JP2008225222A - Image forming apparatus and toner density control method - Google Patents
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Abstract
【課題】トナー濃度センサが組み込まれる複数の現像槽間でたとえ現像剤量に対するセンサ出力値のばらつきが生じても、該複数の現像槽間でばらつきの少ないトナー濃度制御を行うことができる画像形成装置及びトナー濃度制御方法を提供する。
【解決手段】現像槽22と、トナー濃度センサ23とを有する現像装置2を備えた画像形成装置Aは、複数の現像剤量に対する基準センサ出力値を予め設定しておき、複数の現像剤量に対するトナー濃度センサ23の測定センサ出力値をそれぞれ測定し、該測定された測定センサ出力値と、予め設定された基準センサ出力値とを比較して基準現像槽に対する現像槽22のセンサ出力値の特性変化を算出し、該算出された特性変化に基づき、測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくようにトナー濃度センサ23のセンサ出力値を補正する。
【選択図】図3Image formation capable of performing toner density control with little variation among a plurality of developing tanks even if variations in sensor output values with respect to the developer amount occur between a plurality of developing tanks in which toner density sensors are incorporated. An apparatus and a toner density control method are provided.
An image forming apparatus A including a developing device 2 having a developing tank 22 and a toner density sensor 23 sets in advance a reference sensor output value for a plurality of developer amounts, and a plurality of developer amounts. The measured sensor output value of the toner density sensor 23 with respect to the toner is measured, the measured sensor output value is compared with a preset reference sensor output value, and the sensor output value of the developing tank 22 with respect to the reference developing tank is compared. The sensor output value of the toner density sensor 23 is calculated so that the equivalent toner density value corresponding to the measured sensor output value approaches the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value based on the calculated characteristic change. Correct.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、画像形成装置及びそのトナー濃度制御方法に関し、特に、トナー及びキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽に収容される2成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有する現像装置を備え、前記トナー濃度センサのセンサ出力値に基づき該2成分現像剤のトナー濃度を制御する電子写真方式の画像形成装置及びそのトナー濃度制御方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a toner concentration control method thereof, and more particularly, to detect a developer tank containing a two-component developer containing toner and a carrier and a toner concentration of the two-component developer contained in the developer tank. The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus that includes a developing device having a toner density sensor and controls the toner density of the two-component developer based on the sensor output value of the toner density sensor, and a toner density control method thereof.
従来の電子写真方式の画像形成装置では、一般的に、像担持体(例えば、感光体)の表面を帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によりトナー像として可視像化(現像)し、該可視像化されたトナー像を記録用紙等の記録材に静電的に転写した後、該記録材に転写されたトナー像を定着装置により該記録材に固着する。 In a conventional electrophotographic image forming apparatus, generally, the surface of an image carrier (for example, a photoconductor) is charged, and an image is exposed to the charged area to form an electrostatic latent image. The image is visualized (developed) as a toner image by a developing device, the toner image visualized is electrostatically transferred to a recording material such as recording paper, and then the toner transferred to the recording material The image is fixed to the recording material by a fixing device.
この種の画像形成装置において、トナー及びキャリアを含む2成分現像剤を用いて現像を行う場合には、現像装置における現像槽に収容された現像剤中のトナー及びキャリアのうちトナーのみを像担持体に付着させて消費させる方式が一般的に採用されている。このため、画像形成装置では、現像槽における現像剤のトナー濃度を適正に保つため、該現像剤に対して適宜トナーが補給されるようにトナー濃度制御がなされる。 In this type of image forming apparatus, when development is performed using a two-component developer containing toner and carrier, only the toner is carried on the toner and carrier in the developer contained in the developer tank of the developing apparatus. A method of attaching to the body and consuming it is generally adopted. For this reason, in the image forming apparatus, in order to maintain an appropriate toner concentration of the developer in the developing tank, toner concentration control is performed so that the toner is appropriately replenished to the developer.
このようにトナー濃度制御を行う画像形成装置では、通常、現像剤のトナー濃度をセンサによって直接的に、或いは、間接的に検出し、この検出値に基づき、現像剤のトナー濃度制御が行われている。現像剤のトナー濃度を検出するセンサとしては、代表的には、現像剤の透磁率を検出する透磁率トナー濃度センサを挙げることができる。 In such an image forming apparatus that performs toner density control, the developer toner density is usually detected directly or indirectly by a sensor, and the developer toner density control is performed based on the detected value. ing. A typical example of the sensor for detecting the toner concentration of the developer is a magnetic permeability toner concentration sensor for detecting the magnetic permeability of the developer.
この透磁率トナー濃度センサは、一般的には、コイルのインダクタンスを利用して、センサ検出部近傍における現像剤の透磁率に関わるセンサ出力値を現像剤のトナー濃度として検出するようになっている。 In general, the magnetic permeability toner concentration sensor detects the sensor output value related to the magnetic permeability of the developer in the vicinity of the sensor detection section as the toner concentration of the developer by using the inductance of the coil. .
このようなトナー濃度センサは、通常、現像装置における現像槽に取り付けられるが、このとき、単体としてのセンサ感度特性がチェックされるだけの場合が多い。例えば、単体のトナー濃度センサに対して一定電圧を印加した状態で、磁性板をセンサ検出部に近接させて、そのセンサ出力値を読み取り、適正な値が出力されているかをチェックするだけにとどまっていることが多い。 Such a toner density sensor is usually attached to a developing tank in a developing device, but at this time, the sensor sensitivity characteristic as a single unit is often only checked. For example, with a constant voltage applied to a single toner concentration sensor, the magnetic plate is brought close to the sensor detection unit, and the sensor output value is read to check whether an appropriate value is output. There are many.
従って、実際の現像装置の現像槽にトナー濃度センサを組み込み、該現像槽に現像剤が収容された状態で該現像剤のトナー濃度を検出する場合には、そのセンサ出力値は、本来出力されるべきセンサ出力値とは異なることがある。即ち、トナー濃度センサが現像槽に実際に組み込まれた場合のセンサ出力値は、本来出力されるべきセンサ出力値よりも高い値がでたり、或いは低い値がでて、その結果、目標とするトナー濃度よりも高くなったり、或いは低くなったりする。 Therefore, when a toner concentration sensor is incorporated in the developing tank of an actual developing device and the toner density of the developer is detected in a state where the developer is contained in the developing tank, the sensor output value is originally output. The sensor output value to be different may be different. That is, the sensor output value when the toner density sensor is actually incorporated in the developing tank is higher or lower than the sensor output value that should be output originally, and as a result, is the target. It becomes higher or lower than the toner concentration.
これに対して、下記特許文献1には、トナー濃度センサのセンサ感度の個体間差を判別し、その結果をトナー濃度センサによるトナー濃度制御に反映させるようにセンサ感度の初期設定を行う画像形成装置が開示されている。
しかしながら、前記特許文献1に記載の画像形成装置では、センサ感度の個体間差の判別結果をトナー濃度制御に反映させるようにセンサ感度の初期設定を行うので、センサに対して一定の圧力が加わる現像剤の状態や一定の流動性となる現像剤の状態でトナー濃度センサがトナー濃度を検出する場合には有効であるが、トナー濃度センサが組み込まれる同一種類の複数の現像槽間においては、現像槽の組み立て精度が異なることにより、トナー濃度センサへの現像剤の圧力や流動性が異なるため、結果としてセンサ出力値がばらついてしまう。
However, in the image forming apparatus described in
このように、前記特許文献1に記載の画像形成装置では、複数の現像槽間でのトナー濃度センサへの現像剤の圧力や流動性に対しては考慮されていないので、いくらセンサ感度の個体間差を判別してセンサ感度を良好に初期設定したとしても、複数の現像槽間でトナー補給(トナー消費)の状況が異なってしまうことが起こり得る。例えば、画像形成に伴って現像剤量が変化したり、或いは、現像剤の劣化の度合いに応じて現像剤の嵩密度が変化したりすると、トナー濃度センサへの現像剤の圧力や流動性が異なることがある。そうすると、複数の現像槽間で現像剤量に対するセンサ出力値がばらつき、これによりトナー濃度制御のばらつきを招く。
As described above, in the image forming apparatus described in
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、トナー濃度センサが組み込まれる複数の現像槽間でたとえ現像剤量に対するセンサ出力値のばらつきが生じても、該複数の現像槽間でばらつきの少ないトナー濃度制御を行うことができる画像形成装置及びトナー濃度制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even if a variation in sensor output value with respect to the amount of developer occurs between a plurality of developing tanks in which a toner density sensor is incorporated, the variation between the plurality of developing tanks. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a toner density control method capable of performing a low toner density control.
本発明者の実験によれば、次のことがわかった。即ち、トナー及びキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽に収容される2成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有する現像装置を備えた画像形成装置においては、互いに異なる複数の現像剤量に対するトナー濃度センサのセンサ出力値の特性が、トナー濃度センサが組み込まれる複数の現像槽間で異なっている。例えば、現像槽に現像剤を所定量だけ追加していくごとにトナー濃度センサのセンサ出力値を測定し、最後に現像槽に全現像剤量の現像剤を入れた状態で同様にトナー濃度センサの出力値を測定する。そうすると、現像槽のもつ現像剤量に起因するトナー濃度センサのセンサ出力値の特性を把握することができる。なお、図11は、2台の現像装置の現像槽に対して、現像剤を全現像剤量の4分の1ずつ追加していき、そのセンサ出力を測定した結果の一例を示すグラフである。 According to the experiments of the present inventors, the following has been found. That is, in an image forming apparatus including a developing device that contains a two-component developer containing toner and a carrier, and a toner concentration sensor that detects a toner concentration of the two-component developer contained in the developing vessel. The characteristics of the sensor output value of the toner density sensor with respect to a plurality of different developer amounts differ among the plurality of developing tanks in which the toner density sensor is incorporated. For example, each time a predetermined amount of developer is added to the developing tank, the sensor output value of the toner density sensor is measured, and the toner density sensor is similarly applied in the state where all the developer amount of developer is finally put in the developing tank. Measure the output value. Then, it is possible to grasp the characteristic of the sensor output value of the toner density sensor due to the developer amount of the developing tank. FIG. 11 is a graph showing an example of the result of measuring the sensor output of the developer tanks of the two developing devices by adding a developer by a quarter of the total developer amount. .
そこで、本発明者は、現像槽のセンサ出力値の特性を基準現像装置における基準現像槽のセンサ出力値の特性に近づけるようにトナー濃度センサのセンサ出力値を補正すれば、複数の現像槽間で、たとえセンサ出力値のばらつきが発生しても、ばらつきの少ないトナー濃度制御を行うことができることを見出した。 Therefore, the present inventor corrects the sensor output value of the toner density sensor so that the characteristic of the sensor output value of the developing tank approaches the characteristic of the sensor output value of the reference developing tank in the reference developing device. Thus, it has been found that toner density control with little variation can be performed even if variations in sensor output values occur.
本発明は、かかる知見に基づくものであり、前記課題を解決するために、次の画像形成装置及びトナー濃度制御方法を提供する。
(1)画像形成装置
トナー及びキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽に収容される2成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有する現像装置を備え、前記トナー濃度センサのセンサ出力値に基づき該2成分現像剤のトナー濃度を制御する画像形成装置であって、基準現像装置における基準現像槽に収容された2成分現像剤の互いに異なる複数の現像剤量に対する前記基準現像槽の基準センサ出力値を予め設定しておく設定手段と、前記現像槽に収容された2成分現像剤の前記複数の現像剤量に対する前記トナー濃度センサの測定センサ出力値をそれぞれ測定する測定手段と、前記測定手段にて測定された前記測定センサ出力値と、前記設定手段にて予め設定された前記基準センサ出力値とを比較して前記基準現像槽に対する前記現像槽のセンサ出力値の特性変化を算出する算出手段と、前記算出手段にて算出された前記特性変化に基づき、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
(2)トナー濃度制御方法
トナー及びキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽に収容される2成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとを有する現像装置を備え、前記トナー濃度センサのセンサ出力値に基づき該2成分現像剤のトナー濃度を制御する画像形成装置のトナー濃度制御方法であって、基準現像装置における基準現像槽に収容された2成分現像剤の互いに異なる複数の現像剤量に対する前記基準現像槽の基準センサ出力値を予め設定しておき、前記現像槽に収容された2成分現像剤の前記複数の現像剤量に対する前記トナー濃度センサの測定センサ出力値をそれぞれ測定し、該測定された前記測定センサ出力値と、予め設定された前記基準センサ出力値とを比較して前記基準現像槽に対する前記現像槽のセンサ出力値の特性変化を算出し、該算出された前記特性変化に基づき、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正することを特徴とするトナー濃度制御方法。
The present invention is based on such knowledge, and provides the following image forming apparatus and toner density control method in order to solve the above-mentioned problems.
(1) Image forming apparatus A developing device including a developing tank for storing a two-component developer containing toner and a carrier, and a toner concentration sensor for detecting the toner concentration of the two-component developer stored in the developing tank, An image forming apparatus for controlling the toner density of the two-component developer based on a sensor output value of the toner density sensor, wherein the plurality of developers are different from each other in the two-component developer housed in a reference developing tank in the reference developing device. Setting means for presetting a reference sensor output value of the reference developing tank with respect to the amount; and a measurement sensor output value of the toner concentration sensor with respect to the plurality of developer amounts of the two-component developer accommodated in the developing tank. Each of the measurement means for measuring, the measurement sensor output value measured by the measurement means, and the reference sensor output value preset by the setting means are compared. A calculating means for calculating a characteristic change of the sensor output value of the developing tank with respect to the reference developing tank, and an equivalent toner density value corresponding to the measured sensor output value is calculated based on the characteristic change calculated by the calculating means. An image forming apparatus comprising: correction means for correcting a sensor output value of the toner density sensor so as to approach an equivalent toner density value corresponding to a reference sensor output value.
(2) Toner Concentration Control Method A developing device having a developing tank for storing a two-component developer containing toner and a carrier and a toner concentration sensor for detecting the toner concentration of the two-component developer stored in the developing tank is provided. A toner concentration control method for an image forming apparatus for controlling the toner concentration of the two-component developer based on a sensor output value of the toner concentration sensor, wherein the two-component developer contained in a reference developing tank in a reference developing device A reference sensor output value of the reference developer tank for a plurality of different developer amounts is set in advance, and the measurement sensor of the toner concentration sensor for the plurality of developer amounts of the two-component developer stored in the developer tank Each of the output values is measured, and the measured sensor output value thus measured is compared with the preset reference sensor output value. A characteristic change of the sensor output value of the developing tank is calculated, and based on the calculated characteristic change, an equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value approaches an equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value. As described above, a toner density control method comprising correcting a sensor output value of the toner density sensor.
なお、前記「相当トナー濃度値」とは、前記トナー濃度センサにて検出されたセンサ出力値に基づき実際に現像剤のトナー濃度を制御したと仮定した場合の制御後の現像剤のトナー濃度に相当する値である。 The “equivalent toner density value” is the toner density of the developer after the control when it is assumed that the toner density of the developer is actually controlled based on the sensor output value detected by the toner density sensor. Corresponding value.
本発明に係る画像形成装置及びトナー濃度制御方法によれば、前記特性変化に基づき、前記現像槽の前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記基準現像槽の前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正するので、トナー濃度センサが組み込まれる複数の現像槽間での現像剤量に対するセンサ出力値のばらつきの発生に拘わらず、該複数の現像槽間でばらつきの少ないトナー濃度制御を行うことが可能となる。 According to the image forming apparatus and the toner density control method of the present invention, based on the characteristic change, an equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value of the developing tank becomes the reference sensor output value of the reference developing tank. Since the sensor output value of the toner density sensor is corrected so as to approach the corresponding equivalent toner density value, regardless of the occurrence of variations in the sensor output value with respect to the developer amount among the plurality of developing tanks in which the toner density sensors are incorporated. Therefore, it is possible to perform toner density control with little variation among the plurality of developing tanks.
一般的に、2成分現像剤は、周辺の湿度変化に対してトナー濃度センサへの現像剤の圧力や流動性が変化し、これによりセンサ出力値も変化する。 Generally, in the two-component developer, the developer pressure and fluidity to the toner density sensor change with changes in the surrounding humidity, and the sensor output value also changes accordingly.
かかる観点から、本発明に係る画像形成装置において、前記現像槽に収容される現像剤周辺の相対湿度を検出する湿度センサを備え、前記設定手段は、互いに異なる複数の相対湿度の所定の範囲にそれぞれ対応した複数の前記基準センサ出力値が予め設定されており、前記算出手段は、前記測定手段にて測定された前記測定センサ出力値と、前記複数の相対湿度範囲のうち前記湿度センサにて検出された相対湿度に適合する相対湿度範囲に対応する前記基準センサ出力値とを比較して前記基準現像槽に対する前記現像槽のセンサ出力値の特性変化を算出し、前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記特性変化に基づき、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記複数の相対湿度範囲のうち前記湿度センサにて検出された相対湿度に適合する相対湿度範囲に対応する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正することが好ましい。こうすることで、現像剤周辺の湿度変化に拘わらず、前記トナー濃度センサのセンサ出力値を適正なものに補正することが可能となる。 From this point of view, the image forming apparatus according to the present invention includes a humidity sensor that detects a relative humidity around the developer accommodated in the developing tank, and the setting unit has a plurality of different relative humidity ranges within a predetermined range. A plurality of reference sensor output values corresponding respectively are preset, and the calculation means uses the measurement sensor output values measured by the measurement means and the humidity sensor among the plurality of relative humidity ranges. Comparing the reference sensor output value corresponding to the relative humidity range that matches the detected relative humidity to calculate a characteristic change of the sensor output value of the developing tank with respect to the reference developing tank, and the correction unit calculates the calculation Based on the characteristic change calculated by the means, an equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value is detected by the humidity sensor in the plurality of relative humidity ranges. It is preferable to correct the sensor output value of the toner density sensor so as to approach the corresponding toner concentration value corresponding to the reference sensor output value corresponding to the matching relative humidity range relative humidity. This makes it possible to correct the sensor output value of the toner density sensor to an appropriate value regardless of the humidity change around the developer.
本発明に係る画像形成装置において、前記特性変化としては、例えば、前記基準センサ出力値を基準にした前記測定センサ出力値のシフト量の変化及び現像剤量に対する前記基準センサ出力値の傾きを基準にした現像剤量に対する前記測定センサ出力値の傾きの変化を挙げることができる。 In the image forming apparatus according to the present invention, as the characteristic change, for example, a change in a shift amount of the measurement sensor output value based on the reference sensor output value and a slope of the reference sensor output value with respect to the developer amount are used as a reference. A change in the inclination of the output value of the measurement sensor with respect to the amount of developer made can be mentioned.
この場合、前記トナー濃度センサは、入力される制御電圧値の変化によって出力動作点を調整できるように構成された透磁率トナー濃度センサであり、前記算出手段は、前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値を基準にした前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値のシフト量に応じた出力動作点が得られるように補正用制御電圧値を算出し、さらに、現像剤量に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾きを基準にした現像剤量に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾きの変化割合を算出すると共に、トナー濃度値に対する基準となる制御電圧値の基準傾きを前記変化割合で割った補正用傾きを算出し、前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記補正用制御電圧値を前記トナー濃度センサに入力すると共に、前記算出手段にて算出された前記補正用傾きをトナー濃度値に対する前記トナー濃度センサの前記補正用制御電圧値の傾きとして、前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正することが好ましい。こうすることで、前記トナー濃度センサのセンサ出力値の補正を簡単な構成で行うことが可能となる。 In this case, the toner concentration sensor is a magnetic permeability toner concentration sensor configured to be able to adjust an output operating point according to a change in an input control voltage value, and the calculation means corresponds to the reference sensor output value. A control voltage value for correction is calculated so as to obtain an output operating point corresponding to the shift amount of the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value based on the equivalent toner density value. Calculates the change rate of the inclination of the equivalent toner density value corresponding to the measured sensor output value with respect to the developer amount based on the inclination of the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value, and serves as a reference for the toner density value A correction slope obtained by dividing a reference slope of the control voltage value by the change rate is calculated, and the correction means calculates the correction control voltage value calculated by the calculation means. The sensor output value of the toner density sensor is input to the toner density sensor and the correction slope calculated by the calculating means is set as the slope of the correction control voltage value of the toner density sensor with respect to the toner density value. It is preferable to correct. This makes it possible to correct the sensor output value of the toner density sensor with a simple configuration.
なお、前記「トナー濃度値」とは、前記トナー濃度センサにて検出されたセンサ出力値に基づき前記画像形成装置が認識する現像剤のトナー濃度である。 The “toner density value” is the toner density of the developer recognized by the image forming apparatus based on the sensor output value detected by the toner density sensor.
本発明に係る画像形成装置において、現像剤量に対するセンサ出力値の該画像形成装置への認識は、例えば、前記複数の現像剤量に対応するように現像剤を複数に分割しておき、前記各分割された現像剤量ごとに前記現像槽へ投入してセンサ出力値を測定し、その現像剤量ごとに測定されたセンサ出力値をその現像剤量と共に該画像形成装置へ指示することで、行うことができる。 In the image forming apparatus according to the present invention, the sensor output value with respect to the developer amount is recognized by the image forming apparatus, for example, by dividing the developer into a plurality so as to correspond to the plurality of developer amounts. Each of the divided developer amounts is input to the developer tank to measure the sensor output value, and the sensor output value measured for each developer amount is instructed to the image forming apparatus together with the developer amount. ,It can be carried out.
本発明に係る画像形成装置において、前記複数の現像剤量に対する前記トナー濃度センサの測定センサ出力値の測定は、空の状態の前記現像槽への現像剤投入時に行うことが好ましい。こうすることで、例えば、画像形成装置のセットアップ時や、現像剤及び/又は現像装置の交換時に前記トナー濃度センサのセンサ出力値の補正を行うことができる。 In the image forming apparatus according to the present invention, the measurement sensor output value of the toner density sensor for the plurality of developer amounts is preferably measured when the developer is put into the empty developing tank. By doing so, for example, the sensor output value of the toner density sensor can be corrected at the time of setting up the image forming apparatus or replacing the developer and / or the developing apparatus.
また、前記トナー濃度制御は、実際上、前記現像剤全量付近で行うという観点から、本発明に係る画像形成装置において、前記トナー濃度センサのセンサ出力値の補正は、前記現像槽への最終的に収容すべき所定の現像剤全量の近傍で行うことが好ましい。こうすることで、前記特性変化に基づき、前記現像剤全量の近傍で、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正することができる。 In addition, from the viewpoint that the toner density control is actually performed in the vicinity of the total amount of the developer, in the image forming apparatus according to the present invention, the correction of the sensor output value of the toner density sensor is finally applied to the developing tank. It is preferable to carry out in the vicinity of the total amount of the predetermined developer that should be accommodated. By doing so, based on the characteristic change, the toner density value corresponding to the measurement sensor output value approaches the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value in the vicinity of the total amount of the developer. The sensor output value of the density sensor can be corrected.
また、本発明に係る画像形成装置において、前記トナー濃度センサは、前記現像槽において重力方向の最も底部に配置されていることが好ましい。こうすることで、前記トナー濃度センサへの現像剤の圧力が最も加わりやすいため、トナー濃度の検出を安定的に行うことが可能となる。 In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, it is preferable that the toner density sensor is disposed at the bottom of the developing tank in the direction of gravity. By doing so, the developer pressure to the toner concentration sensor is most easily applied, and thus it is possible to stably detect the toner concentration.
また、本発明に係る画像形成装置において、前記算出手段で算出された前記特性変化が所定の範囲を超えた場合には、警報を発することが好ましい。この構成では、前記基準センサ出力値に対する前記測定センサ出力値の極端な特性変化等の問題の発生を使用者に報知することができる。 In the image forming apparatus according to the present invention, it is preferable that a warning is issued when the characteristic change calculated by the calculating unit exceeds a predetermined range. In this configuration, it is possible to notify the user of the occurrence of a problem such as an extreme characteristic change of the measurement sensor output value with respect to the reference sensor output value.
また、本発明に係る画像形成装置において、前記現像装置は、前記現像槽に配置される現像剤担持体と、前記現像槽から前記現像剤担持体の軸方向の一端部側へ延出した予備現像槽とを備え、前記予備現像槽に対して現像剤及びトナーの供給を行ってもよい。この構成では、前記トナー濃度センサに対して現像剤を前記現像剤担持体の軸方向に直交する方向から直接的に供給するのではなく、前記現像剤担持体の軸方向に沿って均一に供給できるので、急激なトナー濃度の変化を起こすことなく、前記トナー濃度センサにてトナー濃度を検出することができる。 Further, in the image forming apparatus according to the present invention, the developing device includes a developer carrying member disposed in the developing tank, and a preliminary extending from the developing tank to one end side in the axial direction of the developer carrying body. A developing tank may be provided, and the developer and toner may be supplied to the preliminary developing tank. In this configuration, the developer is not supplied directly to the toner density sensor from the direction orthogonal to the axial direction of the developer carrier, but is uniformly supplied along the axial direction of the developer carrier. Therefore, the toner density can be detected by the toner density sensor without causing a sudden change in the toner density.
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置及びトナー濃度制御方法によると、トナー濃度センサが組み込まれる複数の現像槽間でたとえ現像剤量に対するセンサ出力値のばらつきが生じても、該複数の現像槽間でばらつきの少ないトナー濃度制御を行うことができる。 As described above, according to the image forming apparatus and the toner density control method of the present invention, even if the sensor output value varies with respect to the developer amount among the plurality of developing tanks in which the toner density sensors are incorporated, Therefore, it is possible to perform toner density control with little variation between the developing tanks.
以下、本発明に係る一実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るトナー濃度制御方法を実施する画像形成装置の概略構成を示す正面図である。 FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of an image forming apparatus that implements a toner density control method according to the present invention.
先ず、図1に示す画像形成装置A全体の構成について説明する。図1に示す画像形成装置Aは、トナーを用いて記録用紙やOHPフィルム等のシート状の記録媒体(以下、用紙という)P上にトナー像を形成する画像形成部100を備えている。
First, the overall configuration of the image forming apparatus A shown in FIG. 1 will be described. The image forming apparatus A shown in FIG. 1 includes an
画像形成部100は、像担持体(ここでは感光体ドラム)3(3a,3b,3c,3d)と、感光体3(3a,3b,3c,3d)表面を帯電させるための帯電装置(ここでは帯電器)5(5a,5b,5c,5d)と、感光体3(3a,3b,3c,3d)上に静電潜像を形成するための露光装置(ここでは露光ユニット)1と、前記静電潜像をトナーによって可視化して感光体3(3a,3b,3c,3d)上にトナー像を形成するための現像装置2(2a,2b,2c,2d)と、中間転写体(ここでは中間転写体ベルト)7と、感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)上のトナー像を一旦中間転写ベルト7上に転写する1次転写装置(ここでは中間転写ローラ)6(6a,6b,6c,6d)と、中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)によって転写されずに感光体3(3a,3b,3c,3d)表面に残った残留トナーを除去する1次クリーニング装置(ここではクリーナユニット)4(4a,4b,4c,4d)と、中間転写ベルト7上のトナー像を用紙P上に転写する2次転写装置(ここでは2次転写ユニット)11と、2次転写ユニット11によって転写されずに中間転写ベルト7表面に残った残留トナーを除去する2次クリーニング装置(ここでは中間転写ベルトクリーニングユニット)9と、用紙P上に形成されたトナー像を加熱溶融して固着させることで該用紙P上に定着させる一対の定着ローラ31,32を有する定着機構12とを備えている。
The
さらに、画像形成装置Aは、原稿読取装置(ここではスキャナー装置)Bと、給紙装置10と、排出部15とを備え、原稿読取り装置Bにより読取られた原稿に対応する画像データ又は外部から伝達された画像データに応じて、用紙Pに対して多色及び単色の画像を形成するように構成されている。
Further, the image forming apparatus A includes a document reading device (here, a scanner device) B, a
さらに説明すると、本画像形成装置Aにおいて扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置2(2a,2b,2c,2d)、感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)、帯電器5(5a,5b,5c,5d)、クリーナユニット4(4a,4b,4c,4d)及び中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)は各色に応じた4種類の画像を形成するためにそれぞれ4個ずつ設けられている。なお、末尾符号a,b,c,dは、それぞれ、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)に対応している。 More specifically, the image data handled in the image forming apparatus A corresponds to a color image using each color of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), or a single color ( For example, it corresponds to a monochrome image using black). Accordingly, the developing device 2 (2a, 2b, 2c, 2d), the photosensitive drum 3 (3a, 3b, 3c, 3d), the charger 5 (5a, 5b, 5c, 5d), the cleaner unit 4 (4a, 4b, 4c, 4d) and four intermediate transfer rollers 6 (6a, 6b, 6c, 6d) are provided in order to form four types of images corresponding to the respective colors. The end codes a, b, c, and d correspond to black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), respectively.
即ち、画像形成部100には、現像装置2a、感光体ドラム3a、帯電器5a、クリーナユニット4a及び中間転写ローラ6aを備えたブラック(K)用画像ステーションと、現像装置2b、感光体ドラム3b、帯電器5b、クリーナユニット4b及び中間転写ローラ6bを備えたシアン(C)用画像ステーションと、現像装置2c、感光体ドラム3c、帯電器5c、クリーナユニット4c及び中間転写ローラ6cを備えたマゼンタ(M)用画像ステーションと、現像装置2d、感光体ドラム3d、帯電器5d、クリーナユニット4d及び中間転写ローラ6dを備えたイエロー(Y)用画像ステーションとが設けられている。以下、これらの各部材の末尾符号については省略して説明する。
That is, the
画像形成部100は、本画像形成装置Aの上部に設けられた排出部15の下方に設けられている。
The
帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。帯電器5は、接触型の帯電器(例えばローラ型やブラシ型のもの)や、図1に示すようなチャージャー型の帯電器を用いることができる。 The charger 5 is a charging unit for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 3 to a predetermined potential. As the charger 5, a contact type charger (for example, a roller type or a brush type) or a charger type charger as shown in FIG. 1 can be used.
露光ユニット1は、帯電された感光体ドラム3の表面を、入力された画像データに応じて露光することにより、該表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。
The
この露光ユニット1としては、レーザー照射部及び反射ミラーを備えたレーザースキャニングユニット(LSU)、ELやLED等の発光素子をアレイ状に並べた書込み装置(例えば、書込みヘッド)を用いることができる。
As the
現像装置2は、それぞれの感光体ドラム3上に形成された静電潜像を(K,C,M,Y)の各色のトナーにより顕像化(可視化)するものである。この現像装置2については、のちほど詳述する。
The developing
クリーナユニット4は、現像、画像転写後における感光体ドラム3上の表面に残留したトナーを除去、回収するものである。感光体ドラム3の上方には中間転写ベルトユニット8が配置されている。この中間転写ベルトユニット8は、前記した中間転写ベルト7、中間転写ローラ6及び中間転写ベルトクリーニングユニット9に加えて、中間転写ベルト駆動ローラ81、中間転写ベルトテンションローラ83,83及び中間転写ベルト従動ローラ82を備えている。
The cleaner unit 4 removes and collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 3 after development and image transfer. An intermediate
中間転写ベルト駆動ローラ81、中間転写ベルトテンションローラ83,83、中間転写ローラ6、中間転写ベルト従動ローラ82等のローラは、中間転写ベルト7を張架して支持し、中間転写ベルト7の表面を所定方向(図中矢印D方向)に移動させ得るように構成されている。
The intermediate transfer
中間転写ローラ6は、中間転写ベルト7を間にして感光体ドラム3とは反対側に回転可能に支持されている。この中間転写ローラ6は、感光体ドラム3のトナー像を中間転写ベルト7に転写バイアスを与えるものである。
The intermediate transfer roller 6 is rotatably supported on the side opposite to the photosensitive drum 3 with the
中間転写ベルト7は、それぞれの感光体ドラム3に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム3に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト7に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト7上にカラーのトナー像(多色トナー像)を形成する機能を有している。この中間転写ベルト7は、ここでは、厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
The
感光体ドラム3から中間転写ベルト7へのトナー像の転写は、中間転写ベルト7の裏側(即ち、中間転写ベルト7の感光体ドラム3とは反対側)に接触している中間転写ローラ6によって行われる。中間転写ローラ6には、トナー像を中間転写ベルト7に転写するための高電圧の転写バイアス、即ち、トナーの帯電極性(例えばマイナス電極)とは逆極性(例えばプラス電極)の高電圧の転写バイアスが印加される。中間転写ローラ6は、ここでは、直径8mm〜10mmの金属(例えばステンレススチール)からなる回転軸をベースとされ、その表面は、導電性の弾性材(例えばEPDM、発泡ウレタン等の材料からなるもの)により覆われたローラとされている。中間転写ローラ6は、この導電性の弾性材により、中間転写ベルト7に対して均一に高電圧を印加できるようになっている。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のものを使用しているが、それに限定されるものではなく、ブラシ形状のものなども用いることができる。
The toner image is transferred from the photosensitive drum 3 to the
前記したように、原稿読取り装置Bにより読取られた原稿に対応する画像データ又は外部から受信した画像データによって感光体ドラム3上で各色のトナーにより顕像化(可視化)されたトナー像は、中間転写ベルト7で積層される。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト7の矢印D方向への表面移動によって、用紙Pと中間転写ベルト7とが対向する転写部位に配置された2次転写ユニット11によって用紙P上に転写される。
As described above, the toner image visualized with the toner of each color on the photosensitive drum 3 by the image data corresponding to the document read by the document reading device B or the image data received from the outside is an intermediate image. Laminated with the
中間転写ベルト7と2次転写ユニット11の転写ベルト11aとは相互に圧接されて、ニップ域を形成している。また、2次転写ユニット11の転写ベルト11aには、中間転写ベルト7上の各色のトナー像を用紙Pに転写させるための電圧、即ち、トナーの帯電極性(例えばマイナス電極)とは逆極性(例えばプラス電極)の電圧が印加される。さらに、前記ニップ域を定常的に得るために、2次転写ユニット11のローラ若しくは中間転写ベルト駆動ローラ81の何れか一方を金属ローラ等の硬質材料のものとし、他方を弾性ローラ等の軟質材料(例えば弾性ゴムや発泡性樹脂等の軟質材料)のものとしている。
The
ところで、2次転写ユニット11によって中間転写ベルト7上の各色のトナー像が用紙P上に完全に転写されず、中間転写ベルト7上にトナーが残存することがある。この残存トナーは次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。
By the way, the toner image of each color on the
このため、中間転写ベルトクリーニングユニット9は、該残存トナーが除去、回収されるように構成されている。例えば、中間転写ベルトクリーニングユニット9には、クリーニング部材として中間転写ベルト7に接触するクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードは、中間転写ベルト従動ローラ82と対向する位置において中間転写ベルト7の裏側(即ち、中間転写ベルト7の従動ローラ82とは反対側)で支持されている。
Therefore, the intermediate transfer
給紙トレイ10は、用紙Pを格納しておくためのトレイであり、本画像形成装置Aの画像形成部100の下側に設けられている。また、排出部15は、原稿読取装置Bの下側に設けられており、本実施の形態では、排紙トレイ15aを備えている。この排紙トレイ15aは、印刷済みの用紙Pをフェイスダウンで載置するためのトレイである。
The
また、本画像形成装置Aには、給紙トレイ10の用紙Pを2次転写ユニット11や定着機構12を経由させて排紙トレイ15aに送るための略S字形状の主搬送路S1が設けられている。
Further, the image forming apparatus A is provided with a substantially S-shaped main transport path S1 for sending the paper P in the
さらに、給紙トレイ10から排紙トレイ15aまでの主搬送路S1に沿って、ピックアップローラ16、レジストローラ14及び定着機構12が配設されている。
Further, a
ピックアップローラ16は、給紙トレイ10の端部に設けられ、給紙トレイ10から用紙Pを1枚ずつ主搬送路S1に供給する呼び込みローラである。
The
また、レジストローラ14は、給紙トレイ10から搬送されてくる用紙Pを一旦停止させて、用紙Pの先端を揃えるものである。また、レジストローラ14は、用紙Pを中間転写ベルト7上のトナー像と同期をとってタイミングよく搬送する機能を有している。
The
例えば、レジストローラ14は、図示しないレジスト前検知スイッチからの検知信号に基づいて、感光体ドラム3上のトナー像の画像位置を用紙Pにおける画像位置に合わせるように、用紙Pを搬送するようになっている。
For example, the
定着機構12は、用紙P上に形成されたトナー像を加熱溶融して固着させることで該用紙P上に定着させるものであり、一対の定着ローラ31,32を備えている。一対の定着ローラ31,32は、用紙Pを挟んで回転し得るようになっており、少なくとも一方が熱源33を有する加熱ローラとされている。本実施の形態では、一対の定着ローラ31,32の双方が加熱ローラとされている。
The fixing
なお、一対の定着ローラ31,32は、温度検出器34からの信号に基づき、後述する制御部200によって所定の定着温度となるように制御される。一対の定着ローラ31,32は、用紙Pを熱圧着することにより、用紙Pに転写された多色トナー像を溶融、混合、圧接し、用紙Pに対して熱定着させる機能を有している。
The pair of fixing
次に、現像装置2について詳述する。図2は、図1に示す現像装置2を示す模式図であり、図2(a)は、その側面図であり、図2(b)は、その平面図である。なお、図2(a)中の符号Eはトナー及びキャリアを主成分とする2成分現像剤を示し、符号E’は現像剤Eの上面を示している。なお、キャリアとしてはフェライト等の磁性材料を例示できる。
Next, the developing
図2に示すように、現像装置2は、現像剤担持体21と、現像槽22と、透磁率トナー濃度センサ23とを備えている。
As shown in FIG. 2, the developing
現像剤担持体21は、現像剤Eを担持するものであり、ここでは現像ローラとされている。現像剤担持体21は、現像槽22に配置されており、表面に現像剤Eを担持して回転駆動されるようになっている。これにより、現像剤担持体21は、表面に担持した現像剤Eを、感光体ドラム3上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送することができる。
The
具体的には、現像剤担持体21は、現像槽22に収容される現像剤Eを外周面上に担持して現像領域へ搬送する円筒体の現像スリーブ21aを有し、該現像スリーブ21a内に図示しないマグネットロールが設けられている。現像スリーブ21aは、前記マグネットロールに対して相対回転可能とされており、所定の回転方向に回転駆動されるようになっている。
Specifically, the
現像槽22は、現像剤Eを収容するものである。この現像槽22は、本実施の形態では、第1搬送部材22aと、第2搬送部材22bとが設けられている。第1搬送部材22aは、現像槽22における現像剤Eを軸方向の一方側から他方側へ搬送するものである。第2搬送部材22bは、現像槽22における現像剤Eを軸方向の他方側から一方側へ搬送するものである。
The developing
具体的には、第1搬送部材22aは、ここでは、現像槽22内の現像剤Eを現像剤担持体21に供給しつつ軸方向の一方側から他方側へ搬送するための第1搬送スクリューとされている。第2搬送部材22bは、ここでは、現像槽22内の現像剤Eを第1搬送部材22aに供給しつつ軸方向の他方側から一方側へ搬送するための第2搬送スクリューとされている。この第1及び第2搬送スクリュー22a,22bには、それぞれ、現像剤Eの搬送とトナー及びキャリアの混合とを行うための螺旋状フィン22a’,22b’が設けられている。
Specifically, here, the first conveying
透磁率トナー濃度センサ23は、現像剤Eの透磁率変化を利用したものであり、現像槽22に収容される現像剤Eの透磁率に対応する出力電圧値をトナー濃度として検出するものである。トナー濃度センサ23は、現像槽22の所定の検出位置に配設されている。
The magnetic permeability
本実施の形態においては、トナー濃度センサ23は、現像槽22において重力方向の最も底部に配置されている(図2(a)参照)。こうすることで、トナー濃度センサ23への現像剤Eの圧力が最も加わりやすいため、トナー濃度の検出を安定的に行うことが可能となる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、現像装置2は、現像槽22から現像剤担持体21の軸方向の一端部側へ延出した予備現像槽24を備えている。そして、現像装置2は、予備現像槽24に対して現像剤E及びトナーの供給を行うようになっている。
Further, in the present embodiment, the developing
画像形成装置Aは、現像装置2における現像剤Eにトナーを補給するトナー補給装置30をさらに備えている。トナー補給装置30は、予備現像槽24における現像剤Eに対してトナーの補給が行われるようになっている。トナー補給装置30は、ここでは、トナーボトル31を装着可能な中間ホッパーとされている。
The image forming apparatus A further includes a
現像装置2の予備現像槽24にはトナー補給装置30が連結されており、このトナー補給装置30にトナーボトル31が連結されている。トナーボトル31は、収容されるトナーをトナー補給装置30へ供給するようになっている。また、予備現像槽24は、現像槽22が空の状態において、後述する補正を行う際に、外部から供給された現像剤Eを一旦収容し、該現像剤Eを現像槽22の一方側端部に供給できるようになっている。これにより、現像槽22では、該現像剤Eを搬送部材22a,22bによって現像剤担持体21の軸方向に沿って均一に供給できるため、急激なトナー濃度の変化を起こすことなく、トナー濃度センサ23によるトナー濃度の検出を行うことが可能となっている。
A
また、トナー補給装置30は、制御部200からの作動信号によって予備現像槽24に補給できるようになっている。即ち、画像形成装置Aは、制御部200を備え、該制御部200が現像槽22に設けられたトナー濃度センサ23のセンサ出力値に基づきトナー濃度制御を行うことで、トナー補給装置30から予備現像槽24を介して現像槽22へトナーが補給されるようになっている。
Further, the
図3は、図1に示す画像形成装置Aの制御部200を中心に示す制御系の概略ブロック図である。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a control system mainly showing the
図3に示す制御部200は、図示を省略したCPU(Central Processing Unit)と、記憶部201とを備えている。記憶部201は、各種制御プログラムや必要な関数を記憶しており、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含んでいる。
The
制御部200は、前記CPUによって、各種制御プログラムを記憶部201から読み出し、該読み出した制御プログラムを実行することで、画像形成プロセス制御を行うように構成されている。
The
トナー濃度センサ23は、本実施の形態では、入力される制御電圧値(Vc)の変化によって出力動作点を調整できるように構成されている。このトナー濃度センサ23は、センサ出力値(Vout)が制御部200へ送信されると共に制御電圧値(Vc)が制御部200から入力されるように制御部200に電気的に接続されている。また、トナー補給装置30は、図3では図示していないが、作動信号が制御部200から受信されるように制御部200に電気的に接続されている。
In the present embodiment, the
そして、画像形成装置Aは、制御部200によって、トナー濃度センサ23のセンサ出力値に基づき2成分現像剤Eのトナー濃度を制御するようになっている。また、画像形成装置Aは、制御部200によって、現像剤Eのトナー濃度を制御するにあたり、現像槽22のセンサ出力値の特性を、現像装置2の基準となる基準現像装置における基準現像槽のセンサ出力値の特性に近づけるようにトナー濃度センサ23のセンサ出力値を補正するようになっている。
In the image forming apparatus A, the
即ち、前記制御プログラムは、ここでは、制御部200を、後述する設定手段、測定手段、算出手段及び補正手段を含む手段として機能させるためのものとされている。
[1]設定手段
[現像剤量に対する基準センサ出力値の設定]
前記設定手段は、前記基準現像装置における前記基準現像槽に収容された2成分現像剤の互いに異なる複数の現像剤量に対する前記基準現像槽の基準センサ出力値を記憶部201に予め記憶しておくようになっている。
In other words, the control program is for causing the
[1] Setting means [setting of reference sensor output value with respect to developer amount]
The setting means stores in the
下記表1は、2成分現像剤の初期のトナー濃度を5重量%(ここでは現像剤に対するトナーの重量比、以下、wt%という)とすると共に、前記複数の現像剤量を、現像槽への最終的に収容すべき所定の現像剤全量の25%,50%,75%,100%の現像剤量とし、該現像剤量に対する前記基準現像槽の基準センサ出力値(V)及びそれに対応する相当トナー濃度値(wt%)の一例を示したものである。なお、「相当トナー濃度値」とは、トナー濃度センサ23にて検出されたセンサ出力値に基づき実際に現像剤のトナー濃度を制御したと仮定した場合の制御後のトナー濃度に相当する値である。また、基準センサ出力値に対する相当トナー濃度値は、所定の換算テーブル又は所定の換算式を用いることで求めることができる。後述する表2の測定センサ出力値に対する相当トナー濃度値も同様である。この換算テーブル又は換算式は、本実施の形態では、記憶部201に予め記憶されている。
Table 1 below shows that the initial toner concentration of the two-component developer is 5 wt% (here, the weight ratio of the toner to the developer, hereinafter referred to as wt%), and the plurality of developer amounts are supplied to the developing tank. The developer amount is 25%, 50%, 75%, and 100% of the total amount of the predetermined developer to be finally stored, and the reference sensor output value (V) of the reference developer tank with respect to the developer amount and corresponding thereto 3 shows an example of the equivalent toner density value (wt%). The “equivalent toner density value” is a value corresponding to the toner density after control when it is assumed that the toner density of the developer is actually controlled based on the sensor output value detected by the
[現像剤量に対する測定センサ出力値の測定]
前記測定手段は、現像槽22に収容された2成分現像剤Eの前記複数の現像剤量に対するトナー濃度センサ23の測定センサ出力値をそれぞれ測定するようになっている。
The measuring means measures the measurement sensor output value of the
この測定にあたっては、前記複数の現像剤量に対応するように現像剤Eを(ここでは25%ごとに)分割しておく。そして、各分割された現像剤量(ここでは25%)ごとに予備現像槽24を介して現像槽22へ撹拌しつつ投入してセンサ出力値を測定し、その現像剤量ごとに測定されたセンサ出力値をその現像剤量と共に画像形成装置Aの操作部における図示を省略した入力手段へ入力する。これにより、画像形成装置Aに対して現像剤量に対するセンサ出力値を認識させることができる。
In this measurement, the developer E is divided (here, every 25%) so as to correspond to the plurality of developer amounts. Then, each divided developer amount (25% in this case) was added to the developing
下記表2は、前記現像剤全量の25%,50%,75%,100%の現像剤量に対する現像槽22の測定センサ出力値(V)及びそれに対応する相当トナー濃度値(wt%)の一例を示したものである。
Table 2 below shows the measurement sensor output value (V) of the developing
本実施の形態では、前記トナー濃度制御は、2成分現像剤Eの目標とするトナー濃度が5wt%になるように制御されるようになっている。
[3]算出手段
前記算出手段は、前記測定手段にて測定された前記測定センサ出力値と、前記設定手段にて予め設定された前記基準センサ出力値とを比較して前記基準現像槽に対する現像槽22のセンサ出力値の特性変化を算出するようになっている。
In the present embodiment, the toner density control is controlled so that the target toner density of the two-component developer E is 5 wt%.
[3] Calculation means The calculation means compares the measurement sensor output value measured by the measurement means with the reference sensor output value preset by the setting means, and develops the reference developing tank. The characteristic change of the sensor output value of the
詳しくは、前記特性変化は、本実施の形態では、前記基準センサ出力値を基準にした前記測定センサ出力値のシフト量の変化及び現像剤量に対する前記基準センサ出力値の傾きを基準にした現像剤量に対する前記測定センサ出力値の傾きの変化とされている。
[シフト量の算出]
前記算出手段は、前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値を基準にした前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値のシフト量を算出する。
Specifically, in the present embodiment, the characteristic change is developed based on a change in the shift amount of the measurement sensor output value based on the reference sensor output value and an inclination of the reference sensor output value with respect to the developer amount. The change in the inclination of the output value of the measurement sensor with respect to the amount of the agent is assumed.
[Calculation of shift amount]
The calculating means calculates a shift amount of the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value based on the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value.
ここでは、前記シフト量の算出は前記現像剤全量(100%)の所で行っている。即ち、前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値は5wt%とされている(表1の斜線部参照)。従って、前記基準センサ出力値(2.5V)に対応する相当トナー濃度値(5.0wt%)を基準にした前記測定センサ出力値(2.4V)に対応する相当トナー濃度値(5.2wt%)(表2の斜線部参照)のシフト量は0.2wt%(=5.2wt%−5.0wt%)となる。 Here, the shift amount is calculated at the total amount of developer (100%). That is, the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value is 5 wt% (see the shaded area in Table 1). Accordingly, the equivalent toner density value (5.2 wt) corresponding to the measurement sensor output value (2.4 V) based on the equivalent toner density value (5.0 wt%) corresponding to the reference sensor output value (2.5 V). %) (See the shaded area in Table 2) is 0.2 wt% (= 5.2 wt% -5.0 wt%).
トナー濃度センサ23は、既述したように、入力される制御電圧値の変化によって出力動作点を調整できるように構成されたものである。
As described above, the
ここで、制御電圧値が入力可能な透磁率トナー濃度センサ23の出力動作点について説明しておく。
Here, the output operation point of the magnetic permeability
図6は、トナー濃度センサ23の出力動作点を調整する制御電圧値(Vc)とトナー濃度センサのセンサ出力値(Vout)との関係を表すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the control voltage value (Vc) for adjusting the output operating point of the
透磁率トナー濃度センサ23は、図6に示すように、制御電圧値(Vc)によりセンサ出力値(Vout)を所定変動範囲内で変化させることが可能となっている。
As shown in FIG. 6, the magnetic permeability
本実施の形態では、トナー濃度センサ23のセンサ出力値(Vout)の所定変動範囲は、0V〜5Vとされている。また、トナー濃度センサ23の制御電圧値(Vc)の所定調整範囲は、256段階の指数0〜255で表している。
In the present embodiment, the predetermined fluctuation range of the sensor output value (Vout) of the
図7は、現像剤のトナー濃度値とトナー濃度センサの出力値(Vout)との関係を表すグラフである。なお、「トナー濃度値」とは、トナー濃度センサ23にて検出されたセンサ出力値(Vout)に基づき画像形成装置Aの制御部200が認識する現像剤Eのトナー濃度である。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the toner density value of the developer and the output value (Vout) of the toner density sensor. The “toner density value” is the toner density of the developer E recognized by the
図6に示すように、制御電圧値(Vc)を変更すれば、それに応じてセンサ出力値(Vout)を変更させることができる。また、図7に示すように、センサ出力値(Vout)を変更すれば、それに応じてトナー濃度値及びそれに対応して相当トナー濃度値を変更させることができる。従って、制御電圧値(Vc)を変更すれば、それに応じてセンサ出力値(Vout)に対応する相当トナー濃度値を変更させることができる。 As shown in FIG. 6, if the control voltage value (Vc) is changed, the sensor output value (Vout) can be changed accordingly. Further, as shown in FIG. 7, if the sensor output value (Vout) is changed, the toner density value and the corresponding toner density value can be changed accordingly. Therefore, if the control voltage value (Vc) is changed, the corresponding toner density value corresponding to the sensor output value (Vout) can be changed accordingly.
さらに、センサ出力値(Vout)の変化量に対する制御電圧値(Vc)の変化量の割合(図6の直線部分における波形の傾き)を変更すれば、それに応じてセンサ出力値(Vout)の変化量に対するトナー濃度値の変化量の割合(図7の直線部分における波形の傾き)を変更させることができる。従って、センサ出力値(Vout)に対応するトナー濃度値の変化量に対する制御電圧値(Vc)の変化量の割合(傾き)を変更すれば、それに応じてセンサ出力値(Vout)の変化量に対するトナー濃度値に対応する相当トナー濃度値の変化量の割合(傾き)を変更することができる。 Furthermore, if the ratio of the change amount of the control voltage value (Vc) to the change amount of the sensor output value (Vout) (the slope of the waveform in the straight line portion of FIG. 6) is changed, the change in the sensor output value (Vout) is accordingly changed. The ratio of the change amount of the toner density value to the amount (the slope of the waveform in the straight line portion in FIG. 7) can be changed. Therefore, if the ratio (slope) of the change amount of the control voltage value (Vc) to the change amount of the toner density value corresponding to the sensor output value (Vout) is changed, the change amount of the sensor output value (Vout) is changed accordingly. It is possible to change the ratio (slope) of the change amount of the equivalent toner density value corresponding to the toner density value.
透磁率トナー濃度センサ23は、図7に示すように、現像剤Eのトナー濃度値の変化に対してセンサ出力値が変化し、このセンサ出力値の変動範囲(ここでは0V〜5V)の中心付近が最も安定していることから、本実施の形態では、目標とするトナー濃度値(ここでは5wt%)で前記基準現像槽の基準センサ出力値を変動範囲(ここでは0V〜5V)の中心位置(ここでは2.5V)にすると共に、制御電圧値を調整範囲(ここでは0〜255)の中心位置(ここでは128)にしている。
[補正用制御電圧値の算出]
また、前記算出手段は、前記シフト量に応じた出力動作点が得られるように補正用制御電圧値を算出する。
As shown in FIG. 7, the magnetic permeability
[Calculation of control voltage value for correction]
The calculation means calculates a correction control voltage value so that an output operating point corresponding to the shift amount is obtained.
ここでは、前記シフト量が0.2wt%であるので、前記基準現像槽の基準となる制御電圧値(128)から補正用制御電圧値(124)を算出する。なお、前記シフト量に対する補正用制御電圧値の算出は、所定の換算テーブル又は所定の換算式を用いることで求めることができる。この換算テーブル又は換算式は、本実施の形態では、記憶部201に予め記憶されている。
[現像剤量に対する相当トナー濃度値の傾きの算出]
また、前記算出手段は、現像剤量に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾き及び現像剤量に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾きを算出する。
Here, since the shift amount is 0.2 wt%, the correction control voltage value (124) is calculated from the reference control voltage value (128) of the reference developing tank. The correction control voltage value for the shift amount can be calculated by using a predetermined conversion table or a predetermined conversion formula. This conversion table or conversion formula is stored in advance in the
[Calculation of slope of equivalent toner density value with respect to developer amount]
Further, the calculating means calculates an inclination of the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value with respect to the developer amount and an inclination of the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value with respect to the developer amount.
ここで、現像剤量に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾きは、現像剤量の所定区間の変化量に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の変化量の割合で算出することができる。また、現像剤量に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾きは、同様にして、現像剤量の前記所定区間の変化量に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の変化量の割合で算出することができる。 Here, the slope of the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value with respect to the developer amount is the ratio of the change amount of the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value to the change amount of the developer amount in a predetermined section. Can be calculated. Similarly, the inclination of the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value with respect to the developer amount is the same as the inclination of the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value with respect to the change amount of the developer amount in the predetermined section. It can be calculated by the rate of change.
ここでは、前記傾きの算出も前記現像剤全量(100%)の所で行っている。具体的には、現像剤量の所定区間は前記現像剤全量の75%〜100%とされている。従って、現像剤量の所定区間(前記現像剤全量の75%〜100%)の変化量は25%(=100%−75%)となり、現像剤量の所定区間の変化量(25%)に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値(4.1wt%〜5.0wt%)の変化量0.9wt%(=5.0wt%−4.1wt%)の割合(傾き)は0.036(=0.9wt%/25%)となる(表1参照)。 Here, the calculation of the slope is also performed at the total amount of the developer (100%). Specifically, the predetermined section of the developer amount is 75% to 100% of the total amount of the developer. Therefore, the change amount of the developer amount in a predetermined section (75% to 100% of the total amount of the developer) is 25% (= 100% −75%), and the change amount of the developer amount in the predetermined section (25%). The ratio (slope) of the change amount 0.9 wt% (= 5.0 wt% -4.1 wt%) of the equivalent toner density value (4.1 wt% to 5.0 wt%) corresponding to the reference sensor output value is 0. 036 (= 0.9 wt% / 25%) (see Table 1).
同様に、現像剤量の所定区間(前記現像剤全量の75%〜100%)の変化量(25%)に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値(4.0wt%〜5.2wt%)の変化量1.2wt%(=5.2wt%−4.0wt%)の割合(傾き)は0.048(=1.2wt%/25%)となる(表2参照)。
[傾きの変化割合の算出]
また、前記算出手段は、現像剤量に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾き(以下、第1傾きという)を基準にした現像剤量に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾き(以下、第2傾きという)の変化割合を算出する。
Similarly, an equivalent toner density value (4.0 wt% to 5.2 wt%) corresponding to the measured sensor output value with respect to a change amount (25%) in a predetermined section of the developer amount (75% to 100% of the total amount of the developer). %) Of 1.2 wt% (= 5.2 wt% -4.0 wt%) (slope) is 0.048 (= 1.2 wt% / 25%) (see Table 2).
[Calculation of change rate of slope]
Further, the calculating means corresponds to the measurement sensor output value relative to the developer amount based on an inclination of an equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value relative to the developer amount (hereinafter referred to as a first inclination). The change rate of the slope of the toner density value (hereinafter referred to as the second slope) is calculated.
即ち、前記第1傾きをa、前記第2傾きをbとした場合、下記の(式1)にて前記変化割合cを算出することができる。 That is, when the first slope is a and the second slope is b, the change ratio c can be calculated by the following (Equation 1).
c=b/a …(式1)
ここでは、前記第1傾きaが0.036であり、前記第2傾きbが0.048であるので、前記変化割合cは4/3(=0.48/0.36)となる。
[基準傾きの算出]
また、前記算出手段は、濃度検出センサのセンサ出力値に対応するトナー濃度値に対する基準となる制御電圧値の基準傾きを算出する。このトナー濃度値に対する基準となる制御電圧値は、予め設定されている。本実施の形態では、この基準制御電圧値は、記憶部201に予め記憶されている。
c = b / a (Formula 1)
Here, since the first inclination a is 0.036 and the second inclination b is 0.048, the change ratio c is 4/3 (= 0.48 / 0.36).
[Calculation of reference slope]
Further, the calculating means calculates a reference slope of a control voltage value serving as a reference for the toner density value corresponding to the sensor output value of the density detection sensor. A reference control voltage value for the toner density value is set in advance. In the present embodiment, this reference control voltage value is stored in the
この傾きは、トナー濃度値の所定区間の変化量に対する基準制御電圧値の変化量の割合で算出することができる。 This inclination can be calculated by the ratio of the change amount of the reference control voltage value to the change amount of the toner density value in a predetermined section.
下記表3は、トナー濃度値に対する基準制御電圧値を示したものである。また、図9の実線は、表3に示す値をグラフにしたものである。なお、センサ出力値に対応するトナー濃度値に対する基準制御電圧値の算出は、所定の換算テーブル又は所定の換算式を用いることで求めることができる。この換算テーブル又は換算式は、本実施の形態では、記憶部201に予め記憶されている。
Table 3 below shows reference control voltage values with respect to toner density values. Further, the solid line in FIG. 9 is a graph of the values shown in Table 3. The calculation of the reference control voltage value for the toner concentration value corresponding to the sensor output value can be obtained by using a predetermined conversion table or a predetermined conversion formula. This conversion table or conversion formula is stored in advance in the
[補正用傾きの算出]
さらに、前記算出手段は、前記基準傾きを前記変化割合で割った補正用傾きを算出する。
[Calculation of correction slope]
Further, the calculation means calculates a correction inclination obtained by dividing the reference inclination by the change rate.
ここでは、前記基準傾きは8であり、前記変化割合cは4/3であるので、前記基準傾き(8)を前記変化割合(4/3)で割った補正用傾きは6(=8/(4/3))となる。
[4]補正手段
前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記特性変化に基づき、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくようにトナー濃度センサ23のセンサ出力値を補正するようになっている。
[補正用制御電圧による補正]
詳しくは、前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記補正用制御電圧値をトナー濃度センサ23に入力して、トナー濃度センサ23のセンサ出力値を補正する。
Here, since the reference inclination is 8 and the change ratio c is 4/3, the correction inclination obtained by dividing the reference inclination (8) by the change ratio (4/3) is 6 (= 8 / (4/3)).
[4] Correction means The correction means changes the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value to the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value based on the characteristic change calculated by the calculation means. The sensor output value of the
[Correction by control voltage for correction]
Specifically, the correction means inputs the correction control voltage value calculated by the calculation means to the
図8に、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値を前記補正用制御電圧値によりシフトさせた状態を示す。 FIG. 8 shows a state where an equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value is shifted by the correction control voltage value.
ここでは、前記算出手段で算出された補正用制御電圧値(124)をトナー濃度センサ23に入力する。そうすると、図8に示す波形になるが、このままでは、現像剤量に対する相当トナー濃度値の傾きがかなりずれているので、次の補正用傾きによる補正を行う。
[補正用傾きによる補正]
即ち、前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記補正用傾きをセンサ出力値に対応するトナー濃度値に対するトナー濃度センサ23の前記補正用制御電圧値の傾きとして、トナー濃度センサ23のセンサ出力値を補正する。
Here, the correction control voltage value (124) calculated by the calculation means is input to the
[Correction by tilt for correction]
In other words, the correction means uses the correction inclination calculated by the calculation means as the inclination of the correction control voltage value of the
下記表4は、トナー濃度値に対する補正後の制御電圧値を示したものである。また、図9の鎖線は、表4に示す値をグラフにしたものである。 Table 4 below shows control voltage values after correction with respect to toner density values. Also, the chain line in FIG. 9 is a graph of the values shown in Table 4.
このように補正することで、図10に示すように現像槽22の前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値を前記基準現像槽の前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づけることができる。以降、このように補正された状態で前記トナー濃度制御がなされる。
By correcting in this way, as shown in FIG. 10, the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value of the developing
本発明の実施に係る画像形成装置Aによれば、前記特性変化に基づき、現像槽22の前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記基準現像槽の前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように、即ち、センサ単体の感度ばらつきに加えて、現像槽の組み立て精度を含めた現像装置全体のばらつきをも考慮して、トナー濃度センサ23のセンサ出力値を補正するので、トナー濃度センサ23が組み込まれる複数の現像槽間で、たとえ画像形成に伴う現像剤量の変化や現像剤Eの劣化に伴う嵩密度の変化が生じて現像剤量に対するセンサ出力値のばらつきが発生しても、該複数の現像槽間でばらつきの少ないトナー濃度制御を行うことが可能となる。
According to the image forming apparatus A according to the embodiment of the present invention, based on the characteristic change, an equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value of the developing
なお、トナー濃度制御は、実際上、前記現像剤全量付近で行う。この点、本実施の形態では、トナー濃度センサ23のセンサ出力値の補正を前記現像剤全量の所で行っているので、補正精度の向上を図ることができる。
The toner density control is actually performed in the vicinity of the total amount of the developer. In this regard, in the present embodiment, the correction of the sensor output value of the
本発明の実施に係る画像形成装置Aにおいては、例えば、前記複数の現像剤量に対するトナー濃度センサ23の測定センサ出力値の測定は、空の状態の現像槽22への現像剤E投入時に行うことが好ましい。こうすることで、画像形成装置Aのセットアップ時、或いは現像剤Eや現像装置2の交換時にトナー濃度センサ23のセンサ出力値の補正を行うことができる。
In the image forming apparatus A according to the embodiment of the present invention, for example, the measurement sensor output value of the
また、本発明の実施に係る画像形成装置Aでは、前記算出手段で算出された前記特性変化が所定の範囲を超えた場合には、警報を発するようになっている。こうすることで、前記基準センサ出力値に対する前記測定センサ出力値の極端な特性変化や突発的な問題の発生を使用者に報知することができる。前記警報態様としては、該画像形成装置Aに設けられた操作部の図示を省略した表示部上へのメッセージ表示等を行う警報装置と、前記特性変化が所定の範囲が所定の範囲を超えているか否かを判定し、該判定の結果超えていると判断した場合には、前記警報装置に対して警報信号を発する判定手段とを備える態様を例示できる。 Further, in the image forming apparatus A according to the embodiment of the present invention, when the characteristic change calculated by the calculating unit exceeds a predetermined range, an alarm is issued. By doing so, it is possible to notify the user of an extreme characteristic change in the measurement sensor output value with respect to the reference sensor output value or the occurrence of a sudden problem. As the alarm mode, an alarm device that displays a message on a display unit (not shown) of the operation unit provided in the image forming apparatus A, and the characteristic change exceeds a predetermined range. It is possible to exemplify an aspect including a determination unit that issues an alarm signal to the alarm device when it is determined whether or not the result of the determination is exceeded.
また、本発明の実施に係る画像形成装置Aは、図2(a)に示すように、現像槽22に収容される現像剤E周辺の相対湿度を検出する湿度センサ25を備えていてもよい。湿度センサ25は、図示例では現像槽22に設けられている。また、湿度センサ25は、図3では図示を省略したが、センサ出力値が制御部200へ送信されるように制御部200に電気的に接続されている。
Further, the image forming apparatus A according to the embodiment of the present invention may include a
この場合、画像形成装置Aの制御部200は、次のように構成することができる。以下、前記と同様の内容については説明を省略する。
[1]設定手段
即ち、前記設定手段は、互いに異なる複数の相対湿度の所定の範囲にそれぞれ対応した複数の前記基準センサ出力値を記憶部201に予め設定しておくようになっている。
In this case, the
[1] Setting means In other words, the setting means previously sets a plurality of reference sensor output values respectively corresponding to predetermined ranges of a plurality of different relative humidities in the
下記表5は、基準となる湿度を60%として、現像剤全量の25%,50%,75%,100%の現像剤量に対する複数の相対湿度の所定の範囲(20%以上35%未満,35%以上50%未満,50%以上60%未満,60%以上75%未満,75%以上90%未満,90%以上)にそれぞれ対応した前記基準現像槽の基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の一例を示したものである。 Table 5 below shows a predetermined range of a plurality of relative humidity (20% or more and less than 35%, with respect to the developer amount of 25%, 50%, 75%, 100% of the total amount of developer, with reference humidity being 60%. 35% or more and less than 50%, 50% or more and less than 60%, 60% or more and less than 75%, 75% or more and less than 90%, and 90% or more) corresponding toner corresponding to the reference sensor output value of the reference developing tank. An example of a density value is shown.
前記測定手段は、現像槽22に収容された2成分現像剤Eの前記複数の現像剤量に対するトナー濃度センサ23の測定センサ出力値をそれぞれ測定するようになっている。
下記表6は、現像槽22への前記現像剤全量の25%,50%,75%,100%の現像剤量に対する湿度センサ25にて検出された相対湿度(20%,35%,50%,60%,75%,90%)に対する現像槽22の測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の一例を示したものである。
Table 6 below shows relative humidity (20%, 35%, 50%) detected by the
[シフト量の算出]
前記算出手段は、前記複数の相対湿度範囲のうち湿度センサ25にて検出された相対湿度(例えば75%)に適合する相対湿度範囲(75%以上90未満)に対応する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値を基準にした前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値のシフト量を算出する。
The calculation means sets the reference sensor output value corresponding to a relative humidity range (75% or more and less than 90) that matches a relative humidity (for example, 75%) detected by the
ここでは、前記シフト量の算出は前記現像剤全量の所で行っているから、湿度75%の場合、前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値は4.8wt%とされている(表5の斜線部参照)。従って、前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値(4.8wt%)を基準にした前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値(5.0wt%)(表6の斜線部参照)のシフト量は0.2wt%(=5.0wt%−4.8wt%)となる。
[補正用制御電圧値の算出]
また、前記算出手段は、前記シフト量に応じた出力動作点が得られるように前記複数の相対湿度範囲のうち湿度センサ25にて検出された相対湿度(例えば75%)に適合する相対湿度範囲(75%以上90未満)に対応する補正用制御電圧値を算出する。
Here, since the shift amount is calculated at the total amount of the developer, when the humidity is 75%, the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value is 4.8 wt% (Table 1). 5). Accordingly, the equivalent toner density value (5.0 wt%) corresponding to the measurement sensor output value based on the equivalent toner density value (4.8 wt%) corresponding to the reference sensor output value (see the shaded portion in Table 6). Is 0.2 wt% (= 5.0 wt% -4.8 wt%).
[Calculation of control voltage value for correction]
In addition, the calculating unit may be a relative humidity range that matches a relative humidity (for example, 75%) detected by the
下記表7は、前記複数の相対湿度の所定の範囲にそれぞれ対応した基準制御電圧値を示したものである。 Table 7 below shows reference control voltage values respectively corresponding to the predetermined ranges of the plurality of relative humidity.
[現像剤量に対する相当トナー濃度値の傾きの算出]
また、前記算出手段は、現像剤量に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾き及び現像剤量に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾きを算出する。
[Calculation of slope of equivalent toner density value with respect to developer amount]
Further, the calculating means calculates an inclination of the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value with respect to the developer amount and an inclination of the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value with respect to the developer amount.
ここでは、前記傾きの算出も前記現像剤全量の所で行っているので、現像剤量の所定区間は前記現像剤全量の75%〜100%とされている。従って、現像剤量の所定区間(前記現像剤全量の75%〜100%)の変化量は25%となり、湿度75%の場合、現像剤量の所定区間の変化量に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値(3.9wt%〜4.8wt%)の変化量0.9wt%の割合(第1傾き)は0.036となる(表5参照)。 Here, since the slope is also calculated at the total amount of the developer, the predetermined section of the developer amount is 75% to 100% of the total amount of the developer. Accordingly, the amount of change in a predetermined section of developer amount (75% to 100% of the total amount of developer) is 25%. When the humidity is 75%, the reference sensor output value with respect to the amount of change in the predetermined section of developer amount is set. The ratio (first slope) of the change amount 0.9 wt% of the corresponding equivalent toner density value (3.9 wt% to 4.8 wt%) is 0.036 (see Table 5).
同様に、湿度75%の場合、現像剤量の所定区間(前記現像剤全量の75%〜100%)の変化量に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値(3.8wt%〜5.0wt%)の変化量1.2wt%の割合(第2傾き)は0.048となる(表6参照)。
[傾きの変化割合の算出]
また、前記算出手段は、前記第1傾きを基準にした前記第2傾きの変化割合を算出する。
Similarly, when the humidity is 75%, an equivalent toner density value (3.8 wt% to 5 wt%) corresponding to the measured sensor output value with respect to a change amount in a predetermined section of the developer amount (75% to 100% of the total amount of the developer). (0.0 wt%) of the change amount 1.2 wt% (second slope) is 0.048 (see Table 6).
[Calculation of change rate of slope]
The calculating means calculates a change rate of the second inclination based on the first inclination.
即ち、前記第1傾きをa、前記第2傾きをbとした場合、前記の(式1)にて前記変化割合cを算出すると、ここでは、傾きaが0.036であり、傾きbが0.048であるので、前記変化割合cは4/3(=0.48/0.36)となる。
[基準傾きの算出]
また、前記算出手段は、トナー濃度値に対する基準制御電圧値の基準傾きを算出する。前記表7は、トナー濃度値に対する基準制御電圧値も示している。なお、トナー濃度値に対する基準制御電圧値の算出も、前記と同様、換算テーブル又は換算式を用いることで求めることができる。
That is, when the first inclination is a and the second inclination is b, the change ratio c is calculated by the above (Equation 1). Here, the inclination a is 0.036 and the inclination b is Since it is 0.048, the change ratio c is 4/3 (= 0.48 / 0.36).
[Calculation of reference slope]
The calculating means calculates a reference slope of the reference control voltage value with respect to the toner density value. Table 7 also shows the reference control voltage value with respect to the toner density value. The calculation of the reference control voltage value with respect to the toner density value can also be obtained by using a conversion table or a conversion formula, as described above.
ここでは、表7に示すように、トナー濃度値の所定区間は4.5wt%〜5.0wt%とされているので、湿度75%の場合、トナー濃度値の所定区間の変化量0.5wt%に対する基準制御電圧値の変化量4(=128−124)の割合(基準傾き)は8となる(表7の斜線部参照)。
[補正用傾きの算出]
さらに、前記算出手段は、前記基準傾きを前記変化割合で割った補正用傾きを算出する。
Here, as shown in Table 7, the predetermined interval of the toner density value is 4.5 wt% to 5.0 wt%. Therefore, when the humidity is 75%, the change amount of the predetermined interval of the toner density value is 0.5 wt%. The ratio (reference slope) of the change amount 4 (= 128-124) of the reference control voltage value to% is 8 (see the hatched portion in Table 7).
[Calculation of correction slope]
Further, the calculation means calculates a correction inclination obtained by dividing the reference inclination by the change rate.
ここでは、前記基準傾きは8であり、前記変化割合cは4/3であるので、前記基準傾きを前記変化割合で割った補正用傾きは6となる。
[4]補正手段
[補正用制御電圧による補正]
そして、前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記補正用制御電圧値をトナー濃度センサ23に入力して、トナー濃度センサ23のセンサ出力値を補正する。
Here, since the reference inclination is 8 and the change rate c is 4/3, the correction inclination obtained by dividing the reference inclination by the change rate is 6.
[4] Correction means [correction by correction control voltage]
The correction means inputs the correction control voltage value calculated by the calculation means to the
ここでは、前記算出手段で算出された補正用制御電圧値(120)をトナー濃度センサ23に入力する。
[補正用傾きによる補正]
また、前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記補正用傾き(ここでは6)をトナー濃度値に対するトナー濃度センサ23の前記補正用制御電圧値の傾きとして、トナー濃度センサ23のセンサ出力値を補正する。
Here, the correction control voltage value (120) calculated by the calculation means is input to the
[Correction by tilt for correction]
Further, the correction means uses the correction slope (here, 6) calculated by the calculation means as the slope of the correction control voltage value of the
下記表8は、トナー濃度値に対する補正後の制御電圧値を示したものである。 Table 8 below shows control voltage values after correction with respect to toner density values.
斯かる構成を備えた画像形成装置Aでは、現像剤E周辺の湿度変化に拘わらず、トナー濃度センサ23のセンサ出力値を適正なものに補正することが可能となる。
In the image forming apparatus A having such a configuration, the sensor output value of the
2 現像装置
21 現像剤担持体
22 現像槽
23 トナー濃度センサ
24 予備現像槽
25 湿度センサ
200 制御部
201 記憶部
A 画像形成装置
E 現像剤
2 Developing
Claims (9)
基準現像装置における基準現像槽に収容された2成分現像剤の互いに異なる複数の現像剤量に対する前記基準現像槽の基準センサ出力値を予め設定しておく設定手段と、
前記現像槽に収容された2成分現像剤の前記複数の現像剤量に対する前記トナー濃度センサの測定センサ出力値をそれぞれ測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記測定センサ出力値と、前記設定手段にて予め設定された前記基準センサ出力値とを比較して前記基準現像槽に対する前記現像槽のセンサ出力値の特性変化を算出する算出手段と、
前記算出手段にて算出された前記特性変化に基づき、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正する補正手段と
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 A developing device having a developing tank for storing a two-component developer containing toner and a carrier, and a toner concentration sensor for detecting a toner concentration of the two-component developer stored in the developing tank, the sensor of the toner concentration sensor An image forming apparatus that controls the toner concentration of the two-component developer based on an output value,
Setting means for presetting a reference sensor output value of the reference developing tank for a plurality of different developer amounts of the two-component developer contained in the reference developing tank in the reference developing device;
Measuring means for respectively measuring measurement output values of the toner concentration sensor with respect to the plurality of developer amounts of the two-component developer contained in the developing tank;
By comparing the measured sensor output value measured by the measuring means with the reference sensor output value preset by the setting means, the characteristic change of the sensor output value of the developing tank relative to the reference developing tank is determined. A calculating means for calculating;
Based on the characteristic change calculated by the calculation means, the sensor output of the toner density sensor is adjusted so that the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value approaches the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value. An image forming apparatus comprising: a correction unit that corrects the value.
前記設定手段は、互いに異なる複数の相対湿度の所定の範囲にそれぞれ対応した複数の前記基準センサ出力値が予め設定されており、
前記算出手段は、前記測定手段にて測定された前記測定センサ出力値と、前記複数の相対湿度範囲のうち前記湿度センサにて検出された相対湿度に適合する相対湿度範囲に対応する前記基準センサ出力値とを比較して前記基準現像槽に対する前記現像槽のセンサ出力値の特性変化を算出し、
前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記特性変化に基づき、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記複数の相対湿度範囲のうち前記湿度センサにて検出された相対湿度に適合する相対湿度範囲に対応する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A humidity sensor for detecting the relative humidity around the developer contained in the developer tank;
The setting means is preset with a plurality of reference sensor output values respectively corresponding to a predetermined range of a plurality of different relative humidity,
The calculation means includes the reference sensor corresponding to a relative humidity range that matches the measurement sensor output value measured by the measurement means and the relative humidity detected by the humidity sensor among the plurality of relative humidity ranges. Compare the output value and calculate the characteristic change of the sensor output value of the developing tank relative to the reference developing tank,
The correction means is a relative humidity in which an equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value is detected by the humidity sensor in the plurality of relative humidity ranges based on the characteristic change calculated by the calculation means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the sensor output value of the toner density sensor is corrected so as to approach an equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value corresponding to a relative humidity range that conforms to .
前記トナー濃度センサは、入力される制御電圧値の変化によって出力動作点を調整できるように構成された透磁率トナー濃度センサであり、
前記算出手段は、前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値を基準にした前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値のシフト量に応じた出力動作点が得られるように補正用制御電圧値を算出し、さらに、現像剤量に対する前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾きを基準にした現像剤量に対する前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値の傾きの変化割合を算出すると共に、トナー濃度値に対する基準となる制御電圧値の基準傾きを前記変化割合で割った補正用傾きを算出し、
前記補正手段は、前記算出手段にて算出された前記補正用制御電圧値を前記トナー濃度センサに入力すると共に、前記算出手段にて算出された前記補正用傾きをトナー濃度値に対する前記トナー濃度センサの前記補正用制御電圧値の傾きとして、前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The characteristic change is a change in the measurement sensor output value relative to the developer amount based on a change in the shift amount of the measurement sensor output value relative to the reference sensor output value and a slope of the reference sensor output value relative to the developer amount. Change in inclination,
The toner concentration sensor is a magnetic permeability toner concentration sensor configured to be able to adjust an output operating point according to a change in an input control voltage value.
The calculation means controls the correction so that an output operating point corresponding to the shift amount of the equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value based on the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value is obtained. A voltage value is calculated, and a change in the slope of the equivalent toner density value corresponding to the measured sensor output value with respect to the developer amount based on the slope of the equivalent toner density value corresponding to the reference sensor output value with respect to the developer amount is calculated. A ratio is calculated, and a correction slope is calculated by dividing the reference slope of the control voltage value serving as a reference for the toner density value by the change ratio,
The correction means inputs the correction control voltage value calculated by the calculation means to the toner density sensor, and uses the correction inclination calculated by the calculation means with respect to the toner density sensor. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a sensor output value of the toner density sensor is corrected as an inclination of the correction control voltage value.
基準現像装置における基準現像槽に収容された2成分現像剤の互いに異なる複数の現像剤量に対する前記基準現像槽の基準センサ出力値を予め設定しておき、前記現像槽に収容された2成分現像剤の前記複数の現像剤量に対する前記トナー濃度センサの測定センサ出力値をそれぞれ測定し、該測定された前記測定センサ出力値と、予め設定された前記基準センサ出力値とを比較して前記基準現像槽に対する前記現像槽のセンサ出力値の特性変化を算出し、該算出された前記特性変化に基づき、前記測定センサ出力値に対応する相当トナー濃度値が前記基準センサ出力値に対応する相当トナー濃度値に近づくように前記トナー濃度センサのセンサ出力値を補正することを特徴とするトナー濃度制御方法。 A developing device having a developing tank for storing a two-component developer containing toner and a carrier, and a toner concentration sensor for detecting a toner concentration of the two-component developer stored in the developing tank, the sensor of the toner concentration sensor A toner concentration control method for an image forming apparatus for controlling the toner concentration of the two-component developer based on an output value,
The reference sensor output value of the reference developer tank is set in advance for a plurality of different developer amounts of the two-component developer housed in the reference developer tank in the reference developing device, and the two-component developer housed in the developer tank is set. A measurement sensor output value of the toner concentration sensor for each of the plurality of developer amounts of the agent is measured, and the measured sensor output value is compared with a preset reference sensor output value to determine the reference A characteristic change of the sensor output value of the developing tank with respect to the developing tank is calculated, and based on the calculated characteristic change, an equivalent toner density value corresponding to the measurement sensor output value corresponds to the reference toner output value A toner density control method, wherein the sensor output value of the toner density sensor is corrected so as to approach the density value.
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| JP2010127950A (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Kyocera Mita Corp | Developing device, image forming apparatus and toner replenishment method |
| JP2015230367A (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | コニカミノルタ株式会社 | Developing device, image forming apparatus, and control voltage correction method |
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