JP3628444B2

JP3628444B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3628444B2
Application number: JP18226296A
Authority: JP
Inventors: 洋吉永; 勝田中; 治司水石; 滋渡邊; 謙三巽; 俊隆山口; 武男須田; 賢雨宮; 真由美大堀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: JPH1026875A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、一般に、感光体などからなる像担持体をモータにより回転させて潜像形成手段により像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像してトナー像とし、このトナー像を転写手段により転写紙に転写して定着装置により転写紙上のトナーを定着させている。
【０００３】
現像装置は例えば像担持体上の静電潜像をトナーとキャリアからなる２成分系現像剤で現像し、この現像装置にはトナー補給装置からトナーを補給している。トナー及びキャリアは撹拌などにより帯電し、像担持体上の静電潜像は現像装置によりトナーが静電的に付着されることにより現像される。
【０００４】
近年、現像装置は、２成分系現像剤の撹拌及び搬送を行う複数の現像剤撹拌搬送部材と、現像剤担持体とを水平方向に配置したものが多く用いられるようになった。これは、現像装置は簡単な構成で安価に製造でき、且つ、小型化が可能であるという理由によるが、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置は、ユニットの小型化というメリットを活かすために、現像剤撹拌搬送部材側の端部からトナーを補給するという構成が多く用いられている。この現像装置では、現像剤の撹拌・混合性が弱いので、トナーを少量ずつ多数回にわけて補給している。
【０００５】
また、画像形成装置においては、トナー濃度検知手段により現像装置内の２成分系現像剤の透磁率などを検知することで２成分系現像剤のトナー濃度を検知し、トナー濃度制御手段にてトナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度基準値とを比較してその結果に基づいてトナー補給装置を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記画像形成装置においては、トナー補給装置から上記現像装置へトナーを少量ずつ多数回にわけて補給しているので、現像によるトナー消費量が大きく変動した場合にはトナー消費に対してトナー補給が追従できなくて現像剤のトナー濃度が変動し、画像濃度が変動してしまう。特に、現像によるトナー消費量が多い時には現像剤のトナー補給が不足して画像の濃度低下が発生する。
【０００７】
また、湿度や温度が変化すると、トナーの帯電量及びかさ密度が変化するので、適正な画像濃度が得られず、湿度が高くなったり温度が低くなったりした場合にトナーの帯電量が低下して地肌汚れが発生する。また、トナー消費量は転写紙のサイズにより変化するので、転写紙のサイズが変わるとトナー補給量が適正ではなくなって画像濃度が変化してしまう。さらに、現像剤撹拌搬送部材で現像剤を撹拌する能力が低いので、トナー補給が多量に行われると、トナーの帯電量が不足して地肌汚れが発生する。
本発明は、トナー濃度を適正化できて画像濃度の変動や地肌汚れを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を２成分系現像剤で現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置に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成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを有し、このトナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度基準値との差分に基づいて前記トナー補給装置を制御する画像形成装置において、前記トナー補給装置がトナー補給を行う時間を、前記差分が大きいほど前記トナー補給装置のトナー補給量が多くなるように、前記トナー補給装置が連続してトナー補給を行う回数が予め決められた回数になる毎に変更する制御手段を備えたものであり、トナー濃度を適正化できて画像濃度の変動を防止することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、湿度を検知する湿度検知手段を備え、前記制御手段は、湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるように、前記湿度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正するものであり、湿度による画像濃度の変動や地肌汚れを防止することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、温度を検知する温度検知手段を備え、前記制御手段は、温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように、前記温度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正するものであり、温度による画像濃度の変動や地肌汚れを防止することができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３記載の画像形成装置において、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段を備え、前記制御手段は、前記転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように変更したトナー補給時間を補正するものであり、転写材の大きさによる画像濃度の変化を防止することができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、湿度を検知する湿度検知手段と、温度を検知する温度検知手段とを備え、前記制御手段は、湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるとともに、温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように、前記湿度検知手段の出力値及び前記温度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正し、かつ、前記転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように変更したトナー補給時間を補正するものであり、トナー補給の精度向上を図ることができる。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記トナー補給時間は所定の時間を上限としたものであり、現像剤撹拌不足による地肌汚れを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２は請求項１、６に係る発明の一実施形態における現像装置を示す。この実施形態の画像形成装置においては、ドラム状をした感光体からなる像担持体１は画像形成時に駆動部により矢印の向きに回転される。この感光体１の回りにおける所定の部位には、ケーシングで覆われた現像装置２が設けられている。この現像装置２は、感光体１に合わせて紙面を貫く方向に所定の長さを有し、現像スリーブ５が現像装置２の開口部より感光体１に近接して配置されて回転可能に軸支されている。
【００１５】
さらに、現像スリーブ５の隣には順に現像剤撹搬送用の第１部材３及び第２部材４が配置されて軸支され、この第１部材３及び第２部材４はそれぞれトナーとキャリアからなる２成分系現像剤の撹拌及び搬送を行う機能を有する羽根が多数設けられている。第１部材３及び第２部材４は、駆動部により回転駆動されてトナーとキャリアからなる２成分系現像剤の撹拌及び搬送を行い、２成分系現像剤を現像スリーブ５を経て現像装置２内で循環させる。
【００１６】
現像装置２における第１部材３と第２部材４にまたがる特定領域の上方の部位は紙面を貫く方向に長い開口６が形成され、この開口６に合わせて細長い箱形の現像剤容器７が現像装置２に対して着脱自在に設けられている。この現像剤容器７を現像装置２に対して着脱する着脱手段は、現像容器７の側部より突出した係止凸部７ａ、７ｂのうち、係止凸部７ａを現像容器２側に形成した係止部２ａ、２ｂのうちの係止部２ａの開口に差し込み、係止凸部７ｂを係止部２ｂに掛けて現像剤容器７を現像装置２に取り付ける構造を採用することで、現像剤容器７を現像装置２に対して着脱自在としている。
【００１７】
図２は現像剤容器７を現像装置２に装着した直後の状態を示しており、現像剤容器７の開口部が下向きにセットされてこの開口部が封止部材としてのヒートシール９により塞がれることで現像剤容器７が密閉されている。現像剤容器７の内部には現像剤１０と除湿剤１１とが内封されている。この内封状態において、現像剤１０は単に現像剤容器７内に充填されたままで現像剤容器７内にて流動可能であるが、除湿剤１１はヒートシール９が設けられた開口６の側の反対側の底部に相当する部位に接着などの手段により固定されていることにより、図２の状態に装着されたときに落下することはない。
【００１８】
ヒートシール９は図２に示すように現像剤容器７を現像装置２に装着した状態のもとで、簡単に引き抜くことができる。ヒートシール９を引き抜くと現像剤容器７と現像装置２とは連通状態となり、現像容器７中の現像剤１０は現像装置２内に落下するが除湿剤１１は現像剤容器７内に残る。このように、現像剤容器７は、ヒートシール９を引き抜くまでは、現像剤１０と除湿剤１１とを現像剤容器７内に封じ込めた密閉状態にある。
【００１９】
現像装置２内に落下した現像剤のうち、トナーは現像の度に消費されていき、この消費されたトナーを補うべく図示しないトナー補給装置のトナーボトルから現像装置２内に新規トナーが補給される。現像剤容器７は現像装置２内に連通しているので、ヒートシール９の引き抜き後、除湿剤１１は現像装置２内の除湿を行う機能を果たし、現像装置２内の現像剤１０が湿度により帯電特性が減じてしまうことが防止される。
【００２０】
図３は本実施形態を示す。現像装置２は感光体１を支持する感光体ケース１３と一体的に構成され、これらが感光体ユニット２２を構成している。時計まわりの向きに回転する感光体１は、先ず帯電手段としての帯電ローラ１４により均一に帯電され、図示しない露光装置としての書き込み手段から画像情報により強度変調された露光用の光１５が照射されて露光されることで画像情報が書き込まれて静電潜像が形成される。
【００２１】
この感光体１上の静電潜像は現像装置２にて現像スリーブ５により現像されてトナー像となり、転写手段としての転写ローラ１６は図示しない電源から転写バイアスが印加される。給紙装置から給送された転写紙からなる転写材は転写ローラ１６と感光体１とのニップ部を通る際に感光体１上のトナー像が転写ローラ１６により転写され、この転写紙は感光体１から分離された後に図示しない定着装置によってトナー像が定着されてトレイに排出される。
【００２２】
一方、感光体１は、トナー像転写後にクリーニング装置１７のクリーニングブレード１７ａなどにより残留トナーが除去され、図示しない除電器からの除電光２２０により除電される。クリーニングブレード１７などにより感光体１から掻き取れられた残留トナーは、感光体ケース１３の一部に設けられた回収容器に落下し、搬送スクリュー２０の回転により搬送スクリュー２０の軸方向の端部側に送られてリサイクルベルト２１により現像装置２に送り込まれる。現像装置２側に送り込まれたトナーは第１部材３及び第２部材４によりトナー補給装置１８のトナーボトル１８ａからの新規トナーが混合されて現像スリーブ５に送られる。
【００２３】
現像装置２は、上述のように現像容器７が着脱自在に設けられている。図３はヒートシール９を引き抜く前の状態を示し、この状態では現像剤１０はまだ現像容器７内にある。現像容器７からヒートシール９を引き抜くことにより現像容器７内の現像剤１１が現像装置２内に落下し、この現像剤１１は第１部材３及び第２部材４により撹拌されて現像スリーブ５を介して搬送されることにより現像装置２内を循環する。除湿剤１１はヒートシール９が引き抜かれた後の現像装置３内を除湿する機能を果たす。
【００２４】
第２部材４の上方に形成された現像装置２の開口部には、トナー補給装置１８からトナーボトル１８ａ内のトナーが矢印で示す経路を経て補給され、現像により消費されたトナーが補われる。トナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ１９は現像装置２内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知し、例えば現像装置２内の２成分系現像剤の透磁率を検知することで２成分系現像剤のトナー濃度を検知し、このトナー濃度検知センサ１９の検知情報により後述するようにトナーボトル１８ａから補給されるトナーの量が制御される。
【００２５】
図４及び図５は感光体ユニット２２の外観を示している。図４は現像剤容器７が現像装置２に装着された状態を示しており、図５は現像装置２の現像剤容器７を取り外した状態を示している。既に説明したように現像剤容器７には係止凸部７ａ，７ｂが形成されており、一方、現像装置２にはこれら係止凸部７ａ，７ｂと組み合わされる係止部２ａ，２ｂが形成されており、これらの組合せにより、現像剤容器７を現像装置２に対して着脱自在としている。
【００２６】
図６に示すように第２部材４は、第１部材３よりも外側（手前側）に長く、この第１部材３より長い部位にはスクリューが形成されている。第２部材４は、そのスクリューが形成された部位よりも内側の部位に楕円板を略半分に切断した如き形状の羽根４ｈが多数、軸に対して斜めに設けられており、現像剤を第２部材４の回転に応じて撹拌すると同時に搬送する。この第２部材４の回転による現像剤搬送方向は矢印Ａ方向である。同様に第１部材３は第２部材４に形成した羽根４ｈの配置領域に対応して同様の羽根３ｈが形成されている。この第１部材３に形成した羽根３ｈの傾きは第２部材４における羽根４ｈとは傾きが逆になっており、現像剤は第１部材３によりその回転に応じて矢印Ｂ方向に送られる。
【００２７】
第１部材３と第２部材４との間には仕切り板２４が設けられ、この仕切り板２４は第１部材３と第２部材４とを仕切っている。現像スリーブ１は、内部に５極の磁石を配置した固定軸を有し、その外周面を覆う非磁性パイプ材が図示しない駆動部により回転駆動される。現像剤は、第１部材３によりその回転に応じて矢印Ｂの向きに送られる間に現像スリーブ１の磁気的吸引力により現像スリーブ１に送られる。
【００２８】
残りの現像剤は、仕切板２４から外れた手前側の隙間から第２部材４側に移り、第２部材４により矢印Ａの向きに送られ、仕切板２４の奥側の隙間から第１部材３に移る。このように基本的には、現像剤は第１部材３と第２部材４により、仕切板２４を間にしてループ状に循環している。現像スリーブ１は内部の磁石により現像剤を磁気的に吸引して回転に伴って搬送し、この現像スリーブ１上の現像剤はドクターブレード８により一定の量に規制されて現像スリーブ１と感光体１との間を通過する際に感光体１上の静電潜像を現像する。
【００２９】
ここで、図４及び図５に示すような開閉蓋２３が開いた状態でトナーボトル１８ａのトナーが現像装置２内に補給される。現像装置２のトナー補給位置は、図６に示すように第２部材４に形成したスクリュー部分、つまり仕切り板２４や羽根４ｈなどの形成部位よりも外側のスクリュー部４ａ上である。このスクリュー部４ａよりも軸方向外側のスクリュー部４ｂには感光体１から掻き落された廃トナーがリサイクルベルト２１により再利用のため送り込まれるようになっている。
【００３０】
従って、第２部材４のスクリュー部４ｂに廃トナーが送り込まれ、これにスクリー部４ａにて送り込まれる新規トナーが混合され、これらの廃トナー及び新規トナーが上記ループ状の循環経路の現像剤中に送り込まれて羽根４ｈにより撹拌搬送される。トナーは、その撹拌初期の段階では帯電状態が不十分であり、この帯電不十分なトナーが仕切板２４を乗り越えて現像に供されることは好ましくないため、仕切板２４は上記撹拌初期の部位について他の部位よりも高く設定している。
【００３１】
図１に示すようにトナー補給装置１８はモータあるいはクラッチなどにより構成されるトナー補給駆動部１８ｂの作動でトナーボトル１８ａから現像装置２へトナーを補給し、トナー補給駆動部１８ｂはＣＰＵを用いて構成された画像形成装置制御回路からなる制御手段２５により制御される。オペレーションパネル２６は使用者により操作される多数のキーからなる操作部や表示部を有し、画像形成装置制御回路２５はトナー濃度検知センサ１９、オペレーションパネル２６などからの入力信号を用いて当該画像形成装置の各部を制御して上述のように画像形成動作などを行わせる。
【００３２】
図７は画像形成装置制御回路２５の処理フローの一部を示す。画像形成装置制御回路２５は、１枚分の画像形成動作が終了する毎に図７に示す処理を実行し、まず、ステップＳ１でトナー濃度検知センサ１９の出力値Ｖｔと予め決めたトナー補給の基準となるトナー濃度基準値Ｖｒｅｆとを比較してＶｔ≧Ｖｒｅｆであるか否かを判断する。ここに、トナー濃度検知センサ１９の出力値Ｖｔは、トナー濃度が大きいほど小さくなる。
【００３３】
画像形成装置制御回路２５は、Ｖｔ≧Ｖｒｅｆでなければトナー補給が不要であると判定してステップＳ８、Ｓ９でカウンタＣ、ＮＤを０にリセットする。また、画像形成装置制御回路２５は、Ｖｔ≧Ｖｒｅｆになればトナー補給が必要であると判定してステップＳ２でカウンタＣをインクリメントし、ステップＳ３でカウンタＣが所定の値以上、例えば１０以上になったか否かを判断する。
【００３４】
画像形成装置制御回路２５は、カウンタＣが１０未満である場合にはステップＳ４でトナー補給量を決定し、トナー補給駆動部１８ｂを制御してトナー補給装置１８にその決定したトナー補給量だけトナーを現像装置２へ補給させる。また、画像形成装置制御回路２５は、カウンタＣが１０以上になった場合、つまり、Ｖｔ≧Ｖｒｅｆの状態で連続画像形成回数が１０回以上になった場合には、ステップＳ５でカウンタＮＤをインクリメントしてステップＳ６でカウンタＣを０にリセットし、ステップＳ７でカウンタＮＤが所定の値、例えば３に達したか否かを判断する。
【００３５】
画像形成装置制御回路２５は、カウンタＮＤが３に達しなければステップＳ４に飛び、カウンタＮＤが３に達すればトナーエンドルーチンに飛んでトナー補給駆動部１８ｂを制御してトナー補給装置１８にトナーを現像装置２へ補給させた後にカウンタＮＤを０にリセットする。画像形成装置制御回路２５は、ステップＳ４では図８及び図９に示すテーブルを用いてトナー補給量を決定する。
【００３６】
すなわち、画像形成装置制御回路２５は、図８に示すようにトナー濃度検知センサ１９の出力値Ｖｔとトナー濃度基準値Ｖｒｅｆとの差分ΔＶｔを求め、トナー補給装置１８にトナーを現像装置２へ補給させる時間ｔｃ１をそのΔＶｔに応じて決定する。例えば、画像形成装置制御回路２５は、ΔＶｔ＜０Ｖであればトナー補給時間ｔｃ１を０ｓｅｃとし、０≦ΔＶｔ＜０．１５Ｖであればトナー補給時間ｔｃ１を０．５ｓｅｃとし、０．１５Ｖ≦ΔＶｔ＜０．３０Ｖであればトナー補給時間ｔｃ１を１．０ｓｅｃとし、０．３０Ｖ≦ΔＶｔであればトナー補給時間ｔｃ１を１．５ｓｅｃとする。
【００３７】
また、画像形成装置制御回路２５は、図９に示すようにカウンタＮＤの値に応じてトナー補給時間ｔｃ１を変更する。すなわち、画像形成装置制御回路２５は、カウンタＮＤが０であれば上述のようにトナー補給時間ｔｃ１を決定するが、カウンタＮＤが１になればトナー補給時間をｔｃ２に変更し、カウンタＮＤが２になればトナー補給時間をｔｃ３に変更する。
【００３８】
トナー補給時間ｔｃ２は、０≦ΔＶｔ＜０．１５Ｖでは１．０ｓｅｃ、０．１５Ｖ≦ΔＶｔ＜０．３０Ｖでは１．５ｓｅｃ、０．３０Ｖ≦ΔＶｔでは１．５ｓｅｃである。トナー補給時間ｔｃ３は、０≦ΔＶｔ＜０．１５Ｖでは１．５ｓｅｃ、０．１５Ｖ≦ΔＶｔ＜０．３０Ｖでは１．５ｓｅｃ、０．３０Ｖ≦ΔＶｔでは１．５ｓｅｃである。
【００３９】
ここに、トナー補給時間、Ｖｔ、Ｖｒｅｆ、ΔＶｔは当該装置固有の値であり、トナー補給装置１８のトナー補給時間当りのトナー補給量は０．５ｓｅｃで０．１ｇ、１ｓｅｃで０．２ｇ、１．５ｓｅｃで０．３ｇである。また、トナー補給時間は、所定の時間を上限とし、ここでは１．５ｓｅｃを上限としている。
【００４０】
トナー補給時間ｔｃ１はトナー補給装置１８から現像装置２へトナーを少量ずつ多数回にわけて補給する方式に最適なトナー補給時間に設定され、現像剤のトナー濃度を早く適正なトナー濃度にすることができる。また、トナー補給装置１８のトナー補給時間はΔＶｔとカウンタＮＤにより決まる。すなわち、トナー補給時間はカウンタＮＤによりｔｃ１〜ｔｃ３のいずれかに決まり、つまり、トナー補給装置１８が連続してトナー補給を行う回数によりｔｃ１〜ｔｃ３のいずれかに決まり、ｔｃ１〜ｔｃ３はΔＶｔが予め決められた各範囲になる毎に変更される。このため、トナー消費量が多い時にもトナー補給を多くすることができ、画像の濃度低下などを防止することができる。
【００４１】
このように、この実施形態は、請求項１に係る発明の実施形態であって、像担持体としての感光体１と、この像担持体１上に静電潜像を形成する帯電手段１４及び露光装置からなる潜像形成手段と、前記像担持体１上の静電潜像を２成分系現像剤で現像してトナー像とする現像装置２と、この現像装置２にトナーを補給するトナー補給装置１８と、前記現像装置２内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ１９とを有し、このトナー濃度検知手段１９の出力値Ｖｔとトナー濃度基準値Ｖｒｅｆとの差分ΔＶｔに基づいて前記トナー補給装置１８を制御する画像形成装置において、前記トナー補給装置１８がトナー補給を行う時間を、前記差分ΔＶｔが大きいほどトナー補給装置１８のトナー補給量が多くなるように、トナー補給装置１８が連続してトナー補給を行う回数（カウンタＮＤ）が予め決められた回数になる毎に変更する制御手段としての画像形成装置制御回路２５を備えたので、トナー補給装置から現像装置へトナーを少量ずつ多数回にわけて補給する方式に最適であって現像剤のトナー濃度を早く適正なトナー濃度にすることができ、トナー消費量が多い時にもトナー補給を多くすることができて画像の濃度低下などを防止することができ、トナー濃度を適正化できて画像濃度の変動を防止することができる。
【００４２】
また、この実施形態は、請求項６に係る発明の実施形態であって、請求項１記載の画像形成装置において、前記トナー補給時間は所定の時間を上限としたので、単位時間当りのトナー補給量を制限でき、現像装置において現像剤の撹拌能力が低くて多量にトナーを補給するとトナー帯電量が不足して地肌汚れが発生するという問題を解消することが可能になる。
【００４３】
請求項２に係る発明の実施形態は湿度の変化による不具合を防止するようにしたものであり、この実施形態では、上記実施形態において、図１０に示すように当該装置内の湿度を検知する湿度検知手段としての湿度検知センサ２７が設けられる。画像形成装置制御回路２５は、図１１に示すようにステップＳ１の前にステップＳ１０にて湿度検知センサ２７の出力値によりＶｒｅｆを、図１２に示す如く湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるように補正することで、トナーの帯電量及びかさ密度が一定になるように湿度に応じて変化する値Ｖｒｅｆ’に補正し、ステップＳ１でトナー濃度検知センサ１９の出力値ＶｔとＶｒｅｆ’とを比較してＶｔ≧Ｖｒｅｆ’であるか否かを判断する。
【００４４】
したがって、湿度が変化してもトナーの帯電量及びかさ密度が一定なって適正な画像濃度が得られ、湿度が高くなることによりトナーの帯電量が低下して地肌汚れが発生するという不具合を解消することができる。
このように、請求項２に係る発明の実施形態は、請求項１記載の画像形成装置において、湿度を検知する湿度検知手段としての湿度検知センサ２７を備え、前記制御手段としての画像形成装置制御回路２５は、湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるように、前記湿度検知手段２７の出力値により前記トナー濃度基準値Ｖｒｅｆを補正するので、湿度による画像濃度の変動や地肌汚れを防止することができる。
【００４５】
請求項３に係る発明の一実施形態は温度の変化による不具合を防止するようにしたものであり、この実施形態では、上記請求項１、６に係る発明の実施形態において、図１３に示すように当該装置内の温度を検知する温度検知手段としての温度検知センサ２８が設けられる。画像形成装置制御回路２５は、図１４に示すようにステップＳ１の前にステップＳ１１にて温度検知センサ２８の出力値によりＶｒｅｆを、図１５に示す如く温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように補正することで、トナーの帯電量及びかさ密度が一定になるように温度に応じて変化する値Ｖｒｅｆ”に補正し、ステップＳ１でトナー濃度検知センサ１９の出力値ＶｔとＶｒｅｆ”とを比較してＶｔ≧Ｖｒｅｆ”であるか否かを判断する。
【００４６】
したがって、温度が変化してもトナーの帯電量及びかさ密度が一定なって適正な画像濃度が得られ、温度が低くなることによりトナーの帯電量が低下して地肌汚れが発生するという不具合を解消することができる。
また、請求項３に係る発明の他の実施形態は、上記請求項２に係る発明の実施形態において、上記と請求項３に係る発明の一実施形態と同様に、当該装置内の温度を検知する温度検知手段としての温度検知センサ２８が設けられる。画像形成装置制御回路２５は、ステップＳ１０の後でステップＳ１１にて温度検知センサ２８の出力値によりＶｒｅｆ’を、図１５に示す如くトナーの帯電量及びかさ密度が一定になるように温度に応じて変化する値Ｖｒｅｆ”に補正し、ステップＳ１でトナー濃度検知センサ１９の出力値ＶｔとＶｒｅｆ”とを比較してＶｔ≧Ｖｒｅｆ”であるか否かを判断する。
【００４７】
このように、請求項３に係る発明の実施形態は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、温度を検知する温度検知手段としての温度検知センサ２８を備え、前記制御手段としての画像形成装置制御回路２５は、温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように、前記温度検知手段２８の出力値により前記トナー濃度基準値を補正するので、温度による画像濃度の変動や地肌汚れを防止することができる。
【００４８】
請求項４に係る発明の各実施形態は転写材の大きさの変化による不具合を防止するようにしたものである。これらの実施形態では、上記請求項１、６に係る発明の実施形態、上記請求項２に係る発明の実施形態、上記請求項３に係る発明の実施形態において、それぞれ、画像形成装置制御回路２５は、ステップＳ４にてトナー補給量を上述のように決定した後にそのトナー補給量を図１６に示すテーブルにより上記転写紙の大きさに応じて補正する。
【００４９】
すなわち、画像形成装置制御回路２５は、上述のように決定したトナー補給時間を転写紙の大きさに応じて補正し、つまり、トナー補給時間を転写材の長さと現像剤の移動時間（撹拌・搬送時間）が比例するように補正する。例えば画像形成装置制御回路２５は、ｔｃ１（Ｔｃ’とする）については、転写紙の搬送方向長さが２５０ｍｍ未満の場合には、０≦ΔＶｔ＜０．１５Ｖでは０．５ｓｅｃ、０．１５Ｖ≦ΔＶｔ＜０．３０Ｖでは１．０ｓｅｃ、０．３０Ｖ≦ΔＶｔでは１．５ｓｅｃとする。
【００５０】
また、画像形成装置制御回路２５は、転写紙の搬送方向長さが２５０ｍｍ以上４００ｍｍ未満の場合には０≦ΔＶｔ＜０．１５Ｖでは０．７ｓｅｃ、０．１５Ｖ≦ΔＶｔ＜０．３０Ｖでは１．３ｓｅｃ、０．３０Ｖ≦ΔＶｔでは１．９ｓｅｃとし、転写紙の搬送方向長さが４００ｍｍ以上の場合には０≦ΔＶｔ＜０．１５Ｖでは０．９ｓｅｃ、０．１５Ｖ≦ΔＶｔ＜０．３０Ｖでは１．８ｓｅｃ、０．３０Ｖ≦ΔＶｔでは２．７ｓｅｃとする。さらに、画像形成装置制御回路２５は、ｔｃ２、ｔｃ３についても同様に転写紙の長さと現像剤の移動時間（撹拌・搬送時間）が比例するように転写紙の大きさに応じて補正する。
したがって、トナー消費量が転写紙のサイズにより変化しても転写紙のサイズが変わるとトナー補給量が適正な量に補正されて画像濃度が変化しなくなる。
【００５１】
このように、請求項４に係る発明の実施形態は、請求項１、２又は３記載の画像形成装置において、前記像担持体としての感光体１上のトナー像を転写材としての転写紙に転写する転写手段としての転写ローラ１６を備え、前記制御手段としての画像形成装置制御回路２５は、転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように決めたトナー補給時間を補正するので、転写材の大きさによる画像濃度の変化を防止することができる。
【００５２】
請求項５に係る発明の実施形態は、請求項２に係る発明、請求項３に係る発明、請求項４に係る発明を組み合わせて実施した形態であり、上記請求項３に係る発明の他の実施形態において、上記請求項４に係る発明の実施形態と同様に画像形成装置制御回路２５がステップＳ４にてトナー補給量を上述のように決定した後にそのトナー補給量を図１６に示すテーブルにより転写材の長さと現像剤の移動時間（撹拌・搬送時間）が比例するように上記転写紙の大きさに応じて補正する（図１６に示す如く前記転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように変更したトナー補給時間を補正する）ようにしたものであり、トナー補給の精度向上を図ることができる。
【００５３】
このように、この請求項５に係る発明の実施形態は、請求項１記載の画像形成装置において、湿度を検知する湿度検知手段としての湿度検知センサ２７と、温度を検知する温度検知手段としての温度検知センサ２８とを備え、前記制御手段としての画像形成装置制御回路２５は、湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるとともに、温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように、前記湿度検知手段２７の出力値及び前記温度検知手段２８の出力値により前記トナー濃度基準値を補正し、かつ、前記転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように変更したトナー補給時間を補正するので、トナー補給の精度向上を図ることができる。
なお、各請求項に係る発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば上記実施形態以外の複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を２成分系現像剤で現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置に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成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを有し、このトナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度基準値との差分に基づいて前記トナー補給装置を制御する画像形成装置において、前記トナー補給装置がトナー補給を行う時間を、前記差分が大きいほど前記トナー補給装置のトナー補給量が多くなるように、前記トナー補給装置が連続してトナー補給を行う回数が予め決められた回数になる毎に変更する制御手段を備えたので、トナー濃度を適正化できて画像濃度の変動を防止することができる。
【００５５】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、湿度を検知する湿度検知手段を備え、前記制御手段は、湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるように、前記湿度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正するので、湿度による画像濃度の変動や地肌汚れを防止することができる。
【００５６】
請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２記載の画像形成装置において、温度を検知する温度検知手段を備え、前記制御手段は、温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように、前記温度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正するので、温度による画像濃度の変動や地肌汚れを防止することができる。
【００５７】
請求項４に係る発明によれば、請求項１、２又は３記載の画像形成装置において、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段を備え、前記制御手段は、前記転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように変更したトナー補給時間を補正するので、転写材の大きさによる画像濃度の変化を防止することができる。
【００５８】
請求項５に係る発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、湿度を検知する湿度検知手段と、温度を検知する温度検知手段とを備え、前記制御手段は、湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるとともに、温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように、前記湿度検知手段の出力値及び前記温度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正し、かつ、前記転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように変更したトナー補給時間を補正するので、トナー補給の精度向上を図ることができる。
【００５９】
請求項６に係る発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、前記トナー補給時間は所定の時間を上限としたので、現像剤撹拌不足による地肌汚れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、６に係る発明の実施形態を示す概略図である。
【図２】同実施形態の現像装置を示す断面図である。
【図３】同実施形態を示す断面図である。
【図４】同実施形態を示す斜視図である。
【図５】同実施形態を示す一部切欠斜視図である。
【図６】同実施形態の現像容器外し状態を示す斜視図である。
【図７】同実施形態における画像形成装置制御回路の処理フローの一部を示すフローチャートである。
【図８】同実施形態で用いたテーブルを示す図である。
【図９】同実施形態で用いた他のテーブルを示す図である。
【図１０】請求項２に係る発明の実施形態を示す概略図である。
【図１１】同実施形態における画像形成装置制御回路の処理フローの一部を示すフローチャートである。
【図１２】同実施形態の湿度とトナー濃度基準値との関係を示す特性図である。
【図１３】請求項３に係る発明の実施形態を示す概略図である。
【図１４】同実施形態における画像形成装置制御回路の処理フローの一部を示すフローチャートである。
【図１５】同実施形態の温度とトナー濃度基準値との関係を示す特性図である。
【図１６】請求項４に係る発明の実施形態で用いたテーブルを示す図である。
【符号の説明】
１感光体
２現像装置
１４帯電ローラ
１６転写ローラ
１８トナー補給装置
１９トナー濃度検知センサ
２５画像形成装置制御回路
２７湿度検知センサ
２８温度検知センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
In general, an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine rotates an image carrier made of a photosensitive member by a motor to form an electrostatic latent image on the image carrier by a latent image forming unit. The latent image is developed by a developing device to form a toner image, the toner image is transferred onto a transfer paper by a transfer unit, and the toner on the transfer paper is fixed by a fixing device.
[0003]
For example, the developing device develops the electrostatic latent image on the image carrier with a two-component developer composed of toner and carrier, and the developing device is replenished with toner from a toner replenishing device. The toner and the carrier are charged by stirring or the like, and the electrostatic latent image on the image carrier is developed by electrostatically attaching the toner by the developing device.
[0004]
2. Description of the Related Art In recent years, a developing device in which a plurality of developer agitating / conveying members that stir and convey a two-component developer and a developer carrier are arranged in a horizontal direction has come to be frequently used. This is because the developing device can be manufactured at a low cost with a simple configuration and can be reduced in size. However, the toner replenishing device that replenishes toner to the developing device takes advantage of the downsizing of the unit. In addition, a configuration in which toner is replenished from the end on the developer stirring and conveying member side is often used. In this developing device, the developer is weakly agitated and mixed, so the toner is replenished in small portions many times.
[0005]
In the image forming apparatus, the toner concentration of the two-component developer is detected by detecting the magnetic permeability of the two-component developer in the developing device by the toner concentration detecting means, and the toner concentration control means detects the toner concentration. The output value of the density detecting means and the toner density reference value are compared, and the toner replenishing device is controlled based on the result.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the image forming apparatus, toner is replenished in small amounts from the toner replenishing device to the developing device in small numbers, so that when toner consumption by development greatly fluctuates, toner replenishment is performed with respect to toner consumption. The toner density of the developer fluctuates due to failure to follow, and the image density fluctuates. In particular, when the amount of toner consumed by development is large, toner replenishment of the developer is insufficient and the density of the image is reduced.
[0007]
Also, if the humidity or temperature changes, the charge amount and bulk density of the toner change, so an appropriate image density cannot be obtained, and the charge amount of the toner decreases when the humidity increases or the temperature decreases. This causes background stains. Further, since the toner consumption changes depending on the size of the transfer paper, if the size of the transfer paper changes, the toner replenishment amount becomes inappropriate and the image density changes. Further, since the ability to stir the developer by the developer stirring and conveying member is low, if a large amount of toner is replenished, the toner charge amount is insufficient and background stains occur.
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of optimizing the toner density and preventing image density fluctuations and background stains.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an image carrier, a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and an electrostatic latent image on the image carrier. A developing device that develops with a two-component developer to form a toner image, a toner replenishing device that replenishes toner to the developing device, and a toner concentration detection means that detects the toner concentration of the two-component developer in the developing device In the image forming apparatus that controls the toner replenishing device based on the difference between the output value of the toner density detecting means and the toner density reference value, a time for the toner replenishing device to replenish the toner is set. The toner supply amount of the toner supply device increases as the difference increases. Number of times that the toner supply device continuously supplies toner Is changed every time the number of times reaches a predetermined number A control means is provided, and the toner density can be optimized and fluctuations in the image density can be prevented.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the image forming apparatus further includes a humidity detection unit that detects humidity, and the control unit is As the humidity increases, the toner concentration reference value increases. The toner density reference value is corrected by the output value of the humidity detecting means, and fluctuations in image density and background contamination due to humidity can be prevented.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the image forming apparatus further includes a temperature detection unit that detects a temperature, and the control unit is As the temperature increases, the toner density reference value decreases. The toner density reference value is corrected based on the output value of the temperature detecting means, and fluctuations in image density due to temperature and background contamination can be prevented.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, or third aspect, the image forming apparatus further includes a transfer unit that transfers the toner image on the image carrier to a transfer material, and the control unit includes The toner replenishment time increases as the size of the transfer material increases. As described above depending on the size of the transfer material changed It corrects the toner replenishment time and can prevent the change in image density due to the size of the transfer material.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the image forming apparatus includes a humidity detection unit that detects humidity and a temperature detection unit that detects temperature, and the control unit includes: The toner concentration reference value is determined by the output value of the humidity detection unit and the output value of the temperature detection unit so that the toner concentration reference value increases as the humidity increases, and the toner concentration reference value decreases as the temperature increases. The toner replenishment time changed as described above according to the size of the transfer material is corrected so that the toner replenishment time increases as the size of the transfer material increases. The accuracy of toner replenishment can be improved.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the toner replenishment time has a predetermined time as an upper limit, and background stains due to insufficient developer agitation can be prevented.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows a developing device according to an embodiment of the present invention. In the image forming apparatus of this embodiment, the image carrier 1 made of a drum-shaped photoconductor is rotated in the direction of the arrow by the drive unit during image formation. A developing device 2 covered with a casing is provided at a predetermined portion around the photoreceptor 1. The developing device 2 has a predetermined length in a direction penetrating the paper surface in accordance with the photosensitive member 1, and a developing sleeve 5 is disposed closer to the photosensitive member 1 than an opening of the developing device 2 and is rotatable. It is supported.
[0015]
Further, a first member 3 and a second member 4 for stirring and conveying the developer are arranged in order next to the developing sleeve 5 and are pivotally supported. The first member 3 and the second member 4 are each composed of toner and a carrier. Many blades having a function of stirring and transporting the two-component developer are provided. The first member 3 and the second member 4 are rotationally driven by a driving unit to stir and convey the two-component developer composed of toner and carrier, and the two-component developer passes through the developing sleeve 5 to be in the developing device 2. Circulate with.
[0016]
In the developing device 2, a portion above the specific region that spans the first member 3 and the second member 4 is formed with a long opening 6 in a direction penetrating the paper surface, and an elongated box-shaped developer container 7 is developed in accordance with the opening 6. The device 2 is detachably provided. The attaching / detaching means for attaching / detaching the developer container 7 to / from the developing device 2 includes the engaging protrusion 7a on the developing container 2 side among the engaging protrusions 7a, 7b protruding from the side of the developing container 7. By adopting a structure in which the developer container 7 is attached to the developing device 2 by being inserted into the opening of the engaging portion 2a of the engaging portions 2a and 2b, and the engaging convex portion 7b is hung on the engaging portion 2b. The container 7 is detachable from the developing device 2.
[0017]
FIG. 2 shows a state immediately after the developer container 7 is mounted on the developing device 2. The opening of the developer container 7 is set downward, and the opening is closed by a heat seal 9 as a sealing member. As a result, the developer container 7 is sealed. A developer 10 and a dehumidifying agent 11 are enclosed inside the developer container 7. In this encapsulated state, the developer 10 can flow in the developer container 7 while being simply filled in the developer container 7, but the dehumidifying agent 11 is on the side of the opening 6 where the heat seal 9 is provided. Since it is fixed to a portion corresponding to the bottom portion on the opposite side by means of adhesion or the like, it does not fall when mounted in the state of FIG.
[0018]
The heat seal 9 can be easily pulled out with the developer container 7 mounted on the developing device 2 as shown in FIG. When the heat seal 9 is pulled out, the developer container 7 and the developing device 2 are in communication with each other, and the developer 10 in the developer container 7 falls into the developing device 2 but the dehumidifying agent 11 remains in the developer container 7. As described above, the developer container 7 is in a sealed state in which the developer 10 and the dehumidifying agent 11 are sealed in the developer container 7 until the heat seal 9 is pulled out.
[0019]
Of the developer dropped into the developing device 2, the toner is consumed every time the developing is performed, and new toner is replenished into the developing device 2 from a toner bottle of a toner replenishing device (not shown) to supplement the consumed toner. The Since the developer container 7 communicates with the developing device 2, after the heat seal 9 is pulled out, the dehumidifying agent 11 functions to dehumidify the developing device 2, and the developer 10 in the developing device 2 depends on the humidity. A reduction in charging characteristics is prevented.
[0020]
FIG. 3 shows this embodiment. The developing device 2 is configured integrally with a photoconductor case 13 that supports the photoconductor 1, and these constitute a photoconductor unit 22. The photosensitive member 1 rotating in the clockwise direction is first uniformly charged by a charging roller 14 as a charging unit, and irradiated with exposure light 15 whose intensity is modulated by image information from a writing unit as an exposure device (not shown). By being exposed, image information is written and an electrostatic latent image is formed.
[0021]
The electrostatic latent image on the photosensitive member 1 is developed by the developing device 2 by the developing sleeve 5 to become a toner image, and a transfer bias is applied to a transfer roller 16 as a transfer unit from a power source (not shown). When the transfer material made of transfer paper fed from the paper feeding device passes through the nip portion between the transfer roller 16 and the photoconductor 1, the toner image on the photoconductor 1 is transferred by the transfer roller 16, and this transfer paper is photosensitive. After separation from the body 1, the toner image is fixed by a fixing device (not shown) and discharged to the tray.
[0022]
On the other hand, after the toner image is transferred to the photoreceptor 1, residual toner is removed by the cleaning blade 17a of the cleaning device 17 and the like, and the charge is removed by the charge removal light 220 from a charge remover (not shown). Residual toner scraped off from the photoreceptor 1 by the cleaning blade 17 or the like falls into a collection container provided in a part of the photoreceptor case 13, and the end side in the axial direction of the transport screw 20 by the rotation of the transport screw 20. To the developing device 2 by the recycle belt 21. The toner sent to the developing device 2 side is mixed with new toner from the toner bottle 18 a of the toner replenishing device 18 by the first member 3 and the second member 4 and sent to the developing sleeve 5.
[0023]
As described above, the developing container 2 is detachably provided in the developing device 2. FIG. 3 shows a state before the heat seal 9 is pulled out. In this state, the developer 10 is still in the developing container 7. By pulling out the heat seal 9 from the developing container 7, the developer 11 in the developing container 7 falls into the developing device 2, and this developer 11 is agitated by the first member 3 and the second member 4 to cause the developing sleeve 5 to move. Circulates in the developing device 2 by being conveyed through. The dehumidifying agent 11 functions to dehumidify the inside of the developing device 3 after the heat seal 9 is pulled out.
[0024]
The toner in the toner bottle 18a is supplied from the toner replenishing device 18 through the path indicated by the arrow to the opening of the developing device 2 formed above the second member 4, and the toner consumed by the development is supplemented. A toner concentration detection sensor 19 as a toner concentration detection means detects the toner concentration of the two-component developer in the developing device 2 and detects the magnetic permeability of the two-component developer in the developing device 2, for example. The toner concentration of the system developer is detected, and the amount of toner replenished from the toner bottle 18a is controlled by the detection information of the toner concentration detection sensor 19 as will be described later.
[0025]
4 and 5 show the appearance of the photoconductor unit 22. 4 shows a state in which the developer container 7 is mounted on the developing device 2, and FIG. 5 shows a state in which the developer container 7 of the developing device 2 has been removed. As described above, the developer container 7 is formed with the locking projections 7a and 7b, while the developing device 2 is formed with the locking portions 2a and 2b combined with the locking projections 7a and 7b. These combinations make the developer container 7 detachable from the developing device 2.
[0026]
As shown in FIG. 6, the second member 4 is longer outward (front side) than the first member 3, and a screw is formed in a portion longer than the first member 3. The second member 4 is provided with a number of blades 4h shaped as if an elliptical plate is cut in substantially half at a portion inside the portion where the screw is formed, and is inclined with respect to the axis. The two members 4 are agitated and conveyed simultaneously with the rotation of the members 4. The developer conveying direction by the rotation of the second member 4 is the arrow A direction. Similarly, the first member 3 is formed with the same blade 3 h corresponding to the arrangement region of the blade 4 h formed on the second member 4. The inclination of the blade 3h formed on the first member 3 is opposite to the inclination of the blade 4h of the second member 4, and the developer is sent in the direction of arrow B by the first member 3 according to the rotation.
[0027]
A partition plate 24 is provided between the first member 3 and the second member 4, and the partition plate 24 partitions the first member 3 and the second member 4. The developing sleeve 1 has a fixed shaft in which a five-pole magnet is disposed, and a nonmagnetic pipe material covering the outer peripheral surface thereof is rotationally driven by a driving unit (not shown). The developer is sent to the developing sleeve 1 by the magnetic attraction force of the developing sleeve 1 while being fed in the direction of arrow B by the first member 3 according to the rotation thereof.
[0028]
The remaining developer moves from the gap on the near side removed from the partition plate 24 to the second member 4 side, and is sent by the second member 4 in the direction of arrow A, and from the gap on the back side of the partition plate 24 to the first member. Move to 3. Basically, the developer is circulated in a loop by the first member 3 and the second member 4 with the partition plate 24 therebetween. The developing sleeve 1 magnetically attracts the developer by an internal magnet and conveys the developer as it rotates. The developer on the developing sleeve 1 is regulated to a certain amount by the doctor blade 8 and the developing sleeve 1 and the photoreceptor. The electrostatic latent image on the photosensitive member 1 is developed when passing between the two.
[0029]
Here, the toner in the toner bottle 18a is replenished into the developing device 2 with the opening / closing lid 23 as shown in FIGS. As shown in FIG. 6, the toner replenishment position of the developing device 2 is a screw portion formed on the second member 4, that is, on the screw portion 4a outside the formation portion such as the partition plate 24 and the blades 4h. Waste toner scraped off from the photoreceptor 1 is sent to the screw portion 4b axially outside the screw portion 4a by the recycle belt 21 for reuse.
[0030]
Accordingly, waste toner is fed into the screw portion 4b of the second member 4, and new toner fed into the screen portion 4a is mixed therewith, and these waste toner and new toner are contained in the developer in the loop circulation path. And stirred and conveyed by the blades 4h. The toner is not sufficiently charged in the initial stage of stirring, and it is not preferable that the insufficiently charged toner passes over the partition plate 24 for development. About higher than other parts.
[0031]
As shown in FIG. 1, the toner replenishing device 18 replenishes toner from the toner bottle 18a to the developing device 2 by the operation of a toner replenishing driving portion 18b constituted by a motor or a clutch, and the toner replenishing driving portion 18b uses a CPU. It is controlled by a control means 25 comprising a configured image forming apparatus control circuit. The operation panel 26 has an operation unit and display unit composed of a large number of keys operated by the user, and the image forming apparatus control circuit 25 uses the input signals from the toner density detection sensor 19, the operation panel 26, and the like to input the image. Each part of the forming apparatus is controlled to perform an image forming operation or the like as described above.
[0032]
FIG. 7 shows a part of the processing flow of the image forming apparatus control circuit 25. The image forming apparatus control circuit 25 executes the processing shown in FIG. 7 every time the image forming operation for one sheet is completed. First, in step S1, the output value Vt of the toner density detection sensor 19 and the predetermined toner replenishment are performed. It is determined whether or not Vt ≧ Vref by comparing with a reference toner density reference value Vref. Here, the output value Vt of the toner density detection sensor 19 decreases as the toner density increases.
[0033]
The image forming apparatus control circuit 25 determines that toner replenishment is not necessary unless Vt ≧ Vref, and resets the counters C and ND to 0 in steps S8 and S9. Further, the image forming apparatus control circuit 25 determines that toner replenishment is necessary when Vt ≧ Vref, and increments the counter C in step S2, and the counter C is increased to a predetermined value or more, for example, 10 or more in step S3. Judge whether or not.
[0034]
If the counter C is less than 10, the image forming apparatus control circuit 25 determines the toner replenishment amount in step S4, and controls the toner replenishment drive unit 18b to cause the toner replenishment device 18 to supply the toner by the determined toner replenishment amount. Is supplied to the developing device 2. Further, the image forming apparatus control circuit 25 increments the counter ND in step S5 when the counter C becomes 10 or more, that is, when the number of continuous image formation times becomes 10 or more in the state of Vt ≧ Vref. In step S6, the counter C is reset to 0. In step S7, it is determined whether or not the counter ND has reached a predetermined value, for example, 3.
[0035]
If the counter ND does not reach 3, the image forming apparatus control circuit 25 jumps to step S4. If the counter ND reaches 3, the image forming apparatus control circuit 25 jumps to the toner end routine and controls the toner replenishing drive unit 18b to supply toner to the toner replenishing apparatus 18. After the developing device 2 is replenished, the counter ND is reset to zero. In step S4, the image forming apparatus control circuit 25 determines the toner replenishment amount using the tables shown in FIGS.
[0036]
That is, the image forming apparatus control circuit 25 obtains a difference ΔVt between the output value Vt of the toner density detection sensor 19 and the toner density reference value Vref as shown in FIG. The time tc1 is determined according to the ΔVt. For example, if ΔVt <0V, the image forming apparatus control circuit 25 sets the toner replenishment time tc1 to 0 sec, if 0 ≦ ΔVt <0.15V, sets the toner replenishment time tc1 to 0.5 sec, and 0.15V ≦ ΔVt < If 0.30 V, the toner replenishment time tc1 is set to 1.0 sec. If 0.30 V ≦ ΔVt, the toner replenishment time tc1 is set to 1.5 sec.
[0037]
Further, the image forming apparatus control circuit 25 changes the toner replenishment time tc1 according to the value of the counter ND as shown in FIG. That is, if the counter ND is 0, the image forming apparatus control circuit 25 determines the toner replenishment time tc1 as described above. If the counter ND becomes 1, the toner replenishment time is changed to tc2, and the counter ND is 2 Then, the toner replenishment time is changed to tc3.
[0038]
The toner replenishment time tc2 is 1.0 sec when 0 ≦ ΔVt <0.15 V, 1.5 sec when 0.15 V ≦ ΔVt <0.30 V, and 1.5 sec when 0.30 V ≦ ΔVt. The toner replenishment time tc3 is 1.5 sec when 0 ≦ ΔVt <0.15 V, 1.5 sec when 0.15 V ≦ ΔVt <0.30 V, and 1.5 sec when 0.30 V ≦ ΔVt.
[0039]
Here, the toner replenishment time, Vt, Vref, and ΔVt are values specific to the device, and the toner replenishment amount per toner replenishment time of the toner replenishment device 18 is 0.1 g at 0.5 sec, 0.2 g at 1 sec, 0.3 g at 5 sec. Further, the toner replenishment time has a predetermined time as an upper limit, and here the upper limit is 1.5 sec.
[0040]
The toner replenishment time tc1 is set to an optimum toner replenishment time for a system in which toner is replenished in small numbers from the toner replenishing device 18 to the developing device 2, and the toner concentration of the developer is quickly adjusted to an appropriate toner concentration. Can do. Further, the toner supply time of the toner supply device 18 is determined by ΔVt and the counter ND. That is, the toner replenishment time is determined as tc1 to tc3 by the counter ND, that is, determined as tc1 to tc3 according to the number of times the toner replenishing device 18 continuously supplies toner, and ΔVt is previously determined for tc1 to tc3. It changes every time it becomes each decided range. For this reason, toner replenishment can be increased even when the amount of toner consumption is large, and a decrease in image density can be prevented.
[0041]
As described above, this embodiment is an embodiment of the invention according to claim 1, in which the photosensitive member 1 as the image carrier, the charging unit 14 that forms an electrostatic latent image on the image carrier 1, and A latent image forming unit comprising an exposure device, a developing device 2 for developing the electrostatic latent image on the image carrier 1 with a two-component developer to form a toner image, and a toner for supplying toner to the developing device 2 It has a replenishing device 18 and a toner concentration detection sensor 19 as a toner concentration detection means for detecting the toner concentration of the two-component developer in the developing device 2, and the output value Vt of the toner concentration detection means 19 and the toner In the image forming apparatus that controls the toner replenishing device 18 based on the difference ΔVt with the density reference value Vref, a time for the toner replenishing device 18 to replenish the toner is set. The toner supply amount of the toner supply device 18 increases as the difference ΔVt increases. Number of times the toner supply device 18 continuously supplies toner (counter ND) Is changed every time the number of times reaches a predetermined number Since the image forming apparatus control circuit 25 is provided as a control means, it is most suitable for a system in which toner is replenished in small amounts from a toner replenishing device to a developing device in small portions, and the toner concentration of the developer is quickly increased to an appropriate toner concentration. It is possible to increase the amount of toner replenished even when the amount of toner consumption is large, to prevent a decrease in image density, etc., and to optimize the toner density to prevent fluctuations in the image density. it can.
[0042]
Further, this embodiment is an embodiment of the invention according to claim 6, and in the image forming apparatus according to claim 1, the toner replenishment time has a predetermined time as an upper limit, so toner replenishment per unit time The amount of toner can be limited, and if the developer agitation ability is low in the developing device and a large amount of toner is replenished, it is possible to solve the problem that the toner charge amount is insufficient and background stains occur.
[0043]
The embodiment of the invention according to claim 2 is configured to prevent a malfunction due to a change in humidity. In this embodiment, in the above embodiment, the humidity for detecting the humidity in the apparatus as shown in FIG. A humidity detection sensor 27 is provided as detection means. As shown in FIG. 12, the image forming apparatus control circuit 25 sets Vref according to the output value of the humidity detection sensor 27 in step S10 before step S1, as shown in FIG. By correcting the toner density reference value to increase as the humidity increases, The toner charge amount and the bulk density are corrected to a constant value Vref ′ that changes according to the humidity, and the output value Vt and Vref ′ of the toner density detection sensor 19 are compared in step S1, and Vt ≧ Vref ′. It is determined whether or not.
[0044]
Therefore, even if the humidity changes, the charge amount and bulk density of the toner remain constant and an appropriate image density can be obtained, and the problem that the toner charge amount decreases and background stains occur due to high humidity is eliminated. can do.
Thus, an embodiment of the invention according to claim 2 is the image forming apparatus according to claim 1, comprising the humidity detection sensor 27 as humidity detection means for detecting humidity, and the image forming apparatus control as the control means. Circuit 25 is As the humidity increases, the toner concentration reference value increases. Since the toner density reference value Vref is corrected based on the output value of the humidity detecting means 27, it is possible to prevent image density fluctuations and background stains due to humidity.
[0045]
One embodiment of the invention according to claim 3 is to prevent a malfunction due to a change in temperature. In this embodiment, in the embodiment of the invention according to claims 1 and 6, as shown in FIG. A temperature detection sensor 28 is provided as temperature detection means for detecting the temperature inside the apparatus. As shown in FIG. 15, the image forming apparatus control circuit 25 determines Vref based on the output value of the temperature detection sensor 28 in step S11 before step S1, as shown in FIG. By correcting so that the toner density reference value decreases as the temperature increases, The toner charge amount and the bulk density are corrected to a value Vref ″ that changes according to the temperature so as to be constant, and the output value Vt and Vref ″ of the toner density detection sensor 19 are compared in step S1 and Vt ≧ Vref ″. It is determined whether or not.
[0046]
Therefore, even if the temperature changes, the charge amount and bulk density of the toner are constant, and an appropriate image density is obtained, and the problem that the toner charge amount decreases and background stains occur due to the low temperature is solved. can do.
Further, in another embodiment of the invention according to claim 3, in the embodiment of the invention according to claim 2, the temperature in the device is detected in the same manner as in the above and one embodiment of the invention according to claim 3. A temperature detection sensor 28 is provided as temperature detection means. In step S11 after step S10, the image forming apparatus control circuit 25 sets Vref ′ according to the output value of the temperature detection sensor 28 in accordance with the temperature so that the charge amount and the bulk density of the toner become constant as shown in FIG. In step S1, the output value Vt of the toner density detection sensor 19 is compared with Vref ″ to determine whether or not Vt ≧ Vref ″.
[0047]
Thus, an embodiment of the invention according to claim 3 is the image forming apparatus according to claim 1 or 2, further comprising the temperature detection sensor 28 as temperature detection means for detecting temperature, and image formation as the control means. The device control circuit 25 is As the temperature increases, the toner density reference value decreases. Since the toner density reference value is corrected based on the output value of the temperature detecting means 28, fluctuations in image density due to temperature and background contamination can be prevented.
[0048]
Each embodiment of the invention according to claim 4 is to prevent problems caused by a change in the size of the transfer material. In these embodiments, the image forming apparatus control circuit 25 in the embodiments of the inventions according to claims 1 and 6, the embodiment of the invention according to claim 2, and the embodiment of the invention according to claim 3, respectively. In step S4, after determining the toner replenishment amount as described above, the toner replenishment amount is corrected according to the size of the transfer paper using the table shown in FIG.
[0049]
In other words, the image forming apparatus control circuit 25 corrects the toner replenishment time determined as described above in accordance with the size of the transfer paper, that is, the toner replenishment time is adjusted based on the length of the transfer material and the developer moving time (stirring / developing time). The conveyance time is corrected so as to be proportional. For example, with respect to tc1 (Tc ′), the image forming apparatus control circuit 25 is 0.5 sec when 0 ≦ ΔVt <0.15V, and 0.15V ≦ 0.15V when the transfer paper transport direction length is less than 250 mm. When ΔVt <0.30 V, 1.0 sec is set, and when 0.30 V ≦ ΔVt, 1.5 sec is set.
[0050]
The image forming apparatus control circuit 25 is 0.7 sec when 0 ≦ ΔVt <0.15V and 1.5V ≦ ΔVt <0.30V when the length of the transfer sheet in the conveyance direction is 250 mm or more and less than 400 mm. 1.9 sec for 3 sec and 0.30 V ≦ ΔVt, 0.9 sec for 0 ≦ ΔVt <0.15 V and 1 for 0.15 V ≦ ΔVt <0.30 V when the transfer paper transport direction length is 400 mm or more. .8 sec and 0.30 V ≦ ΔVt, it is set to 2.7 sec. Further, the image forming apparatus control circuit 25 similarly corrects tc2 and tc3 according to the size of the transfer paper so that the length of the transfer paper is proportional to the developer moving time (stirring / conveying time).
Therefore, even if the toner consumption changes depending on the size of the transfer paper, if the transfer paper size changes, the toner replenishment amount is corrected to an appropriate amount and the image density does not change.
[0051]
Thus, an embodiment of the invention according to claim 4 is the image forming apparatus according to claim 1, 2, or 3, wherein the toner image on the photoreceptor 1 as the image carrier is applied to a transfer paper as a transfer material. The image forming apparatus control circuit 25 as a control means includes a transfer roller 16 as a transfer means for transferring. The toner replenishment time increases as the size of the transfer material increases. Since the toner replenishment time determined as described above is corrected according to the size of the transfer material, a change in image density due to the size of the transfer material can be prevented.
[0052]
The embodiment of the invention according to claim 5 is an embodiment implemented by combining the invention according to claim 2, the invention according to claim 3, and the invention according to claim 4, and is another embodiment of the invention according to claim 3 above. In the embodiment, after the image forming apparatus control circuit 25 determines the toner replenishment amount as described above in step S4, the toner replenishment amount is determined by the table shown in FIG. Correction is made according to the size of the transfer sheet so that the length of the transfer material and the developer moving time (stirring / conveying time) are proportional ( As shown in FIG. 16, the toner replenishment time changed as described above is corrected according to the size of the transfer material so that the toner replenishment time increases as the size of the transfer material increases. The accuracy of toner replenishment can be improved.
[0053]
As described above, the embodiment of the invention according to claim 5 is the image forming apparatus according to claim 1, wherein the humidity detection sensor 27 as humidity detection means for detecting humidity and the temperature detection means for detecting temperature are used. And an image forming apparatus control circuit 25 serving as the control unit. The toner concentration reference value increases as the humidity increases, and the toner concentration reference value decreases as the temperature increases, so that the toner depends on the output value of the humidity detection means 27 and the output value of the temperature detection means 28. The density reference value is corrected, and the toner replenishment time changed as described above according to the size of the transfer material is corrected so that the toner replenishment time increases as the size of the transfer material increases. Therefore, the accuracy of toner replenishment can be improved.
The invention according to each claim is not limited to the above embodiment, and can be applied to, for example, an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine other than the above embodiment.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the image carrier, the latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and the electrostatic latent image on the image carrier are divided into two. A developing device that develops with a component developer to form a toner image, a toner replenishing device that replenishes toner to the developing device, and a toner concentration detection means that detects the toner concentration of the two-component developer in the developing device; In the image forming apparatus that controls the toner replenishing device based on the difference between the output value of the toner density detecting means and the toner density reference value, the time for the toner replenishing device to replenish the toner is set. The toner supply amount of the toner supply device increases as the difference increases. Number of times that the toner supply device continuously supplies toner Is changed every time the number of times reaches a predetermined number Since the control means is provided, the toner density can be optimized and the fluctuation of the image density can be prevented.
[0055]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the humidity detecting means for detecting the humidity is provided, and the control means is As the humidity increases, the toner concentration reference value increases. Since the toner density reference value is corrected based on the output value of the humidity detecting means, it is possible to prevent fluctuations in image density and background contamination due to humidity.
[0056]
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the image forming apparatus further comprises a temperature detection unit that detects a temperature, and the control unit is As the temperature increases, the toner density reference value decreases. Since the toner density reference value is corrected by the output value of the temperature detecting means, it is possible to prevent fluctuations in image density due to temperature and background stains.
[0057]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, or third aspect, the image forming apparatus includes a transfer unit that transfers the toner image on the image carrier to a transfer material, and the control unit includes The toner replenishment time increases as the size of the transfer material increases. As described above depending on the size of the transfer material changed Since the toner replenishment time is corrected, a change in image density due to the size of the transfer material can be prevented.
[0058]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the humidity detecting means for detecting the humidity and the temperature detecting means for detecting the temperature are provided. The toner concentration reference value is determined by the output value of the humidity detection unit and the output value of the temperature detection unit so that the toner concentration reference value increases as the humidity increases, and the toner concentration reference value decreases as the temperature increases. The toner replenishment time changed as described above according to the size of the transfer material is corrected so that the toner replenishment time increases as the size of the transfer material increases. Therefore, the accuracy of toner replenishment can be improved.
[0059]
According to the sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the toner replenishment time is set to the predetermined time as an upper limit, so that background contamination due to insufficient developer agitation can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the invention according to claims 1 and 6;
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the developing device of the embodiment.
FIG. 3 is a sectional view showing the same embodiment;
FIG. 4 is a perspective view showing the same embodiment;
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing the same embodiment;
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the developing container is removed according to the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a part of the processing flow of the image forming apparatus control circuit in the embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a table used in the embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing another table used in the embodiment.
FIG. 10 is a schematic view showing an embodiment of the invention according to claim 2;
FIG. 11 is a flowchart showing a part of the processing flow of the image forming apparatus control circuit in the embodiment.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the humidity and the toner density reference value in the embodiment.
FIG. 13 is a schematic view showing an embodiment of the invention according to claim 3;
FIG. 14 is a flowchart showing a part of the processing flow of the image forming apparatus control circuit in the embodiment;
FIG. 15 is a characteristic diagram showing a relationship between a temperature and a toner density reference value in the embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing a table used in an embodiment of the invention according to claim 4;
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Development device
14 Charging roller
16 Transfer roller
18 Toner supply device
19 Toner density detection sensor
25 Image forming apparatus control circuit
27 Humidity detection sensor
28 Temperature detection sensor

Claims

像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を２成分系現像剤で現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置に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成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを有し、このトナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度基準値との差分に基づいて前記トナー補給装置を制御する画像形成装置において、前記トナー補給装置がトナー補給を行う時間を、前記差分が大きいほど前記トナー補給装置のトナー補給量が多くなるように、前記トナー補給装置が連続してトナー補給を行う回数が予め決められた回数になる毎に変更する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。An image carrier, latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and a developing device for developing the electrostatic latent image on the image carrier with a two-component developer to form a toner image And a toner replenishing device for replenishing toner to the developing device, and a toner concentration detecting means for detecting the toner concentration of the two-component developer in the developing device. The output value of the toner concentration detecting means and the toner In the image forming apparatus that controls the toner replenishing device based on the difference from the density reference value, the toner replenishing time for the toner replenishing device is increased. The larger the difference, the larger the toner replenishing amount of the toner replenishing device. In addition, the image forming apparatus further includes a control unit that changes the number of times that the toner replenishing device continuously replenishes the toner every time a predetermined number of times is reached .

請求項１記載の画像形成装置において、湿度を検知する湿度検知手段を備え、前記制御手段は、湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるように、前記湿度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正することを特徴とする画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a humidity detection unit that detects humidity, wherein the control unit is configured to output the toner according to an output value of the humidity detection unit so that the toner density reference value increases as the humidity increases. An image forming apparatus that corrects a density reference value.

請求項１又は２記載の画像形成装置において、温度を検知する温度検知手段を備え、前記制御手段は、温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように、前記温度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正することを特徴とする画像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a temperature detection unit configured to detect a temperature, wherein the control unit uses an output value of the temperature detection unit so that the toner density reference value decreases as the temperature increases. An image forming apparatus for correcting the toner density reference value.

請求項１、２又は３記載の画像形成装置において、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写手段を備え、前記制御手段は、前記転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように変更したトナー補給時間を補正することを特徴とする画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising transfer means for transferring a toner image on the image carrier onto a transfer material, wherein the control means is configured to supply toner as the size of the transfer material increases. The image forming apparatus is characterized in that the toner replenishment time changed as described above is corrected according to the size of the transfer material so as to increase .

請求項１記載の画像形成装置において、湿度を検知する湿度検知手段と、温度を検知する温度検知手段とを備え、前記制御手段は、湿度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が大きくなるとともに、温度が高くなるほど前記トナー濃度基準値が小さくなるように、前記湿度検知手段の出力値及び前記温度検知手段の出力値により前記トナー濃度基準値を補正し、かつ、前記転写材の大きさが大きくなるほどトナー補給時間が大きくなるように、前記転写材の大きさにより前記のように変更したトナー補給時間を補正することを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a humidity detection unit that detects humidity and a temperature detection unit that detects temperature, wherein the control unit increases the toner concentration reference value as the humidity increases, The toner density reference value is corrected based on the output value of the humidity detection means and the output value of the temperature detection means so that the toner density reference value becomes smaller as the value increases, and as the size of the transfer material becomes larger An image forming apparatus, wherein the toner supply time changed as described above is corrected according to the size of the transfer material so that the toner supply time becomes longer .

請求項１記載の画像形成装置において、前記トナー補給時間は所定の時間を上限としたことを特徴とする画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner replenishment time has a predetermined time as an upper limit.