JP2021086062A - Image forming apparatus - Google Patents

Abstract

To provide an image forming apparatus that can prevent a reduction in density of an image even when there is a difference between an output value from a toner concentration sensor and the concentration of toner in a developing device.SOLUTION: An image forming apparatus comprises image forming units, a developing voltage power supply, an image density sensor, an external apparatus temperature sensor, an internal apparatus temperature sensor, and a control unit. The control unit can execute calibration for correcting image density by adjusting a developing voltage based on a result of detection performed by the image density sensor. The control unit measures a difference in temperature between the inside and outside of the apparatus ΔT with the external apparatus temperature sensor and the internal apparatus temperature sensor, during the execution of the calibration or during first image formation after the execution of the calibration, and in a case where the difference from a difference in temperature between the inside and outside of the apparatus measured before the execution of the calibration ΔT1, ΔT1-ΔT is equal to or more than a predetermined value, when toner consumption reaches a predetermined threshold after the execution of the calibration, re-executes calibration.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

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

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

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

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

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

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

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

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

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、画像形成部と、現像電圧電源と、画像濃度センサーと、機外温度センサーと、機内温度センサーと、制御部と、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、表面に感光層が形成された像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電装置により帯電された像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、現像装置と、を有する。現像装置は、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、現像容器内に回転可能に支持され表面に二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、現像容器内の二成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサーと、を有し、現像剤担持体を用いて静電潜像をトナー像に現像する。現像電圧電源は、現像剤担持体に現像電圧を印加する。画像濃度センサーは、画像形成部により形成されたトナー像の画像濃度を検知する。機外温度センサーは、画像形成装置外部の温度を検知する。機内温度センサーは、画像形成装置内部の温度を検知する。制御部は、画像形成部および現像電圧電源を制御する。制御部は、画像濃度センサーの検知結果に基づいて現像電圧を調整することにより画像濃度の補正を行うキャリブレーションを実行可能である。制御部は、キャリブレーションの実行時または実行後の最初の画像形成時に機外温度センサーおよび機内温度センサーにより機内外温度差ΔＴを測定し、キャリブレーションの実行前に測定された機内外温度差ΔＴ１との差ΔＴ１−ΔＴが所定値以上である場合、キャリブレーションの実行後にトナー消費量が所定の閾値に到達したときキャリブレーションを再実行する。 In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention includes an image including an image forming unit, a developing voltage power supply, an image density sensor, an external temperature sensor, an internal temperature sensor, and a control unit. It is a forming device. The image forming unit exposes an image carrier having a photosensitive layer formed on its surface, a charging device for charging the surface of the image carrier, and the surface of the image carrier charged by the charging device to produce an electrostatic latent image. It has an exposure device to be formed and a developing device. The developing apparatus includes a developing container that houses a two-component developing agent containing a carrier and a toner, a developing agent carrier that is rotatably supported in the developing container and supports the two-component developing agent on the surface, and two in the developing container. It has a toner concentration sensor that detects the toner concentration in the component developer, and develops an electrostatic latent image into a toner image using a developer carrier. The developing voltage power supply applies a developing voltage to the developer carrier. The image density sensor detects the image density of the toner image formed by the image forming unit. The external temperature sensor detects the temperature outside the image forming apparatus. The in-flight temperature sensor detects the temperature inside the image forming apparatus. The control unit controls the image forming unit and the developing voltage power supply. The control unit can perform calibration for correcting the image density by adjusting the development voltage based on the detection result of the image density sensor. The control unit measures the inside / outside temperature difference ΔT by the outside temperature sensor and the inside / outside temperature sensor at the time of executing the calibration or at the time of forming the first image after the execution, and the inside / outside temperature difference ΔT1 measured before the execution of the calibration. When the difference ΔT1-ΔT with and is greater than or equal to a predetermined value, the calibration is re-executed when the toner consumption reaches a predetermined threshold after the calibration is executed.

本発明の第１の構成によれば、前回の画像形成時における機内外温度差ΔＴ１と現在の機内外温度差ΔＴとの差が大きく、現像装置内のトナー濃度が高くなっていると予測される場合に、現像装置内のトナー濃度が低下するまでトナーが消費された適切なタイミングでキャリブレーションが再実行される。従って、現像装置内のトナー濃度が大きく変動した状態で画像形成装置が使用される期間を最小限に抑えることができる。また、トナー濃度センサーの出力値を温度に基づいて補正する必要がないため、温度センサーの個数を削減することができる。また、トナー濃度センサーの出力値と目標値との差が小さい場合は通常のキャリブレーション実行条件を満たしたときにキャリブレーションが実行されるため、不要なタイミングでのキャリブレーションの実行による消費トナーの増加や、画像形成効率の低下を抑制することができる。 According to the first configuration of the present invention, it is predicted that the difference between the internal / external temperature difference ΔT1 at the time of the previous image formation and the current internal / external temperature difference ΔT is large, and the toner concentration in the developing apparatus is high. If so, the calibration is re-executed at the appropriate time when the toner is consumed until the toner concentration in the developing device decreases. Therefore, it is possible to minimize the period during which the image forming apparatus is used in a state where the toner concentration in the developing apparatus fluctuates greatly. Further, since it is not necessary to correct the output value of the toner concentration sensor based on the temperature, the number of temperature sensors can be reduced. If the difference between the output value of the toner concentration sensor and the target value is small, the calibration is executed when the normal calibration execution conditions are met, so the toner consumed by executing the calibration at an unnecessary timing It is possible to suppress an increase and a decrease in image formation efficiency.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示す概略図Schematic diagram showing the overall configuration of the image forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. 本実施形態の画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図Side sectional view of the developing apparatus 3a mounted on the image forming apparatus 100 of the present embodiment. 画像形成部Ｐａの制御経路を含む画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図Partial enlarged view around the image forming unit Pa including the control path of the image forming unit Pa 本実施形態の画像形成装置１００における機内外温度差ΔＴ１の算出制御例を示すフローチャートA flowchart showing a calculation control example of the temperature difference ΔT1 inside and outside the machine in the image forming apparatus 100 of the present embodiment. 本実施形態の画像形成装置１００におけるキャリブレーションの制御例を示すフローチャートA flowchart showing a control example of calibration in the image forming apparatus 100 of the present embodiment.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

現像ローラー３１は、直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を生成する高圧発生回路４３に接続されている。高圧発生回路４３は、交流定電圧電源４３ａと、直流定電圧電源４３ｂとを備える。交流定電圧電源４３ａは、昇圧トランス（図示せず）を用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を出力する。直流定電圧電源４３ｂは、昇圧トランスを用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を整流した直流電圧を出力する。 The developing roller 31 is connected to a high-voltage generation circuit 43 that generates a vibration voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed. The high-voltage generation circuit 43 includes an AC constant-voltage power supply 43a and a DC constant-voltage power supply 43b. The AC constant voltage power supply 43a outputs a sinusoidal AC voltage generated from a low-voltage DC voltage pulse-modulated using a step-up transformer (not shown). The DC constant voltage power supply 43b outputs a DC voltage obtained by rectifying a sinusoidal AC voltage generated from a low-voltage DC voltage pulsed using a step-up transformer.

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

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

電圧制御部４５は、高圧発生回路４３を制御する。なお、電圧制御部４５は、記憶部７０に記憶される制御プログラムで構成されていてもよい。機外温度センサー５０は、画像形成装置１００外部の温度を検知するものであり、例えば発熱部分の影響を受けにくい図１の用紙カセット１０側方の吸気ダクト（図示せず）近辺に設置される。機内温度センサー５１は、画像形成装置１００内部の温度、特に現像装置３ａ〜３ｄ周辺の温度を検知するものであり、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの近傍に配置される。 The voltage control unit 45 controls the high voltage generation circuit 43. The voltage control unit 45 may be composed of a control program stored in the storage unit 70. The outside temperature sensor 50 detects the temperature outside the image forming apparatus 100, and is installed near, for example, an intake duct (not shown) on the side of the paper cassette 10 in FIG. 1, which is not easily affected by the heat generating portion. .. The in-flight temperature sensor 51 detects the temperature inside the image forming apparatus 100, particularly the temperature around the developing apparatus 3a to 3d, and is arranged in the vicinity of the image forming apparatus Pa to Pd.

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

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

画像形成装置１００が長時間放置され、センサー温度が低下して出力値が正常に戻ると、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度が基準濃度に低下するまでトナーが補給されずに印字が行われる。その結果、現像装置内のトナーの帯電量が上昇してトナーの現像性が低下する。この状態でキャリブレーションが実行された場合、キャリブレーションの実行直後の数枚の印字で画像濃度が急激に低下するおそれがあった。また、現像装置内のトナー濃度が目標値よりも高い状態でキャリブレーションが実行されるため、トナー濃度の低下に伴いキャリブレーションによる濃度補正が適正値からずれるおそれもあった。 When the image forming apparatus 100 is left for a long time and the sensor temperature decreases and the output value returns to normal, printing is performed without replenishing the toner until the toner concentration in the developing apparatus 3a to 3d decreases to the reference density. .. As a result, the amount of charge of the toner in the developing apparatus increases and the developability of the toner decreases. If the calibration is executed in this state, the image density may drop sharply in printing several sheets immediately after the calibration is executed. Further, since the calibration is executed in a state where the toner concentration in the developing apparatus is higher than the target value, there is a possibility that the density correction by the calibration deviates from the appropriate value as the toner concentration decreases.

そこで、本発明では、前回印字終了時の機内外温度差ΔＴ１を検知し、ΔＴ１が所定値以上である場合は、ΔＴ１を不揮発性のメモリである記憶部７０に記憶する。そして、前回印字終了時の機内外温度差ΔＴ１とキャリブレーションの実行時またはキャリブレーション実行直後の印字時の機内外温度差ΔＴを比較し、ΔＴ１−ΔＴが所定値以上である場合は、所定量のトナーが消費されたときに再びキャリブレーションを実行する。 Therefore, in the present invention, the temperature difference between the inside and outside of the machine ΔT1 at the end of the previous printing is detected, and when ΔT1 is equal to or greater than a predetermined value, ΔT1 is stored in the storage unit 70 which is a non-volatile memory. Then, the temperature difference between the inside and outside of the machine ΔT1 at the end of the previous printing is compared with the temperature difference ΔT between the inside and outside of the machine at the time of performing calibration or printing immediately after the execution of calibration. Calibrate again when the toner is consumed.

図４は、本実施形態の画像形成装置１００における機内外温度差ΔＴ１の算出制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図３を参照しながら、図４のステップに沿って機内外温度差ΔＴ１を算出、記憶する手順について説明する。 FIG. 4 is a flowchart showing a calculation control example of the temperature difference ΔT1 inside and outside the machine in the image forming apparatus 100 of the present embodiment. A procedure for calculating and storing the temperature difference ΔT1 inside and outside the machine according to the step of FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 1 to 3 as necessary.

先ず、主制御部８０により印字命令が受信されたか否かを判定する（ステップＳ１）。印字命令が受信された場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、印字動作を実行する（ステップＳ２）。そして、機外温度センサー５０と機内温度センサー５１との検知温度の差分ΔＴ１を測定する（ステップＳ３）。 First, the main control unit 80 determines whether or not a print command has been received (step S1). When the print command is received (Yes in step S1), the print operation is executed (step S2). Then, the difference ΔT1 between the detected temperatures of the outside temperature sensor 50 and the inside temperature sensor 51 is measured (step S3).

次に、主制御部８０は、測定されたΔＴ１が所定値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ΔＴ１≧Ａである場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、ΔＴ１を記憶部７０に記憶する（ステップＳ５）。 Next, the main control unit 80 determines whether or not the measured ΔT1 is equal to or greater than a predetermined value A (step S4). When ΔT1 ≧ A (Yes in step S4), ΔT1 is stored in the storage unit 70 (step S5).

その後、主制御部８０は、画像形成装置１００の電源がオフされたか、または現在時間ｔと最終印字時間ｔendとの差ｔ−ｔendが所定時間Ｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。電源がオフされておらず、且つｔ−ｔend＜Ｂである場合は（ステップＳ６でＮｏ）ステップＳ１に戻り、印字命令の待機状態を継続する。印字命令が受信された場合は印字動作を実行するとともに、ΔＴ１を記憶部７０に上書きして記憶する（ステップＳ２〜Ｓ５）。電源がオフされている場合、或いはｔ−ｔend≧Ｂである場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）電源オフ状態のまま、或いは省電力（スリープ）モードへ移行し、処理を終了する。 After that, the main control unit 80 determines whether the power of the image forming apparatus 100 is turned off, or whether the difference t-tend between the current time t and the final printing time tend is equal to or longer than the predetermined time B (step S6). ). If the power is not turned off and t-tend <B (No in step S6), the process returns to step S1 and the standby state of the print command is continued. When the print command is received, the print operation is executed, and ΔT1 is overwritten in the storage unit 70 and stored (steps S2 to S5). If the power is off, or if t-tend ≧ B (Yes in step S6), the power is left off or the mode shifts to the power saving (sleep) mode to end the process.

図５は、本実施形態の画像形成装置１００におけるキャリブレーションの制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図４を参照しながら、図５のステップに沿ってキャリブレーションの実行手順について説明する。 FIG. 5 is a flowchart showing a control example of calibration in the image forming apparatus 100 of the present embodiment. The procedure for executing the calibration will be described along the steps of FIG. 5 with reference to FIGS. 1 to 4 as necessary.

先ず、主制御部８０は、キャリブレーション実行条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１）。キャリブレーション実行条件は、例えば画像形成装置１００の電源投入時、省電力（スリープ）モードからの復帰時、前回のキャリブレーションからの印字枚数が所定枚数に到達したとき等である。 First, the main control unit 80 determines whether or not the calibration execution condition is satisfied (step S1). The calibration execution conditions are, for example, when the power of the image forming apparatus 100 is turned on, when returning from the power saving (sleep) mode, when the number of prints from the previous calibration reaches a predetermined number, and the like.

キャリブレーション実行条件を満たす場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、キャリブレーションを実行する（ステップＳ２）。具体的には、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色について、濃度の異なる複数のパッチ画像（濃度補正パターン）を形成する。そして、中間転写ベルト８上に転写されたパッチ画像の濃度を画像濃度センサー４０により検知し、検知結果を用いて現像電圧を調整する。 If the calibration execution condition is satisfied (Yes in step S1), the calibration is executed (step S2). Specifically, a plurality of patch images (density correction patterns) having different densities are formed for each of the magenta, cyan, yellow, and black colors. Then, the density of the patch image transferred on the intermediate transfer belt 8 is detected by the image density sensor 40, and the development voltage is adjusted using the detection result.

また主制御部８０は、ΔＴ１が記憶部７０に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ３）。ΔＴ１が記憶されている場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）、現在の機内外温度差ΔＴを測定する（ステップＳ４）。そして、ΔＴ１とΔＴとの差（ΔＴ１−ΔＴ）が閾値Ｘ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ΔＴ１−ΔＴ≧Ｘである場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、キャリブレーションの実行時における積算印字率Ｗ１を算出して記憶部７０に記憶する（ステップＳ６）。本制御例における積算印字率は、画像形成装置１００の使用開始時からの積算印字率である。 Further, the main control unit 80 determines whether or not ΔT1 is stored in the storage unit 70 (step S3). If ΔT1 is stored (Yes in step S3), the current temperature difference between the inside and outside of the machine ΔT is measured (step S4). Then, it is determined whether or not the difference between ΔT1 and ΔT (ΔT1-ΔT) is equal to or greater than the threshold value X (step S5). When ΔT1-ΔT ≧ X (Yes in step S5), the integrated print rate W1 at the time of executing calibration is calculated and stored in the storage unit 70 (step S6). The integrated printing rate in this control example is the integrated printing rate from the start of use of the image forming apparatus 100.

その後、主制御部８０は印字命令を受信したか否かを判定する待機状態に移行する（ステップＳ７）。ΔＴ１−ΔＴ＜Ｘである場合は（ステップＳ５でＮｏ）、積算印字率Ｗ１を記憶せずに印字命令の待機状態に移行する（ステップＳ７）。印字命令を受信した場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）通常の画像形成動作によって印字を実行する（ステップＳ８）。 After that, the main control unit 80 shifts to a standby state for determining whether or not a print command has been received (step S7). When ΔT1-ΔT <X (No in step S5), the process shifts to the standby state of the print command without storing the integrated print rate W1 (step S7). When a print command is received (Yes in step S7), printing is executed by a normal image forming operation (step S8).

なお、ステップＳ１においてキャリブレーション実行条件を満たさない場合は（ステップＳ１でＮｏ）キャリブレーションを実行せずに印字命令の待機状態に移行する（ステップＳ７）。 If the calibration execution condition is not satisfied in step S1 (No in step S1), the process shifts to the standby state of the print command without executing the calibration (step S7).

次に、主制御部８０は積算印字率Ｗ１が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ９）。積算印字率Ｗ１が記憶されている場合は（ステップＳ９でＹｅｓ）、現在の積算印字率Ｗを算出する（ステップＳ１０）。そして、キャリブレーションの実行時における積算印字率Ｗ１と現在の積算印字率Ｗとの差分Ｗ１−Ｗが閾値Ｙ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。閾値Ｙは一定値ではなく、機内温度の変化量ΔＴ１−ΔＴに応じて変化する値である。即ち、機内温度の変化量が大きいほどトナー濃度センサー３１の目標値と出力値との差が大きくなり、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度が高くなっていると予測される。そこで、ΔＴ１−ΔＴが大きいほど閾値Ｙを大きくする。 Next, the main control unit 80 determines whether or not the integrated print rate W1 is stored (step S9). If the integrated print rate W1 is stored (Yes in step S9), the current integrated print rate W is calculated (step S10). Then, it is determined whether or not the difference W1-W between the integrated print rate W1 and the current integrated print rate W at the time of executing the calibration is equal to or greater than the threshold value Y (step S11). The threshold value Y is not a constant value, but a value that changes according to the amount of change in the in-flight temperature ΔT1-ΔT. That is, it is predicted that the larger the amount of change in the in-machine temperature, the larger the difference between the target value and the output value of the toner concentration sensor 31, and the higher the toner concentration in the developing devices 3a to 3d. Therefore, the larger the ΔT1-ΔT, the larger the threshold value Y.

Ｗ１−Ｗ＜Ｙである場合は（ステップＳ１１でＮｏ）、ステップＳ７に戻り印字命令の待機状態を継続する。Ｗ１−Ｗ≧Ｙである場合は（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ２に戻りキャリブレーションを実行し、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ２〜Ｓ１１）。 If W1-W <Y (No in step S11), the process returns to step S7 and the standby state of the print command is continued. If W1-W ≧ Y (Yes in step S11), the process returns to step S2 to perform calibration, and the same procedure is repeated thereafter (steps S2 to S11).

一方、ステップＳ９で積算印字率Ｗ１が記憶されていない場合は（ステップＳ９でＮｏ）、前回の印字終了時に機内外温度差ΔＴ１が所定値Ａよりも小さかったということであるから、ステップＳ１に戻り、通常のキャリブレーション条件を満たすか否かを判定し、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ１〜Ｓ１１）。 On the other hand, if the integrated print rate W1 is not stored in step S9 (No in step S9), it means that the temperature difference between the inside and outside of the machine ΔT1 was smaller than the predetermined value A at the end of the previous printing. Return, determine whether or not the normal calibration condition is satisfied, and repeat the same procedure below (steps S1 to S11).

上記の制御によれば、前回の印字終了時における機内外温度差ΔＴ１が所定温度Ａ以上である場合はΔＴ１を記憶部７０に記憶しておき、キャリブレーションの実行時に現在の機内外温度差ΔＴを測定する。そして、ΔＴ１−ΔＴが閾値Ｘ以上である場合はキャリブレーション実行時の積算印字率Ｗ１を記憶部７０に記憶しておく。そして、その後の印字動作による積算印字率Ｗとの差分Ｗ１−Ｗが、機内温度の変化量ΔＴ１−ΔＴに基づくトナー濃度センサー３１の目標値と出力値との差に相当する印字率（トナー消費量）となったとき再びキャリブレーションを実行する。 According to the above control, if the internal / external temperature difference ΔT1 at the end of the previous printing is equal to or higher than the predetermined temperature A, ΔT1 is stored in the storage unit 70, and the current internal / external temperature difference ΔT is stored when the calibration is executed. To measure. When ΔT1-ΔT is equal to or greater than the threshold value X, the integrated print rate W1 at the time of performing calibration is stored in the storage unit 70. Then, the difference W1-W from the integrated printing rate W due to the subsequent printing operation corresponds to the difference between the target value and the output value of the toner density sensor 31 based on the change amount ΔT1-ΔT in the machine temperature (toner consumption). When the amount) is reached, the calibration is executed again.

これにより、前回の印字時における機内外温度差ΔＴ１と現在の機内外温度差ΔＴとの差が大きく、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度が基準濃度よりも高くなっており、キャリブレーションの実行後の印字によって画像濃度が低下すると予測される場合に、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度が低下するまでトナーが消費された適切なタイミングでキャリブレーションが再実行される。従って、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度が大きく変動した状態で画像形成装置１００が使用される期間を最小限に抑えることができる。また、トナー濃度センサー３１の出力値を温度に基づいて補正する必要がないため、温度センサーの個数を削減することができる。 As a result, the difference between the temperature difference between the inside and outside of the machine ΔT1 at the time of the previous printing and the current temperature difference between the inside and outside of the machine ΔT is large, and the toner concentration in the developing devices 3a to 3d is higher than the reference density, and the calibration is executed. If it is predicted that the image density will decrease due to subsequent printing, the calibration will be re-executed at an appropriate timing when the toner is consumed until the toner density in the developing devices 3a to 3d decreases. Therefore, it is possible to minimize the period during which the image forming apparatus 100 is used in a state where the toner concentration in the developing apparatus 3a to 3d fluctuates greatly. Further, since it is not necessary to correct the output value of the toner concentration sensor 31 based on the temperature, the number of temperature sensors can be reduced.

また、ΔＴ１−ΔＴが閾値Ｘよりも小さい場合は通常のキャリブレーション実行条件を満たしたときにキャリブレーションが実行されるため、不要なタイミングでのキャリブレーションの実行による消費トナーの増加や、画像形成効率の低下（印字待ち時間の増加）を抑制することができる。 Further, when ΔT1-ΔT is smaller than the threshold value X, the calibration is executed when the normal calibration execution condition is satisfied, so that the toner consumption increases due to the execution of the calibration at an unnecessary timing and the image is formed. It is possible to suppress a decrease in efficiency (an increase in printing waiting time).

なお、図５に示した制御例では、積算印字率Ｗ１、Ｗとして画像形成装置１００の使用開始時からの積算印字率を算出しているが、例えばＷ１、Ｗをキャリブレーション実行前の或る時点からの積算印字率としてもよい。また、前回のキャリブレーションの実行後の印字動作だけの積算印字率を別途算出してもよい。即ち、前回のキャリブレーションの実行後の印字動作による積算印字率が、機内温度の変化量ΔＴ１−ΔＴに基づくトナー濃度センサー３１の目標値と出力値との差に相当する印字率（トナー消費量）となったとき再びキャリブレーションを実行するようにすればよい。 In the control example shown in FIG. 5, the integrated print rate is calculated as the integrated print rates W1 and W from the start of use of the image forming apparatus 100. For example, W1 and W are set before the calibration is executed. It may be the integrated printing rate from the time point. Further, the integrated printing rate only for the printing operation after the execution of the previous calibration may be calculated separately. That is, the integrated printing rate due to the printing operation after the previous calibration is executed corresponds to the difference between the target value and the output value of the toner density sensor 31 based on the change amount ΔT1-ΔT in the machine temperature (toner consumption amount). ), The calibration should be executed again.

また、前回のキャリブレーションの実行時における積算印字率Ｗ１と現在の積算印字率Ｗとの差分Ｗ１−Ｗに基づいてキャリブレーションの再実行の要否を決定しているが、機内温度の変化量ΔＴ１−ΔＴに基づくトナー濃度センサー３１の目標値と出力値との差に相当するトナー消費量を表わす値であれば、積算印字率に限定されない。例えば、トナー濃度センサー３１の出力値Ｖが目標値Ｖtargetまで上昇したときΔＴ１−ΔＴに相当するトナー消費量に到達したと判定してもよい。 Further, the necessity of re-execution of the calibration is determined based on the difference W1-W between the integrated print rate W1 and the current integrated print rate W at the time of the previous calibration execution, but the amount of change in the internal temperature of the machine is determined. The integrated printing rate is not limited as long as it is a value representing the toner consumption corresponding to the difference between the target value and the output value of the toner density sensor 31 based on ΔT1-ΔT. For example, when the output value V of the toner concentration sensor 31 rises to the target value Vtarget, it may be determined that the toner consumption corresponding to ΔT1-ΔT has been reached.

或いは、前回のキャリブレーションの実行時からの積算印字枚数や、現像装置３ａ〜３ｄの積算駆動時間に基づいてキャリブレーションの再実行の要否を決定することもできる。積算印字枚数や積算駆動時間の閾値は一定値ではなく、ΔＴ１−ΔＴに応じて変化する値である。 Alternatively, it is possible to determine whether or not the calibration needs to be re-executed based on the total number of printed sheets since the previous calibration was executed and the integrated drive time of the developing devices 3a to 3d. The total number of printed sheets and the threshold value of the total drive time are not constant values, but are values that change according to ΔT1-ΔT.

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

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

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

Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
３ａ〜３ｄ 現像装置
５ 露光装置
８ 中間転写ベルト
２０ 現像容器
２１ 第１攪拌スクリュー
２２ 第２攪拌スクリュー
３０ 現像ローラー（現像剤担持体）
３１ トナー濃度センサー
４０ 画像濃度センサー
４３ 高圧発生回路（現像電圧電源）
５０ 機外温度センサー
５１ 機内温度センサー
７０ 記憶部
８０ 主制御部
１００ 画像形成装置 Pa to Pd Image forming parts 1a to 1d Photoreceptor drum (image carrier)
2a to 2d Charging device 3a to 3d Developing device 5 Exposure device 8 Intermediate transfer belt 20 Developing container 21 1st stirring screw 22 2nd stirring screw 30 Developing roller (developer carrier)
31 Toner density sensor 40 Image density sensor 43 High-voltage generation circuit (development voltage power supply)
50 Outside temperature sensor 51 Inside temperature sensor 70 Storage unit 80 Main control unit 100 Image forming device

Claims (8)

表面に感光層が形成された像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内に回転可能に支持され表面に前記二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像容器内の前記二成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサーと、を有し、前記現像剤担持体を用いて前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
を有する画像形成部と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧電源と、
前記画像形成部により形成された前記トナー像の画像濃度を検知する画像濃度センサーと、
画像形成装置外部の温度を検知する機外温度センサーと、
前記画像形成装置内部の温度を検知する機内温度センサーと、
前記画像形成部および前記現像電圧電源を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置において、
前記制御部は、前記画像濃度センサーの検知結果に基づいて前記現像電圧を調整することにより前記画像濃度の補正を行うキャリブレーションを実行可能であり、
前記制御部は、前記キャリブレーションの実行時または実行後の最初の画像形成時に前記機外温度センサーおよび前記機内温度センサーにより機内外温度差ΔＴを測定し、前記キャリブレーションの実行前に測定された前記機内外温度差ΔＴ１との差ΔＴ１−ΔＴが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後にトナー消費量が所定の閾値に到達したとき前記キャリブレーションを再実行することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier with a photosensitive layer formed on its surface,
A charging device that charges the surface of the image carrier,
An exposure device that exposes the surface of the image carrier charged by the charging device to form an electrostatic latent image, and an exposure device.
A developing container containing a two-component developer containing a carrier and a toner, a developer carrier rotatably supported in the developing container and carrying the two-component developer on the surface, and the two in the developing container. A developing apparatus having a toner concentration sensor for detecting the toner concentration in the component developer and developing the electrostatic latent image into a toner image using the developer carrier.
Image forming part having
A developing voltage power source that applies a developing voltage to the developer carrier,
An image density sensor that detects the image density of the toner image formed by the image forming unit, and an image density sensor.
An external temperature sensor that detects the temperature outside the image forming device,
An in-flight temperature sensor that detects the temperature inside the image forming device,
The image forming unit, the control unit that controls the developing voltage power supply, and
In an image forming apparatus equipped with
The control unit can execute calibration for correcting the image density by adjusting the development voltage based on the detection result of the image density sensor.
The control unit measures the inside / outside temperature difference ΔT by the outside temperature sensor and the inside / outside temperature sensor at the time of executing the calibration or at the time of forming the first image after the execution, and is measured before the execution of the calibration. When the difference ΔT1-ΔT from the inside / outside temperature difference ΔT1 is equal to or greater than a predetermined value, the calibration is re-executed when the toner consumption reaches a predetermined threshold after the calibration is executed. Forming device. 前記制御部は、前記ΔＴ１−ΔＴの値に基づいて、前記キャリブレーションを再実行する際の前記閾値を変更す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 changes the threshold value when the calibration is re-executed based on the value of ΔT1-ΔT. 前記制御部は、前記ΔＴ１−ΔＴが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行時における積算印字率Ｗ１を記憶しておき、前記キャリブレーションの実行後の画像形成による積算印字率Ｗとの差分Ｗ−Ｗ１に基づいて前記トナー消費量が前記閾値に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。 When the ΔT1-ΔT is equal to or higher than a predetermined value, the control unit stores the integrated print rate W1 at the time of executing the calibration, and the integrated print rate W by image formation after the execution of the calibration. The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein it is determined whether or not the toner consumption has reached the threshold value based on the difference W-W1. 前記制御部は、前記ΔＴ１−ΔＴが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後の前記トナー濃度センサーの出力値Ｖに基づいて前記トナー消費量が前記閾値に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。 When the ΔT1-ΔT is equal to or higher than a predetermined value, the control unit determines whether or not the toner consumption has reached the threshold value based on the output value V of the toner concentration sensor after the calibration is executed. The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the image forming apparatus is used. 前記制御部は、前記ΔＴ１−ΔＴが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後の画像形成による積算印字枚数に基づいて前記トナー消費量が前記閾値に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。 When the ΔT1-ΔT is equal to or greater than a predetermined value, the control unit determines whether or not the toner consumption has reached the threshold value based on the total number of printed images formed by image formation after the execution of the calibration. The image forming apparatus according to claim 1 or 2. 前記制御部は、前記ΔＴ１−ΔＴが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後の画像形成による前記現像装置の積算駆動時間に基づいて前記トナー消費量が前記閾値に到達したかを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。 When the ΔT1-ΔT is equal to or higher than a predetermined value, the control unit determines whether the toner consumption has reached the threshold value based on the integrated drive time of the developing device due to the image formation after the execution of the calibration. The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the image forming apparatus is used. 前記制御部は、前記画像形成装置の電源投入時、省電力モードからの復帰時、前回の前記キャリブレーションの実行後における積算印字枚数の所定枚数到達時、の少なくともいずれかの条件を満たした場合に前記キャリブレーションを実行することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。 When the control unit satisfies at least one of the following conditions: when the power of the image forming apparatus is turned on, when returning from the power saving mode, and when the predetermined number of integrated prints is reached after the previous execution of the calibration. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the calibration is performed. 前記トナー濃度センサーは、前記二成分現像剤の透磁率を検知する透磁率センサーであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the toner concentration sensor is a magnetic permeability sensor that detects the magnetic permeability of the two-component developer.

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