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JP2006343647A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2006343647A
JP2006343647A JP2005170864A JP2005170864A JP2006343647A JP 2006343647 A JP2006343647 A JP 2006343647A JP 2005170864 A JP2005170864 A JP 2005170864A JP 2005170864 A JP2005170864 A JP 2005170864A JP 2006343647 A JP2006343647 A JP 2006343647A
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JP
Japan
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toner
image
developing device
forming apparatus
image forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005170864A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruhiro Noguchi
彰宏 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of replacing deteriorated toner while suppressing the occurrence of a time for allowing an image output operation not to be performed. <P>SOLUTION: The image forming apparatus 100 includes; an image carrier 111; a developing device 1 for developing an electrostatic image formed on the image carrier 111 with toner; a supply means 40 for supplying the toner to the developing device 1. The developing device 1 has a discharge port 8 through which the toner in the developing device 1 is discharged with the toner supply operation by the supply means 40, and the image forming apparatus 100 is provided with a first supply mode where the toner corresponding to the toner consumption accompanying the developing operation by the developing device 1 is replenished from the supply means 40 to the developing device 1, and a second supply mode where the toner is supplied from the supply means 40 to the developing device 1 so that the supply ratio of the toner supplied from the supply means 40 in accordance with the toner consumption accompanying the developing operation by the developing device 1 in the second supply mode may become larger than that in the first supply mode. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式或いは静電気録方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関するものであり、より詳細には、現像装置に対するトナーの補給方法に特徴を有する画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image using an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and more particularly to an image forming apparatus characterized by a toner replenishing method for a developing device.

一般に、電子写真方式や静電記録方式を用いて画像を形成する、複写機、プリンタ、FAX、或いはこれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキャリア粒子を主成分とした2成分現像剤が用いられている。特に、フルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、殆どの現像装置が2成分現像剤を使用している。   In general, a developing device provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a FAX, or a multifunction machine having a plurality of functions for forming an image using an electrophotographic method or an electrostatic recording method includes toner particles. And a two-component developer mainly composed of carrier particles. In particular, in a color image forming apparatus that forms a full-color or multi-color image, most of the developing devices use a two-component developer.

周知のように、この2成分現像剤のトナー濃度(即ち、キャリア粒子及びトナー粒子の合計の重量Dに対する、トナー粒子の重量Tの割合。以下「T/D比」ともいう。)は画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素になっている。2成分現像剤のトナー粒子は現像時に消費され、そのトナー濃度は変化する。このため、現像装置内の2成分現像剤のトナー濃度を検出する現像剤濃度検知手段と、検知された信号に応じて現像装置へトナーの補給を行わせる制御手段と、を備える現像剤補給装置を設け、2成分現像剤のトナー濃度を一定に保つようにしている。   As is well known, the toner concentration of this two-component developer (that is, the ratio of the weight T of toner particles to the total weight D of carrier particles and toner particles, hereinafter also referred to as “T / D ratio”) is the image quality. It is an extremely important factor in stabilizing The toner particles of the two-component developer are consumed during development, and the toner density changes. Therefore, a developer replenishing device comprising developer concentration detecting means for detecting the toner concentration of the two-component developer in the developing device, and control means for causing the developing device to replenish toner in accordance with the detected signal. To maintain the toner concentration of the two-component developer constant.

上記現像剤補給装置として、従来、次のような方式がある。即ち、2成分現像剤に光を照射し、その反射光量を受光してトナー濃度を検知する光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサを用いる方式(現像剤反射光検知方式)や、2成分現像剤のインダクタンスを検知してトナー濃度を検出するインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサを用いる方式(インダクタンス検知方式)等が知られている。又、予め定められた濃度に対応するパッチ状の静電像を電子写真感光体等の像担持体上に形成し、これを現像したパッチ状のトナー像である制御用基準画像(パッチ画像)の濃度を光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサで検知してトナー濃度を検知する方法もある(パッチ検知方式)。上記いずれの方式を用いる場合も、トナー濃度検知センサで2成分現像剤のトナー濃度の変動量を求め、これをトナー補給量(補給時間)に換算してトナー補給槽から所定量のトナーを補給行う(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, there are the following methods as the developer replenishing device. In other words, a two-component developer is used (a developer reflected light detection method) that uses a toner concentration detection sensor of an optical reflection light amount detection method that detects the toner density by irradiating light to the two-component developer and receiving the reflected light amount. A method (inductance detection method) using an inductance detection type toner concentration detection sensor that detects the toner concentration by detecting the inductance of the agent is known. Further, a patch-like electrostatic image corresponding to a predetermined density is formed on an image carrier such as an electrophotographic photosensitive member, and a control reference image (patch image) which is a patch-like toner image obtained by developing the electrostatic image. There is also a method in which the toner density is detected by a toner density detection sensor of an optical reflection light quantity detection system (patch detection system). Regardless of which method is used, the toner concentration detection sensor calculates the toner concentration fluctuation amount of the two-component developer, converts this to the toner replenishment amount (replenishment time), and replenishes a predetermined amount of toner from the toner replenishment tank. (For example, refer to Patent Document 1).

つまり、図8及び図9は、光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサを備えた従来の現像装置1の一例を示す。感光体、誘電体等の像担持体111に対向して配置された現像装置1は現像容器10を有しており、その内部は垂直方向に延在する隔壁4によって現像室(第1室)2と撹拌室(第2室)3とに区画されている。隔壁4の上方部は開放されており、現像室2で余分となった2成分現像剤が撹拌室3側に回収されるようになっている。現像室2及び撹拌室3には非磁性トナー(トナー)と磁性キャリア(キャリア)とを含む2成分現像剤(現像剤)が収容されている。現像室2及び撹拌室3にはそれぞれ、スクリュータイプの現像剤攪拌搬送部材である第1及び第2のスクリュー12及び13が配置されている。第1、第2のスクリュー12、13によって、現像剤は、現像容器10内を循環搬送される。そして、現像室2は像担持体111に対面した現像領域に相当する位置が開口しており、この開口部6に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ5が回転可能に配置されている。現像スリーブ5の内部には、磁界発生手段である磁石8が固定されている。現像スリーブ5はブレード11によって層厚規制された2成分現像剤の層を担持搬送し、像担持体111と対向する現像領域で現像剤を像担持体11の潜像に付着させて現像する。   That is, FIG. 8 and FIG. 9 show an example of a conventional developing device 1 provided with a toner density detection sensor of an optical reflection light quantity detection method. The developing device 1 disposed opposite to the image carrier 111 such as a photoconductor and a dielectric has a developing container 10, and the inside thereof is a developing chamber (first chamber) by a partition wall 4 extending in the vertical direction. 2 and a stirring chamber (second chamber) 3. The upper part of the partition wall 4 is open, and the two-component developer that has become excessive in the developing chamber 2 is collected on the stirring chamber 3 side. The developing chamber 2 and the agitating chamber 3 contain a two-component developer (developer) including a non-magnetic toner (toner) and a magnetic carrier (carrier). In the developing chamber 2 and the stirring chamber 3, first and second screws 12 and 13, which are screw-type developer stirring and conveying members, are arranged, respectively. The developer is circulated and conveyed through the developing container 10 by the first and second screws 12 and 13. The developing chamber 2 is opened at a position corresponding to the developing area facing the image carrier 111, and the developing sleeve 5 as a developer carrier can be rotated so as to be partially exposed to the opening 6. Has been placed. Inside the developing sleeve 5, a magnet 8 as a magnetic field generating means is fixed. The developing sleeve 5 carries and conveys a layer of two-component developer whose layer thickness is regulated by the blade 11, and develops the developer by adhering the developer to the latent image of the image carrier 11 in a development region facing the image carrier 111.

光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサ20は、発光素子としての例えばLED21と、受光素子としての例えばホトダイオード22とを有する。LED21から現像スリーブ5上に担持された2成分現像剤に光を照射し、そのトナー量の変化に応じて反射量が変化する反射光をホトダイオード22で検知して電気信号に変換する。そして、その信号値と基準値との差分を取り、この差分に応じて決定された量の現像剤、即ちトナーを補給口7から撹拌室3へ補給する。尚、発光素子と受光素子の温度変化による出力値の変化を補正するために、双方向発光型のLEDと2つのホトダイオードを使用し、このLEDからの直接光を第2のホトダイオードで受光してその検知出力を基準信号とする場合も多い。   The toner concentration detection sensor 20 of the optical reflected light amount detection method includes, for example, an LED 21 as a light emitting element and, for example, a photodiode 22 as a light receiving element. Light is emitted from the LED 21 to the two-component developer carried on the developing sleeve 5, and the reflected light whose reflection amount changes according to the change in the toner amount is detected by the photodiode 22 and converted into an electrical signal. Then, the difference between the signal value and the reference value is taken, and an amount of developer, that is, toner determined according to the difference is supplied from the supply port 7 to the stirring chamber 3. In order to correct the change of the output value due to the temperature change of the light emitting element and the light receiving element, a bidirectional light emitting type LED and two photodiodes are used, and the direct light from this LED is received by the second photodiode. In many cases, the detected output is used as a reference signal.

又、図10及び図11は、インダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサを備えた従来の現像装置の一例を示す。インダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサは、インダクタンスの変化が安定して検知できる現像容器10の側面や底面の現像剤の流れや圧縮の一定な場所に設置される。又、トナー濃度の変動を検知するものであるから、現像室2の下流側に設置される。従って、通常は、現像室2の下流側の現像装置の底面に、インダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサ(インダクタンスヘッド)28を設置する。そして、2成分現像剤のトナー量の変化に応じて変化するインダクタンスを検知し、トナー濃度を検知する。   10 and 11 show an example of a conventional developing device provided with an inductance detection type toner density detection sensor. The toner density detection sensor of the inductance detection system is installed at a fixed place of developer flow and compression on the side surface and bottom surface of the developer container 10 where the change in inductance can be detected stably. Further, since it detects a change in toner density, it is installed downstream of the developing chamber 2. Therefore, normally, an inductance detection type toner density detection sensor (inductance head) 28 is installed on the bottom surface of the developing device downstream of the developing chamber 2. And the inductance which changes according to the change of the toner amount of the two-component developer is detected, and the toner density is detected.

又、図12に示すように、パッチ検知方式においては、予め定められた濃度に対応するパッチ状の静電像を像担持体11上に形成し、これを現像してパッチ状の制御用基準画像(参照画像)30とする。そして、この制御用基準画像30に上述したような光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサ31のLED32から光を照射し、その反射光をホトダイオード33で受光して制御用基準画像30の濃度を検知する。この濃度が現像装置1内の2成分現像剤のトナー濃度に対応する。このことから、この検知した濃度を基準値と比較して差分を取り、この差分よりトナー濃度の変動量を算出し、これをトナー補給量(補給時間)に換算し、トナー補給槽から所定量のトナーを補給させる。   As shown in FIG. 12, in the patch detection method, a patch-like electrostatic image corresponding to a predetermined density is formed on the image carrier 11 and developed to develop a patch-like control reference. An image (reference image) 30 is assumed. Then, the control reference image 30 is irradiated with light from the LED 32 of the toner density detection sensor 31 of the optical reflection light quantity detection method as described above, and the reflected light is received by the photodiode 33 to thereby adjust the density of the control reference image 30. Detect. This density corresponds to the toner density of the two-component developer in the developing device 1. From this, the detected density is compared with a reference value, a difference is calculated, and the toner density fluctuation amount is calculated from the difference, converted into a toner supply amount (replenishment time), and a predetermined amount from the toner supply tank. Replenish toner.

更に、画像情報信号を加算してトナーの消費量を予想し、その予想消費量により逐次トナーを補給する方式(ビデオカウント方式)も知られている。   Further, there is also known a method (video count method) in which an image information signal is added to predict a toner consumption amount, and toner is replenished sequentially based on the estimated consumption amount.

上述の現像剤反射光検知方式、インダクタンス検知方式、パッチ検知方式、ビデオカウント方式は、これらのうち少なくとも2つを組み合わせて用いられることもある。   The developer reflected light detection method, inductance detection method, patch detection method, and video count method described above may be used in combination of at least two of them.

一方、従来、現像装置にトナーと共にキャリアをも補給することで、劣化した現像剤(主にキャリア)の交換の手間を省く方法が知られている(特許文献2参照。)。これは、トリクル構成などと呼ばれ、現像装置に対しキャリア補給装置とトナー補給装置とを分離又は一体化して設け、又現像装置のハウジング(現像容器)の側壁等に現像剤溢出部を設け、新しい現像剤を補給装置により少しずつ補給すると共に、主に古くなった現像剤(主にキャリア)を現像剤漏出部より自動的に排出するものである。   On the other hand, conventionally, a method is known in which a developing device (mainly a carrier) is saved by replacing a developing device (mainly a carrier) by supplying a carrier together with toner (see Patent Document 2). This is called a trickle structure or the like, and a carrier replenishing device and a toner replenishing device are provided separately or integrally with the developing device, and a developer overflow portion is provided on the side wall of the housing (developing container) of the developing device, A new developer is replenished little by little by a replenishing device, and an old developer (mainly carrier) is automatically discharged from the developer leakage portion.

ところで、従来の画像形成装置では、画像比率が、全面ベタ画像(作像領域内の全領域で最高濃度レベルの画像)を100%とした時に例えば5%などと低く、トナー消費量が少ない画像を連続して出力し続けた場合、低濃度部でのガサツキの悪化、濃度低下等の画質の劣化を引き起こすという問題があった。   By the way, in the conventional image forming apparatus, the image ratio is as low as 5%, for example, when the whole surface solid image (the image having the highest density level in the entire image forming area) is set to 100%, and the toner consumption amount is small. When the image is continuously output, there is a problem in that the image quality is deteriorated such as the deterioration in the low density portion and the decrease in the density.

“ガサツキの悪化”は、現像装置内のトナーが入れ替わることなく現像装置が駆動されることで、トナーに外添されている外添剤がトナーに埋め込まれたり遊離したりして、トナーが劣化することで発生する。即ち、“ガサツキの悪化”は、トナーが分級品化し、現像性及び転写性が低下することで発生する。又、トナーのチャージアップは、現像装置内のトナーの入れ替わりが少なく、トナーの電荷蓄積量が増えることで発生する。このトナーのチャージアップにより、濃度低下が発生する。   “Deterioration of roughness” means that the developing device is driven without replacement of the toner in the developing device, so that the external additive added to the toner is embedded in or released from the toner, causing the toner to deteriorate. It occurs by doing. That is, “deterioration of roughness” occurs when toner is classified and developability and transferability deteriorate. In addition, the toner charge-up occurs when the toner in the developing device is hardly replaced and the charge accumulation amount of the toner increases. This toner charge-up causes a decrease in density.

そこで、従来、画像比率の大小を判断する手段と、トナーを画像として出力せずに強制的に消費させる手段と、を有し、画像比率が所定値よりも低い場合にトナーを強制的に消費させる画像形成装置が知られている(特許文献3参照)。図13に示すように、画像出力枚数を設定し(S201)、画像形成がスタートすると(S202)、入力された画像データを読み込み(S203)、画像比率を計算する(S204)。次に、画像を1枚出力する(S205、206)。そして、画像比率が所定値以下の場合には(S207)、所定量のトナー消費を行うべく感光ドラムの軸方向全域に潜像を形成して現像し、相当量のトナーの補給を行う(S208)。出力画像枚数が指定枚数に達していなければ(S209)、上記処理を繰り返し、指定枚数に達していれば、画像形成を終了する(S210)。   Therefore, conventionally, there are means for judging the size of the image ratio and means for forcibly consuming the toner without outputting it as an image, and forcibly consuming the toner when the image ratio is lower than a predetermined value. An image forming apparatus is known (see Patent Document 3). As shown in FIG. 13, the number of output images is set (S201), and when image formation is started (S202), the input image data is read (S203), and the image ratio is calculated (S204). Next, one image is output (S205, 206). If the image ratio is equal to or less than the predetermined value (S207), a latent image is formed and developed over the entire axial direction of the photosensitive drum so as to consume a predetermined amount of toner, and a corresponding amount of toner is supplied (S208). ). If the number of output images has not reached the designated number (S209), the above process is repeated. If the number has reached the designated number, the image formation is terminated (S210).

このように、従来、画像比率が所定値よりも低い場合にトナーを強制的に消費する(吐き出す)制御により、画像劣化を防止していた。   As described above, conventionally, image deterioration is prevented by control that forcibly consumes (discharges) toner when the image ratio is lower than a predetermined value.

しかしながら、斯かる従来の制御によると、特に画像出力の高速化を図る場合には、画像出力動作を行えない時間、所謂、ダウンタイムが問題となる場合があった。
特開平5−303280号公報 特公平2−21591号公報 特開平9−34243号公報
However, according to such conventional control, particularly when speeding up the image output, the time during which the image output operation cannot be performed, so-called down time, may be a problem.
JP-A-5-303280 Japanese Patent Publication No. 2-21591 JP-A-9-34243

本発明の目的は、画像出力動作を行えない時間の発生を抑制しつつ、劣化したトナーの入れ替えを行うことのできる画像形成装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of replacing deteriorated toner while suppressing occurrence of time during which an image output operation cannot be performed.

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像をトナーで現像する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給する補給手段と、を有し、前記現像装置は、前記補給手段からのトナー補給動作に伴って前記現像装置内のトナーが排出される排出口を有する画像形成装置において、前記現像装置の現像動作に伴うトナーの消費量に見合う量のトナーが前記補給手段から前記現像装置に補給される第1の補給モードと、前記現像装置の現像動作に伴うトナーの消費量に対する前記補給手段からのトナー補給量の比率が前記第1の補給モード時の比率より大きくなるように前記補給手段から前記現像装置にトナーが補給される第2の補給モードと、を有することを特徴とする画像形成装置である。   The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention includes an image carrier, a developing device that develops an electrostatic image formed on the image carrier with toner, and a replenishing unit that replenishes toner to the developing device. In the image forming apparatus having a discharge port through which the toner in the developing device is discharged in accordance with the toner replenishing operation from the replenishing unit, the developing device is an amount corresponding to the amount of toner consumed in the developing operation of the developing device. The first replenishment mode in which the toner is replenished to the developing device from the replenishing means, and the ratio of the toner replenishing amount from the replenishing means to the toner consumption amount associated with the developing operation of the developing device is the first replenishing mode. And a second replenishment mode in which toner is replenished from the replenishing unit to the developing device so as to be larger than the ratio in the mode.

本発明によれば、画像出力動作を行えない時間の発生を抑制しつつ、劣化したトナーの入れ替えを行うことができる。   According to the present invention, it is possible to replace deteriorated toner while suppressing occurrence of time during which an image output operation cannot be performed.

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。   The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

実施例1
[画像形成装置の全体構成及び動作]
先ず、図1を参照して本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置100は、複写機能、プリンタ機能、FAX機能を併せ持つ複合機であり、記録材に対する画像形成処理を行うプリンタ部110と、画像読み取り装置120とを、画像形成装置本体(装置本体)に有する。そして、画像読み取り装置120によって読み取られた原稿画像情報、或いは装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、デジタルカメラなどの外部機器からの画像情報信号に応じて、電子写真方式によりフルカラー画像を形成することができる。
Example 1
[Overall Configuration and Operation of Image Forming Apparatus]
First, the overall configuration and operation of the image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic cross section of an image forming apparatus 100 of the present embodiment. The image forming apparatus 100 according to the present exemplary embodiment is a multifunction machine having both a copying function, a printer function, and a FAX function, and includes a printer unit 110 that performs image forming processing on a recording material, and an image reading apparatus 120. (Main unit). A full-color image is formed by an electrophotographic method in accordance with document image information read by the image reading device 120 or an image information signal from an external device such as a personal computer or a digital camera connected to the device main body so as to be communicable. can do.

プリンタ部110には、像形成手段たる複数の画像形成部として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーによる画像を形成するための第1、第2、第3、第4の画像形成部Sa、Sb、Sc、Sdの4個の画像形成部を有する。   The printer unit 110 includes first, second, third, and fourth image forming units for forming images of toners of yellow, magenta, cyan, and black, respectively, as a plurality of image forming units serving as image forming units. There are four image forming portions of portions Sa, Sb, Sc, and Sd.

即ち、プリンタ部110には、像担持体としての円筒型の4つの電子写真感光体、即ち、感光ドラム111a、111b、111c、111dが設けられている。そして、この4つの感光ドラム111a〜111dのそれぞれに対し、それぞれ異なる分光特性の現像剤が装填された現像装置1a、1b、1c、1dが対応して設けられている。本実施例では、現像装置1には、トナーとキャリアとを混合させて用いる2成分現像剤(現像剤)が装填されている。これら1個の感光ドラムと1個の現像装置との組み合わせを含む画像形成部Sa〜Sdが、転写装置たる中間転写ユニット130が備える中間転写体としての中間転写ベルト131の表面移動方向に沿って直列に配置されている。   In other words, the printer unit 110 is provided with four cylindrical electrophotographic photosensitive members as image carriers, that is, photosensitive drums 111a, 111b, 111c, and 111d. Each of the four photosensitive drums 111a to 111d is provided with a developing device 1a, 1b, 1c, 1d loaded with a developer having a different spectral characteristic. In this embodiment, the developing device 1 is loaded with a two-component developer (developer) used by mixing toner and carrier. The image forming portions Sa to Sd including the combination of one photosensitive drum and one developing device are arranged along the surface movement direction of the intermediate transfer belt 131 as an intermediate transfer member provided in the intermediate transfer unit 130 as a transfer device. They are arranged in series.

尚、本実施例では、各画像形成部の基本的構成及び動作は実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを示すために符号に与えた添え字a、b、c、dは省略して総括的に説明する。   In this embodiment, the basic configuration and operation of each image forming unit are substantially the same. Therefore, in the following, when there is no need to distinguish between them, the subscripts a, b, c, and d given to the reference numerals to indicate that they are elements for any color will be omitted and described collectively.

画像形成部Sにおいて、像担持体としてのドラム状の感光体(感光ドラム)111は、図中矢印方向に回転自在に支持されている。感光ドラム111の周りには、感光ドラム111を帯電させる帯電手段としてのコロナ帯電器112、感光ドラム111上を画像情報に応じて走査露光する露光手段としてのレーザ露光光学系113、感光ドラム111にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段としての現像装置1、中間転写ベルト131を介して感光ドラム111に対向配置された1次転写手段としての1次転写ローラ132、感光ドラム111上のトナーを回収するクリーニング手段としてのクリーナ114が配置されている。   In the image forming unit S, a drum-shaped photoconductor (photosensitive drum) 111 as an image carrier is supported so as to be rotatable in the direction of an arrow in the figure. Around the photosensitive drum 111, a corona charger 112 as a charging unit for charging the photosensitive drum 111, a laser exposure optical system 113 as an exposure unit that scans and exposes the photosensitive drum 111 according to image information, and a photosensitive drum 111. A developing device 1 as a developing unit that supplies toner and forms a toner image, a primary transfer roller 132 as a primary transfer unit disposed opposite to the photosensitive drum 111 via an intermediate transfer belt 131, and the photosensitive drum 111 A cleaner 114 is disposed as a cleaning means for collecting toner.

中間転写体としての中間転写ベルト131は、複数のローラとして、本実施例では駆動ローラ133、従動ローラ134、2次転写対向ローラ135の3個のローラに掛け回されている。中間転写ベルト131は、駆動ローラ133に駆動力が伝達されることによって、図示矢印方向に周回移動する。2つのローラ133、134によって張架されて中間転写ベルト131上に形成された同一平面部分である転写面に対向して、各感光ドラム111a〜111dが配置されている。又、中間転写ベルト131を挟んだ各感光ドラム111a〜111dとの対向部に、1次転写手段としての各1次転写ローラ132a〜132dが配置されている。1次転写ローラ132の位置で中間転写ベルト131が感光ドラム111に接触して1次転写部(1次転写ニップ)N1が形成される。又、中間転写ベルト131を介して2次転写対向ローラ135に対向する位置には、2次転写手段としての2次転写ローラ136が配置されている。2次転写ローラ136が中間転写ベルト131に接触して2次転写部(2次転写ニップ)N2が形成される。中間転写ベルト131、1次転写ローラ132、ベルト張架ローラ133、134、135、2次転写ローラ136などによって中間転写ユニット130が構成される。   The intermediate transfer belt 131 as an intermediate transfer member is wound around three rollers of a driving roller 133, a driven roller 134, and a secondary transfer counter roller 135 in this embodiment as a plurality of rollers. When the driving force is transmitted to the driving roller 133, the intermediate transfer belt 131 rotates in the direction indicated by the arrow in the drawing. The photosensitive drums 111a to 111d are arranged so as to face a transfer surface, which is the same plane portion formed on the intermediate transfer belt 131 by being stretched by two rollers 133 and 134. In addition, primary transfer rollers 132a to 132d as primary transfer units are disposed at portions facing the respective photosensitive drums 111a to 111d with the intermediate transfer belt 131 interposed therebetween. At the position of the primary transfer roller 132, the intermediate transfer belt 131 comes into contact with the photosensitive drum 111, and a primary transfer portion (primary transfer nip) N1 is formed. A secondary transfer roller 136 as a secondary transfer unit is disposed at a position facing the secondary transfer counter roller 135 via the intermediate transfer belt 131. The secondary transfer roller 136 contacts the intermediate transfer belt 131 to form a secondary transfer portion (secondary transfer nip) N2. The intermediate transfer unit 130 is configured by the intermediate transfer belt 131, the primary transfer roller 132, the belt stretching rollers 133, 134, 135, the secondary transfer roller 136, and the like.

例えば、フルカラー画像出力時には、各画像形成部Sa〜Sdの感光ドラム111a〜111dが図示矢印方向に回転する。回転する感光ドラム111は、帯電器112により一様に帯電される。次いで、例えば、画像読み取り装置120に読み込まれた画像情報に従って、各感光ドラム111上に、分解色毎に光像が照射される。これにより、各々の感光ドラム111上に静電像(潜像)が形成される。   For example, when a full color image is output, the photosensitive drums 111a to 111d of the image forming units Sa to Sd rotate in the direction of the arrow shown in the drawing. The rotating photosensitive drum 111 is uniformly charged by the charger 112. Next, for example, according to the image information read by the image reading device 120, a light image is irradiated on each photosensitive drum 111 for each separated color. Thereby, an electrostatic image (latent image) is formed on each photosensitive drum 111.

感光ドラム111上に形成された静電像は、現像装置1により反転現像される。つまり、本実施例では、感光ドラム111の表面の帯電極性と同極性に帯電したトナーが、露光により電荷が減衰した画像部(露光部)に付着し、感光ドラム111上に、樹脂と顔料を基体とした現像剤像(トナー像)が形成される。このとき、現像装置には現像バイアスが印加される。   The electrostatic image formed on the photosensitive drum 111 is reversely developed by the developing device 1. That is, in this embodiment, the toner charged to the same polarity as the charged polarity of the surface of the photosensitive drum 111 adheres to the image portion (exposed portion) whose charge is attenuated by exposure, and the resin and the pigment are put on the photosensitive drum 111. A developer image (toner image) is formed as a substrate. At this time, a developing bias is applied to the developing device.

感光ドラム111上に形成されたトナー像は、1次転写ローラ132によって、転写媒体(転写体)としての中間転写ベルト132上に転写(1次転写)される。このとき、1次転写ローラ132には、1次転写バイアス出力手段としての1次転写バイアス電源(図示せず)より、トナーの正規の帯電極性(本実施例では負極性)とは逆極性の1次転写バイアスが印加される。   The toner image formed on the photosensitive drum 111 is transferred (primary transfer) onto an intermediate transfer belt 132 as a transfer medium (transfer body) by a primary transfer roller 132. At this time, the primary transfer roller 132 has a polarity opposite to the normal charging polarity (negative polarity in this embodiment) of the toner from a primary transfer bias power source (not shown) as a primary transfer bias output unit. A primary transfer bias is applied.

フルカラー画像出力時には、上述の動作が、第1、第2、第3、第4の画像形成部Sa〜Sdにおいて行われる。そして、各画像形成部Sa〜Sdにおいて感光ドラム111a〜111d上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト131上で重ね合わされるように、中間転写ベルト131上に順次に1次転写される。その結果、中間転写ベルト131上にフルカラートナー像が形成される。   At the time of full color image output, the above-described operation is performed in the first, second, third, and fourth image forming units Sa to Sd. Then, the toner images formed on the photosensitive drums 111 a to 111 d in the respective image forming units Sa to Sd are sequentially primary transferred onto the intermediate transfer belt 131 so as to be superimposed on the intermediate transfer belt 131. As a result, a full color toner image is formed on the intermediate transfer belt 131.

その後、中間転写ベルト131上のフルカラートナー像は、2次転写部N2において記録材Pに一括して転写(2次転写)される。このとき、2次転写ローラ135には、2次転写バイアス出力手段としての2次転写バイアス電源(図示せず)によりトナーの正規の帯電極性とは逆極性の2次転写バイアスが印加される。   Thereafter, the full-color toner image on the intermediate transfer belt 131 is collectively transferred (secondary transfer) to the recording material P at the secondary transfer portion N2. At this time, a secondary transfer bias having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the secondary transfer roller 135 by a secondary transfer bias power source (not shown) as a secondary transfer bias output unit.

記録材Pは、記録材供給部140から2次転写部N2に搬送される。つまり、記録材供給部140において、記録材収納部(カセット)141に収納された記録材Pが、記録材供給手段としてのピックアップローラ142などによって1枚ずつ送り出される。次いで、記録材Sは、レジストローラ143によって所望のタイミングにて2次転写部N2に搬送される。   The recording material P is conveyed from the recording material supply unit 140 to the secondary transfer unit N2. That is, in the recording material supply unit 140, the recording material P stored in the recording material storage unit (cassette) 141 is sent out one by one by a pickup roller 142 as a recording material supply unit. Next, the recording material S is conveyed to the secondary transfer portion N2 by the registration roller 143 at a desired timing.

2次転写部N2にてトナー像が転写された記録材Pは、搬送部を通り、定着手段としての熱ローラ定着器150に搬送される。定着器150によってトナー像は記録材Pに定着される。その後、記録材Pは、排出トレイ又は記録材後処理装置(図示せず)に排出される。   The recording material P onto which the toner image has been transferred by the secondary transfer unit N2 passes through the transport unit and is transported to a heat roller fixing device 150 serving as a fixing unit. The toner image is fixed on the recording material P by the fixing device 150. Thereafter, the recording material P is discharged to a discharge tray or a recording material post-processing device (not shown).

又、記録材Pの両面に画像を形成する場合には、図示しない両面画像形成ユニットによって、第1面に画像が形成された記録材Pの第2面に自動的に画像を形成することが可能となっている。即ち、定着器150を記録材Pが通過した後、すぐに搬送パス切換ガイドを駆動し、記録材Pを搬送縦パスを経て反転パスに一旦導く。その後、この記録材Pを、反転ローラの逆転により、反転パスに送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに反転パスから退出させ、両面搬送パスへと送る。その後、この記録材Pは、両面搬送パスを通過させられ、両面搬送ローラにて斜行補正とタイミング取りが行なわれて、所望のタイミングにてレジストローラへと搬送される。そして、この記録材Pの第2面に、再び上述した画像形成工程によって画像が転写され、その後定着される。   When images are formed on both surfaces of the recording material P, an image is automatically formed on the second surface of the recording material P on which the image is formed on the first surface by a double-sided image forming unit (not shown). It is possible. That is, immediately after the recording material P passes through the fixing device 150, the conveyance path switching guide is driven, and the recording material P is once guided to the reverse path through the conveyance vertical path. Thereafter, the recording material P is retreated from the reversing path in the direction opposite to the feeding direction with the rear end when the recording material P is fed into the reversing path as the head by the reverse rotation of the reversing roller, and is sent to the double-sided conveyance path. Thereafter, the recording material P is passed through a double-sided conveyance path, skew correction and timing are performed by a double-sided conveyance roller, and conveyed to a registration roller at a desired timing. Then, the image is transferred again to the second surface of the recording material P by the above-described image forming process, and then fixed.

尚、2次転写工程後の中間転写ベルト131上に残った転写残トナーは、転写クリーニング装置137にてクリーニングされる。これにより、中間転写ベルト131は、再び各画像形成部Sa〜Sdにおける1次転写工程に供される。即ち、中間転写ベルト131は、その移動方向において第1の画像形成部Saよりも上流側(2次転写部よりも下流側)の駆動ローラ133によって駆動される。そして、中間転写ベルト131を挟んだ駆動ローラ133の対向位置に、転写クリーニング装置137が接離可能に配置されている。この駆動ローラ133に対向して設けられた転写クリーニング装置137は、中間転写ベルト131上に必要色分のトナー像を重ね終えた後に、対向する駆動ローラ133に向けて加圧される。そして、転写クリーニング装置137は、トナー像を記録材Pに転写した後に中間転写ベルト131上に残った転写残トナーをクリーニングする。クリーニング終了後、転写クリーニング装置137は中間転写ベルト131より離間される。   The transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 131 after the secondary transfer process is cleaned by the transfer cleaning device 137. Thereby, the intermediate transfer belt 131 is again subjected to the primary transfer process in each of the image forming portions Sa to Sd. That is, the intermediate transfer belt 131 is driven by the drive roller 133 upstream of the first image forming unit Sa (downstream of the secondary transfer unit) in the moving direction. A transfer cleaning device 137 is detachably disposed at a position facing the drive roller 133 with the intermediate transfer belt 131 interposed therebetween. The transfer cleaning device 137 provided so as to face the drive roller 133 is pressurized toward the drive roller 133 that faces the transfer roller 133 after the toner images for the necessary colors are overlaid on the intermediate transfer belt 131. Then, the transfer cleaning device 137 cleans the transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 131 after the toner image is transferred to the recording material P. After the cleaning is completed, the transfer cleaning device 137 is separated from the intermediate transfer belt 131.

又、中間転写ベルト131の転写面を形成する駆動ローラ133、従動ローラ134のうち、中間転写ベルト131の移動方向下流側にある従動ローラ134の対向位置には、中間転写ベルト131上のトナーを検知するセンサ138が配置されている。センサ138は、各画像形成部Sa〜Sdの感光ドラム111a〜111dから転写された画像の位置ズレ及び濃度の検知を行う。   Further, of the driving roller 133 and the driven roller 134 that form the transfer surface of the intermediate transfer belt 131, toner on the intermediate transfer belt 131 is placed at a position facing the driven roller 134 that is downstream in the moving direction of the intermediate transfer belt 131. A sensor 138 for detection is arranged. The sensor 138 detects the positional deviation and density of images transferred from the photosensitive drums 111a to 111d of the image forming units Sa to Sd.

[現像装置]
次に、図2及び図3をも参照して、本実施例にて用いられる現像装置1について説明する。
[Developer]
Next, the developing device 1 used in this embodiment will be described with reference to FIGS.

感光ドラム111に対向して配置された現像装置1は現像容器10を有しており、その内部は垂直方向に延在する隔壁4によって現像室(第1室)2と撹拌室(第2室)3とに区画されている。隔壁4の上方部は開放されており、現像室2で余分となった2成分現像剤が撹拌室3側に回収されるようになっている。現像室2及び撹拌室3には非磁性トナー(トナー)と磁性キャリア(キャリア)とを含む2成分現像剤(現像剤)が収容されている。   The developing device 1 disposed opposite to the photosensitive drum 111 has a developing container 10, and the inside thereof has a developing chamber (first chamber) 2 and a stirring chamber (second chamber) by a partition wall 4 extending in the vertical direction. ) It is divided into three. The upper part of the partition wall 4 is open, and the two-component developer that has become excessive in the developing chamber 2 is collected on the stirring chamber 3 side. The developing chamber 2 and the agitating chamber 3 contain a two-component developer (developer) including a non-magnetic toner (toner) and a magnetic carrier (carrier).

現像室2、撹拌室3にはそれぞれ、スクリュータイプの現像剤攪拌搬送部材である第1、第2のスクリュー12、13が配置されている。第1のスクリュー12は、現像室2内の現像剤を撹拌及び搬送する。又、第2のスクリュー13は、第2のスクリュー13の上部に設けられた補給口7を介して供給されるトナーと、既に撹拌室3内にある現像剤とを撹拌及び搬送し、トナー濃度を均一化する。補給口7は、攪拌室3における現像剤の搬送方向の上流側端部近傍に配置されている。   The developing chamber 2 and the stirring chamber 3 are respectively provided with first and second screws 12 and 13 which are screw type developer stirring and conveying members. The first screw 12 stirs and conveys the developer in the developing chamber 2. The second screw 13 agitates and conveys the toner supplied via the replenishing port 7 provided at the upper portion of the second screw 13 and the developer already in the agitating chamber 3, and the toner concentration To equalize. The replenishing port 7 is disposed in the vicinity of the upstream end in the developer conveyance direction in the stirring chamber 3.

隔壁4の長手方向両端部には、現像室2と撹拌室3とを相互に連通させる現像剤通路14、15が形成されている。第1、第2のスクリュー12、13の矢印A、B方向への搬送力により、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室2内の現像剤が、一方の通路14から撹拌室3内へ移動する。又、第1、第2のスクリュー12、13の矢印A、B方向への搬送力により、撹拌室3内でトナー濃度の回復した現像剤が、他方の通路15から現像室2内へ移動する。こうして、現像剤は、現像容器10内を循環搬送される。   Developer passages 14 and 15 are formed at both ends of the partition wall 4 in the longitudinal direction so that the developing chamber 2 and the stirring chamber 3 communicate with each other. Due to the conveying force of the first and second screws 12 and 13 in the directions of arrows A and B, the developer in the developing chamber 2 in which the toner is consumed due to the development and the toner concentration is reduced is discharged from one passage 14 through the stirring chamber. Move into 3. Further, the developer whose toner concentration has been recovered in the stirring chamber 3 moves from the other passage 15 into the developing chamber 2 by the conveying force of the first and second screws 12 and 13 in the directions of arrows A and B. . Thus, the developer is circulated and conveyed in the developing container 10.

現像室2は、感光ドラム111に対面した現像領域に相当する位置が開口しており、この開口部6に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ5が回転可能に配置されている。現像スリーブ5は、非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印C方向に回転する。即ち、本実施例では、現像スリーブ5と感光ドラム111とは、対向部でそれぞれの表面移動方向が同方向となるように回転する。又、現像スリーブ5の内部には、磁界発生手段である磁石(マグネットロール)8が、現像容器10に対し固定して配置されている。   The developing chamber 2 is opened at a position corresponding to the developing area facing the photosensitive drum 111, and a developing sleeve 5 as a developer carrying member is rotatably disposed so as to be partially exposed to the opening 6. ing. The developing sleeve 5 is made of a nonmagnetic material, and rotates in the direction of the arrow C in the drawing operation. That is, in this embodiment, the developing sleeve 5 and the photosensitive drum 111 rotate so that the surface movement directions of the developing sleeve 5 and the photosensitive drum 111 are the same. Inside the developing sleeve 5, a magnet (magnet roll) 8, which is a magnetic field generating means, is fixed to the developing container 10.

現像スリーブ5は、現像剤規制部材としてのブレード11によって層厚規制された2成分現像剤の層を担持搬送する。そして、感光ドラム111と対向する現像領域で、磁石8が発生する磁界により現像スリーブ5上に形成された現像剤の穂立ち(磁気ブラシ)を感光ドラム111に近接又は接触させる。これにより、現像剤中のトナーを、感光ドラム111の静電像に応じて感光ドラム11に付着させて現像する。現像効率、即ち、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ5には、現像バイアス出力手段としての電源14から、直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。   The developing sleeve 5 carries and transports a two-component developer layer whose layer thickness is regulated by a blade 11 as a developer regulating member. Then, in the developing region facing the photosensitive drum 111, a developer spike (magnetic brush) formed on the developing sleeve 5 is brought close to or in contact with the photosensitive drum 111 by a magnetic field generated by the magnet 8. As a result, the toner in the developer adheres to the photosensitive drum 11 in accordance with the electrostatic image on the photosensitive drum 111 and is developed. In order to improve the development efficiency, that is, the application rate of toner to the latent image, a development bias voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the development sleeve 5 from a power source 14 as a development bias output means. .

又、詳しくは後述するように、各画像形成部Sa〜Sdの現像装置1a〜1d内のトナーは、各色毎に設けられた補給手段としての補給機構40a、40b、40c、40d(図1)が備える補給槽(ホッパー,補給剤収納部)41a、41b、41c、41dから、現像容器10の補給口7を介して、通常、現像装置1内のトナー濃度(或いはトナー量)が一定に保たれるように適当なタイミングで随時補給される。   Further, as will be described in detail later, the toner in the developing devices 1a to 1d of the image forming units Sa to Sd is supplied with supply mechanisms 40a, 40b, 40c, and 40d as supply means provided for each color (FIG. 1). The toner concentration (or toner amount) in the developing device 1 is normally kept constant from the replenishing tanks (hoppers, replenisher storage units) 41a, 41b, 41c, 41d of the developing container 10 through the replenishing port 7 of the developing container 10. It is replenished from time to time at appropriate timing.

本実施例では、補給機構40から現像装置1へと、トナーと共にキャリアをも補給する。特に、本実施例では、補給機構40は、予めトナーとキャリアとが混合された補給剤を現像装置1に補給する。但し、これらトナーとキャリアとは、所定の比率で別個に補給してもよい。そして、現像容器10内で増えた分の現像剤は、所謂、トリクル構成により現像容器10から排出されるようなっている。即ち、現像装置1は、第2のスクリュー13の近傍に、より詳細には、攪拌室3における現像剤の搬送方向下流端部近傍における現像容器10の側壁の所定高さ位置に、排出口8を備えている。補給口7よりトナーとキャリアとを含む補給剤が補給されて、現像容器10内の現像剤の体積が増えると、現像容器10内の現像剤の量が所定量となるように、排出口8から現像剤が排出される。これにより、現像容器10内の現像剤の量(高さ)は一定に保たれる。   In this embodiment, the carrier is supplied together with the toner from the supply mechanism 40 to the developing device 1. In particular, in this embodiment, the replenishment mechanism 40 replenishes the developing device 1 with a replenisher in which toner and a carrier are mixed in advance. However, the toner and the carrier may be replenished separately at a predetermined ratio. The developer increased in the developing container 10 is discharged from the developing container 10 by a so-called trickle structure. That is, the developing device 1 is disposed near the second screw 13, more specifically, at a predetermined height position on the side wall of the developing container 10 in the vicinity of the downstream end of the developer in the stirring chamber 3. It has. When the replenishment agent including toner and carrier is replenished from the replenishment port 7 and the volume of the developer in the developing container 10 is increased, the discharge port 8 is set so that the amount of the developer in the developing container 10 becomes a predetermined amount. The developer is discharged from. Thereby, the amount (height) of the developer in the developing container 10 is kept constant.

補給機構40から現像装置1へとトナーと共にキャリアをも補給することで、通常、新しい現像剤が少しずつ補給されると共に、主に古くなった現像剤(主にキャリア)が排出口8より自動的に排出される。このため、耐久により劣化した現像剤(主にキャリア)を交換する手間を省くことができる。又、詳しくは後述するように、排出口8を備えることにより、ダウンタイムの発生を抑制しつつ、低画像比率の画像を形成する際のトナーの入れ替えを促進する制御を行うことができるようになっている。   By replenishing the carrier together with the toner from the replenishing mechanism 40 to the developing device 1, normally, new developer is replenished little by little, and mainly the old developer (mainly carrier) is automatically supplied from the discharge port 8. Are exhausted. For this reason, the trouble of replacing the developer (mainly carrier) deteriorated due to durability can be saved. Further, as will be described in detail later, by providing the discharge port 8, it is possible to perform control for promoting the replacement of toner when forming an image with a low image ratio while suppressing the occurrence of downtime. It has become.

排出口8から排出された現像剤は、図示しない回収容器に収容され、適時、画像形成装置100から該回収容器ごと取り出されるか、別の容器に移される。   The developer discharged from the discharge port 8 is accommodated in a collection container (not shown), and is taken out from the image forming apparatus 100 together with the collection container or transferred to another container at an appropriate time.

[現像剤の補給]
従来、現像剤補給装置において、例えば、光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサや、2成分現像剤のインダクタンスを検知してトナー濃度を検出するインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサを用いてトナー濃度の検知が行われる。そして、そのトナー濃度検知センサの検知信号値に基づいてトナー補給量を調整し、トナー濃度を一定にするように制御が行われる。
[Developer supply]
Conventionally, in a developer replenishing device, for example, a toner concentration detection sensor using an optical reflection light amount detection method or an inductance detection type toner concentration detection sensor that detects the toner concentration by detecting the inductance of a two-component developer is used. Is detected. Then, the toner replenishment amount is adjusted based on the detection signal value of the toner concentration detection sensor, and control is performed so as to make the toner concentration constant.

しかし、前述のように、画像比率の低い画像が連続して出力された場合、トナーの消費量が少なく、補給トナー量が少なくなり、同一のトナーが現像装置内で搬送される。このため、トナーの劣化、及び接触回数が多くなることによるトナーのトリボ(帯電電荷量)のチャージアップが生じる。そして、トナーの劣化によるガサツキの悪化や、トナーのチャージアップによる濃度低下といった画像不具合が生じる。   However, as described above, when images with a low image ratio are output continuously, the amount of toner consumed is small, the amount of replenished toner is reduced, and the same toner is conveyed in the developing device. For this reason, toner deterioration and charge up of the toner tribo (charged charge amount) due to an increase in the number of contacts occur. In addition, image defects such as deterioration of toner due to toner deterioration and density reduction due to toner charge-up occur.

上述のような問題を解決するために、従来、強制的にトナーを消費する(吐き出す)トナー消費モードを設けて、トナーの入れ替えを頻繁にするシステムがある。しかし、このような方法では、特に高速系の画像形成装置においては、画像出力動作を行えない時間、所謂、ダウンタイムが問題となる場合があった。   In order to solve the above-described problems, there has been a system in which toner replacement is frequently performed by providing a toner consumption mode in which toner is forcibly consumed (discharged). However, in such a method, particularly in a high-speed image forming apparatus, a time during which an image output operation cannot be performed, so-called down time, may be a problem.

即ち、本発明の目的の1つは、画像出力動作を行えない時間の発生を抑制しつつ、トナーのチャージアップ及び劣化を抑制し、ガサツキの悪化、濃度低下等の画像不具合を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。   That is, one of the objects of the present invention is to suppress the occurrence of time during which an image output operation cannot be performed, suppress toner charge-up and deterioration, and suppress image defects such as deterioration of roughness and decrease in density. An image forming apparatus is provided.

そこで、本実施例では、画像形成装置100は、補給機構40からのトナー補給動作に伴って現像装置1が現像装置1内のトナーが排出される排出口8を有しており、現像剤補給動作として、現像装置1の現像動作に伴うトナーの消費量に見合う量のトナーが補給機構40から現像装置1に補給される第1の補給モード(通常補給モード)と、現像装置1の現像動作に伴うトナーの消費量に対する補給機構40からのトナー補給量の比率が第1の補給モード(通常補給モード)時の比率より大きくなるように補給機構40から現像装置1にトナーが補給される第2の補給モード(強制補給モード)と、を有する構成とされる。通常補給モードでは、トナー消費量に対応する情報に応じて補給機構40からトナーとキャリアとを含む補給剤が現像装置1に補給される。強制補給モードでは、トナー消費量よりも多くのトナーが補給されるように、補給機構40からトナーとキャリアとを含む補給剤が現像装置1に補給される。   Therefore, in this embodiment, in the image forming apparatus 100, the developing device 1 has the discharge port 8 through which the toner in the developing device 1 is discharged in accordance with the toner replenishing operation from the replenishing mechanism 40. As operations, a first replenishment mode (normal replenishment mode) in which an amount of toner corresponding to the amount of toner consumed by the developing operation of the developing device 1 is replenished from the replenishing mechanism 40 to the developing device 1, and a developing operation of the developing device 1 The toner is replenished from the replenishing mechanism 40 to the developing device 1 so that the ratio of the toner replenishing amount from the replenishing mechanism 40 to the toner consumption accompanying the increase is greater than the ratio in the first replenishing mode (normal replenishing mode). 2 replenishment modes (forced replenishment mode). In the normal replenishment mode, a replenisher containing toner and carrier is replenished to the developing device 1 from the replenishment mechanism 40 according to information corresponding to the toner consumption. In the forced replenishment mode, a replenisher containing toner and carrier is replenished to the developing device 1 from the replenishment mechanism 40 so that more toner than the toner consumption amount is replenished.

そして、少なくとも強制補給モードでは、補給機構40から現像装置1へのトナーの補給に伴って、排出口8から余剰のトナーが排出される。本実施例では、トナーと共にキャリアをも補給されるので、補給口8からは余剰のトナーと共にキャリアをも排出される。強制補給モードでは、現像装置1によるトナーの消費量に拘わらず補給機構40から現像装置1にトナーを補給することができる。或いは、強制補給モードでは、現像装置1によるトナーの消費量が少ないほど、トナーの消費量に対する補給量の比率が大きくなるように、補給機構40から現像装置1にトナーを補給することができる。   At least in the forced supply mode, excess toner is discharged from the discharge port 8 as the toner is supplied from the supply mechanism 40 to the developing device 1. In this embodiment, since the carrier is supplied together with the toner, the carrier is discharged from the supply port 8 together with the excess toner. In the forced replenishment mode, toner can be replenished from the replenishment mechanism 40 to the developing device 1 regardless of the amount of toner consumed by the developing device 1. Alternatively, in the forced replenishment mode, the toner can be replenished from the replenishment mechanism 40 to the developing device 1 such that the smaller the toner consumption by the developing device 1 is, the larger the ratio of the replenishing amount to the toner consumption is.

又、本実施例では、通常補給モードと強制補給モードとの切り替え、即ち、トナーの消費量に対する補給量の比率の切り替えは、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数に基づいて決定される。より詳細には、本実施例では、トナーの消費量として、1つの出力画像に対するトナー消費量予測値が所定値未満の場合には強制補給モードで、又、トナー消費量予測値がその所定値以上の場合には通常補給モードで、補給機構40から現像装置1にトナーが補給される。このトナー消費量予測値は、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数から求められる。特に、本実施例では、ビデオカウント数から、1つの出力画像に対するトナー消費量予測値に対応する、1つの出力画像における画像比率を算出する。そして、画像比率が所定値未満である場合に強制補給モードで、又、画像比率がその所定値以上である場合に通常補給モードで現像剤補給動作が実行される。以下、更に詳しく説明する。   Further, in this embodiment, switching between the normal supply mode and the forced supply mode, that is, switching of the ratio of the supply amount to the toner consumption amount is determined based on the video count number of the density signal of the image information signal. More specifically, in this embodiment, the toner consumption amount is the forced supply mode when the predicted toner consumption amount for one output image is less than a predetermined value, and the predicted toner consumption amount is the predetermined value. In the above case, the toner is supplied from the supply mechanism 40 to the developing device 1 in the normal supply mode. This toner consumption amount prediction value is obtained from the video count number of the density signal of the image information signal. In particular, in this embodiment, the image ratio in one output image corresponding to the predicted toner consumption amount for one output image is calculated from the video count number. The developer supply operation is executed in the forced supply mode when the image ratio is less than the predetermined value, and in the normal supply mode when the image ratio is equal to or higher than the predetermined value. This will be described in more detail below.

[トナー消費量見積手段]
図4は、本実施例の画像形成装置の概略制御ブロックを示す。本実施例の画像形成装置100は、トナー像形成動作によって現像装置1が消費するトナー量を見積るためのトナー消費量見積手段を備えている。先ず、トナー消費量見積手段について説明する。
[Toner consumption estimation means]
FIG. 4 shows a schematic control block of the image forming apparatus of this embodiment. The image forming apparatus 100 according to the present exemplary embodiment includes a toner consumption amount estimation unit that estimates a toner amount consumed by the developing device 1 by a toner image forming operation. First, the toner consumption amount estimation means will be described.

画像出力時には、例えば、原稿の画像が画像読み取り装置120で読み取られ、得られたアナログ画像信号が画像処理部163に入力される。画像処理部163では、アナログ画像信号はA/D変換器により例えば8ビット(0〜255階調)でデジタル画像信号に変換される。このデジタル画像信号は、画像処理部が有する濃度階調補正部により、γ補正テーブル(本実施例では、ルックアップテーブル(LUT)方式で濃度変換を行うもの。)166を用いてγ補正された後、画像形成制御部162に入力される。こうして、アナログ画像信号は、各画素毎に、その画素の濃度に対応した出力レベルを有するデジタル画像信号である、画素画像信号に変換される。   At the time of image output, for example, an image of a document is read by the image reading device 120, and the obtained analog image signal is input to the image processing unit 163. In the image processing unit 163, the analog image signal is converted into a digital image signal by, for example, 8 bits (0 to 255 gradations) by an A / D converter. This digital image signal is γ-corrected by a density gradation correction unit included in the image processing unit using a γ correction table (in this embodiment, density conversion is performed using a lookup table (LUT) method) 166. Thereafter, the data is input to the image formation control unit 162. Thus, the analog image signal is converted into a pixel image signal which is a digital image signal having an output level corresponding to the density of the pixel for each pixel.

画像形成制御部162は、画像形成装置100の各部の動作を統括的に制御すると共に、レーザ露光光学系3が備える図示しないレーザ発光素子(半導体レーザ等)を制御して、静電潜像形成のためのレーザを発光させる。画像形成制御部162に入力された画素画像信号は、画像形成制御部162が有するパルス幅変調回路に伝達される。この回路は、画素画像信号毎に、そのレベルに対応した幅(時間長)のレーザ駆動パルスを生成する。即ち、高濃度画素に対してはより幅広の駆動パルスを、低濃度画素に対してはより幅狭の駆動パルスを、中濃度画素に対しては中間幅の駆動パルスを形成する。半導体レーザは、上記駆動パルスによって点滅駆動される。従って、半導体レーザは、高濃度画素に対してはより長時間点灯され、低濃度画素に対してより短時間点灯される。そのため、感光ドラム111は、高濃度画素に対しては主走査方向により長い範囲が露光される。つまり、画素の濃度に対応して潜像のドットサイズが異なる。従って、当然のことながら、高濃度画素に対するトナー消費量は、低濃度画素に対するそれよりも大である。   The image formation control unit 162 comprehensively controls the operation of each unit of the image forming apparatus 100 and controls a laser light emitting element (such as a semiconductor laser) (not shown) included in the laser exposure optical system 3 to form an electrostatic latent image. The laser for is emitted. The pixel image signal input to the image formation control unit 162 is transmitted to a pulse width modulation circuit included in the image formation control unit 162. This circuit generates, for each pixel image signal, a laser driving pulse having a width (time length) corresponding to the level. That is, a wider driving pulse is formed for the high density pixel, a narrower driving pulse is formed for the low density pixel, and an intermediate driving pulse is formed for the medium density pixel. The semiconductor laser is driven to blink by the drive pulse. Therefore, the semiconductor laser is lit for a longer time for high density pixels and for a shorter time for low density pixels. Therefore, the photosensitive drum 111 is exposed to a longer range in the main scanning direction for high density pixels. That is, the dot size of the latent image is different according to the pixel density. Therefore, as a matter of course, the toner consumption for the high density pixel is larger than that for the low density pixel.

そして、本実施例では、画像出力動作における現像装置1によるトナーの消費量は、ビデオカウント方式で見積もられる。即ち、トナー消費量見積手段としてのビデオカウンタ164は、通常、1つの出力画像ごとにレーザ点灯時間を測定し、その値から、トナー消費量を見積もる。   In this embodiment, the amount of toner consumed by the developing device 1 in the image output operation is estimated by a video count method. That is, the video counter 164 as a toner consumption amount estimation unit usually measures the laser lighting time for each output image, and estimates the toner consumption amount from the measured value.

更に説明すると、ビデオカウンタ164は、上記パルス幅変調回路が生成したレーザ駆動パルスの各々の幅に対応した数のクロックパルス、即ち、各画素の濃度に対応した数のクロックパルスの数を積算する。ここでは、この積算値を、その出力画像のビデオカウント数と呼ぶ。1つの出力画像について積算されたビデオカウント数は、出力画像を1つ形成するために現像装置1で消費されたトナー量に対応する。   More specifically, the video counter 164 accumulates the number of clock pulses corresponding to the width of each laser drive pulse generated by the pulse width modulation circuit, that is, the number of clock pulses corresponding to the density of each pixel. . Here, this integrated value is called the video count number of the output image. The number of video counts integrated for one output image corresponds to the amount of toner consumed by the developing device 1 to form one output image.

更に、それぞれの画像のビデオカウント数の、全面ベタ画像(作像領域全面が最高濃度レベルである画像)のビデオカウント数に対する割合(パーセント表示)を、その画像の画像比率と呼ぶ。画像比率は、制御手段としての補給制御部161が算出する。当然、1つの出力画像について算出された画像比率は、出力画像を1つ形成するために現像装置1で消費されたトナー量に対応する。   Further, the ratio (percentage display) of the video count number of each image to the video count number of the entire solid image (image in which the entire imaging area is the highest density level) is called an image ratio of the image. The image ratio is calculated by the replenishment control unit 161 as a control unit. Naturally, the image ratio calculated for one output image corresponds to the amount of toner consumed by the developing device 1 to form one output image.

[現像剤補給動作]
次に、本実施例における現像剤補給動作について説明する。尚、本実施例では、複数の画像形成部Sa〜Sdが備える各現像装置1に対する現像剤補給動作は同じである。各現像装置1に対する現像剤補給動作は、独立して行っても、連動して行ってもよい。
[Developer replenishment operation]
Next, the developer supply operation in this embodiment will be described. In the present embodiment, the developer replenishment operation for each developing device 1 provided in the plurality of image forming units Sa to Sd is the same. The developer replenishing operation for each developing device 1 may be performed independently or in conjunction.

−通常補給モード−
本実施例では、制御手段としての補給制御部161は、ビデオカウンタ164により得られたビデオカウント数から画像比率を算出し、その画像比率が所定値以上、特に、本実施例では5%以上である場合には、通常補給モードで現像剤補給動作を実行させる。
-Normal replenishment mode-
In the present embodiment, the replenishment control unit 161 serving as a control unit calculates an image ratio from the video count number obtained by the video counter 164, and the image ratio is equal to or greater than a predetermined value, in particular, 5% or greater in the present embodiment. In some cases, the developer supply operation is executed in the normal supply mode.

更に説明すると、補給制御部161は、1枚の記録材Pに対する画像出力動作が終了するごとにビデオカウント数に基づき画像比率を算出する。そして、補給制御部161は、算出された画像比率が5%以上である時、その次の画像出力動作時において、前回の画像出力動作時のビデオカウント数から予測されるトナー消費量に対し所定の比率(略1:1の割合)で補給機構40から現像装置1に補給剤を補給させる。即ち、通常補給モードでは、補給制御部161は、予測されるトナー消費量に見合うトナーが補給されるように、補給機構40から現像装置1に補給剤を補給させる。   More specifically, the supply control unit 161 calculates the image ratio based on the video count every time the image output operation for one recording material P is completed. Then, when the calculated image ratio is 5% or more, the replenishment control unit 161 is predetermined with respect to the toner consumption amount predicted from the video count number at the previous image output operation in the next image output operation. The replenisher is replenished from the replenishing mechanism 40 to the developing device 1 at a ratio of (approximately 1: 1). That is, in the normal replenishment mode, the replenishment control unit 161 causes the replenishment mechanism 40 to replenish the replenishment agent from the replenishment mechanism 40 so that toner corresponding to the predicted toner consumption is replenished.

即ち、本実施例では、補給機構40は、補給槽41と、補給槽40内のトナーとキャリアとを含む補給剤を現像装置1に補給する補給部材としての補給スクリュー42と、補給スクリュー42に駆動力を伝達する駆動手段としてのモータ43とを有する。補給制御部161は、トナー消費量に見合う量のトナーを補給槽41から現像装置1に補給するのに必要な、補給スクリュー42の回転駆動時間を算出する。そして、補給制御部161は、その時間だけモータ43を駆動するように、モータ43に制御信号を送る。従って、ビデオカウント数が大であれば、モータ43の駆動時間はより長い時間となり、ビデオカウント数が小であれば、モータ43の駆動時間はより短い時間となる。   That is, in this embodiment, the replenishing mechanism 40 includes a replenishing tank 41, a replenishing screw 42 as a replenishing member that replenishes the developing device 1 with a replenisher containing toner and carrier in the replenishing tank 40, and a replenishing screw 42. And a motor 43 as a driving means for transmitting a driving force. The replenishment control unit 161 calculates the rotation driving time of the replenishment screw 42 necessary for replenishing the developing device 1 with an amount of toner corresponding to the toner consumption amount. Then, the replenishment control unit 161 sends a control signal to the motor 43 so as to drive the motor 43 for that time. Therefore, when the video count number is large, the driving time of the motor 43 is longer, and when the video count number is small, the driving time of the motor 43 is shorter.

−強制補給モード−
一方、補給制御部161は、ビデオカウンタ164により得られたビデオカウント数から画像比率を算出し、その画像比率が所定値未満、特に、本実施例では5%未満である場合には、強制補給モードで現像剤補給動作を実行させる。
-Forced replenishment mode-
On the other hand, the replenishment control unit 161 calculates the image ratio from the video count number obtained by the video counter 164, and when the image ratio is less than a predetermined value, particularly less than 5% in this embodiment, forced replenishment. The developer supply operation is executed in the mode.

図5は、ビデオカウント数に基づいて算出される1つの出力画像における画像比率(1つの出力画像に対するトナー消費量予測値に相当する)とトナー補給量との関係(補給テーブル)の一例を示す。即ち、本実施例では、補給制御部161は、1つの出力画像における画像比率が、全面ベタ画像を100%として5%未満である場合には、トナーの消費量に対する補給量の比率の設定条件を、図5に示す如く、消費量<補給量となるように設定する。本実施例では、図5に示すように、算出された1つの出力画像における画像比率(即ち、トナー消費量)に拘わらず、画像比率5%相当のトナーが補給されるようにする。尚、トナーのチャージアップのし易さを考慮して、算出された1つの出力画像における画像比率が低いほど、トナーの消費量に対する補給量の比率が大きくなるようにしてもよい。   FIG. 5 shows an example of the relationship (replenishment table) between the image ratio (corresponding to the predicted toner consumption amount for one output image) and the toner replenishment amount calculated based on the video count. . That is, in the present embodiment, the replenishment control unit 161 sets the ratio of the replenishment amount ratio to the toner consumption amount when the image ratio in one output image is less than 5% when the full-color image is 100%. As shown in FIG. 5, the consumption amount is set so as to satisfy the replenishment amount. In this embodiment, as shown in FIG. 5, toner corresponding to an image ratio of 5% is supplied regardless of the calculated image ratio (that is, toner consumption) in one output image. In consideration of ease of toner charge-up, the ratio of the replenishment amount to the toner consumption amount may be increased as the calculated image ratio in one output image is lower.

こうして、現像装置1内の現像剤のT/D比を高めに設定し、強制的に補給剤の補給量を増やす。これにより、同一のトナーが現像装置1内を循環することを防ぎ、トナーのチャージアップ及び劣化を防止することができる。   In this way, the T / D ratio of the developer in the developing device 1 is set high, and the replenisher replenishment amount is forcibly increased. Thereby, it is possible to prevent the same toner from circulating in the developing device 1 and to prevent charge-up and deterioration of the toner.

ここで、本実施例の画像形成装置100では、見積られたトナー消費量が少ない場合、特に、画像比率が5%未満である場合に、画像比率が5%以上の場合と同様にして現像剤補給動作を行うと、前記画像不良の原因となるトナーのチャージアップ及び劣化のスピードが格段に増す。このことから、本実施例では、強制補給モードで現像剤補給動作を実行することを決める所定の画像比率(閾値)を5%としている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成装置の構成に応じて最適な画像比率の閾値を選定すればよい。   Here, in the image forming apparatus 100 according to the present exemplary embodiment, when the estimated toner consumption is small, particularly when the image ratio is less than 5%, the developer is the same as when the image ratio is 5% or more. When the replenishment operation is performed, the speed of charge-up and deterioration of the toner that causes the image defect is remarkably increased. For this reason, in this embodiment, the predetermined image ratio (threshold value) that determines execution of the developer supply operation in the forced supply mode is set to 5%. However, the present invention is not limited to this, and an optimal image ratio threshold may be selected according to the configuration of the image forming apparatus.

本実施例においては、補給制御部161は、1枚の記録材Pに対する画像出力動作ごとに画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数に基づき画像比率を算出する。そして、補給制御部161は、算出された画像比率が5%未満である時、その次の画像出力動作時において、前回の画像出力動作時のビデオカウント数から見積もられるトナー消費量よりも多くトナーが補給されるように(本実施例ではトナー消費量に拘わらず画像比率5%相当のトナーが補給されるように)、補給機構40から現像装置1に補給剤を補給させる。   In this embodiment, the replenishment control unit 161 calculates the image ratio based on the video count number of the density signal of the image information signal for each image output operation for one recording material P. Then, when the calculated image ratio is less than 5%, the replenishment control unit 161 increases the amount of toner that is larger than the toner consumption estimated from the video count during the previous image output operation at the next image output operation. In this embodiment, the replenisher is replenished to the developing device 1 from the replenishment mechanism 40 so that the toner corresponding to the image ratio of 5% is replenished regardless of the toner consumption amount.

現像装置1内で増えた分の現像剤は、トリクル構成により排出される。即ち、補給口7よりトナーとキャリアとを含む補給剤が補給されて、現像容器10内の現像剤が所定量以上となった時には、現像容器10内の現像剤が所定量となるように、排出口8から現像剤が排出される。   The developer increased in the developing device 1 is discharged by the trickle configuration. That is, when the replenishment agent including toner and carrier is replenished from the replenishing port 7 and the developer in the developer container 10 becomes a predetermined amount or more, the developer in the developer container 10 becomes a predetermined amount. The developer is discharged from the discharge port 8.

ここで、補給剤中のトナー濃度、即ち、補給剤の重量に対する、補給剤中のトナーの重量の割合は、50%以上とすることが好適である。但し、後述するように、本発明は、補給剤として実質的にトナーのみを補給する系、例えば、1成分現像剤を用いる系においても適用し得るものである。即ち、補給剤の重量に対する、補給剤中のトナーの重量の割合は、50%以上、100%以下であることが好適である。   Here, the toner concentration in the replenishing agent, that is, the ratio of the weight of the toner in the replenishing agent to the weight of the replenishing agent is preferably 50% or more. However, as will be described later, the present invention can be applied to a system that substantially replenishes only toner as a replenisher, for example, a system that uses a one-component developer. That is, the ratio of the weight of the toner in the replenisher to the weight of the replenisher is preferably 50% or more and 100% or less.

現像装置1がトリクル構成であることで、T/D比が高くなることにより現像装置1内の現像剤が増えても、すぐに排出口8から排出される。現像装置1がトリクル構成を有していない場合、現像剤が詰まってパッキングによりスクリューがロックする現象や、現像剤量が増えることで補給されたトナーの攪拌性が低下してかぶり現象(トナーに対する帯電付与が不十分であることなどにより、非画像部にトナーが付着する現象)が発生する等の弊害がある。   Since the developing device 1 has a trickle configuration, even if the developer in the developing device 1 increases due to an increase in the T / D ratio, the developing device 1 is immediately discharged from the discharge port 8. When the developing device 1 does not have a trickle configuration, the developer is clogged and the screw is locked due to packing, or the stirrability of the replenished toner is decreased due to an increase in the developer amount, and the fog phenomenon (to the toner) There is an adverse effect such as a phenomenon in which toner adheres to non-image portions due to insufficient charging.

このように、本実施例では、出力画像の画像比率が低く、トナー消費量が少ない時に、現像装置1内の現像剤のT/D比が高く設定されるが、常に現像剤の補給、排出が行なわれる。これにより、トナーのチャージアップが低減され、トナー劣化も防止することができる。又、現像装置1内の現像剤のT/D比を高めに推移させること自体、ブレード11の近傍でのトナーに対するストレスの低減につながる。そのため、キャリアに対するトナー量が多いという点でも、トナーのチャージアップの抑制につながる。   As described above, in this embodiment, when the image ratio of the output image is low and the toner consumption is small, the T / D ratio of the developer in the developing device 1 is set high, but the developer is always supplied and discharged. Is done. As a result, toner charge-up is reduced and toner deterioration can be prevented. Further, the transition of the T / D ratio of the developer in the developing device 1 to a high level itself leads to a reduction in stress on the toner in the vicinity of the blade 11. Therefore, a large amount of toner with respect to the carrier also leads to suppression of toner charge-up.

[濃度階調補正]
更に、本実施例では、強制補給モードで現像剤補給動作を実行することで現像装置1内の現像剤のT/D比が高くなることによる画像濃度変動を、出力画像の濃度・階調を補正する濃度階調補正制御により補正する。本実施例では、強制補給モードで補給機構40から現像装置1にトナーを補給したことに対応して、感光ドラム111上に制御用基準画像が形成される。そして、この制御用基準画像のトナー量を検知した結果に基づいて、出力画像の濃度・階調を補正する規則を定める濃度・階調補正手段としてのγ補正テーブルを決定する。
[Density gradation correction]
Furthermore, in this embodiment, by executing the developer replenishment operation in the forced replenishment mode, the image density variation due to the increase in the T / D ratio of the developer in the developing device 1 is detected, and the density and gradation of the output image are adjusted. Correction is performed by density gradation correction control to be corrected. In this embodiment, a control reference image is formed on the photosensitive drum 111 in response to the supply of toner from the supply mechanism 40 to the developing device 1 in the forced supply mode. Then, based on the result of detecting the toner amount of the reference image for control, a γ correction table is determined as a density / tone correction means for determining a rule for correcting the density / tone of the output image.

更に説明すると、本実施例の画像形成装置100は、図4及び図12のように、各感光ドラム111に対向して、画像濃度検知手段としての光学反射量検知方式の画像濃度センサ31を有する。画像濃度センサ31は、発光素子としての例えばLED32と、受光素子としての例えばホトダイオード33とを有する。   More specifically, as shown in FIGS. 4 and 12, the image forming apparatus 100 according to the present embodiment has an optical reflection amount detection type image density sensor 31 as an image density detection unit facing each photosensitive drum 111. . The image density sensor 31 includes, for example, an LED 32 as a light emitting element and, for example, a photodiode 33 as a light receiving element.

強制補給モードでの現像剤補給動作を実行したことに対応して、感光ドラム111上に、予め定められた電位の静電像(パッチ潜像)を形成し、この潜像を所定の現像条件で現像することにより、基準濃度のトナー像のパターンであるパッチ状の制御用基準画像(パッチ画像)を形成する。画像濃度センサ31のLED32から感光ドラム111上に形成されたパッチ画像30に光を照射し、パッチ画像30のトナー量に応じて反射量が変化する反射光をホトダイオード33で検知して電気信号に変換する。この検知信号は、濃度階調補正テーブル決定手段としてのγ補正テーブル決定部165に入力される。   In response to the execution of the developer replenishment operation in the forced replenishment mode, an electrostatic image (patch latent image) having a predetermined potential is formed on the photosensitive drum 111, and this latent image is subjected to predetermined development conditions. In this way, a patch-like control reference image (patch image) that is a pattern of a toner image having a reference density is formed. Light is emitted from the LED 32 of the image density sensor 31 to the patch image 30 formed on the photosensitive drum 111, and reflected light whose reflection amount changes according to the toner amount of the patch image 30 is detected by the photodiode 33 and converted into an electrical signal. Convert. This detection signal is input to the γ correction table determination unit 165 as density gradation correction table determination means.

本実施例では、パッチ潜像の画像情報は、γ補正テーブル決定部165に内蔵又は接続された記憶手段に記憶されている。画像形成制御部162は、この情報を用いて、感光ドラム111上にパッチ画像30を形成させる。このパッチ画像30のトナーの載り量が、画像濃度センサ31により検知される。尚、パッチ画像30は単数でも複数でもよい。複数のパッチ画像を形成する場合、異なる濃度レベルに対応するパッチ画像を形成することができる。   In this embodiment, the image information of the patch latent image is stored in a storage unit built in or connected to the γ correction table determination unit 165. The image formation control unit 162 uses this information to form the patch image 30 on the photosensitive drum 111. The toner loading amount of the patch image 30 is detected by the image density sensor 31. The patch image 30 may be single or plural. When a plurality of patch images are formed, patch images corresponding to different density levels can be formed.

又、本実施例では、予め、画像濃度センサ31によるパッチ画像30の濃度検知結果であるトナー載り量に応じたγ補正テーブル(ルックアップテーブル:LUT)を用意しておく。そして、パッチ画像30のトナー載り量の検知結果をフィードバックし、パッチ画像30のトナー載り量に対応したγ補正テーブルを決定し、出力画像の濃度階調特性を、パッチ画像30のトナー載り量に対応したγに変える。   In this embodiment, a γ correction table (look-up table: LUT) corresponding to the applied toner amount, which is the density detection result of the patch image 30 by the image density sensor 31, is prepared in advance. Then, the detection result of the toner application amount of the patch image 30 is fed back, a γ correction table corresponding to the toner application amount of the patch image 30 is determined, and the density gradation characteristic of the output image is set to the toner application amount of the patch image 30. Change to the corresponding γ.

即ち、γ補正テーブルは、出力画像の濃度を補正する規則を定めるものであり、本実施例では、0〜255階調で入力信号レベルと出力信号レベルとが関係付けられている。画像処理部163は、このγ補正テーブルを用いて、出力画像において理想的にはリニアな階調特性が得られるように、入力された画像信号を補正して各画像毎の画像情報信号の濃度レベル信号を生成し、画像形成制御部162に送る。本実施例では、このγ補正テーブルが、パッチ画像30のトナー載り量の検知結果と関係付けられて、γ補正テーブル決定部165に内蔵又は接続された記憶手段に予め複数記憶されている。そして、γ補正テーブル決定部165は、パッチ画像30を実際に測定した際の濃度階調特性の、理想的な濃度階調特性(直線)からのずれが補正されるようなγ補正テーブルを選択する。   In other words, the γ correction table defines a rule for correcting the density of the output image, and in this embodiment, the input signal level and the output signal level are related with 0 to 255 gradations. Using this γ correction table, the image processing unit 163 corrects the input image signal so that an ideal linear gradation characteristic is obtained in the output image, and the density of the image information signal for each image. A level signal is generated and sent to the image formation control unit 162. In this embodiment, a plurality of γ correction tables are stored in advance in a storage unit built in or connected to the γ correction table determination unit 165 in association with the detection result of the applied toner amount of the patch image 30. Then, the γ correction table determination unit 165 selects a γ correction table that corrects the deviation of the density tone characteristics when the patch image 30 is actually measured from the ideal density tone characteristics (straight line). To do.

これにより、画像処理部163は、γ補正テーブル決定部165により決定されたγ補正テーブル166を用いることで、現状の現像装置1内の現像剤のT/D比に応じた画像情報信号の濃度レベル信号を生成し、画像形成制御部162に送ることができる。従って、現像装置1内の現像剤のT/D比が高くなることによる出力画像の濃度変動を抑制することができる。   As a result, the image processing unit 163 uses the γ correction table 166 determined by the γ correction table determination unit 165, so that the density of the image information signal according to the T / D ratio of the developer in the current developing device 1. A level signal can be generated and sent to the image formation controller 162. Therefore, the density fluctuation of the output image due to the increase in the T / D ratio of the developer in the developing device 1 can be suppressed.

以上、本実施例によれば、画像出力動作を行えない時間、所謂、ダウンタイムの発生を抑制しつつ、トナーのチャージアップ及び劣化を抑制し、ガサツキの悪化、濃度低下等の画像不具合を抑制することができる。   As described above, according to this embodiment, the time during which the image output operation cannot be performed, that is, the so-called downtime, is suppressed, the toner charge-up and deterioration are suppressed, and the image defects such as the deterioration of the roughness and the density decrease are suppressed. can do.

実施例2
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は、実施例1のものと同じである。従って、実施例1の画像形成装置と同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
Example 2
Next, another embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and operation of the image forming apparatus of the present embodiment are the same as those of the first embodiment. Accordingly, elements having the same or corresponding functions and configurations as those of the image forming apparatus according to the first exemplary embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施例では、トナーの消費量として、所定数の出力画像に対する平均トナー消費量予測値が所定値未満の場合には強制補給モードで、又、平均トナー消費量予測値が所定値以上の場合には通常補給モードで、補給機構40から現像装置1にトナーが補給される。この平均トナー消費量予測値は、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数と、画像出力数と、から求められる。特に、本実施例では、上記ビデオカウント数と、画像形成枚数とから、1つの出力画像当たりに換算した平均トナー消費量予測値に対応する、1つの出力画像当たりに換算した平均画像比率を算出する。そして、この平均画像比率が所定値未満である場合に強制補給モードで、又、平均画像比率がその所定値以上である場合に通常補給モードで現像剤補給動作が実行される。以下、特に、本実施例における強制補給モードについて更に詳しく説明する。   In this embodiment, as the toner consumption amount, when the average toner consumption amount prediction value for a predetermined number of output images is less than the predetermined value, the forced replenishment mode is used, and when the average toner consumption amount prediction value is a predetermined value or more. In the normal supply mode, toner is supplied from the supply mechanism 40 to the developing device 1. This average toner consumption prediction value is obtained from the video count number of the density signal of the image information signal and the image output number. In particular, in this embodiment, the average image ratio converted per output image corresponding to the average toner consumption predicted value converted per output image is calculated from the video count number and the number of formed images. To do. The developer supply operation is executed in the forced supply mode when the average image ratio is less than a predetermined value, and in the normal supply mode when the average image ratio is equal to or higher than the predetermined value. Hereinafter, in particular, the forced supply mode in the present embodiment will be described in more detail.

図6は、本実施例の画像形成装置100の概略制御ブロックを示す。本実施例では、画像形成装置100は、画像出力数検出手段としてのページカウンタ167を有する。ページカウンタ167は、例えば、画像形成開始指示から1枚の記録材Pに対する画像出力動作が行われるごとに、画像出力数を積算する。補給制御部161は、所定のタイミングで、ページカウンタ167が積算した画像出力数を読み込むことができる。又、本実施例では、画像形成装置本体に設けられた操作部(操作パネル)168、又は画像形成装置本体に通信可能に接続された機器の操作部(図示せず)において使用者が指定した画像形成枚数に関する情報が、補給制御部161に入力されるようになっている。   FIG. 6 shows a schematic control block of the image forming apparatus 100 of the present embodiment. In this embodiment, the image forming apparatus 100 includes a page counter 167 as an image output number detection unit. For example, the page counter 167 accumulates the number of image outputs each time an image output operation is performed on one recording material P from an image formation start instruction. The supply control unit 161 can read the number of image outputs accumulated by the page counter 167 at a predetermined timing. In this embodiment, the user designates an operation unit (operation panel) 168 provided in the image forming apparatus main body or an operation unit (not shown) of a device connected to the image forming apparatus main body so as to be communicable. Information regarding the number of formed images is input to the supply control unit 161.

ここで、画像形成開始指示(コピーボタンON時)からの積算画像出力数をn、ビデオカウント数に基づき決定される画像情報信号の積算画像比率(1つの出力画像において全面ベタ画像の画像比率を100%とした時の画像比率の積算値)をaとした時、1つの出力画像当たりに換算した平均画像比率は、下記式、
平均画像比率(%)=a/100/n×100
により算出される。
Here, n is the cumulative image output number from the image formation start instruction (when the copy button is ON), and the cumulative image ratio of the image information signal determined on the basis of the video count number (the ratio of the whole solid image in one output image is (The integrated value of the image ratio when 100%) is a, the average image ratio converted per output image is the following formula:
Average image ratio (%) = a / 100 / n × 100
Is calculated by

或いは、1つの出力画像において全面ベタ画像の画像比率を100%とした時の各画像の画像比率をαとすると、1つの出力画像当たりに換算した平均画像比率は、下記式、
平均画像比率(%)={(Σα/100)/n}×100
により算出される。
Alternatively, when the image ratio of each image is α when the image ratio of the entire solid image is 100% in one output image, the average image ratio converted per output image is expressed by the following formula:
Average image ratio (%) = {(Σα / 100) / n} × 100
Is calculated by

本実施例では、補給制御部161は、所定のタイミングでページカウンタ167から読み込んだ積算画像出力数nと、ビデオカウンタ164から読み込んだ各画像におけるビデオカウント数とから、平均画像比率を計算する。或いは、補給制御部161は、操作部168から入力された指定画像形成枚数nと、ビデオカウンタ164から読み込んだ各画像におけるビデオカウント数とから、平均画像比率を計算する。   In this embodiment, the supply control unit 161 calculates the average image ratio from the integrated image output number n read from the page counter 167 at a predetermined timing and the video count number of each image read from the video counter 164. Alternatively, the replenishment control unit 161 calculates the average image ratio from the designated image forming number n input from the operation unit 168 and the video count number of each image read from the video counter 164.

そして、補給制御部161は、平均画像比率が5未満の場合には、その平均画像比率から予測されるトナー消費量よりも多くトナーが補給されるように、補給機構40から現像装置1に、補給剤を補給させる。即ち、平均画像比率が5%未満である場合には、算出された平均画像比率(即ち、平均トナー消費量)に対する補給剤の補給量の比率を、平均画像比率が5%以上である時のその比率より大きくする。   Then, when the average image ratio is less than 5, the replenishment control unit 161 supplies the toner to the developing device 1 from the replenishment mechanism 40 so that the toner is replenished more than the toner consumption predicted from the average image ratio. Supply replenisher. That is, when the average image ratio is less than 5%, the ratio of the replenisher replenishment amount to the calculated average image ratio (that is, the average toner consumption amount) is the same as that when the average image ratio is 5% or more. Make it larger than that ratio.

こうして、現像装置1内の現像剤のT/D比を高めに設定し、強制的に補給剤の補給量を増やす。これにより、同一のトナーが現像装置1内を循環することを防ぎ、トナーのチャージアップ及び劣化を防止することができる。   In this way, the T / D ratio of the developer in the developing device 1 is set high, and the replenisher replenishment amount is forcibly increased. Thereby, it is possible to prevent the same toner from circulating in the developing device 1 and to prevent charge-up and deterioration of the toner.

ここで、強制補給モードで現像剤補給動作を実行することを決める所定の平均画像比率(閾値)を5%とした理由は、実施例1で述べた理由と同じである。   Here, the reason why the predetermined average image ratio (threshold) for deciding to execute the developer supply operation in the forced supply mode is set to 5% is the same as the reason described in the first embodiment.

例えば、画像比率5%の画像を10枚、その後画像比率1%の画像を10枚形成したとする。この場合、n=20、a=60となり、平均画像比率が3%となる。このときの補給テーブル、即ち、ビデオカウント数に基づいて算出される平均画像比率(平均トナー消費量予測値に相当する)とトナー補給量との関係の一例を図7に示す。   For example, it is assumed that 10 images with an image ratio of 5% are formed and then 10 images with an image ratio of 1% are formed. In this case, n = 20 and a = 60, and the average image ratio is 3%. FIG. 7 shows an example of the relationship between the replenishment table at this time, that is, the average image ratio (corresponding to the predicted average toner consumption amount) calculated based on the video count and the toner replenishment amount.

図7中の直線L1は、平均画像比率が5%以上の時の補給テーブル(線形)を示す(5%未満にわたり延長して示す)。又、図7中の直線L2は、平均画像比率が5%未満の補給テーブル(非線形)を示す。この時、本実施例では、直線L2の傾きは、チャージアップのし易さを考慮して、算出された平均画像比率が低いほど、直線L1との補給量の差(即ち、トナーの消費量に対する補給量の比率)が大きくなるように設定する。尚、算出された平均画像比率(即ち、平均トナー消費量)に拘わらず、所定のトナーの消費量に対する補給量の比率でトナーが補給されるようにしてもよい。   A straight line L1 in FIG. 7 shows a replenishment table (linear) when the average image ratio is 5% or more (shown extending over less than 5%). A straight line L2 in FIG. 7 indicates a replenishment table (non-linear) with an average image ratio of less than 5%. At this time, in the present embodiment, the inclination of the straight line L2 takes into account the ease of charge-up, and the lower the calculated average image ratio, the difference in the replenishment amount from the straight line L1 (that is, the toner consumption amount). The ratio of the replenishing amount with respect to the amount) is set to be large. Note that the toner may be replenished at a ratio of the replenishment amount to the predetermined toner consumption amount regardless of the calculated average image ratio (that is, average toner consumption amount).

上記の例では、積算画像出力数nは60枚としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば画像形成装置の構成、現像剤、環境等により変化する。又、平均画像比率(即ち、平均トナー消費量)は、複数枚の記録材Pに対する画像出力ジョブ(一の画像出力動作開始指示により行われる一連の画像出力動作)毎に算出するようにしてもよいし、予め定められた数の画像出力ごとに算出するようにしてもよい。   In the above example, the integrated image output number n is 60, but the present invention is not limited to this, and changes depending on, for example, the configuration of the image forming apparatus, the developer, the environment, and the like. Further, the average image ratio (that is, average toner consumption) may be calculated for each image output job (a series of image output operations performed in response to one image output operation start instruction) for a plurality of recording materials P. Alternatively, it may be calculated for each predetermined number of image outputs.

本実施例においても、実施例1と同様に、現像装置1内で増えた分の現像剤が、トリクル構成により排出される。又、本実施例においても、実施例1と同様に、強制補給モードによる現像剤補給動作が実行されたことに対応して感光ドラム111に形成されたパッチ画像のトナー載り量を検知し、その結果に応じてγ補正テーブル166を切り替える。これらにより、実施例1にて説明したのと同様の効果が得られる。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the increased amount of developer in the developing device 1 is discharged by the trickle configuration. Also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the amount of applied toner of the patch image formed on the photosensitive drum 111 corresponding to the execution of the developer replenishment operation in the forced replenishment mode is detected. The γ correction table 166 is switched according to the result. As a result, the same effects as described in the first embodiment can be obtained.

以上、本実施例によれば、実施例1と同様に、画像出力動作を行えない時間、所謂、ダウンタイムの発生を抑制しつつ、トナーのチャージアップ及び劣化を抑制し、ガサツキの悪化、濃度低下等の画像不具合を抑制することができると共に、複数枚の画像出力に対しまとめて現像剤補給量の制御を行うことにより、制御の簡略化を図ることができる。   As described above, according to the present exemplary embodiment, as in the first exemplary embodiment, the time during which the image output operation cannot be performed, that is, the occurrence of so-called down time, is suppressed, the toner charge-up and deterioration are suppressed, Image defects such as lowering can be suppressed, and control of the developer replenishment amount is collectively performed for a plurality of image outputs, thereby simplifying the control.

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施態様に限定されるものではないことを理解されたい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the specific Example, it should be understood that this invention is not limited to the above-mentioned embodiment.

図4及び図6においては、画像形成装置の機能ブロックを模式的に示したが、補給制御部161、画像形成制御部162、γ補正テーブル決定部165、更には画像処理部163、ビデオカウンタ164、ページカウンタ167等の全部又は一部が、記憶部、演算部及び/又は制御部を備えるコントローラ(CPU等)などの1つの単位で実現されてもよい。又、これらの機能の全部又は一部がCPU等の単位により実行されるプログラムとされていてもよい。   4 and 6, the functional blocks of the image forming apparatus are schematically shown. However, the replenishment control unit 161, the image formation control unit 162, the γ correction table determination unit 165, the image processing unit 163, and the video counter 164 are illustrated. All or part of the page counter 167 or the like may be realized by one unit such as a controller (CPU or the like) including a storage unit, a calculation unit, and / or a control unit. Further, all or part of these functions may be a program executed by a unit such as a CPU.

又、上記各実施例では、通常補給モード及び強制補給モードにおける、現像剤補給量自体は、ビデオカウントに基づいて制御するものとして説明した。即ち、通常補給モードにおいては、ビデオカウント数から推定されるトナー消費量に見合う量のトナーが補給されるように補給機構40から現像装置1に補給剤を補給する。又、強制補給モードにおいては、ビデオカウント数から推定されるトナー消費量より多いトナーが補給されるように補給機構40から現像装置1に補給剤を補給する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤補給量自体は、従来公知の現像剤反射光検知方式、インダクタンス検知方式、パッチ検知方式のいずれか又はこれらの組み合わせにより制御することができる。   In each of the above embodiments, the developer replenishment amount itself in the normal replenishment mode and the forced replenishment mode is described as being controlled based on the video count. That is, in the normal replenishment mode, the replenisher is replenished to the developing device 1 from the replenishment mechanism 40 so that the toner corresponding to the toner consumption estimated from the video count number is replenished. In the forced replenishment mode, replenisher is replenished from the replenishment mechanism 40 to the developing device 1 so that more toner than the toner consumption estimated from the video count is replenished. However, the present invention is not limited to this. For example, the developer supply amount itself can be controlled by any one of the conventionally known developer reflected light detection method, inductance detection method, patch detection method, or a combination thereof.

即ち、前述のようにして現像剤反射光検知方式又はインダクタンス検知方式により直接的に現像装置1内の現像剤のトナー濃度を検知するか、又は、パッチ検知方式によりパッチ画像のトナー載り量を検知することで間接的に現像装置1内の現像剤のトナー濃度を検知する。そして、通常補給モードでは、その検知結果により、推定される消費量に見合う量のトナーが補給されるように(即ち、検知されるトナー濃度が一定となるように)、補給機構40から現像装置1に補給剤を補給することができる。一方、強制補給モードでは、その検知結果により、推定される消費量より多いトナーが補給されるように(即ち、検知されるトナー濃度が所定の値より大きくなるように)、補給機構40から現像装置1に補給剤を補給することができる。   That is, as described above, the toner density of the developer in the developing device 1 is directly detected by the developer reflected light detection method or the inductance detection method, or the toner loading amount of the patch image is detected by the patch detection method. Thus, the toner concentration of the developer in the developing device 1 is indirectly detected. In the normal replenishment mode, the replenishment mechanism 40 supplies the developing device so that the toner corresponding to the estimated consumption is replenished based on the detection result (that is, the detected toner density is constant). 1 can be replenished. On the other hand, in the forced replenishment mode, development is performed from the replenishment mechanism 40 so that more toner than the estimated consumption is replenished based on the detection result (that is, the detected toner density is greater than a predetermined value). A replenisher can be supplied to the device 1.

又、上記各実施例では、γテーブルの決定のために、感光ドラム111上に形成したパッチ画像のトナー載り量の検知結果を用いた。しかし、これに限定されるものではなく、中間転写ベルト131上に形成したパッチ画像の濃度検知結果を用いてもよい。この場合、上述の画像濃度センサ31と同様の構成とされる、中間転写ベルト131に対向して設けられたセンサ138(図1)を用いればよい。同様に、直接転写方式の画像形成装置であれば、転写媒体(転写体)として記録材担持体(搬送ベルトなど)上に形成したパッチ画像のトナー載り量の検知結果を用いることができる。   In each of the above embodiments, the detection result of the amount of applied toner of the patch image formed on the photosensitive drum 111 is used for determining the γ table. However, the present invention is not limited to this, and the density detection result of the patch image formed on the intermediate transfer belt 131 may be used. In this case, a sensor 138 (FIG. 1) provided opposite to the intermediate transfer belt 131 and having the same configuration as that of the above-described image density sensor 31 may be used. Similarly, in the case of a direct transfer type image forming apparatus, the detection result of the amount of applied toner of a patch image formed on a recording material carrier (such as a conveyance belt) can be used as a transfer medium (transfer body).

ここで、直接転写方式の画像形成装置は、当業者には周知のように、例えば、上記各実施例の画像形成装置100が備える中間転写ベルト131の替わりに、搬送ベルトなどとされる記録材担持体を有する。そして、上記各実施例の画像形成装置100において中間転写ベルト131上に転写したのと同様にして、記録材担持体上に担持された記録材上に、各画像形成部で形成されたトナー像を順次に転写する。本発明は、このような直接転写方式の画像形成装置においても等しく適用可能である。   Here, as is well known to those skilled in the art, the direct transfer type image forming apparatus is, for example, a recording material used as a conveyance belt in place of the intermediate transfer belt 131 provided in the image forming apparatus 100 of each of the above embodiments. It has a carrier. The toner images formed by the respective image forming portions on the recording material carried on the recording material carrier in the same manner as the image is transferred onto the intermediate transfer belt 131 in the image forming apparatus 100 of each embodiment described above. Are sequentially transferred. The present invention is equally applicable to such a direct transfer type image forming apparatus.

更に、上記各実施例では、γ補正テーブル決定部165は、予め複数用意されたγ補正テーブルから適当なものを選択するものとして説明したが、γ補正テーブル決定部165が、新規にγ補正テーブルを作成するようにしてもよい。この場合、γ補正テーブル決定部165は、所定の濃度レベルを有する基準データに基づいて、通常、複数の濃度レベルに対応する複数の基準画像を形成させる。又、γ補正テーブル決定部165は、その基準画像の濃度を画像濃度センサ31により測定させる。そして、γ補正テーブル決定部165は、各基準画像の測定結果と、各基準画像の各濃度レベルに対応する標準濃度とを比較する。その結果に基づいて、濃度を補正する前の画像データが有する濃度レベルと、出力画像の濃度との関係が理想的には線形になるようなγ補正テーブル166を作成する。即ち、理想的な濃度階調特性(直線)からの、濃度補正用画像を実際に測定した際の濃度階調特性のずれを補正するような補正テーブルを作成する。このようにして作成したγ補正テーブル166を、上記各実施例と同様にして用いることで、強制補給モードにより現像装置1内の現像装置のT/D比が高くなることによる出力画像の濃度変動を抑制することができる。   Further, in each of the above embodiments, the γ correction table determination unit 165 has been described as selecting an appropriate one from a plurality of γ correction tables prepared in advance. You may make it create. In this case, the γ correction table determination unit 165 normally forms a plurality of reference images corresponding to a plurality of density levels based on reference data having a predetermined density level. Further, the γ correction table determination unit 165 causes the image density sensor 31 to measure the density of the reference image. Then, the γ correction table determining unit 165 compares the measurement result of each reference image with the standard density corresponding to each density level of each reference image. Based on the result, a γ correction table 166 is created so that the relationship between the density level of the image data before correcting the density and the density of the output image is ideally linear. In other words, a correction table is created that corrects the deviation of the density gradation characteristic when the density correction image is actually measured from the ideal density gradation characteristic (straight line). By using the γ correction table 166 created in this way in the same manner as in the above embodiments, the density fluctuation of the output image due to the increase in the T / D ratio of the developing device in the developing device 1 in the forced replenishment mode. Can be suppressed.

更に、本発明は、トナーとキャリアとを備える2成分現像装置を用いる現像装置であって、特に、トリクル構成を有する現像装置を有する画像形成装置において極めて有効である。しかし、本発明は、実質的にトナーのみから成る1成分現像剤を用いる現像装置を有する画像形成装置にも適用することができ、同一のトナーが繰り返し使用されることによるトナーのチャージアップ、劣化などによる画像不具合を抑制することができる。現像装置が1成分現像剤を用いる場合、現像装置内の現像剤のトナー濃度は現像装置内のトナー量に対応する。又、この場合、現像装置の排出口からは実質的にトナーのみが排出される。   Furthermore, the present invention is a developing device using a two-component developing device including a toner and a carrier, and is particularly effective in an image forming apparatus having a developing device having a trickle configuration. However, the present invention can also be applied to an image forming apparatus having a developing device that uses a one-component developer consisting essentially of toner, and charging up and deteriorating toner due to repeated use of the same toner. It is possible to suppress image defects caused by the above. When the developing device uses a one-component developer, the toner concentration of the developer in the developing device corresponds to the amount of toner in the developing device. In this case, only the toner is substantially discharged from the discharge port of the developing device.

本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面図である。1 is a cross-sectional view of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図1の画像形成装置が備える現像装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a developing device provided in the image forming apparatus of FIG. 1. 図2の現像装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the developing device in FIG. 2. 実施例1の制御ブロック図である。FIG. 3 is a control block diagram according to the first embodiment. 画像比率とトナー補給量との関係の一例を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph illustrating an example of a relationship between an image ratio and a toner supply amount. 実施例2の制御ブロック図である。FIG. 6 is a control block diagram of Embodiment 2. 平均画像比率とトナー補給量との関係の一例を示すグラフ図である。6 is a graph illustrating an example of a relationship between an average image ratio and a toner supply amount. FIG. 光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサの一例を説明するための従来の現像装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional developing device for demonstrating an example of the toner concentration detection sensor of an optical reflected light quantity detection system. 図8の現像装置の平面図である。It is a top view of the developing device of FIG. インダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサの一例を説明するための従来の現像装置の断面図である。It is a cross-sectional view of a conventional developing device for explaining an example of an inductance detection type toner density detection sensor. 図10の現像装置の横方向の断面図である。It is sectional drawing of the horizontal direction of the image development apparatus of FIG. パッチ検知方式のトナー濃度検知センサの一例を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an example of a patch detection type toner density detection sensor. トナー吐き出しを行う従来の制御の一例を示すチャート図である。It is a chart figure which shows an example of the conventional control which performs toner discharge.

符号の説明Explanation of symbols

1 現像装置
7 補給口
8 排出口
40 補給機構(補給手段)
111 感光ドラム(像担持体)
112 コロナ帯電器(帯電手段)
113 レーザ露光光学系(露光手段)
114 クリーナ(クリーニング手段)
131 中間転写ベルト(転写媒体)
161 補給制御部(制御手段)
162 画像形成制御部
163 画像処理部
164 ビデオカウンタ(トナー消費量見積手段)
165 γ補正テーブル決定部
166 γ補正テーブル
167 ページカウンタ(画像出力数検出手段)
168 操作パネル(操作部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing apparatus 7 Supply port 8 Discharge port 40 Supply mechanism (supply means)
111 Photosensitive drum (image carrier)
112 Corona charger (charging means)
113 Laser exposure optical system (exposure means)
114 Cleaner (cleaning means)
131 Intermediate transfer belt (transfer medium)
161 Supply control unit (control means)
162 Image formation control unit 163 Image processing unit 164 Video counter (toner consumption estimation unit)
165 γ correction table determination unit 166 γ correction table 167 Page counter (image output number detection means)
168 Operation panel (operation unit)

Claims (13)

像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像をトナーで現像する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給する補給手段と、を有し、前記現像装置は、前記補給手段からのトナー補給動作に伴って前記現像装置内のトナーが排出される排出口を有する画像形成装置において、
前記現像装置の現像動作に伴うトナーの消費量に見合う量のトナーが前記補給手段から前記現像装置に補給される第1の補給モードと、前記現像装置の現像動作に伴うトナーの消費量に対する前記補給手段からのトナー補給量の比率が前記第1の補給モード時の比率より大きくなるように前記補給手段から前記現像装置にトナーが補給される第2の補給モードと、を有することを特徴とする画像形成装置。
An image bearing member; a developing device that develops the electrostatic image formed on the image bearing member with toner; and a replenishing unit that replenishes toner to the developing device. The developing device includes the replenishing unit In the image forming apparatus having a discharge port through which the toner in the developing device is discharged along with the toner replenishment operation from
A first replenishment mode in which an amount of toner commensurate with a toner consumption amount associated with a developing operation of the developing device is replenished from the replenishing means to the developing device; and the toner consumption amount associated with the developing operation of the developing device. And a second replenishment mode in which toner is replenished from the replenishing means to the developing device such that the ratio of the toner replenishment amount from the replenishing means is greater than the ratio in the first replenishment mode. Image forming apparatus.
前記第2の補給モードでは、前記現像装置によるトナーの消費量が少ないほど、トナーの消費量に対する補給量の比率が大きくなるように、前記補給手段から前記現像装置にトナーが補給されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   In the second replenishment mode, toner is replenished from the replenishing unit to the developing device such that the smaller the toner consumption by the developing device, the larger the ratio of the replenishment amount to the toner consumption amount. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: 前記第1の補給モードと前記第2の補給モードとの切り替えは、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数に基づいて決定され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 image forming apparatus according to claim 1, wherein switching between the first supply mode and the second supply mode is determined based on a video count number of a density signal of an image information signal. . 前記トナーの消費量として、1つの出力画像に対するトナー消費量予測値が所定値未満の場合には前記第2の補給モードで、又、前記トナー消費量予測値が前記所定値以上の場合には前記の第1の補給モードで、前記補給手段から前記現像装置にトナーが補給され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。   As the toner consumption amount, when the predicted toner consumption amount for one output image is less than a predetermined value, the second replenishment mode is used. When the predicted toner consumption amount is not less than the predetermined value, The image forming apparatus according to claim 1, wherein toner is supplied from the supply unit to the developing device in the first supply mode. 前記トナー消費量予測値は、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数から求められることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the toner consumption amount prediction value is obtained from a video count number of a density signal of an image information signal. 前記トナーの消費量として、所定数の出力画像に対する平均トナー消費量予測値が所定値未満の場合には前記第2の補給モードで、又、前記平均トナー消費量予測値が前記所定値以上の場合には前記第1の補給モードで、前記補給手段から前記現像装置にトナーが補給され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。   When the average toner consumption predicted value for a predetermined number of output images is less than a predetermined value, the toner consumption is in the second supply mode, and the average toner consumption predicted value is greater than or equal to the predetermined value. 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein toner is supplied from the supply unit to the developing device in the first supply mode. 前記平均トナー消費量予測値は、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数と、画像出力数と、から求められることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 6, wherein the predicted average toner consumption amount is obtained from a video count number of a density signal of an image information signal and an image output number. 前記画像出力数は、装置本体が備えるか若しくは装置本体に接続された操作部から入力される画像形成枚数を指定する情報、又は装置本体が備える画像出力数検出手段の検出結果により決定されることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The number of image outputs is determined by information designating the number of images formed from an operation unit provided in the apparatus main body or connected to the apparatus main body, or a detection result of the image output number detection means provided in the apparatus main body. The image forming apparatus according to claim 7. 前記第2の補給モードで前記補給手段から前記現像装置にトナーを補給したことに対応して、前記像担持体上又は前記像担持体からトナー像が転写される転写体上に制御用基準画像が形成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかの項に記載の画像形成装置。   A control reference image on the image carrier or on a transfer body on which a toner image is transferred from the image carrier in response to the supply of toner from the supply means to the developing device in the second supply mode. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is formed. 前記現像装置はトナーとキャリアとを備える現像剤を収容し、前記補給手段はトナーと共にキャリアを前記現像装置に補給し、前記排出口からはトナーと共にキャリアが排出されることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The developing device contains a developer including toner and a carrier, the replenishing means replenishes the developing device with a carrier together with the toner, and the carrier is discharged together with the toner from the discharge port. The image forming apparatus according to any one of 1 to 9. 前記補給手段から前記現像剤に補給する補給剤の重量に対する、該補給剤中のトナーの重量の割合は、50%以上であることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 10, wherein a ratio of a weight of toner in the replenishing agent to a weight of the replenishing agent replenished to the developer from the replenishing unit is 50% or more. 前記補給手段から前記現像装置へのトナーの補給量は、前記像担持体上又は前記像担持体からトナー像が転写される転写体上に形成される制御用基準画像の濃度検知結果により制御されることを特徴とする請求項1〜11のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The amount of toner replenished from the replenishing means to the developing device is controlled by the density detection result of a control reference image formed on the image carrier or a transfer body onto which a toner image is transferred from the image carrier. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記補給手段から前記現像装置へのトナーの補給量は、前記現像装置内におけるトナー濃度又はトナー量の検知結果により制御されることを特徴とする請求項1〜11のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The amount of toner replenished from the replenishing unit to the developing device is controlled by a detection result of toner density or toner amount in the developing device. Image forming apparatus.
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