detecting a toner concentration in a two-component developer in the developing device, and a function for controlling a toner replenishing operation from the toner replenishing device to the developing device based on an output of the toner concentration sensor. And an image forming apparatus for controlling the toner density to output an image, when the output value of the toner density sensor falls outside a predetermined range set in advance. That is, when the output value of the toner density sensor falls outside the range from the preset maximum value to the minimum value (amplitude of the preset output value), the developing device By having the step of discharging the toner and replenishing the developing device with an amount of toner corresponding to the amount of the discharged toner, the toner that has deteriorated or the toner that has adhered or fused has been removed, and the toner is normal. In this state, the flowability of the developer can be ensured, so that the toner density in the developing device can be optimized and a stable print image quality can be maintained.

以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は前記画像形成装置におけるトナー補給制御を行う電気的構成の一例を示すブロック図、図３は前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す説明図である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of an electrical configuration for performing toner replenishment control in the image forming apparatus, and FIG. It is explanatory drawing which shows the structure of the image development apparatus which comprises a forming apparatus.

本実施形態に係る画像形成装置Ａは、図１〜図３に示すように、感光体ドラム３に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤ＡＧを収容する現像装置２と、現像装置２へトナーを補給するトナー補給装置２６と、現像装置２内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ２４と、トナー濃度センサ２４の出力に基づきトナー補給装置２６から現像装置２へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御部３０とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置Ａにおいて、制御部３０として、トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出しその排出されたトナー量に相当する量のトナーを新たに現像装置２へ補給するようにトナー補給装置２６の動作を制御する機能を備えることを特徴とするものである。   As shown in FIGS. 1 to 3, the image forming apparatus A according to the present embodiment stores a two-component developer AG including a toner and a carrier for developing an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3. Based on the output of the developing device 2, the toner supplying device 26 for supplying toner to the developing device 2, the toner concentration sensor 24 for detecting the toner concentration in the two-component developer in the developing device 2, and the output of the toner concentration sensor 24. In the image forming apparatus A that includes a control unit 30 having a function of controlling a toner replenishing operation from the toner replenishing device 26 to the developing device 2 and that outputs an image by controlling the toner density, the toner is used as the control unit 30. When the output value of the density sensor deviates from a predetermined range set in advance, the toner is discharged from the developing device 2 and an amount of toner corresponding to the discharged toner amount is newly supplied to the developing device 2. It is characterized in that a function to control the operation of the toner supply device 26 so as to feed.

まず、画像形成装置Ａの全体構成について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置Ａは、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して外部から伝達された画像データに基づいてシート状の用紙（記録媒体）に対して多色および単色の画像を形成するものである。 First, the overall configuration of the image forming apparatus A will be described.
The image forming apparatus A according to the present embodiment uses multi-color and single-color images on a sheet-like paper (recording medium) based on image data of a read original document or image data transmitted from the outside via a network or the like. Is formed.

画像形成装置Ａは、図１に示すように、露光ユニット１、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、クリーニングユニット４（４ａ〜４ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、中間転写ベルト６０、中間転写ローラ６４（６４ａ〜６４ｄ）、転写ローラ８、定着ユニット９、用紙搬送路Ｓ、給紙カセット１０、手差しトレイ１６及び排紙トレイ１３等を備えている。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus A includes an exposure unit 1, a developing device 2 (2a to 2d), a photosensitive drum 3 (3a to 3d), a cleaning unit 4 (4a to 4d), and a charger 5 (5a). 5d), an intermediate transfer belt 60, an intermediate transfer roller 64 (64a to 64d), a transfer roller 8, a fixing unit 9, a paper transport path S, a paper feed cassette 10, a manual feed tray 16, a paper discharge tray 13, and the like. .

画像形成装置Ａは、ブラック（Ｋ）及びカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成部４０において画像形成を行う。
尚、本実施形態では、画像形成装置Ａは、４色を用いてカラー画像形成を行っているが、例えば、６色を用いるなど複数のカラー画像形成が可能なものであってもよく、また、モノクロの画像形成装置でもよい。 The image forming apparatus A corresponds to four hues of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), which are three subtractive primary colors obtained by color separation of black (K) and a color image. The image forming unit 40 forms an image using the image data.
In the present embodiment, the image forming apparatus A performs color image formation using four colors, but may be capable of forming a plurality of color images, for example, using six colors. A monochrome image forming apparatus may be used.

露光ユニット１は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー１ａ及び第１反射ミラー１ｂ及び第２反射ミラー１ｃ等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いて、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。   The exposure unit 1 uses a laser scanning unit (LSU) including a semiconductor laser (not shown), a polygon mirror 1a, a first reflection mirror 1b, a second reflection mirror 1c, and the like, for each hue of black, cyan, magenta, and yellow. Each of the photosensitive drums 3a to 3d is irradiated with a light beam such as a laser beam modulated by the image data. On each of the photosensitive drums 3a to 3d, an electrostatic latent image is formed by image data of each hue of black, cyan, magenta, and yellow.

尚、露光ユニット１の構成は、上述したレーザスキャニングユニットを用いる手法の他に、発光素子をアレイ状に並べた、例えばＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた書込みヘッドを用いる手法もある。   The configuration of the exposure unit 1 uses a write head using, for example, EL (Electro Luminescence) or LED (Light Emitting Diode), in which light emitting elements are arranged in an array, in addition to the above-described method using the laser scanning unit. There is also a technique.

露光ユニット１への画像情報の入力は、画像形成装置Ａに外部接続されたコンピュータやファクシミリ回線などから行ってもよく、また、画像形成装置Ａに原稿読取部が具備される場合には、その原稿読取部で原稿を光学的に読み取ることでも得られる。さらに、画像情報の入力がアナログ信号の場合にはデジタル信号へ変換を行えばよい。   Input of image information to the exposure unit 1 may be performed from a computer or a facsimile line externally connected to the image forming apparatus A. When the image forming apparatus A includes a document reading unit, It can also be obtained by optically reading a document by a document reading unit. Further, when the input of image information is an analog signal, it may be converted into a digital signal.

現像装置２は、静電潜像が形成された感光体ドラム３の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置２ａ〜２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に顕像化する。   The developing device 2 supplies toner to the surface of the photosensitive drum 3 on which the electrostatic latent image is formed, and develops the electrostatic latent image into a toner image. Each of the developing devices 2a to 2d contains toner of each hue of black, cyan, magenta, and yellow, and the electrostatic latent images of each hue formed on the photosensitive drums 3a to 3d are respectively black, cyan. Then, the toner images are visualized as magenta and yellow toner images.

感光体ドラム３は、画像形成装置Ａの上部に配置（装着）されている。
クリーニングユニット４は、感光体ドラム３の外周面に摺接配置され、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器を用いてもよい。 The photosensitive drum 3 is disposed (mounted) on the upper part of the image forming apparatus A.
The cleaning unit 4 is slidably disposed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 3 and removes and collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 3 after development and image transfer.
The charger 5 is a charging means for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 3 to a predetermined potential. As shown in FIG. 1, in addition to a contact type roller type or brush type charger, a charger type charging unit is used. A vessel may be used.

中間転写ベルトユニット６は、感光体ドラム３の上方に配置され、中間転写ベルト６０、中間転写ベルト駆動ローラ６１、中間転写ベルト従動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ローラ６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ）、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。   The intermediate transfer belt unit 6 is disposed above the photosensitive drum 3, and includes an intermediate transfer belt 60, an intermediate transfer belt driving roller 61, an intermediate transfer belt driven roller 62, an intermediate transfer belt tension mechanism 63, and an intermediate transfer roller 64 (64a, 64b, 64c, 64d) and an intermediate transfer belt cleaning unit 65.

中間転写ベルト駆動ローラ６１、中間転写ベルト従動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ローラ６４等は、中間転写ベルト６０を張架して矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。   The intermediate transfer belt drive roller 61, the intermediate transfer belt driven roller 62, the intermediate transfer belt tension mechanism 63, the intermediate transfer roller 64, and the like stretch the intermediate transfer belt 60 and rotate it in the direction of arrow B.

中間転写ベルト６０は、中間転写ベルト駆動ローラ６１と中間転写ベルト従動ローラ６２との間に張架されてループ状の移動経路を形成して、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト６０の外周面は、感光体ドラム３ｄ、感光体ドラム３ｃ、感光体ドラム３ｂ及び感光体ドラム３ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト６０を挟んで各感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向する位置に、中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄが配置されている。そして、中間転写ベルト６０の感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向する位置で感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に形成されたトナー像が転写されるようになっている。
また、中間転写ベルト６０は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで形成されている。 The intermediate transfer belt 60 is provided between the intermediate transfer belt driving roller 61 and the intermediate transfer belt driven roller 62 so as to form a loop-shaped movement path so as to come into contact with the respective photosensitive drums 3. ing. The outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 60 faces the photosensitive drum 3d, the photosensitive drum 3c, the photosensitive drum 3b, and the photosensitive drum 3a in this order. Intermediate transfer rollers 64a to 64d are arranged at positions facing the respective photosensitive drums 3a to 3d with the intermediate transfer belt 60 interposed therebetween. The toner images formed on the photosensitive drums 3a to 3d are transferred at positions facing the photosensitive drums 3a to 3d of the intermediate transfer belt 60.
The intermediate transfer belt 60 is formed of a film having a thickness of about 100 to 150 μm.

中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄには、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト６０上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト６０の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト６０の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。   In order to transfer the toner images carried on the surfaces of the photosensitive drums 3a to 3d onto the intermediate transfer belt 60, a transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the intermediate transfer rollers 64a to 64d by constant voltage control. Applied. As a result, the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drum 3 (3a to 3d) are sequentially superimposed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 60, and a full-color toner image is formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 60. Is done.

また、中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト６０に対して均一に高電圧を印加するようになっている。
尚、本実施形態では、転写電極としてローラ形状の中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄを使用しているが、それ以外にブラシなども用いることができる。 The intermediate transfer rollers 64a to 64d are configured by covering the surface of a shaft made of a metal (for example, stainless steel) having a diameter of 8 to 10 mm with a conductive elastic material (for example, EPDM, urethane foam, etc.). A high voltage is uniformly applied to the intermediate transfer belt 60 by a conductive elastic material.
In the present embodiment, roller-shaped intermediate transfer rollers 64a to 64d are used as transfer electrodes, but brushes or the like can also be used.

上述したように、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上で各色相に応じた顕像化された静電像は、中間転写ベルト６０上に積層され、画像形成装置Ａに入力された画像情報が示す画像（トナー像）として形成される。積層された画像情報（トナー像）は、中間転写ベルト６０の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト６０との接触位置に配置される転写ローラ８によって用紙上に転写される。   As described above, the electrostatic images visualized according to the hues on the photosensitive drums 3a to 3d are stacked on the intermediate transfer belt 60, and the image information input to the image forming apparatus A indicates the image. It is formed as an image (toner image). The laminated image information (toner image) is transferred onto the sheet by the transfer roller 8 disposed at the contact position between the conveyed sheet and the intermediate transfer belt 60 by the rotation of the intermediate transfer belt 60.

この時、中間転写ベルト６０と転写ローラ８は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ８にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。   At this time, the intermediate transfer belt 60 and the transfer roller 8 are pressed against each other at a predetermined nip, and a voltage for transferring the toner onto the paper is applied to the transfer roller 8 (a polarity opposite to the toner charging polarity (−)). (+) High voltage).

尚、中間転写ベルト６０と転写ローラ８とが上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ８もしくは中間転写ベルト駆動ローラ６１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ又は発泡性樹脂ローラ等々）としたものが用いられる。   In order for the intermediate transfer belt 60 and the transfer roller 8 to constantly obtain the nip, either the transfer roller 8 or the intermediate transfer belt driving roller 61 is made of a hard material (metal or the like), and the other is made of an elastic roller or the like. A soft material (such as an elastic rubber roller or a foamable resin roller) is used.

また、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト６０に付着したトナー、もしくは、転写ローラ８によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６０上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。   In addition, the toner adhering to the intermediate transfer belt 60 due to contact with the photosensitive drum 3 or the toner remaining on the intermediate transfer belt 60 without being transferred onto the paper by the transfer roller 8 is mixed with toner in the next step. In order to cause this to occur, the intermediate transfer belt cleaning unit 65 is set to be removed and collected.

中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、中間転写ベルト６０に接触してトナー等を除去するためのクリーニング部材としてクリーニングブレードを備えている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト６０は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６２で支持されている。   The intermediate transfer belt cleaning unit 65 includes a cleaning blade as a cleaning member for contacting the intermediate transfer belt 60 and removing toner and the like. The intermediate transfer belt 60 in contact with the cleaning blade is supported by an intermediate transfer belt driven roller 62 from the back side.

給紙カセット１０は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置Ａの画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。また、画像形成装置Ａの上部に設けられている排紙トレイ１３は、印字済みの用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。   The paper feed cassette 10 is a tray for storing sheets used for image formation, and is provided below the image forming unit and the exposure unit 1 of the image forming apparatus A. The paper discharge tray 13 provided on the upper part of the image forming apparatus A is a tray for placing printed paper face down.

また、画像形成装置Ａには、給紙カセット１０の用紙を転写ローラ８や定着ユニット９を経由させて排紙トレイ１３に送るための略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙カセット１０から排紙トレイ１３に到る用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１（１１−１，１１−２）、レジストローラ７、転写ローラ８、定着ユニット９のヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂ、用紙を搬送する搬送ローラ１２（１２−１〜１２−８）等が配されている。換言すると、用紙搬送路Ｓは、これらローラ群により形成されている。   Further, the image forming apparatus A is provided with a substantially vertical sheet conveyance path S for sending the sheets in the sheet feeding cassette 10 to the sheet discharge tray 13 via the transfer roller 8 and the fixing unit 9. Further, in the vicinity of the sheet conveyance path S from the sheet feeding cassette 10 to the sheet discharge tray 13, a pickup roller 11 (11-1, 11-2), a registration roller 7, a transfer roller 8, and a heat roller for the fixing unit 9. 9a, a pressure roller 9b, and transport rollers 12 (12-1 to 12-8) for transporting paper are arranged. In other words, the sheet transport path S is formed by these roller groups.

搬送ローラ１２は、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数箇所に設けられている。
ピックアップローラ１１−１は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０から、用紙を１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。 The conveyance rollers 12 are small rollers for promoting and assisting the conveyance of the paper, and are provided at a plurality of locations along the paper conveyance path S.
The pickup roller 11-1 is provided at the end of the paper feed cassette 10, and is a drawing roller that supplies paper from the paper feed cassette 10 to the paper transport path S one by one.

レジストローラ７は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙をいったん保持するローラである。そして、レジストローラ７は、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで転写ローラ８を具備する転写部８Ａに用紙を搬送する機能を有している。   The registration roller 7 is a roller that temporarily holds a sheet conveyed through the sheet conveyance path S. The registration roller 7 has a function of conveying the sheet to the transfer unit 8A including the transfer roller 8 at a timing when the leading edge of the toner image on the photosensitive drum 3 and the leading edge of the sheet are aligned.

定着ユニット９は、ヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂ等を備えており、ヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂは、用紙を挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ９ａは、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ９ｂと共に用紙を熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。   The fixing unit 9 includes a heat roller 9a, a pressure roller 9b, and the like, and the heat roller 9a and the pressure roller 9b rotate with a sheet interposed therebetween. The heat roller 9a is set by the control unit so as to reach a predetermined fixing temperature based on a signal from a temperature detector (not shown), and is transferred to the paper by thermocompression bonding the paper together with the pressure roller 9b. It has a function of fusing, mixing, and pressing the multi-colored toner image so as to thermally fix it on the paper.

なお、トナー像（積層された多色トナー像）の定着後の用紙は、搬送ローラ１２−２，１２−３によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（トナー像側を下側に向けて）排紙トレイ１３上に排出されるようになっている。   Note that the sheet after fixing the toner image (multi-layered toner image) is transported to the reverse paper discharge path of the paper transport path S by the transport rollers 12-2 and 12-3, and in a reversed state (toner The paper is discharged onto the paper discharge tray 13 (with the image side facing downward).

次に、画像形成装置Ａにおける用紙搬送経路について図面を参照して詳細に説明する。
画像形成装置Ａには、図１に示すように、予め用紙を収納する給紙カセット１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に給紙カセット１０の開閉動作を行わなくても良いように手差しトレイ１６が配置されている。
給紙カセット１０及び手差しトレイ１６の用紙搬送方向下流側にはピックアップローラ１１−１，１１−２が配置されている。このように、給紙カセット１０または手差しトレイ１６を用いた給紙方法によれば、ピックアップローラ１１−１，１１−２により用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。 Next, the sheet conveyance path in the image forming apparatus A will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus A is provided with a paper feed cassette 10 for storing paper in advance, and the user does not have to open and close the paper feed cassette 10 when printing a small number of sheets. A manual feed tray 16 is arranged for good.
Pickup rollers 11-1 and 11-2 are arranged on the downstream side of the paper feed cassette 10 and the manual feed tray 16 in the paper conveyance direction. As described above, according to the paper feed method using the paper feed cassette 10 or the manual feed tray 16, the paper is guided to the paper transport path S one by one by the pickup rollers 11-1 and 11-2.

（片面印字要求時）
まず、給紙カセット１０を用いて給紙する場合について説明する。
給紙カセット１０の用紙は、ピックアップローラ１１−１により１枚ずつ取り出され、用紙搬送路Ｓ中の搬送ローラ１２−１によってレジストローラ７まで搬送される。そして、レジストローラ７によって用紙の先端と中間転写ベルト６０上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ８に搬送され、用紙上に画像情報が転写される。その後、用紙は、定着ユニット９に搬送され、定着ユニット９を通過することによって用紙上に転写された未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ１２−２を経て搬送ローラ（排紙ローラ）１２−３から排紙トレイ１３上に排出される。 (When requesting single-sided printing)
First, a case where paper is fed using the paper feed cassette 10 will be described.
The sheets in the sheet cassette 10 are picked up one by one by the pickup roller 11-1 and conveyed to the registration roller 7 by the conveying roller 12-1 in the sheet conveying path S. Then, the registration roller 7 conveys the leading edge of the sheet and the leading edge of the image information on the intermediate transfer belt 60 to the transfer roller 8 at a timing to align the image information on the sheet. Thereafter, the sheet is conveyed to the fixing unit 9, and the unfixed toner transferred onto the sheet by passing through the fixing unit 9 is melted and fixed by heat and passes through the conveying roller 12-2 and is conveyed to the conveying roller (discharge roller). ) The sheet is discharged from 12-3 onto the sheet discharge tray 13.

次に、手差しトレイ１６を用いて給紙する場合について説明する。
手差しトレイ１６に積載された用紙は、ピックアップローラ１１−２によって装置内に１枚ずつ給紙され、用紙搬送路Ｓ中の複数の搬送ローラ１２−６，１２−５，１２−４を経てレジストローラ７に搬送される。それ以降の用紙搬送工程は、給紙カセット１０から給紙される用紙と同様の経過を経て排紙トレイ１３に排出される。 Next, a case where paper is fed using the manual feed tray 16 will be described.
The sheets stacked on the manual feed tray 16 are fed one by one into the apparatus by the pickup roller 11-2, and are registered through a plurality of transport rollers 12-6, 12-5, and 12-4 in the paper transport path S. It is conveyed to the roller 7. Subsequent sheet conveyance steps are discharged to the sheet discharge tray 13 through the same process as the sheet fed from the sheet feeding cassette 10.

（両面印字要求時）
印字要求内容が両面印字要求の時は、上述のように定着ユニット９を通過して片面印字が終了した用紙は、そのまま排紙トレイ１３に排出されることなく、用紙の後端が排紙ローラ１２−３で保持された状態で、排紙ローラ１２−３が逆回転することによって、搬送ローラ１２−７，１２−８に導かれた後、再びレジストローラ７に搬送される。 (When requesting duplex printing)
When the content of the print request is a double-sided print request, the paper that has passed through the fixing unit 9 and has finished single-sided printing as described above is not directly discharged to the paper discharge tray 13, but the rear edge of the paper is the discharge roller. The paper discharge roller 12-3 rotates in the reverse direction while being held at 12-3, and is guided to the transport rollers 12-7 and 12-8 and then transported to the registration rollers 7 again.

そして、レジストローラ７により、用紙の先端と中間転写ベルト６０上の画像情報の先端を整合するタイミングで再び転写ローラ８に搬送され、用紙の裏面に画像情報が転写される。その後、再び定着ユニット９に搬送され、定着ユニット９を通過することによって用紙の裏面に転写された未定着トナーが熱で溶融・固着された後に搬送ローラ１２−２、排紙ローラ１２−３を経て排紙トレイ１３に排出される。   Then, the registration roller 7 transports the paper to the transfer roller 8 again at the timing when the leading edge of the paper and the leading edge of the image information on the intermediate transfer belt 60 are aligned, and the image information is transferred to the back surface of the paper. Thereafter, the unfixed toner transferred to the fixing unit 9 and transferred to the back surface of the sheet by passing through the fixing unit 9 is melted and fixed by heat, and then the conveying roller 12-2 and the discharge roller 12-3 are moved. Then, it is discharged to the paper discharge tray 13.

次に、本実施形態に係る現像装置２について図面を参照して詳細に説明する。
現像装置２は、図３に示すように、像担持体の一例である感光体ドラム３に形成された静電潜像を、トナー像に現像するために設けられている。現像装置２は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する。）ＡＧを収容する現像容器２０と、現像容器２０内にある現像剤ＡＧを感光体ドラム３に供給するために感光体ドラム３に対向して接近して配置された現像ローラ２１と、現像容器２０内の現像剤ＡＧを攪拌しながら現像ローラ２１へ向けて搬送する２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂと、現像ローラ２１への現像剤量を規制するドクターブレード２３と、トナー濃度センサ２４とを有している。 Next, the developing device 2 according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 3, the developing device 2 is provided to develop an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum 3 as an example of an image carrier into a toner image. The developing device 2 includes a developing container 20 containing a two-component developer (hereinafter simply referred to as “developer”) AG including toner and a carrier, and the developer AG in the developing container 20 on the photosensitive drum 3. A developing roller 21 disposed in close proximity to the photosensitive drum 3 for supply, and two conveying screws 22a for conveying the developer AG in the developing container 20 toward the developing roller 21 while stirring. 22 b, a doctor blade 23 that regulates the amount of developer to the developing roller 21, and a toner density sensor 24.

トナー濃度センサ２４は、現像容器２０内の現像剤ＡＧの透磁率を検出することにより、現像装置２内の現像剤ＡＧ中のトナー濃度を検知するものであり、透磁率センサとも言う。   The toner concentration sensor 24 detects the toner concentration in the developer AG in the developing device 2 by detecting the magnetic permeability of the developer AG in the developing container 20, and is also referred to as a magnetic permeability sensor.

現像容器２０の上部には、その内部へトナーを補給するための開口２５が形成され、その開口２５上部には、トナー補給装置２６が配備されている。トナー補給装置２６は、トナーＴを収容するトナー容器２６ａと、トナー容器２６ａ内に収容されたトナーＴを攪拌するトナー攪拌部材２６ｂと、トナー容器２６ａ内のトナーＴを攪拌しながら供給するトナー補給ローラ２６ｃとを有しており、開口２５を通じて現像装置２へトナーＴを補給する。   An opening 25 for replenishing toner is formed in the upper portion of the developing container 20, and a toner replenishing device 26 is provided in the upper portion of the opening 25. The toner replenishing device 26 includes a toner container 26a that accommodates toner T, a toner agitating member 26b that agitates the toner T accommodated in the toner container 26a, and a toner replenishment that supplies the toner T in the toner container 26a while being agitated. The toner T is supplied to the developing device 2 through the opening 25.

ここで、トナー濃度センサ２４のセンサ出力について説明する。
図４は本実施形態に係るトナー濃度センサの出力プロファイルの一例を示す説明図である。 Here, the sensor output of the toner density sensor 24 will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an output profile of the toner density sensor according to the present embodiment.

現像装置２の搬送スクリュー２２ａの近傍に配置されているトナー濃度センサ２４は、１０ｍｍｓｅｃ毎のサンプリングタイミングで現像剤の透磁率を測定する。図４に示すように、トナー濃度センサ２４による現像剤の透磁率の値を経過時間に対してプロットしていくと、現像剤ＡＧの流動性が正常な場合には、図中の破線で示すように、ほぼ搬送スクリュー２２ａの１周期でトナー濃度センサ２４の出力値の１周期と一致した形となる。従って、搬送スクリュー２２ａの現像剤の送り量に対応して、見掛け上サインカーブのような周期的な出力プロファイルを示す。   A toner concentration sensor 24 disposed in the vicinity of the conveying screw 22a of the developing device 2 measures the magnetic permeability of the developer at a sampling timing every 10 mmsec. As shown in FIG. 4, when the developer permeability value by the toner concentration sensor 24 is plotted against the elapsed time, the flow of the developer AG is indicated by a broken line in the figure. Thus, the shape almost coincides with one cycle of the output value of the toner density sensor 24 in one cycle of the conveying screw 22a. Therefore, a periodic output profile like an apparent sine curve is shown corresponding to the developer feed amount of the conveying screw 22a.

しかしながら、現像剤ＡＧの流動性が低下してくると、上述したように搬送スクリュー２２ａにキャリアやトナーが固着するため、現像剤ＡＧの搬送量が低下する。その結果トナー濃度センサ２４で測定されるセンサ出力の絶対値も低下気味となる。また、現像剤ＡＧがスムーズに流れなくなるため、現像剤ＡＧの送り量が均等でなくなり、不規則でばらつくようになる。
従って、現像剤ＡＧの流動性は、図４の実線で示すトナー濃度センサ２４の出力プロファイルを確認することである程度想定することができる。 However, when the fluidity of the developer AG decreases, the carrier and the toner adhere to the transport screw 22a as described above, so the transport amount of the developer AG decreases. As a result, the absolute value of the sensor output measured by the toner density sensor 24 tends to decrease. Further, since the developer AG does not flow smoothly, the feed amount of the developer AG is not uniform and varies irregularly.
Therefore, the fluidity of the developer AG can be assumed to some extent by confirming the output profile of the toner density sensor 24 shown by the solid line in FIG.

次に、本実施形態の画像形成装置Ａの特徴的な電気的構成についてブロック図を参照して詳細に説明する。   Next, a characteristic electrical configuration of the image forming apparatus A of the present embodiment will be described in detail with reference to a block diagram.

画像形成装置Ａに具備される制御部（制御手段）３０は、トナー濃度の制御（トナー補給制御）を行うことで形成される画像を安定化させる機能を備えている。
すなわち、制御部３０は、トナー濃度が低くなればそれに相当するトナー量を補給する従来のトナー補給制御を行う機能を備えるとともに、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出し、その排出されたトナー量に相当対応する量のトナーを現像装置２へ補給するようにトナー補給装置２６の動作を制御する機能を備えている。 The control unit (control unit) 30 provided in the image forming apparatus A has a function of stabilizing an image formed by controlling toner density (toner supply control).
That is, the control unit 30 has a function of performing conventional toner replenishment control for replenishing a corresponding amount of toner when the toner concentration is low, and the output value of the toner concentration sensor 24 is out of a predetermined range. A function to control the operation of the toner replenishing device 26 so that the toner is discharged from the developing device 2 and the amount of toner corresponding to the discharged toner amount is replenished to the developing device 2. ing.

制御部３０は、図２に示すように、トナー濃度センサ２４、現像容器２０にトナーを補給するトナー補給装置２６、トナー補給時間カウンタ３２が接続されている。さらに、制御部３０は、画像形成装置Ａのうち主に現像装置２以外の画像形成に関わる画像形成部４０に対する制御も行うように構成されている。   As shown in FIG. 2, the controller 30 is connected to a toner density sensor 24, a toner supply device 26 that supplies toner to the developing container 20, and a toner supply time counter 32. Further, the control unit 30 is configured to also control the image forming unit 40 related to image formation other than the developing device 2 in the image forming apparatus A.

画像形成部４０は、上述した露光ユニット１、感光体ドラム３、クリーニングユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、レジストローラ７、転写ローラ８、定着ユニット９、給紙カセット１０、ピックアップローラ１１、搬送ローラ１２等により構成され、制御部３０により、入力された原稿の画像情報から最終的に画像を用紙上に印字するように制御される。また、画像形成部４０は、画像形成装置Ａに設けられた画質調整手段５０における画質制御プロセスにより実行される制御結果に基づき印刷画質を安定化させるようになっている。   The image forming unit 40 includes the exposure unit 1, the photosensitive drum 3, the cleaning unit 4, the charger 5, the intermediate transfer belt unit 6, the registration roller 7, the transfer roller 8, the fixing unit 9, the paper feeding cassette 10, and the pickup roller. 11, a conveyance roller 12, and the like, and is controlled by the control unit 30 so as to finally print an image on a sheet from image information of the input document. Further, the image forming unit 40 stabilizes the print image quality based on the control result executed by the image quality control process in the image quality adjusting unit 50 provided in the image forming apparatus A.

従って、制御部３０は、画像形成装置Ａの全体を制御する制御部の一部として構成したものであってもよい。   Therefore, the control unit 30 may be configured as a part of a control unit that controls the entire image forming apparatus A.

具体的に説明すると、制御部３０は、図２に示すように、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、本発明に係るトナーの補給・排出制御を含む各種制御を実行するための制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）３０２等のプログラム格納メモリと、ＣＰＵの作業領域となってその制御プログラムの読み出し、処理中のデータの一時的な格納などを行うＲＡＭ（Random Access Memory）３０３等の作業メモリとを備えるとともに、さらに、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲（所定の出力値の振幅）から外れた値か否かを判定する所定値比較手段３０４と、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定する現像バイアス比較手段３０５とを備えている。   More specifically, as shown in FIG. 2, the control unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 301 and a control program for executing various controls including toner supply / discharge control according to the present invention. Program storage memory such as ROM (Read Only Memory) 302 stored therein and RAM (Random Access Memory) 303 that serves as a work area for the CPU, reads the control program, temporarily stores data being processed, etc. A predetermined value comparing means 304 for determining whether or not the output value of the toner density sensor 24 is out of a predetermined range (amplitude of the predetermined output value). Development bias comparing means 305 for determining whether or not the value of the development bias set in the control process is outside a predetermined range set in advance;

トナー補給時間カウンタ３２は、トナー補給装置２６にあるトナー補給ローラ２６ｃの回転時間をカウントするもので、印字ジョブ開始のタイミングを計数の起点とし、画像形成に対応したトナー補給ローラ２６ｃの回転時間を計数し、制御部３０にその計数値を出力する。   The toner replenishment time counter 32 counts the rotation time of the toner replenishment roller 26c in the toner replenishing device 26, and the rotation time of the toner replenishment roller 26c corresponding to image formation is determined from the start timing of the print job. Count and output the count value to the control unit 30.

トナー濃度センサ２４は、透磁率センサを用いているため、その出力は現像剤ＡＧ中のキャリア濃度に比例して変化する。従って、トナー濃度センサ２４の出力は、現像剤ＡＧ中のトナー濃度の上昇に伴って低下する。   Since the toner concentration sensor 24 uses a magnetic permeability sensor, its output changes in proportion to the carrier concentration in the developer AG. Accordingly, the output of the toner concentration sensor 24 decreases as the toner concentration in the developer AG increases.

以上のように構成された制御部３０は、トナー補給時間カウンタ３２及びトナー濃度センサ２４により検知された値や、画像形成部４０における画質を画質調整手段５０により実行される画質制御プロセスの制御結果（例えば、現像バイアスの値）に基づき、現像剤ＡＧの流動性をチェックしてトナー補給装置２６によるトナー補給を制御する。   The control unit 30 configured as described above controls the value detected by the toner replenishment time counter 32 and the toner density sensor 24 and the control result of the image quality control process executed by the image quality adjustment unit 50 on the image quality in the image forming unit 40. Based on (for example, the value of the developing bias), the fluidity of the developer AG is checked, and the toner supply by the toner supply device 26 is controlled.

尚、ここで例示する制御部３０が適用可能な画像形成装置は、上述した構成による画像形成装置Ａに限定されるものではない。   Note that the image forming apparatus to which the control unit 30 exemplified here is applicable is not limited to the image forming apparatus A having the above-described configuration.

次に、本実施形態に係る制御部３０による特徴的なトナー補給制御についてフローチャートに沿って説明する。
図５は本実施形態に係る画像形成装置におけるトナー補給制御の一例を示すフローチャートである。 Next, characteristic toner supply control by the control unit 30 according to the present embodiment will be described with reference to a flowchart.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of toner supply control in the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment.

画像形成装置Ａの運転が開始されると、制御部３０は、図５に示すように、印字ジョブ命令を受け付けると（ステップＳ１）、画像形成動作に入り現像装置２の２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させ（ステップＳ２）、トナー濃度センサ２４による現像剤ＡＧのトナー濃度の測定を開始する（ステップＳ３）。そして、所定値比較手段３０４によりトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ４）。   When the operation of the image forming apparatus A is started, as shown in FIG. 5, when the control unit 30 receives a print job command (step S <b> 1), the control unit 30 enters an image forming operation and the two conveying screws 22 a of the developing device 2. 22b are rotated (step S2), and measurement of the toner density of the developer AG by the toner density sensor 24 is started (step S3). Then, the predetermined value comparing means 304 determines whether or not the amplitude of the output value of the toner density sensor 24 exceeds a predetermined width (step S4).

ステップＳ４において、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ８）。一方、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ５）。この「ベタ印刷」を行うことにより、現像装置２内のトナーが強制的に排出される。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ６）。   If it is determined in step S4 that the amplitude of the output value of the toner density sensor 24 does not exceed the predetermined width, printing is started (step S8). On the other hand, if it is determined that the amplitude of the output value of the toner density sensor 24 exceeds the predetermined width, “solid printing” is performed (step S5). By performing this “solid printing”, the toner in the developing device 2 is forcibly discharged. Then, an amount of new toner corresponding to the amount of toner discharged by “solid printing” is supplied from the toner supply device 26 to the developing device 2 (step S6).

その後、現像装置２の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させてトナーと現像剤との混合攪拌を行い（ステップＳ７）、その後印刷を開始して（ステップＳ８）、印刷工程が完了する（ステップＳ９）。このようにして、現像装置２への新たなトナーの補給が終了する。   Thereafter, the conveying screws 22a and 22b of the developing device 2 are rotated to mix and agitate the toner and the developer (step S7), and then printing is started (step S8), and the printing process is completed (step S9). . In this way, the supply of new toner to the developing device 2 is completed.

本実施形態では、「ベタ印刷」を実施することにより現像装置２内のトナーを感光体ドラム３側から強制的に排出するようにしている。   In the present embodiment, “solid printing” is performed to forcibly discharge the toner in the developing device 2 from the photosensitive drum 3 side.

次に、画像形成装置Ａにおけるその他の制御例についてフローチャートに沿って説明図する。
図６は本実施形態に係る画像形成装置におけるトナー補給制御のその他の例を示すフローチャートである。 Next, another control example in the image forming apparatus A will be described along a flowchart.
FIG. 6 is a flowchart showing another example of toner supply control in the image forming apparatus according to the present embodiment.

画像形成装置Ａにおけるトナー補給制御のその他の例として、制御部３０において、上述した所定値比較手段３０４によるトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断に加えて、さらに、画像形成部４０において実行される画質調整手段５０における画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値を判断に加えるものである。   As another example of the toner replenishment control in the image forming apparatus A, in addition to the determination in the control unit 30 whether or not the amplitude of the output value of the toner density sensor 24 by the predetermined value comparison unit 304 exceeds a predetermined width. Further, the value of the developing bias set in the image quality control process in the image quality adjusting means 50 executed in the image forming unit 40 is added to the determination.

具体的には、画像形成装置Ａの運転が開始されると、制御部３０は、図６に示すように、印字ジョブ命令を受け付けると（ステップＳ１０１）、画像形成動作に入り現像装置２の２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させ（ステップＳ１０２）、トナー濃度センサ２４による現像剤ＡＧのトナー濃度の測定を開始する（ステップＳ１０３）。そして、所定値比較手段３０４によりトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ１０４）。   Specifically, when the operation of the image forming apparatus A is started, the control unit 30 receives the print job command (step S101) as shown in FIG. The conveying screws 22a and 22b of the book are rotated (step S102), and the measurement of the toner concentration of the developer AG by the toner concentration sensor 24 is started (step S103). Then, it is determined by the predetermined value comparison means 304 whether or not the amplitude of the output value of the toner density sensor 24 exceeds a predetermined width (step S104).

ステップＳ１０４において、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ１１０）。一方、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ１０５）。この「ベタ印刷」を行うことにより、現像装置２内のトナーが強制的に排出される。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ１０６）。   If it is determined in step S104 that the amplitude of the output value of the toner density sensor 24 does not exceed the predetermined width, printing is started (step S110). On the other hand, if it is determined that the amplitude of the output value of the toner density sensor 24 exceeds the predetermined width, “solid printing” is performed (step S105). By performing this “solid printing”, the toner in the developing device 2 is forcibly discharged. Then, an amount of new toner corresponding to the amount of toner discharged by “solid printing” is supplied from the toner supply device 26 to the developing device 2 (step S106).

その後、現像装置２の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させてトナーと現像剤との混合攪拌を行い（ステップＳ１０７）、そして、画像形成部４０における画質調整を行う画質調整手段５０によりプロセスコントロールが実施されて現像バイアスの値が設定される（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０８における画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された現像バイアスの値の範囲（所定幅）を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ１０９）。   Thereafter, the conveying screws 22a and 22b of the developing device 2 are rotated to mix and agitate the toner and the developer (step S107), and the process control is performed by the image quality adjusting means 50 for adjusting the image quality in the image forming unit 40. Then, the value of the developing bias is set (step S108). Then, it is determined whether or not the value of the developing bias set in the image quality control process in step S108 exceeds a predetermined developing bias value range (predetermined width) (step S109).

ステップＳ１０９において、現像バイアスの値が予め設定された現像バイアスの値の範囲を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ１１０）。一方、現像バイアスの値が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ１０５）。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ１０６）。   If it is determined in step S109 that the developing bias value does not exceed the preset developing bias value range, printing is started (step S110). On the other hand, if it is determined that the value of the developing bias exceeds the predetermined width, “solid printing” is performed (step S105). Then, an amount of new toner corresponding to the amount of toner discharged by “solid printing” is supplied from the toner supply device 26 to the developing device 2 (step S106).

そして、画質調整手段５０によりプロセスコントロールが実行されて現像バイアスの値が設定される（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０９において、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が所定幅を超えているか否かの判断が繰り返して行われる。   Then, the process control is executed by the image quality adjusting means 50, and the value of the developing bias is set (step S108). In step S109, it is repeatedly determined whether or not the value of the developing bias set in the image quality control process exceeds a predetermined width.

ステップＳ１０９において、現像バイアスの値が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始し（ステップＳ１１０）、印刷工程が完了する（ステップＳ１１１）。このようにして、現像装置２への新たなトナーの補給が終了する。   If it is determined in step S109 that the value of the developing bias does not exceed the predetermined width, printing is started (step S110), and the printing process is completed (step S111). In this way, the supply of new toner to the developing device 2 is completed.

次に、上述したように構成された画像形成装置の実機により確認テストを行った結果について説明する。   Next, a description will be given of the result of the confirmation test performed by the actual image forming apparatus configured as described above.

図７は本実施形態の画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の振幅（トナー濃度）の推移を示すグラフ、図８は前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の中心値（トナー濃度）の推移を示すグラフである。   FIG. 7 is a graph showing the transition of the output amplitude (toner density) of the toner density sensor according to the number of printed sheets in the image forming apparatus of this embodiment, and FIG. 8 is a graph of the toner density sensor according to the number of printed sheets in the image forming apparatus. 6 is a graph showing a transition of an output center value (toner density).

確認テストは、画像形成装置として複合機（商品名：ＭＸ−２３００、シャープ株式会社製）を使用し、トナー補給制御として本実施形態と同様に現像装置のトナー濃度センサの出力に基づくトナー補給制御を行い、印字条件として、現像剤はＡ４サイズで２０，０００枚連続実写エージングを行った現像剤を使用し、黒ベタ印字率１０％の原稿を用いて、１，０００枚までのセンサ出力の振幅および中心値の推移を確認した。
また、各チェックポイント（図中矢印部）では、全面ハーフトーンの印刷を行い画質確認を行った。 In the confirmation test, a multifunction device (trade name: MX-2300, manufactured by Sharp Corporation) is used as the image forming apparatus. As a printing condition, use a developer that has been subjected to continuous photo-aging for 20,000 sheets in A4 size, and a sensor output of up to 1,000 sheets using a document with a black solid printing rate of 10%. Changes in amplitude and center value were confirmed.
At each check point (arrow part in the figure), half-tone printing was performed on the entire surface to check the image quality.

トナー濃度の測定は、５０枚ごとに現像剤を約１グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求めて重量比率より算出した。尚、比較用として従来のトナー濃度センサを用いてトナー補給制御を行う画像形成装置により同様な印字条件で確認テストを実施した。   The toner concentration was measured by taking out about 1 gram of developer for every 50 sheets, determining the amount of toner component dissolved in the solvent, and calculating from the weight ratio. For comparison, a confirmation test was performed under the same printing conditions using an image forming apparatus that performs toner replenishment control using a conventional toner density sensor.

以下に、確認テストの結果を示す。
センサ出力の振幅は、図７に示すように、０〜０．１５Ｖを所定幅に設定した時、本発明による制御方法、すなわち、上述した実施形態で説明したようにトナー濃度センサの出力値（振幅）に基づき強制的にトナー排出・補給を行う制御によれば、センサ出力の振幅が一部で０．１５Ｖを僅かに超えた程度で全体的にほぼ０．１５Ｖ以下で所定幅内に収まっている。一方、従来のトナー補給を行う制御によれば、印刷枚数が多くなるとセンサ出力の振幅が０．１５Ｖを超えはじめ、さらに印刷枚数が多くなるに連れてセンサ出力の振幅が０．１５Ｖを超えてさらに大きくなる傾向にある。 The results of the confirmation test are shown below.
As shown in FIG. 7, the amplitude of the sensor output is set to a control method according to the present invention, that is, as described in the above-described embodiment, when the 0 to 0.15 V is set to a predetermined width, the output value ( According to the control for forcibly discharging and replenishing toner based on (amplitude), the amplitude of the sensor output slightly exceeds 0.15V, and the whole is within a predetermined range of about 0.15V or less. ing. On the other hand, according to the conventional control for supplying toner, the amplitude of the sensor output starts to exceed 0.15V when the number of printed sheets increases, and the amplitude of the sensor output exceeds 0.15V as the number of printed sheets further increases. It tends to be even larger.

また、センサ出力の中心値は、図８に示すように、本発明による制御方法によれば、２．４５Ｖから２．３５Ｖの範囲内でほぼ２．４Ｖ付近で安定して推移し、その結果、きれいな画質をキープすることができる。一方、従来のトナー補給を行う制御によれば、印刷枚数が多くなるとセンサ出力の中心値が２．４５Ｖから下がり始め、印刷枚数が多くなるに連れてさらに下がる傾向にあり、８００枚から１，０００枚では２．３Ｖ以下になり、トナー濃度の変動が大きいままで、印刷画質に不均一なムラが見られた。   Further, as shown in FIG. 8, the center value of the sensor output changes stably in the vicinity of 2.4V within the range of 2.45V to 2.35V according to the control method of the present invention. , Can keep clean image quality. On the other hand, according to the conventional control for supplying the toner, the center value of the sensor output starts to decrease from 2.45 V when the number of printed sheets increases, and tends to decrease further as the number of printed sheets increases. In the case of 000 sheets, the voltage was 2.3 V or less, and the variation in toner density remained large, and uneven printing quality was observed.

以上により、本実施形態の画像形成装置Ａによれば、制御部３０に、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定する所定値比較手段３０４を備え、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを現像装置２へ補給するようにしたことで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができる。これにより、現像装置２内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。   As described above, according to the image forming apparatus A of the present embodiment, the control unit 30 determines whether or not the output value of the toner density sensor 24 is a value outside the predetermined range set in advance. When the output value of the toner density sensor 24 is outside a predetermined range set in advance, the toner is discharged from the developing device 2, and an amount of toner corresponding to the amount of the discharged toner is discharged. By replenishing the developing device 2, it is possible to eliminate deteriorated toner and toner that is stuck or fused, and to maintain the toner in a normal state and ensure the fluidity of the developer. As a result, it is possible to maintain a stable print image quality by optimizing the toner density in the developing device 2.

また、本実施形態によれば、画像形成装置Ａにおいて、画質を一定レベル以上に確保するため、画質調整手段５０により定期的に画質調整制御（プロセスコントロール、プロコンとも呼ばれる。）を行うようにされている場合に、画質調整制御時に設定される現像バイアスの値は、画像形成装置Ａの最適なプロセス設定条件であるため、制御部３０に、現像バイアス比較手段３０５を備えて、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定することで、直前の使用状況を踏まえた補正を行うことができる。   According to the present embodiment, in the image forming apparatus A, image quality adjustment control (also referred to as process control or process control) is periodically performed by the image quality adjustment unit 50 in order to ensure the image quality at a certain level or higher. In this case, since the value of the developing bias set at the time of image quality adjustment control is the optimum process setting condition of the image forming apparatus A, the control unit 30 includes the developing bias comparing means 305, and the image quality control process. By determining whether or not the set developing bias value is out of a predetermined range set in advance, it is possible to perform correction based on the immediately preceding usage status.

尚、本発明は、トナー濃度センサ２４の出力値を現像剤の流動性の判断に用いるものであるが、印刷工程における前回の印刷までの印刷要因、例えば、過度の低印字率原稿の連続印字などにより、トナー濃度以外にプロコン設定値が大きく変動している場合がある。特に、プロコン設定値のうちで現像バイアスは一定の表面電位を確保した状態で決定されるため、画像濃度に大きな影響を与える。従って、画像形成装置Ａのトナー補給の制御において、上述したように画質調整制御で行われる各制御値を利用することで、より精度よく現像剤の流動性を一定レベル以上に維持することができる。   In the present invention, the output value of the toner density sensor 24 is used for determining the fluidity of the developer. However, printing factors up to the previous printing in the printing process, for example, continuous printing of an excessively low printing rate document. For example, there are cases where the process control setting value fluctuates greatly in addition to the toner density. In particular, since the developing bias is determined in a state where a constant surface potential is secured among the set values of the process control, the image density is greatly affected. Therefore, in the toner replenishment control of the image forming apparatus A, by using each control value performed in the image quality adjustment control as described above, the fluidity of the developer can be maintained more accurately than a certain level. .

具体的には、現像バイアスの値が前回プロコン時の値から大きく変化しているようであれば、現像バイアスの変化幅に応じて「ベタ印刷」の回数を変化させてトナーの排出量を制御するようにしてもよい。   Specifically, if the value of the development bias has changed significantly from the value at the previous process control, the toner discharge amount is controlled by changing the number of times of “solid printing” according to the change width of the development bias. You may make it do.

例えば、図９に示すように、現像バイアスの変化幅が±３０Ｖの時は「ベタ印刷」の回数を３回とし、以下、±８０Ｖの時は５回、±１００Ｖ以上の時は１０回、というように、ベタ印刷回数を増加させることで現像装置２内のトナーの排出量を増加して、新しいトナーの補給量を多くすることで現像剤の流動性低下をより一層抑えることができる。   For example, as shown in FIG. 9, when the change width of the developing bias is ± 30 V, the number of times of “solid printing” is set to 3 times, hereinafter, 5 times when ± 80 V, 10 times when ± 100 V or more, As described above, by increasing the number of times of solid printing, the amount of discharged toner in the developing device 2 is increased, and by increasing the replenishment amount of new toner, the decrease in developer fluidity can be further suppressed.

また、本実施形態の変形例として、現像剤ＡＧの劣化度合いに応じて、設定するトナー濃度センサ２４の出力値および所定幅を変更するようにしてもよい。その理由は、現像剤ＡＧの劣化が進むにつれて、トナーや紙粉などが現像剤（キャリア）との表面に固着したりめり込んだりするため、キャリアの抵抗が高くなる。その結果、トナー濃度センサの出力値としては絶対値が小さくなり、振幅も小さくなるからである。   As a modification of the present embodiment, the output value and the predetermined width of the toner density sensor 24 to be set may be changed according to the degree of deterioration of the developer AG. The reason is that as the deterioration of the developer AG progresses, toner, paper powder and the like adhere to the surface of the developer (carrier) or sink into the surface, so that the resistance of the carrier increases. As a result, the absolute value and the amplitude of the output value of the toner density sensor are reduced.

例えば、図１０に示すように、Ａ４サイズ２０，０００枚相当分の現像装置２の累積回転時間に対して、トナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．５Ｖ、振幅を０．２Ｖとし、２０，０００枚を超えて４０，０００枚までのトナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．４５Ｖ、振幅を０．１８Ｖとし、４０，０００枚を超えるトナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．４３Ｖ、振幅を０．１５Ｖと小さくするようにすれば、更に詳細にトナー濃度を一定に維持することができる。   For example, as shown in FIG. 10, the central value of the output value of the toner density sensor 24 is 2.5 V and the amplitude is 0.2 V with respect to the cumulative rotation time of the developing device 2 corresponding to 20,000 sheets of A4 size. The central value of the output value of the toner density sensor 24 from 20,000 sheets to 40,000 sheets is 2.45 V, the amplitude is 0.18 V, and the output value of the toner density sensor 24 exceeds 40,000 sheets. If the central value is decreased to 2.43 V and the amplitude is decreased to 0.15 V, the toner density can be kept constant in more detail.

また、本実施形態の変形例として、現像剤ＡＧの温度に応じて、トナー濃度センサ２４の出力値および所定幅を変更するようにしてもよい。その理由は、トナー濃度センサ自体に温度依存性（高温になるにつれて、センサ出力値が小さくなる傾向）があるからである。その出力値を補正するため、係数による補正を行うようにすればよい。   As a modification of the present embodiment, the output value and the predetermined width of the toner density sensor 24 may be changed according to the temperature of the developer AG. The reason is that the toner concentration sensor itself has temperature dependency (the sensor output value tends to decrease as the temperature increases). In order to correct the output value, correction by a coefficient may be performed.

例えば、図１１に示すように、現像剤の温度に対応するトナー濃度センサ出力値係数を設け、現像剤の温度を、３５℃未満、３５〜４５℃未満、４５℃以上と大きく３段階に設定し、その設定された温度に対応するトナー濃度センサ出力値係数を１．００，１．０３，１．０５として、高温になるほど大きな係数を補正するようにする。尚、現像剤の温度を検出する温度センサの設置位置を限定するものではないが、一番シェアがかかりやすく高温になりやすい現像ローラ近傍が好ましい。   For example, as shown in FIG. 11, a toner density sensor output value coefficient corresponding to the developer temperature is provided, and the developer temperature is set to three levels of less than 35 ° C., less than 35 to 45 ° C., and more than 45 ° C. Then, the toner density sensor output value coefficient corresponding to the set temperature is set to 1.00, 1.03, and 1.05, and the larger coefficient is corrected as the temperature becomes higher. Although the position of the temperature sensor for detecting the temperature of the developer is not limited, the vicinity of the developing roller where the shear is most likely to occur and the temperature tends to be high is preferable.

また、本実施形態では、図２に示すように、画像形成装置Ａの電気的構成をブロック図で説明しているが、画像形成装置Ａに含まれる各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよく、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, the electrical configuration of the image forming apparatus A is described with a block diagram. However, each block included in the image forming apparatus A is configured by hardware logic. Alternatively, it may be realized by software using a CPU as follows.

すなわち、画像形成装置Ａは、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、前記制御プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、前記制御プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。   That is, the image forming apparatus A includes a CPU (Central Processing Unit) that executes a command of a control program that realizes each function, a ROM (Read Only Memory) that stores the program, and a RAM (Random Access Memory) that expands the control program. ), A storage device (recording medium) such as a memory for storing the control program and various data.

また、上述した機能を実現するソフトウェアである画像形成装置Ａの制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、画像形成装置Ａに供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明の目的を達成することは可能である。   Further, a recording medium in which a program code (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program of the image forming apparatus A, which is software that realizes the above-described functions, is recorded in the image forming apparatus A. The object of the present invention can also be achieved by supplying and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU).

前記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, and disks including optical disks such as CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.

また、画像形成装置Ａを通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して画像形成装置Ａに前記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。   Further, the image forming apparatus A may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied to the image forming apparatus A via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available.

また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。尚、本発明は、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   Also, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

さらに、本発明は、画像形成を行う際に画質調整を行う機能を備える画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。   Furthermore, the present invention is not limited to the image forming apparatus and the copying machine having the above-described configuration as long as the image forming apparatus has a function of adjusting image quality when performing image formation. It can be deployed on devices.

以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 前記画像形成装置におけるトナー補給制御を行う電気的構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an electrical configuration that performs toner supply control in the image forming apparatus. 前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a developing device that constitutes the image forming apparatus. 本実施形態に係るトナー濃度センサの出力プロファイルの一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of an output profile of a toner concentration sensor according to the present embodiment. 前記画像形成装置におけるトナー補給制御の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of toner supply control in the image forming apparatus. 前記画像形成装置におけるトナー補給制御のその他の例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating another example of toner supply control in the image forming apparatus. 前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の振幅（トナー濃度）の推移を示すグラフである。6 is a graph showing a transition of an amplitude (toner density) of an output of a toner density sensor according to the number of printed sheets in the image forming apparatus. 前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の中心値（トナー濃度）の推移を示すグラフである。6 is a graph showing a transition of a central value (toner density) of an output of a toner density sensor according to the number of printed sheets in the image forming apparatus. 前記画像形成装置における現像バイアスとベタ印刷回数との関係を示すテーブルである。3 is a table showing a relationship between a developing bias and the number of times of solid printing in the image forming apparatus. 前記画像形成装置における現像装置の累積回転時間とトナー濃度センサの設定値との関係を示すテーブルである。6 is a table showing a relationship between a cumulative rotation time of a developing device and a set value of a toner density sensor in the image forming apparatus. 前記画像形成装置における現像剤の温度とトナー濃度センサの出力値への補正係数との関係を示すテーブルである。5 is a table showing a relationship between a developer temperature and a correction coefficient for an output value of a toner density sensor in the image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

Ａ 画像形成装置
２ 現像装置
３ 感光体ドラム（像担持体）
２１ 現像ローラ
２２ａ，２２ｂ 搬送スクリュー
２４ トナー濃度センサ
２６ トナー補給装置
２６ｂ トナー攪拌部材
２６ｃ トナー補給ローラ
３０ 制御部
３２ トナー補給時間カウンタ
４０ 画像形成部
５０ 画質調整手段
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ 所定値比較手段
３０５ 現像バイアス比較手段
ＡＧ 現像剤
Ｔ トナー A Image forming device 2 Developing device 3 Photosensitive drum (image carrier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Developing roller 22a, 22b Conveying screw 24 Toner density sensor 26 Toner replenishing device 26b Toner stirring member 26c Toner replenishing roller 30 Control part 32 Toner replenishing time counter 40 Image forming part 50 Image quality adjustment means 301 CPU
302 ROM
303 RAM
304 Predetermined value comparing means 305 Developing bias comparing means AG Developer T Toner

Claims (7)

像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、
前記制御手段は、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とする画像形成装置。 A developing device that contains a two-component developer containing toner and a carrier for developing an electrostatic latent image formed on the image carrier, a toner replenishing device that replenishes toner to the developing device, A toner concentration sensor for detecting a toner concentration in the two-component developer, and a control unit having a function of controlling a toner replenishing operation from the toner replenishing device to the developing device based on an output of the toner concentration sensor. In an image forming apparatus that outputs an image by controlling the toner density,
The control means discharges the toner from the developing device when the output value of the toner density sensor becomes a value out of a predetermined range set in advance, and an amount corresponding to the amount of the discharged toner. An image forming apparatus comprising a function of controlling an operation of the toner supply device so as to supply toner to the developing device. 前記制御手段は、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲を変更する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit has a function of changing a predetermined range of an output value of the toner density sensor in accordance with a usage time of the developing device. . 前記制御手段は、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲を変更する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。   2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit has a function of changing a preset predetermined range of the output value of the toner density sensor in accordance with a temperature of the developer in the developing device. Image forming apparatus. 前記画像形成装置は、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、
前記制御手段は、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus includes an image quality control process performed to stabilize the print image quality,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit has a function of controlling an operation of the toner replenishing device based on a control result of the image quality control process. 前記制御手段は、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the control unit controls an operation of the toner replenishing device based on a value of a developing bias obtained as a result of controlling the image quality control process. 前記制御手段は、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the control unit performs control so as to adjust a discharge amount of toner from the developing device based on a value of the developing bias. 像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、
前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 A developing device that contains a two-component developer containing toner and a carrier for developing an electrostatic latent image formed on the image carrier, a toner replenishing device that replenishes toner to the developing device, A toner concentration sensor for detecting a toner concentration in the two-component developer, and a control unit having a function of controlling a toner replenishing operation from the toner replenishing device to the developing device based on an output of the toner concentration sensor. In the control method of the image forming apparatus that outputs the image by controlling the toner density,
When the output value of the toner density sensor becomes a value outside a predetermined range set in advance, toner is discharged from the developing device, and an amount of toner corresponding to the amount of the discharged toner is discharged to the developing device. A method for controlling an image forming apparatus, comprising:
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