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JP2020034799A - Image forming device - Google Patents

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JP2020034799A
JP2020034799A JP2018162394A JP2018162394A JP2020034799A JP 2020034799 A JP2020034799 A JP 2020034799A JP 2018162394 A JP2018162394 A JP 2018162394A JP 2018162394 A JP2018162394 A JP 2018162394A JP 2020034799 A JP2020034799 A JP 2020034799A
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JP
Japan
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toner
charge amount
calibration
image
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2018162394A
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Japanese (ja)
Inventor
賢一 玉置
Kenichi Tamaoki
賢一 玉置
康大 田内
Yasuhiro Tauchi
康大 田内
康 今西
Yasushi Imanishi
康 今西
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.)
Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Document Solutions Inc
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Publication date
Application filed by Kyocera Document Solutions Inc filed Critical Kyocera Document Solutions Inc
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Abstract

【課題】二成分現像方式が適用された現像装置を含む画像形成装置において、トナーの帯電量の変化量に基づいてキャリブレーション動作の実行の必要性を適切に判定する。【解決手段】判定部985は、キャリブレーションの実行が要求された場合に、モード制御部984に帯電量測定モードを実行させ、前回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量である前回帯電量と今回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量である今回帯電量とから、前記要求されたキャリブレーションの実行の要否を判定する判定モードを行う。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately determine the necessity of executing a calibration operation in an image forming apparatus including a developing device to which a two-component developing method is applied, based on a change amount of a charge amount of toner. A determination unit 985 causes a mode control unit 984 to execute a charge amount measurement mode when execution of calibration is requested, and a previous charge amount of the toner acquired in the previous charge amount measurement mode is the previous charge amount. A determination mode for determining whether or not it is necessary to execute the requested calibration is performed based on the charge amount and the current charge amount, which is the charge amount of the toner acquired in the current charge amount measurement mode. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、シートに画像を形成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 on a sheet.

従来、シートに画像を形成する画像形成装置として、感光体ドラム(像担持体)と、現像ローラーを含む現像装置と、転写部材と、を備えるものが知られている。感光体ドラム上に形成された静電潜像が、現像ニップ部において現像装置によって顕在化されると、感光体ドラム上にトナー像が形成される。転写部材によって、トナー像がシートに転写される。このような画像形成装置に適用される現像装置として、トナー及びキャリアを含む現像剤が使用される2成分現像技術が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus for forming an image on a sheet, an image forming apparatus including a photosensitive drum (image carrier), a developing device including a developing roller, and a transfer member has been known. When the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum is revealed by the developing device in the developing nip portion, a toner image is formed on the photosensitive drum. The toner image is transferred to the sheet by the transfer member. As a developing device applied to such an image forming apparatus, a two-component developing technique using a developer containing a toner and a carrier is known.

このような現像技術を用いた画像形成装置では、画像濃度の品質を向上するために、いわゆるキャリブレーション動作が実行される。当該キャリブレーション動作では、像担持体上に予め設定された複数の画像パターンの静電潜像が形成され、現像ローラーに印加される現像バイアスが各画像パターンに応じて変化される。そして、各画像パターンのトナー像の濃度が測定されることで、好適な画像濃度に対応する現像バイアスが選択される。   In an image forming apparatus using such a developing technique, a so-called calibration operation is performed to improve the quality of image density. In the calibration operation, electrostatic latent images of a plurality of preset image patterns are formed on the image carrier, and the developing bias applied to the developing roller is changed according to each image pattern. Then, by measuring the density of the toner image of each image pattern, a developing bias corresponding to a suitable image density is selected.

一方、従来からトナーの帯電量を正確に予測する技術が提案されている。特許文献1、2では、現像前の感光体ドラムの表面電位と、現像後の感光体ドラム上のトナー層の表面電位とがそれぞれ測定される一方、現像されたトナー層の画像濃度測定結果からトナーの現像量が算出される。そして、この測定された各表面電位とトナーの現像量とからトナーの帯電量が算出される。   On the other hand, a technique for accurately estimating the charge amount of toner has conventionally been proposed. In Patent Literatures 1 and 2, the surface potential of the photosensitive drum before development and the surface potential of the toner layer on the photosensitive drum after development are measured, respectively. A development amount of the toner is calculated. Then, the toner charge amount is calculated from the measured surface potentials and the toner development amount.

また、特許文献3、4では、現像剤を担持する現像ローラーに流入する電流値が測定され、当該測定された電流値が、現像ローラーから感光体ドラムに移動したトナーの電荷量と仮定される。また、現像されたトナー層の画像濃度測定結果からトナーの現像量が算出される。そして、このトナーの電荷量とトナーの現像量とからトナーの帯電量が算出される。   Further, in Patent Documents 3 and 4, a current value flowing into a developing roller carrying a developer is measured, and the measured current value is assumed to be a charge amount of the toner moved from the developing roller to the photosensitive drum. . Further, the amount of toner development is calculated from the image density measurement result of the developed toner layer. Then, the charge amount of the toner is calculated from the charge amount of the toner and the development amount of the toner.

特開2003−345075号公報JP 2003-345075 A 特開2004−37952号公報JP 2004-37952 A 特許第5024192号明細書Japanese Patent No. 5024192 特許第5273542号明細書Patent No. 5273542

上記のようなキャリブレーション動作は、印字枚数等の画像形成装置の使用状況に応じて、所定の間隔で自動的に実行される。また、画像形成装置が未使用状態で一昼夜放置された場合や、画像形成装置の周辺の温湿度等、画像形成装置の周辺環境が急激に変化した場合等に、ユーザーによって手動でキャリブレーションの実行指示が入力されたときに実行される。   The calibration operation as described above is automatically executed at predetermined intervals in accordance with the usage status of the image forming apparatus such as the number of prints. Also, when the image forming apparatus is left unused all day and night, or when the surrounding environment of the image forming apparatus changes rapidly, such as the temperature and humidity around the image forming apparatus, the user may manually execute the calibration. Executed when an instruction is input.

しかし、キャリブレーション動作では、複数の画像パターンの静電潜像を像担持体上に形成後、現像ローラーに印加する現像バイアスを各画像パターンに応じて変化させて、各画像パターンのトナー像を生成する。このため、画像濃度が安定している状態であるにも関わらず、無駄にキャリブレーション動作を行うと、画像形成装置の総使用時間において、キャリブレーション動作の実行に要した時間の占める割合が多くなり、画像形成装置の平均印字速度を落とすことになる。また、無駄にキャリブレーション動作を行うと、複数の画像パターンのトナー像を生成するためにトナーを無駄に消費することにもなる。したがって、キャリブレーションの実行頻度は、必要最小限に抑えることが望まれている。   However, in the calibration operation, after forming electrostatic latent images of a plurality of image patterns on the image carrier, the developing bias applied to the developing roller is changed in accordance with each image pattern, and the toner image of each image pattern is formed. Generate. For this reason, if the calibration operation is performed in vain even though the image density is stable, the ratio of the time required to execute the calibration operation to the total use time of the image forming apparatus is large. As a result, the average printing speed of the image forming apparatus is reduced. Further, if the calibration operation is performed wastefully, the toner is wastefully consumed in order to generate toner images of a plurality of image patterns. Therefore, it is desired that the execution frequency of the calibration be minimized.

また、特許文献1、2に記載された技術では、感光体ドラム上の表面電位を測定するために表面電位センサーが必要になる。ここで、感光体ドラム上に形成されたトナー層の表面電位を測定するためには、表面電位センサーを現像ニップ部よりも感光体ドラムの回転方向下流側に設置する必要がある。しかし、この位置に表面電位センサーを設置すると、表面電位センサーの表面が、現像ローラーから飛散したトナーによって汚染されやすく、長期に亘って精度良く表面電位を測定することが困難となる。   In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, a surface potential sensor is required to measure the surface potential on the photosensitive drum. Here, in order to measure the surface potential of the toner layer formed on the photosensitive drum, it is necessary to install a surface potential sensor downstream of the developing nip in the rotation direction of the photosensitive drum. However, if the surface potential sensor is installed at this position, the surface of the surface potential sensor is easily contaminated by the toner scattered from the developing roller, and it becomes difficult to accurately measure the surface potential over a long period of time.

また、特許文献3、4に記載された技術では、現像ローラーに流入する電流が、トナー中を流れる電流に加えてキャリア中を流れる電流も含んでしまう。したがって、当該電流値からトナーの帯電量を精度よく算出することが難しい。更に、画像形成装置において印字が繰り返されることでキャリアのコート剥がれやコート汚染によってキャリアの抵抗値が変化すると、このキャリア中を流れる電流も変化する。このように、従来の手法では、現像ローラーに流入する電流から、トナーの電荷量を正しく測定することは困難であった。   In the techniques described in Patent Documents 3 and 4, the current flowing into the developing roller includes the current flowing in the carrier in addition to the current flowing in the toner. Therefore, it is difficult to accurately calculate the charge amount of the toner from the current value. Further, when the resistance value of the carrier changes due to the peeling of the coat of the carrier or the contamination of the coat due to the repeated printing in the image forming apparatus, the current flowing through the carrier also changes. As described above, in the conventional method, it is difficult to correctly measure the charge amount of the toner from the current flowing into the developing roller.

このように、従来のトナーの帯電量を測定する技術では、トナーの帯電量を精度良く測定することは困難であった。このため、従来のキャリブレーション動作とトナーの帯電量を測定する技術とを組み合わせて、トナーの帯電量の変化量に基づいて無駄なキャリブレーション動作を行うことを回避することは困難であった。   As described above, it is difficult to accurately measure the charge amount of the toner by the conventional technique for measuring the charge amount of the toner. For this reason, it has been difficult to avoid performing a useless calibration operation based on the amount of change in the amount of charge of the toner by combining the conventional calibration operation with a technique for measuring the amount of charge of the toner.

本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、二成分現像方式が適用された現像装置を含む画像形成装置において、トナーの帯電量の変化量に基づいてキャリブレーション動作の実行の必要性を適切に判定することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to execute a calibration operation based on a change in a charge amount of a toner in an image forming apparatus including a developing device to which a two-component developing method is applied. The purpose is to appropriately determine the need for

本発明の一局面に係る画像形成装置は、回転され、表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体を所定の帯電電位に帯電する帯電装置と、前記帯電装置よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記帯電電位に帯電された前記像担持体の表面を所定の画像情報に応じて露光することで前記静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置よりも前記回転方向下流側の所定の現像ニップ部において前記像担持体に対向して配置される現像装置であって、回転され周面にトナー及びキャリアからなる現像剤を担持するとともに前記像担持体にトナーを供給することで前記トナー像を形成する現像ローラーを含む現像装置と、前記像担持体上に担持された前記トナー像をシートに転写する転写部と、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記現像ローラーに印加可能な現像バイアス印加部と、前記トナー像の濃度を検出する濃度検出部と、前記帯電装置及び前記露光装置を制御して前記像担持体上に複数のキャリブレーション用静電潜像を形成し且つ前記現像バイアス印加部を制御して各キャリブレーション用静電潜像に対する前記現像バイアスの少なくとも前記直流電圧を異ならせることで複数のキャリブレーション用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数のキャリブレーション用トナー像の濃度と前記現像バイアスとの関係に基づいて、画像形成動作において前記現像ローラーに印加される前記現像バイアスを決定するキャリブレーション動作を実行するキャリブレーション動作実行部と、前記帯電装置、前記露光装置及び前記現像バイアス印加部を制御して前記像担持体上に、互いにトナー現像量が異なる複数の測定用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、又は、当該複数の測定用トナー像の濃度に加え前記複数の測定用トナー像が形成される際に前記現像ローラーと前記現像バイアス印加部との間を流れる現像電流の直流成分に基づいて、トナーの帯電量を取得する帯電量取得動作を実行する帯電量取得部と、前記キャリブレーション動作の実行を要求する要求部と、前記要求部によって前記キャリブレーション動作の実行が要求された場合に、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作を実行させ、前回の前記帯電量取得動作で取得された前記トナーの帯電量である前回帯電量と今回の前記帯電量取得動作で取得された前記トナーの帯電量である今回帯電量とから、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行の要否を判定する判定動作を行うキャリブレーション動作判定部と、を備える。   An image forming apparatus according to an aspect of the present invention includes an image carrier that is rotated to form an electrostatic latent image on a surface thereof, and that carries a toner image in which the electrostatic latent image is made visible, A charging device that charges the body to a predetermined charging potential; and a charging device that is disposed downstream of the charging device in the rotation direction of the image carrier, and converts the surface of the image carrier charged to the charging potential into predetermined image information. An exposure device that forms the electrostatic latent image by performing exposure in response to the exposure device, and a development device that is disposed to face the image carrier at a predetermined development nip portion downstream of the exposure device in the rotation direction. A developing device that includes a developing roller that forms a toner image by rotating and supporting a developer including a toner and a carrier on a peripheral surface and supplying toner to the image carrier; The obtained toner image A transfer unit that transfers the toner image to a developing roller, a developing bias applying unit that can apply a developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the developing roller, a density detecting unit that detects the density of the toner image, and the charging device. And controlling the exposure device to form a plurality of electrostatic latent images for calibration on the image carrier and controlling the developing bias applying unit to control at least the developing bias for each electrostatic latent image for calibration. A plurality of calibration toner images are formed by varying the DC voltage, and image formation is performed based on a relationship between the densities of the plurality of calibration toner images detected by the density detection unit and the developing bias. A calibration for performing a calibration operation for determining the developing bias applied to the developing roller in operation. Controlling the charging device, the exposing device, and the developing bias applying unit to form a plurality of measurement toner images having different toner development amounts on the image carrier, and performing the density detection. The developing roller and the developing unit based on the density of the plurality of measurement toner images detected by the unit or when the plurality of measurement toner images are formed in addition to the density of the plurality of measurement toner images. A charge amount acquisition unit that executes a charge amount acquisition operation for acquiring a charge amount of toner based on a DC component of a development current flowing between the bias application unit, and a request unit that requests execution of the calibration operation. When the execution of the calibration operation is requested by the request unit, the charge amount acquisition unit is caused to execute the charge amount acquisition operation, and the charge amount acquisition operation is performed before the charge amount acquisition operation is performed. The necessity of executing the requested calibration operation is determined from the previous charge amount, which is the charge amount of the toner, and the current charge amount, which is the charge amount of the toner, acquired in the current charge amount acquisition operation. A calibration operation determination unit that performs a determination operation to be performed.

本構成によれば、前記帯電量取得部は、帯電量取得動作において、複数の測定用トナー像の濃度、又は、複数の測定用トナー像の濃度及び当該複数の測定用トナー像の形成に用いられた現像電流の直流成分に基づいて、複数の測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を適切に取得することができる。   According to this configuration, in the charge amount acquisition operation, the charge amount acquisition unit uses the densities of the plurality of measurement toner images, or the densities of the plurality of measurement toner images and the formation of the plurality of measurement toner images. Based on the DC component of the obtained development current, the charge amount of the toner included in the plurality of measurement toner images can be appropriately acquired.

このため、前記キャリブレーション動作判定部は、判定動作において、今回の帯電量取得動作及び前回の帯電量取得動作において適切に取得された二つのトナーの帯電量の変化量を把握することができる。そして、前回のキャリブレーション動作が実行されてからのトナーの帯電量の変化量に応じて、今回要求されたキャリブレーション動作の必要性を適切に判定することができる。   For this reason, in the determination operation, the calibration operation determination unit can grasp the change amount of the charge amounts of the two toners appropriately acquired in the current charge amount acquisition operation and the previous charge amount acquisition operation. Then, the necessity of the calibration operation requested this time can be appropriately determined according to the amount of change in the charge amount of the toner since the previous calibration operation was performed.

上記の構成において、前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が予め設定された第一閾値よりも大きい場合は、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要と判定し、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下である場合は、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定することが望ましい。   In the above configuration, the calibration operation determination unit, in the determination operation, when the difference or ratio of the current charge amount to the previous charge amount is greater than a first threshold set in advance, the requested the said When it is determined that the calibration operation needs to be performed and the difference or ratio of the current charge amount to the previous charge amount is equal to or less than the first threshold, it is determined that the requested calibration operation need not be performed. It is desirable to do.

本構成によれば、前記キャリブレーション動作判定部は、判定動作において、今回の帯電量取得動作及び前回の帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量同士の差又は比によって、今回要求されたキャリブレーション動作の必要性を適切に判定することができる。   According to this configuration, in the determination operation, the calibration operation determination unit is requested by the difference or ratio between the charge amounts of the toner obtained in the current charge amount acquisition operation and the previous charge amount acquisition operation in the determination operation. The necessity of the calibration operation can be appropriately determined.

上記の構成において、前記現像剤に含まれるキャリア量に対するトナー量の比率を示すトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を更に備え、前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下の場合、前回の前記帯電量取得動作に応じて前記トナー濃度検出部が検出した第一トナー濃度に対する、今回の前記帯電量取得動作に応じて前記トナー濃度センサーが検出した第二トナー濃度の差又は比が予め設定された第二閾値よりも小さいか否かを更に判定し、前記第一トナー濃度に対する前記第二トナー濃度の差又は比が前記第二閾値よりも小さいときは、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定することが望ましい。   In the above configuration, the image forming apparatus further includes a toner concentration detection unit that detects a toner concentration indicating a ratio of a toner amount to a carrier amount contained in the developer, wherein the calibration operation determination unit performs the determination in the determination operation. When the difference or ratio of the current charge amount with respect to is less than or equal to the first threshold, the current charge amount acquisition operation for the first toner concentration detected by the toner concentration detection unit in response to the previous charge amount acquisition operation Accordingly, it is further determined whether the difference or ratio of the second toner concentration detected by the toner concentration sensor is smaller than a second threshold value set in advance, and the difference of the second toner concentration with respect to the first toner concentration or When the ratio is smaller than the second threshold value, it is desirable to determine that it is not necessary to execute the requested calibration operation.

本構成によれば、前記キャリブレーション動作判定部は、判定動作において、今回の帯電量取得動作及び前回の帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量同士の差又は比だけでなく、今回の帯電量取得動作及び前回の帯電量取得動作に応じて検出されたトナー濃度同士の差又は比によって、今回要求されたキャリブレーション動作の必要性をより適切に判定することができる。   According to this configuration, the calibration operation determination unit determines in the determination operation not only the difference or ratio between the charge amounts of the toner obtained in the current charge amount acquisition operation and the previous charge amount acquisition operation, but also the current charge amount acquisition operation. The necessity of the calibration operation requested this time can be more appropriately determined based on the difference or ratio between the toner densities detected according to the charge amount acquisition operation and the previous charge amount acquisition operation.

上記の構成において、前記キャリブレーション動作判定部は、前記要求部によって前記キャリブレーション動作の実行が要求された場合に、前記判定動作に先だって、前記判定動作の実行の要否を判定する補助判定動作を行い、前記補助判定動作において前記判定動作の実行が必要と判定した場合は、前記判定動作を行い、前記補助判定動作において前記判定動作の実行が必要でないと判定した場合は、前記前回帯電量及び前記今回帯電量に関わらず、強制的に、前記キャリブレーション動作実行部に前記要求された前記キャリブレーション動作を実行させることが望ましい。   In the above configuration, when the execution of the calibration operation is requested by the requesting unit, the calibration operation determination unit may determine whether or not the execution of the determination operation is necessary prior to the determination operation. When the auxiliary determination operation determines that the execution of the determination operation is necessary, the determination operation is performed, and when it is determined that the execution of the determination operation is not necessary in the auxiliary determination operation, the previous charge amount In addition, it is desirable that the calibration operation execution unit be forced to execute the requested calibration operation regardless of the current charge amount.

本構成によれば、前記キャリブレーション動作判定部は、判定動作に先だって補助判定動作を行うことで、判定動作において前回のキャリブレーション動作が実行されてからのトナーの帯電量の変化に応じて、今回要求されたキャリブレーション動作の必要性を判定するか、前回のキャリブレーション動作が実行されてからのトナーの帯電量の変化によらずに、強制的に今回要求されたキャリブレーション動作を実行させるかを判定することができる。   According to this configuration, the calibration operation determination unit performs the auxiliary determination operation prior to the determination operation, and in accordance with a change in the toner charge amount since the previous calibration operation was performed in the determination operation, The necessity of the calibration operation requested this time is determined, or the calibration operation requested this time is forcibly executed irrespective of a change in the charge amount of the toner since the previous calibration operation was executed. Can be determined.

上記の構成において、周囲の温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む特性値を検出する温湿度検出部を更に備え、前記キャリブレーション動作判定部は、前記補助判定動作において、前回の前記キャリブレーション動作に応じて前記温湿度検出部が検出した第一特性値に対する、当該補助判定動作に応じて前記温湿度検出部が検出した第二特性値の変化量が、予め設定された第三閾値よりも小さいか否かを判定し、前記第一特性値に対する前記第二特性値の変化量が前記第三閾値よりも小さい場合は、前記判定動作の実行が必要と判定し、前記第一特性値に対する前記第二特性値の変化量が前記第三閾値以上である場合は、前記判定動作の実行が必要でないと判定することが望ましい。   The above configuration further includes a temperature / humidity detecting unit that detects a characteristic value including at least one of ambient temperature and humidity, wherein the calibration operation determination unit performs the previous calibration operation in the auxiliary determination operation. The change amount of the second characteristic value detected by the temperature / humidity detecting unit in response to the auxiliary determination operation with respect to the first characteristic value detected by the temperature / humidity detecting unit is smaller than a third threshold value set in advance. It is determined whether it is small, and when the amount of change of the second characteristic value with respect to the first characteristic value is smaller than the third threshold value, it is determined that execution of the determination operation is necessary, and the first characteristic value is determined. When the amount of change of the second characteristic value is equal to or greater than the third threshold value, it is desirable to determine that the execution of the determination operation is not necessary.

本構成によれば、前記キャリブレーション動作判定部は、前回のキャリブレーション動作に応じて検出された前記特性値に対する、キャリブレーション動作の実行の要求に応じて検出された前記特性値の変化量が第三閾値よりも大きいときは、判定動作を行うことなく、強制的に今回要求されたキャリブレーション動作を実行させることができる。   According to this configuration, the calibration operation determination unit determines that a change amount of the characteristic value detected in response to the request for performing the calibration operation with respect to the characteristic value detected in accordance with the previous calibration operation is When the value is larger than the third threshold value, the calibration operation requested this time can be forcibly executed without performing the determination operation.

上記の構成において、前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定した場合、前記前回帯電量と前記今回帯電量の差又は比に応じて、前記像担持体と前記現像ローラーとの間の直流電圧の差を変更するように、前記現像バイアスを補正することが望ましい。   In the above configuration, when the calibration operation determination unit determines that the execution of the requested calibration operation is not necessary in the determination operation, the calibration operation determination unit determines a difference or a ratio between the previous charge amount and the current charge amount. Accordingly, it is preferable that the developing bias is corrected so as to change the difference in DC voltage between the image carrier and the developing roller.

本構成によれば、前回帯電量と今回帯電量との差又は比が、要求されたキャリブレーション動作の実行が必要にならない程度の値を示す場合、要求されたキャリブレーション動作は行われないが、当該差又は比に応じて、像担持体と現像ローラーとの間の直流電圧の差を変更するように、現像バイアスが補正される。このため、キャリブレーション動作の実行に要する時間及び複数のキャリブレーション用トナー像の形成に用いるトナーを無駄に消費することなく、トナーの帯電量の僅かな変化量を考慮して、現像バイアスを適切に補正することができる。   According to this configuration, if the difference or ratio between the previous charge amount and the current charge amount indicates a value that does not require execution of the requested calibration operation, the requested calibration operation is not performed. The developing bias is corrected so as to change the DC voltage difference between the image carrier and the developing roller according to the difference or the ratio. For this reason, the developing bias can be appropriately adjusted in consideration of a slight change in the charge amount of the toner without wasting the time required for executing the calibration operation and the toner used for forming the plurality of calibration toner images. Can be corrected.

本発明によれば、二成分現像方式が適用された現像装置を含む画像形成装置において、トナーの帯電量の変化量に基づいてキャリブレーション動作の実行の必要性を適切に判定することができる。   According to the present invention, in the image forming apparatus including the developing device to which the two-component developing method is applied, it is possible to appropriately determine the necessity of performing the calibration operation based on the amount of change in the charge amount of the toner.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure. 本発明の一実施形態に係る現像装置の断面図及び制御部の電気的構成を示したブロック図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a developing device according to an embodiment of the present invention and a block diagram illustrating an electrical configuration of a control unit. 本発明の一実施形態に係る現像装置の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a developing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の現像動作を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a developing operation of the image forming apparatus according to the embodiment of the present disclosure. 本発明の一実施形態に係る像担持体及び現像ローラーの電位の大小関係を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a magnitude relationship between potentials of an image carrier and a developing roller according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、現像バイアスの周波数と画像濃度との関係を示したグラフである。4 is a graph showing a relationship between a developing bias frequency and an image density in the image forming apparatus according to the embodiment of the present disclosure. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、図6のグラフの傾きとトナーの帯電量との関係を示したグラフである。7 is a graph showing the relationship between the inclination of the graph of FIG. 6 and the charge amount of toner in the image forming apparatus according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モードのフローチャートである。6 is a flowchart of a charge amount measurement mode executed in the image forming apparatus according to the embodiment of the present disclosure. 帯電量測定モードの実行時に像担持体上に形成される測定用トナー像の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a measurement toner image formed on an image carrier when a charge amount measurement mode is executed. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において実行される判定モードのフローチャートである。6 is a flowchart of a determination mode executed in the image forming apparatus according to the embodiment of the present disclosure. 本発明の第一変形実施形態に係る現像装置の断面図及び制御部の電気的構成を示したブロック図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a developing device according to a first modified embodiment of the present invention and a block diagram illustrating an electrical configuration of a control unit. 本発明の第一変形実施形態に係る画像形成装置において実行される帯電量測定モードのフローチャートである。9 is a flowchart of a charge amount measurement mode executed in the image forming apparatus according to the first modified embodiment of the present invention. 本発明の第二変形実施形態に係る画像形成装置において実行される判定モードのフローチャートである。9 is a flowchart of a determination mode executed in an image forming apparatus according to a second modified embodiment of the present invention. 本発明の第三変形実施形態に係る画像形成装置における補助判定モードのフローチャートである。13 is a flowchart of an auxiliary determination mode in an image forming apparatus according to a third modified embodiment of the present invention. 本発明の第四変形実施形態に係る画像形成装置において実行される判定モードのフローチャートである。15 is a flowchart of a determination mode executed in an image forming apparatus according to a fourth modified embodiment of the present invention. キャリブレーションの実験結果の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an experiment result of calibration.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置10について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。また、画像形成装置は、単色(モノクロ)画像を形成するものでもよい。   Hereinafter, an image forming apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a tandem type color printer will be described as an example of the image forming apparatus. The image forming apparatus may be, for example, a copying machine, a facsimile machine, or a multifunction peripheral thereof. Further, the image forming apparatus may form a single color (monochrome) image.

<画像形成装置について>
図1は、画像形成装置10の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置10は、箱形の筐体構造を備える装置本体11を備える。この装置本体11内には、シートPを給紙する給紙部12、給紙部12から給紙されたシートPに転写するトナー像を形成する画像形成部13、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット14、画像形成部13にトナーを補給するトナー補給部15、及び、シートP上に形成された未定着トナー像をシートPに定着する処理を施す定着部16が内装されている。さらに、装置本体11の上部には、定着部16で定着処理の施されたシートPが排紙される排紙部17が備えられている。
<About the image forming apparatus>
FIG. 1 is a sectional view showing an internal structure of the image forming apparatus 10. The image forming apparatus 10 includes an apparatus main body 11 having a box-shaped housing structure. In the apparatus main body 11, a sheet feeding section 12 for feeding a sheet P, an image forming section 13 for forming a toner image to be transferred onto the sheet P fed from the sheet feeding section 12, and the toner image is primarily transferred. An intermediate transfer unit 14, a toner replenishing unit 15 for replenishing toner to the image forming unit 13, and a fixing unit 16 for fixing an unfixed toner image formed on the sheet P to the sheet P are provided therein. . Further, at the upper part of the apparatus main body 11, there is provided a paper discharge unit 17 for discharging the sheet P subjected to the fixing processing by the fixing unit 16.

装置本体11の上面の適所には、画像形成装置10の操作をユーザーに行わせるための操作パネル18が設けられている。この操作パネル18には、画像形成装置10の動作状態(例えば、印刷中)等、画像形成装置10に関する情報を表示する液晶ディスプレイ、シートPに対する画像の出力条件等、画像形成装置10の動作に関する情報を入力させるためのタッチパネル、及び各種の操作キーが設けられている。   An operation panel 18 for allowing a user to operate the image forming apparatus 10 is provided at an appropriate position on the upper surface of the apparatus main body 11. On the operation panel 18, a liquid crystal display that displays information about the image forming apparatus 10, such as an operation state of the image forming apparatus 10 (for example, during printing), an output condition of an image on a sheet P, and the like, relate to operations of the image forming apparatus 10. A touch panel for inputting information and various operation keys are provided.

装置本体11内には、さらに、画像形成部13より右側位置に、上下方向に延びるシート搬送路111が形成されている。シート搬送路111には、適所にシートを搬送する搬送ローラー対112が設けられている。また、シートのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートを送り込むレジストローラー対113が、シート搬送路111における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路111は、シートPを給紙部12から排紙部17まで、画像形成部13及び定着部16を経由して搬送させる搬送路である。   In the apparatus main body 11, a sheet conveying path 111 extending vertically is formed at a position on the right side of the image forming section 13. The sheet conveying path 111 is provided with a pair of conveying rollers 112 for conveying a sheet to an appropriate position. Further, a pair of registration rollers 113 for correcting the skew of the sheet and feeding the sheet at a predetermined timing to a nip portion for secondary transfer described later is provided upstream of the nip portion in the sheet conveying path 111. The sheet transport path 111 is a transport path that transports the sheet P from the paper supply unit 12 to the paper discharge unit 17 via the image forming unit 13 and the fixing unit 16.

給紙部12は、給紙トレイ121、ピックアップローラー122、及び給紙ローラー対123を備える。給紙トレイ121は、装置本体11の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートPが積層されたシート束P1を貯留する。ピックアップローラー122は、給紙トレイ121に貯留されたシート束P1の最上面のシートPを1枚ずつ繰り出す。給紙ローラー対123は、ピックアップローラー122によって繰り出されたシートPをシート搬送路111に送り出す。   The paper supply unit 12 includes a paper supply tray 121, a pickup roller 122, and a paper supply roller pair 123. The paper feed tray 121 is removably mounted below the apparatus main body 11, and stores a sheet bundle P1 in which a plurality of sheets P are stacked. The pickup roller 122 feeds out the uppermost sheet P of the sheet bundle P1 stored in the sheet feeding tray 121 one by one. The paper feed roller pair 123 sends out the sheet P fed by the pickup roller 122 to the sheet transport path 111.

給紙部12は、装置本体11の、図1に示す左側面に取り付けられる手差し給紙部を備える。手差し給紙部は、手差しトレイ124、ピックアップローラー125、及び給紙ローラー対126を備える。手差しトレイ124は、手差しされるシートPが載置されるトレイであり、手差しでシートPを給紙する際、図1に示すように、装置本体11の側面から開放される。ピックアップローラー125は、手差しトレイ124に載置されたシートPを繰り出す。給紙ローラー対126は、ピックアップローラー125によって繰り出されたシートPをシート搬送路111に送り出す。   The paper feeding unit 12 includes a manual paper feeding unit attached to the left side of the apparatus main body 11 shown in FIG. The manual sheet feeding unit includes a manual tray 124, a pickup roller 125, and a sheet feeding roller pair 126. The manual feed tray 124 is a tray on which sheets P to be manually fed are placed, and is opened from the side of the apparatus body 11 as shown in FIG. The pickup roller 125 feeds out the sheet P placed on the manual feed tray 124. The sheet feeding roller pair 126 sends out the sheet P fed by the pickup roller 125 to the sheet conveying path 111.

画像形成部13は、シートPに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、本実施形態では、後述する中間転写ベルト141の回転方向上流側から下流側に向けて(図1に示す左側から右側へ)順次配設された、マゼンタ(M)色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット13M、シアン(C)色の現像剤を用いるシアン用ユニット13C、イエロー(Y)色の現像剤を用いるイエロー用ユニット13Y、及びブラック(Bk)色の現像剤を用いるブラック用ユニット13Bkが備えられている。各ユニット13M、13C、13Y、13Bkは、それぞれ感光体ドラム20(像担持体)と、感光体ドラム20の周囲に配置された帯電装置21、現像装置23、一次転写ローラー24及びクリーニング装置25とを備える。また、各ユニット13M、13C、13Y、13Bk共通の露光装置22が、画像形成ユニットの下方に配置されている。   The image forming unit 13 forms a toner image to be transferred to the sheet P, and includes a plurality of image forming units that form toner images of different colors. In the present embodiment, as the image forming units, a magenta (M) color is sequentially arranged from the upstream side to the downstream side (from left to right in FIG. 1) in the rotation direction of the intermediate transfer belt 141 described later. A magenta unit 13M using a developer, a cyan unit 13C using a cyan (C) developer, a yellow unit 13Y using a yellow (Y) developer, and a black (Bk) developer are used. A black unit 13Bk is provided. Each of the units 13M, 13C, 13Y, and 13Bk includes a photosensitive drum 20 (image carrier), a charging device 21, a developing device 23, a primary transfer roller 24, and a cleaning device 25 disposed around the photosensitive drum 20. Is provided. An exposure device 22 common to the units 13M, 13C, 13Y, and 13Bk is disposed below the image forming unit.

感光体ドラム20は、その軸回りに回転駆動され、その表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する。この感光体ドラム20としては、一例として、公知のアモルファスシリコン(α−Si)感光体ドラムや有機(OPC)感光体ドラムが用いられる。帯電装置21は、感光体ドラム20の表面を所定の帯電電位に均一に帯電する。帯電装置21は、帯電ローラーと、前記帯電ローラーに付着したトナーを除去するための帯電クリーニングブラシとを備える。露光装置22は、帯電装置21よりも感光体ドラム20の回転方向下流側に配置され、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有する。露光装置22は、前記帯電電位に均一に帯電された感光体ドラム20の表面に、画像データ(所定の画像情報)に基づき変調された光を照射して露光することで、静電潜像を形成する。   The photoreceptor drum 20 is driven to rotate around its axis to form an electrostatic latent image on the surface thereof, and carries a toner image in which the electrostatic latent image has been revealed. As the photosensitive drum 20, for example, a known amorphous silicon (α-Si) photosensitive drum or an organic (OPC) photosensitive drum is used. The charging device 21 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 20 to a predetermined charging potential. The charging device 21 includes a charging roller and a charging cleaning brush for removing toner attached to the charging roller. The exposure device 22 is disposed downstream of the charging device 21 in the rotation direction of the photosensitive drum 20, and has various optical system devices such as a light source, a polygon mirror, a reflection mirror, and a deflection mirror. The exposure device 22 irradiates the surface of the photosensitive drum 20 uniformly charged to the charged potential with light modulated based on image data (predetermined image information) to expose the surface, thereby forming an electrostatic latent image. Form.

現像装置23は、露光装置22よりも感光体ドラム20の回転方向下流側の所定の現像ニップ部NP(図4)において感光体ドラム20に対向して配置される。現像装置23は、回転され周面にトナー及びキャリアからなる現像剤を担持するとともに感光体ドラム20にトナーを供給することで前記トナー像を形成する現像ローラー231を含む。   The developing device 23 is arranged to face the photosensitive drum 20 at a predetermined developing nip portion NP (FIG. 4) downstream of the exposure device 22 in the rotation direction of the photosensitive drum 20. The developing device 23 includes a developing roller 231 that is rotated and carries a developer including a toner and a carrier on a peripheral surface and supplies the toner to the photosensitive drum 20 to form the toner image.

一次転写ローラー24は、中間転写ユニット14に備えられている中間転写ベルト141を挟んで感光体ドラム20とニップ部を形成する。更に、一次転写ローラー24は、感光体ドラム20上のトナー像を中間転写ベルト141上に一次転写する。クリーニング装置25は、トナー像転写後の感光体ドラム20の周面を清掃する。   The primary transfer roller 24 forms a nip with the photosensitive drum 20 with the intermediate transfer belt 141 provided in the intermediate transfer unit 14 interposed therebetween. Further, the primary transfer roller 24 primarily transfers the toner image on the photosensitive drum 20 onto the intermediate transfer belt 141. The cleaning device 25 cleans the peripheral surface of the photosensitive drum 20 after the transfer of the toner image.

中間転写ユニット14は、画像形成部13とトナー補給部15との間に設けられた空間に配置され、中間転写ベルト141と、図略のユニットフレームにて回転可能に支持された駆動ローラー142と、従動ローラー143と、バックアップローラー146と、複数の濃度センサー100と、を備える。中間転写ベルト141は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム20の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー142及び従動ローラー143、146に架け渡されている。中間転写ベルト141は駆動ローラー142の回転により周回駆動される。従動ローラー143の近傍には、中間転写ベルト141の周面上に残存したトナーを除去するベルトクリーニング装置144が配置されている。   The intermediate transfer unit 14 is disposed in a space provided between the image forming unit 13 and the toner replenishing unit 15, and includes an intermediate transfer belt 141, a drive roller 142 rotatably supported by a unit frame (not shown), and , A driven roller 143, a backup roller 146, and a plurality of density sensors 100. The intermediate transfer belt 141 is an endless belt-shaped rotating body, and is stretched over the driving roller 142 and the driven rollers 143 and 146 such that the peripheral surface thereof comes into contact with the peripheral surface of each of the photosensitive drums 20. I have. The intermediate transfer belt 141 is driven to rotate by rotation of the driving roller 142. A belt cleaning device 144 that removes toner remaining on the peripheral surface of the intermediate transfer belt 141 is disposed near the driven roller 143.

複数の濃度センサー100(濃度検出部)は、ユニット13M、13C、13Y、13Bkよりも下流側における中間転写ベルト141に対向する位置において、主走査方向(感光体ドラム20の軸方向)に所定間隔を空けて並べて配置されている。各濃度センサー100は、中間転写ベルト141上における自身に対向する位置に形成されたトナー像の濃度を検出する。後記の制御部980では、複数の濃度センサー100によって検出されたトナー像の濃度の平均値が、トナー像の濃度として使用される。   The plurality of density sensors 100 (density detection units) are positioned at predetermined intervals in the main scanning direction (the axial direction of the photosensitive drum 20) at a position downstream of the units 13M, 13C, 13Y, and 13Bk and facing the intermediate transfer belt 141. Are arranged side by side. Each density sensor 100 detects the density of a toner image formed on the intermediate transfer belt 141 at a position facing itself. In the control unit 980 described later, the average value of the density of the toner image detected by the plurality of density sensors 100 is used as the density of the toner image.

尚、他の実施形態において、複数の濃度センサー100は、感光体ドラム20上のトナー像の濃度を検出するものでもよく、また、シートP上に定着されたトナー像の濃度を検出するものでもよい。以降、説明の便宜上、複数の濃度センサー100によって検出されたトナー像の濃度の平均値を、濃度センサー100によって検出されたトナー像の濃度と記載する。   In another embodiment, the plurality of density sensors 100 may detect the density of the toner image on the photosensitive drum 20 or may detect the density of the toner image fixed on the sheet P. Good. Hereinafter, for convenience of description, the average value of the density of the toner image detected by the plurality of density sensors 100 will be referred to as the density of the toner image detected by the density sensor 100.

駆動ローラー142に対向して、中間転写ベルト141の外側には、二次転写ローラー145が配置されている。二次転写ローラー145は、中間転写ベルト141の周面に圧接されて、駆動ローラー142との間で転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト141上に一次転写されたトナー像は、給紙部12から供給されるシートPに、転写ニップ部において二次転写される。すなわち、中間転写ユニット14及び二次転写ローラー145は、感光体ドラム20上に担持されたトナー像をシートPに転写する転写部として機能する。また、駆動ローラー142には、その周面を清掃するためのロールクリーナー200が配置されている。   A secondary transfer roller 145 is disposed outside the intermediate transfer belt 141 so as to face the drive roller 142. The secondary transfer roller 145 is pressed against the peripheral surface of the intermediate transfer belt 141 to form a transfer nip with the driving roller 142. The toner image primarily transferred on the intermediate transfer belt 141 is secondarily transferred to a sheet P supplied from the paper supply unit 12 at a transfer nip. That is, the intermediate transfer unit 14 and the secondary transfer roller 145 function as a transfer unit that transfers the toner image carried on the photosensitive drum 20 to the sheet P. The drive roller 142 is provided with a roll cleaner 200 for cleaning the peripheral surface thereof.

トナー補給部15は、画像形成に用いられるトナーを貯留するものであり、本実施形態ではマゼンタ用トナーコンテナ15M、シアン用トナーコンテナ15C、イエロー用トナーコンテナ15Y及びブラック用トナーコンテナ15Bkを備える。これらトナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bkは、それぞれM/C/Y/Bk各色の補給用トナーを貯留するものである。コンテナ底面に形成されたトナー排出口15Hから、M/C/Y/Bk各色に対応する画像形成ユニット13M、13C、13Y、13Bkの現像装置23に各色のトナーが補給される。   The toner replenishing unit 15 stores toner used for image formation. In the present embodiment, the toner replenishing unit 15 includes a magenta toner container 15M, a cyan toner container 15C, a yellow toner container 15Y, and a black toner container 15Bk. These toner containers 15M, 15C, 15Y, and 15Bk store replenishment toner of each color of M / C / Y / Bk. The toner of each color is supplied to the developing devices 23 of the image forming units 13M, 13C, 13Y, and 13Bk corresponding to each color of M / C / Y / Bk from the toner discharge port 15H formed on the bottom surface of the container.

定着部16は、内部に加熱源を備えた加熱ローラー161と、加熱ローラー161に対向配置された定着ローラー162と、定着ローラー162と加熱ローラー161とに張架された定着ベルト163と、定着ベルト163を介して定着ローラー162と対向配置され定着ニップ部を形成する加圧ローラー164とを備えている。定着部16へ供給されたシートPは、前記定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、前記転写ニップ部でシートPに転写されたトナー像は、シートPに定着される。   The fixing unit 16 includes a heating roller 161 having a heating source therein, a fixing roller 162 disposed to face the heating roller 161, a fixing belt 163 stretched between the fixing roller 162 and the heating roller 161, a fixing belt 163. And a pressure roller 164 that is arranged to face the fixing roller 162 with the fixing roller 162 interposed therebetween to form a fixing nip portion. The sheet P supplied to the fixing unit 16 is heated and pressed by passing through the fixing nip. As a result, the toner image transferred to the sheet P at the transfer nip is fixed to the sheet P.

排紙部17は、装置本体11の頂部が凹没されることによって形成され、この凹部の底部に排紙されたシートPを受ける排紙トレイ171が形成されている。定着処理が施されたシートPは、定着部16の上部から延設されたシート搬送路111を経由して、排紙トレイ151へ向けて排紙される。   The paper discharge unit 17 is formed by recessing the top of the apparatus main body 11, and a paper discharge tray 171 that receives the discharged sheet P is formed at the bottom of the concave. The sheet P on which the fixing process has been performed is discharged to a discharge tray 151 via a sheet conveyance path 111 extending from an upper portion of the fixing unit 16.

<現像装置について>
図2は、本実施形態に係る現像装置23の断面図及び制御部980の電気的構成を示したブロック図である。図3は、現像装置23の平面図である。現像装置23は、現像ハウジング230と、第1スクリューフィーダー233と、第2スクリューフィーダー232と、現像ローラー231と、規制ブレード234とを備える。現像装置23には、二成分現像方式が適用されている。
<About the developing device>
FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing device 23 according to the present embodiment and a block diagram illustrating an electrical configuration of the control unit 980. FIG. 3 is a plan view of the developing device 23. The developing device 23 includes a developing housing 230, a first screw feeder 233, a second screw feeder 232, a developing roller 231, and a regulating blade 234. The developing device 23 employs a two-component developing method.

現像ハウジング230には、現像剤収容部230Hが備えられている。現像剤収容部230Hは、天板235(図2)によって覆われるとともに、前後方向に延びる仕切り板230Eによって、第1搬送部230Aと第2搬送部230Bとに区画されている。仕切り板230Eは、現像ハウジング230の前後方向の幅よりも短くなっている。仕切り板230Eの前方の一端(以降、先端)よりも前方、及び、仕切り板230Eの後方の一端(以降、後端)よりも後方には、第1搬送部230Aと第2搬送部230Bとをそれぞれ連通させる第1連通部230C及び第2連通部230Dが備えられている。これにより、現像剤収容部230Hには、現像剤を第1搬送部230A、第1連通部230C、第2搬送部230B及び第2連通部230Dの順に繰り返し移動させる循環経路が形成される。つまり、トナーは、該循環経路内を図3において時計回りに搬送される。また、現像剤収容部230Hには、トナー補給口236が配設されている。   The developing housing 230 is provided with a developer accommodating portion 230H. The developer accommodating portion 230H is covered by a top plate 235 (FIG. 2) and is divided into a first transport portion 230A and a second transport portion 230B by a partition plate 230E extending in the front-rear direction. The partition plate 230E is shorter than the width of the developing housing 230 in the front-rear direction. The first transport unit 230A and the second transport unit 230B are provided in front of the front end (hereinafter, the front end) of the partition plate 230E and behind the rear end (hereinafter, the rear end) of the partition plate 230E. A first communication portion 230C and a second communication portion 230D are provided to communicate with each other. As a result, a circulation path is formed in the developer accommodating portion 230H for repeatedly moving the developer in the order of the first transport portion 230A, the first communication portion 230C, the second transport portion 230B, and the second communication portion 230D. That is, the toner is conveyed clockwise in FIG. 3 in the circulation path. Further, a toner supply port 236 is provided in the developer accommodating section 230H.

トナー補給口236は、前記天板235(図2)に穿孔された開口部であり、第1搬送部230Aにおける現像剤搬送方向(D1方向)上流端(前端)付近の上方に配置されている(図3)。トナー補給口236は、上記の循環経路に対向して配置され、トナー補給部15(図1)から補給される補給トナーを現像剤収容部230Hに受け入れる。例えば、トナー補給口236は、平面視で14mm×8mmの開口からなる。   The toner supply port 236 is an opening formed in the top plate 235 (FIG. 2), and is disposed above the vicinity of the upstream end (front end) in the developer conveyance direction (D1 direction) in the first conveyance section 230A. (FIG. 3). The toner supply port 236 is arranged to face the above-described circulation path, and receives the supply toner supplied from the toner supply section 15 (FIG. 1) into the developer accommodating section 230H. For example, the toner supply port 236 has an opening of 14 mm × 8 mm in plan view.

第1スクリューフィーダー233は、第1搬送部230Aに配設されている。第1スクリューフィーダー233は、第1回転軸233Aと、この第1回転軸233Aの周上にスパイラル状に突設された第1螺旋羽根233B(スクリュー羽根)とを含む。第1スクリューフィーダー233は、矢印D23方向に回転されることで、トナー補給口236から流入した新しいトナーと現像剤収容部230H内の現像剤とを撹拌混合しながら、第1搬送方向D1に搬送する。   The first screw feeder 233 is provided in the first transport section 230A. The first screw feeder 233 includes a first rotating shaft 233A, and first spiral blades 233B (screw blades) protruding in a spiral shape around the first rotating shaft 233A. The first screw feeder 233 is rotated in the direction of the arrow D23, and is transported in the first transport direction D1 while stirring and mixing the new toner flowing from the toner supply port 236 and the developer in the developer accommodating portion 230H. I do.

第1スクリューフィーダー233のトナー搬送方向(D1方向)下流側には、第1パドル233cが配設されている。第1パドル233cは、第1螺旋羽根233Bの1ピッチ間において、軸方向に延設されたリブ部材である。第1パドル233cは、第1回転軸233Aと共に回転され、図3の矢印D3方向に向かって、第1搬送部230Aから第2搬送部230Bに、トナーを受け渡す。   A first paddle 233c is disposed downstream of the first screw feeder 233 in the toner transport direction (direction D1). The first paddle 233c is a rib member extending in the axial direction for one pitch of the first spiral blade 233B. The first paddle 233c is rotated together with the first rotation shaft 233A, and transfers the toner from the first transport unit 230A to the second transport unit 230B in the direction of arrow D3 in FIG.

第2スクリューフィーダー232は、現像ローラー231よりも、左方かつ下方の位置で、現像ローラー231に対向して配置される。第2スクリューフィーダー232の矢印D22方向の回転に伴って、第2スクリューフィーダー232から現像ローラー231にトナーが供給される。本実施形態では、現像ローラー231へのトナーの供給経路は、第2スクリューフィーダー232から供給される経路のみによって形成される。したがって、第2スクリューフィーダー232は、現像ローラー231に対して、下方から上方にトナーを汲み上げることによって、現像ローラー231にトナーを供給する。   The second screw feeder 232 is disposed to the left and below the developing roller 231 so as to face the developing roller 231. As the second screw feeder 232 rotates in the direction of the arrow D22, toner is supplied from the second screw feeder 232 to the developing roller 231. In the present embodiment, the toner supply path to the developing roller 231 is formed only by the path supplied from the second screw feeder 232. Therefore, the second screw feeder 232 supplies the toner to the developing roller 231 by pumping the toner upward from below.

第2スクリューフィーダー232のトナー搬送方向(D2方向)下流側には、第2パドル232Cが配設されている。第2パドル232Cは、第2スクリューフィーダー232の回転軸上に配設された板状部材である。第2パドル232Cは、回転軸と共に回転され、矢印D4方向に向かって、第2搬送部230Bから第1搬送部230Aにトナーを受け渡す。   A second paddle 232C is disposed downstream of the second screw feeder 232 in the toner transport direction (D2 direction). The second paddle 232C is a plate-like member provided on the rotation axis of the second screw feeder 232. The second paddle 232C is rotated together with the rotation shaft, and transfers the toner from the second transport unit 230B to the first transport unit 230A in the direction of arrow D4.

また、現像ハウジング230の外面の現像剤搬送方向(D1方向)下流端(後端)付近には、トナー濃度センサー101(トナー濃度検出部)が配置されている。トナー濃度センサー101は、第1パドル233cによって、第1搬送部230Aから第2搬送部230Bに受け渡される現像剤のトナー濃度を検出する。トナー濃度とは、現像剤に含まれるキャリア量に対するトナー量の比率(=トナー量/キャリア量)である。   Further, a toner density sensor 101 (toner density detection unit) is disposed near the downstream end (rear end) of the outer surface of the developing housing 230 in the developer transport direction (D1 direction). The toner density sensor 101 detects the toner density of the developer delivered from the first transport unit 230A to the second transport unit 230B by the first paddle 233c. The toner density is the ratio of the amount of toner to the amount of carrier contained in the developer (= toner amount / carrier amount).

現像ローラー231は、現像ニップ部NP(図4)において、感光体ドラム20に対向して配置されている。現像ローラー231は、回転されるスリーブ231Sと、スリーブ231Sの内部に固定配置された磁石231Mとを備える。磁石231Mは、S1、N1、S2、N2及びS3極を備える。N1極は主極とし機能し、S1極及びN2極は搬送極として機能し、S2極は剥離極として機能する。また、S3極は、汲み上げ極及び規制極として機能する。一例として、S1極、N1極、S2極、N2極及びS3極の磁束密度は、54mT、96mT、35mT、44mT及び45mTに設定される。現像ローラー231のスリーブ231Sは、図2の矢印D21方向に回転される。現像ローラー231は、回転され、現像ハウジング230内の現像剤を受け取って現像剤層を担持し、感光体ドラム20にトナーを供給する。尚、本実施形態では、現像ローラー231は、感光体ドラム20と対向する位置において、同方向(ウィズ方向)に回転する。   The developing roller 231 is arranged to face the photosensitive drum 20 at the developing nip NP (FIG. 4). The developing roller 231 includes a sleeve 231S that is rotated, and a magnet 231M that is fixed and disposed inside the sleeve 231S. The magnet 231M has S1, N1, S2, N2 and S3 poles. The N1 pole functions as a main pole, the S1 pole and the N2 pole function as carrier poles, and the S2 pole functions as a peeling pole. The S3 pole functions as a pumping pole and a regulating pole. As an example, the magnetic flux densities of the S1, N1, S2, N2, and S3 poles are set to 54 mT, 96 mT, 35 mT, 44 mT, and 45 mT. The sleeve 231S of the developing roller 231 is rotated in the direction of arrow D21 in FIG. The developing roller 231 is rotated, receives the developer in the developing housing 230, carries the developer layer, and supplies toner to the photosensitive drum 20. In this embodiment, the developing roller 231 rotates in the same direction (with direction) at a position facing the photosensitive drum 20.

規制ブレード234は、現像ローラー231に所定の間隔をおいて配置され、第2スクリューフィーダー232から現像ローラー231の周面上に供給された現像剤の層厚を規制する。   The regulating blade 234 is arranged at a predetermined interval on the developing roller 231, and regulates the layer thickness of the developer supplied from the second screw feeder 232 onto the peripheral surface of the developing roller 231.

現像装置23を備える画像形成装置10は、更に、現像バイアス印加部971と、駆動部972と、制御部980とを備える。制御部980は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、CPUの作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)等から構成されている。   The image forming apparatus 10 including the developing device 23 further includes a developing bias applying unit 971, a driving unit 972, and a control unit 980. The control unit 980 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) for storing a control program, a RAM (Random Access Memory) used as a work area of the CPU, and the like.

現像バイアス印加部971は、直流電源と交流電源とから構成され、後記のバイアス制御部982からの制御信号に基づき、現像装置23の現像ローラー231に、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加する。   The developing bias applying unit 971 is composed of a DC power supply and an AC power supply. Based on a control signal from a bias control unit 982 described later, the developing bias in which the AC voltage is superimposed on the DC voltage is applied to the developing roller 231 of the developing device 23. Is applied.

駆動部972は、モーター及びそのトルクを伝達するギア機構からなり、後記の駆動制御部981からの制御信号に応じて、現像動作(画像形成動作)、帯電量測定モード及びキャリブレーション実行時に、感光体ドラム20などに加え、現像装置23内の現像ローラー231及び第1スクリューフィーダー233、第2スクリューフィーダー232を回転駆動させる。なお、駆動部972は、画像形成装置10のその他の部材を駆動(回転)する駆動力を更に発生する。   The drive unit 972 is composed of a motor and a gear mechanism for transmitting the torque thereof. In response to a control signal from a drive control unit 981 described below, the developing unit (image forming operation), the charge amount measurement mode, and the execution of calibration are performed. In addition to the body drum 20 and the like, the developing roller 231 and the first screw feeder 233 and the second screw feeder 232 in the developing device 23 are rotationally driven. The driving unit 972 further generates a driving force for driving (rotating) other members of the image forming apparatus 10.

制御部980は、前記CPUがROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部981、バイアス制御部982、記憶部983、モード制御部984(帯電量取得部、キャリブレーション動作実行部)、要求部986、及び判定部985(キャリブレーション動作判定部)を備えるように機能する。   When the CPU executes the control program stored in the ROM, the control unit 980 controls the drive control unit 981, the bias control unit 982, the storage unit 983, and the mode control unit 984 (the charge amount acquisition unit, the calibration operation execution unit). ), A requesting unit 986, and a determining unit 985 (calibration operation determining unit).

駆動制御部981は、駆動部972を制御して、現像ローラー231、第1スクリューフィーダー233及び第2スクリューフィーダー232を回転駆動させる。また、駆動制御部981は、不図示の駆動機構を制御して、感光体ドラム20を回転駆動させる。   The drive control unit 981 controls the drive unit 972 to rotationally drive the developing roller 231, the first screw feeder 233, and the second screw feeder 232. Further, the drive control unit 981 controls a drive mechanism (not shown) to rotate the photosensitive drum 20.

バイアス制御部982は、現像ローラー231から感光体ドラム20にトナーが供給される現像動作時に、現像バイアス印加部971を制御して、感光体ドラム20と現像ローラー231との間に直流電圧及び交流電圧の電位差を設ける。前記電位差によって、トナーが現像ローラー231から感光体ドラム20に移動される。   The bias control unit 982 controls the developing bias applying unit 971 during a developing operation in which toner is supplied from the developing roller 231 to the photosensitive drum 20, so that a DC voltage and an AC voltage are applied between the photosensitive drum 20 and the developing roller 231. A voltage potential difference is provided. The toner is moved from the developing roller 231 to the photosensitive drum 20 by the potential difference.

記憶部983は、駆動制御部981、バイアス制御部982、モード制御部984及び判定部985によって参照される各種の情報を記憶している。例えば、記憶部983には、現像ローラー231の回転数や環境に応じて調整される現像バイアスの値等が記憶されている。   The storage unit 983 stores various types of information referred to by the drive control unit 981, the bias control unit 982, the mode control unit 984, and the determination unit 985. For example, the storage unit 983 stores the value of the developing bias adjusted according to the rotation speed of the developing roller 231 and the environment.

また、記憶部983には、現像ローラー231と感光体ドラム20との間の直流電圧の電位差が一定に保持された状態で現像バイアスの交流電圧の周波数が変化された場合における当該周波数の変化量に対するトナー像の濃度変化量の関係を示す参照用直線の傾きに関する参照情報が、トナーの帯電量毎に予め格納されている。記憶部983に格納されている当該参照情報は、トナーの帯電量が第1の帯電量である場合に参照用直線の傾きが負であり、トナーの帯電量が第1の帯電量よりも小さな第2の帯電量である場合に参照用直線の傾きが正であり、更に、トナーの帯電量の低下とともに参照用直線の傾きが増大するように設定されている。尚、記憶部983に格納されるデータは、グラフやテーブルなどの形式でもよい。   Further, the storage unit 983 stores the amount of change in the frequency of the AC voltage of the developing bias when the frequency of the AC voltage of the developing bias is changed while the potential difference of the DC voltage between the developing roller 231 and the photosensitive drum 20 is kept constant. Reference information relating to the inclination of the reference straight line indicating the relationship between the toner image density change amount and the toner image density change amount is stored in advance for each toner charge amount. The reference information stored in the storage unit 983 has a negative slope of the reference line when the charge amount of the toner is the first charge amount, and the charge amount of the toner is smaller than the first charge amount. When the charge amount is the second charge amount, the inclination of the reference straight line is positive, and further, the inclination of the reference straight line is set to increase as the charge amount of the toner decreases. The data stored in the storage unit 983 may be in the form of a graph, a table, or the like.

モード制御部984は、帯電量測定モード(帯電量取得動作)及びキャリブレーション(キャリブレーション動作)を実行する。   The mode control unit 984 executes a charge amount measurement mode (charge amount acquisition operation) and calibration (calibration operation).

モード制御部984は、帯電量測定モードにおいて、帯電装置21、露光装置22、現像バイアス印加部971等を制御して、感光体ドラム20上に互いにトナー現像量の異なる複数の測定用トナー像を形成する。モード制御部984は、濃度センサー100によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、又は、当該複数の測定用トナー像の濃度に加え前記複数の測定用トナー像が形成される際に現像ローラー231と現像バイアス印加部971との間を流れる現像電流の直流成分に基づいて、トナーの帯電量を取得する。   In the charge amount measurement mode, the mode control unit 984 controls the charging device 21, the exposure device 22, the developing bias applying unit 971, and the like, to form a plurality of measurement toner images having different toner development amounts on the photosensitive drum 20 from each other. Form. The mode control unit 984 forms the plurality of measurement toner images based on the density of the plurality of measurement toner images detected by the density sensor 100 or in addition to the densities of the plurality of measurement toner images. At this time, the charge amount of the toner is obtained based on the DC component of the developing current flowing between the developing roller 231 and the developing bias applying unit 971.

詳しくは、モード制御部984は、帯電量測定モードにおいて、現像ローラー231と感光体ドラム20との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら感光体ドラム20上に複数の測定用トナー像を形成する。その後、モード制御部984は、前記周波数の変化量に対する前記測定用トナー像の濃度変化量の関係を示す測定用直線の傾きを、前記周波数の変化量と濃度センサー100による前記測定用トナー像の濃度検出結果とから取得するとともに、当該取得された測定用直線の傾きと記憶部983の参照情報とから感光体ドラム20上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する。   More specifically, in the charge amount measurement mode, the mode control unit 984 changes the photosensitive bias while changing the frequency of the AC voltage of the developing bias while maintaining the potential difference of the DC voltage between the developing roller 231 and the photosensitive drum 20 constant. A plurality of measurement toner images are formed on the body drum 20. Thereafter, the mode control unit 984 calculates the inclination of the measurement straight line indicating the relationship between the amount of change in the frequency and the amount of change in the density of the toner image for measurement. The charge amount of the toner contained in the measurement toner image formed on the photoconductor drum 20 is acquired from the density detection result and from the acquired inclination of the measurement straight line and the reference information in the storage unit 983. .

また、モード制御部984は、キャリブレーションにおいて、帯電装置21及び露光装置22を制御して感光体ドラム20上に複数のキャリブレーション用静電潜像を形成し且つ現像バイアス印加部971を制御して各キャリブレーション用静電潜像に対する前記現像バイアスの少なくとも前記直流電圧を異ならせることで複数のキャリブレーション用トナー像を形成する。その後、モード制御部984は、濃度センサー100によって検出される前記複数のキャリブレーション用トナー像の濃度と前記現像バイアスとの関係に基づいて、画像形成動作において現像ローラー231に印加される前記現像バイアスを決定する。   In calibration, the mode control unit 984 controls the charging device 21 and the exposure device 22 to form a plurality of electrostatic latent images for calibration on the photosensitive drum 20 and controls the developing bias application unit 971. Thus, a plurality of calibration toner images are formed by making at least the DC voltage of the developing bias different for each calibration electrostatic latent image. Thereafter, the mode control unit 984 controls the developing bias applied to the developing roller 231 in the image forming operation based on the relationship between the densities of the plurality of calibration toner images detected by the density sensor 100 and the developing bias. To determine.

要求部986は、所定のタイミングでキャリブレーションの実行を要求する。要求部986がキャリブレーションの実行を要求するタイミングについては後述する。   The request unit 986 requests execution of calibration at a predetermined timing. The timing at which the request unit 986 requests the execution of calibration will be described later.

判定部985は、要求部986によってキャリブレーションの実行が要求された場合に、判定モード(判定動作)を実行する。判定部985は、判定モードにおいて、モード制御部984に帯電量測定モードを実行させ、前回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量(以降、前回帯電量)と、今回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量(以降、今回帯電量)とから、当該要求されたキャリブレーションの実行の要否を判定する。特に、本実施形態では、判定部985は、判定モードにおいて、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比が予め設定された第一閾値よりも大きい場合は、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要と判定し、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下である場合は、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定する。   The determination unit 985 executes the determination mode (determination operation) when the request unit 986 requests the execution of the calibration. The determination unit 985 causes the mode control unit 984 to execute the charge amount measurement mode in the determination mode, and determines the charge amount of the toner obtained in the previous charge amount measurement mode (hereinafter, the previous charge amount) and the current charge amount measurement. The necessity of executing the requested calibration is determined based on the toner charge amount acquired in the mode (hereinafter, the current charge amount). In particular, in the present embodiment, in the determination mode, when the difference or ratio of the current charge amount to the previous charge amount is larger than a preset first threshold in the determination mode, the execution of the requested calibration is performed. If the difference is determined to be necessary and the difference or ratio of the current charge amount to the previous charge amount is equal to or less than the first threshold value, it is determined that the execution of the requested calibration is not necessary.

<現像動作について>
図4は、本実施形態に係る画像形成装置10の現像動作の模式図である。図5は、感光体ドラム20及び現像ローラー231の電位の大小関係を示す模式図である。図4に示すように、現像ローラー231と感光体ドラム20との間には、現像ニップ部NPが形成されている。現像ローラー231上に担持されるトナーTN及びキャリアCAは磁気ブラシを形成する。現像ニップ部NPにおいて、磁気ブラシからトナーTNが感光体ドラム20側に供給され、トナー像TIが形成される。図5に示すように、感光体ドラム20の表面電位は、帯電装置21によって、背景部電位V0(V)に帯電される。その後、露光装置22によって露光光が照射されると、感光体ドラム20の表面電位が、印刷される画像に応じて背景部電位V0から最大で画像部電位VL(V)まで変化される。一方、現像ローラー231には、現像バイアスの直流電圧Vdcが印加されるとともに、直流電圧Vdcに不図示の交流電圧が重畳されている。
<Developing operation>
FIG. 4 is a schematic diagram of a developing operation of the image forming apparatus 10 according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the magnitude relationship between the potentials of the photosensitive drum 20 and the developing roller 231. As shown in FIG. 4, a developing nip NP is formed between the developing roller 231 and the photosensitive drum 20. The toner TN and the carrier CA carried on the developing roller 231 form a magnetic brush. In the developing nip portion NP, the toner TN is supplied from the magnetic brush to the photosensitive drum 20 side, and a toner image TI is formed. As shown in FIG. 5, the surface potential of the photosensitive drum 20 is charged by the charging device 21 to the background portion potential V0 (V). Thereafter, when exposure light is irradiated by the exposure device 22, the surface potential of the photosensitive drum 20 is changed from the background portion potential V0 to the image portion potential VL (V) at the maximum according to the image to be printed. On the other hand, a DC voltage Vdc of a developing bias is applied to the developing roller 231, and an AC voltage (not shown) is superimposed on the DC voltage Vdc.

このような反転現像方式の場合、表面電位V0と現像バイアスの直流成分Vdcとの電位差が、感光体ドラム20の背景部へのトナーかぶりを抑制する電位差である。感光体ドラム20の背景部とは、感光体ドラム20の表面において静電潜像が形成されていない領域である。一方、露光後の表面電位VLと現像バイアスの直流成分Vdcとの電位差が、感光体ドラム20の画像部に、プラス極性のトナーを移動させる現像電位差となる。感光体ドラム20の画像部とは、感光体ドラム20の表面において静電潜像が形成されている領域である。更に、現像ローラー231に印加される交流電圧によって、現像ローラー231から感光体ドラム20へのトナーの移動が促進される。   In the case of such a reversal developing method, a potential difference between the surface potential V0 and the DC component Vdc of the developing bias is a potential difference that suppresses toner fogging on the background portion of the photosensitive drum 20. The background portion of the photoconductor drum 20 is an area on the surface of the photoconductor drum 20 where no electrostatic latent image is formed. On the other hand, the potential difference between the surface potential VL after the exposure and the DC component Vdc of the developing bias is a developing potential difference for moving the positive polarity toner to the image portion of the photosensitive drum 20. The image portion of the photosensitive drum 20 is an area on the surface of the photosensitive drum 20 where an electrostatic latent image is formed. Further, the movement of the toner from the developing roller 231 to the photosensitive drum 20 is promoted by the AC voltage applied to the developing roller 231.

一方、個々のトナーは、現像ハウジング230内で循環搬送される間に、キャリアとの間で摩擦帯電する。それぞれのトナーの帯電量は、上記の現像バイアスによって感光体ドラム20側に移動するトナー量(現像量)に影響する。したがって、画像形成装置10においてトナーの帯電量が精度よく予測することが可能になると、印字枚数、環境変動、印字モード及び印字率などに応じて現像バイアスやトナー濃度を調整することで、良好な画質を維持することができる。このため、従来からトナーの帯電量を精度よく予測することが望まれていた。   On the other hand, each toner is frictionally charged with the carrier while being circulated and transported in the developing housing 230. The amount of charge of each toner affects the amount of toner (development amount) that moves toward the photosensitive drum 20 due to the above-described development bias. Therefore, if it becomes possible to accurately predict the charge amount of the toner in the image forming apparatus 10, by adjusting the developing bias and the toner density according to the number of prints, environmental fluctuation, print mode, print ratio, etc. Image quality can be maintained. For this reason, it has conventionally been desired to accurately predict the charge amount of the toner.

<トナーの帯電量の予測について>
本発明者は、上記の様な状況に鑑み鋭意検討し続けた結果、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させた場合、トナーの現像量の変化がトナーの帯電量によって異なることを新たに知見した。具体的に、トナーの帯電量が低い場合は、交流電圧の周波数を増大させるとトナーの現像量が増加する。一方、トナーの帯電量が高い場合は、交流電圧の周波数を増大させるとトナーの現像量が減少することを新たに知見した。この特性を利用することで、交流電圧の周波数を変化させた際の画像濃度の変化を測定することによって、トナーの帯電量を精度よく予測することが可能となった。
<Estimation of toner charge amount>
The inventor of the present invention has conducted intensive studies in view of the above situation, and has newly found that when the frequency of the AC voltage of the developing bias is changed, the change in the amount of developed toner varies depending on the amount of charge of the toner. did. Specifically, when the charge amount of the toner is low, increasing the frequency of the AC voltage increases the development amount of the toner. On the other hand, it was newly found that when the charge amount of the toner is high, increasing the frequency of the AC voltage decreases the development amount of the toner. By utilizing this characteristic, it is possible to accurately predict the charge amount of the toner by measuring the change in the image density when the frequency of the AC voltage is changed.

図6は、本実施形態に係る画像形成装置10において、現像バイアスの周波数と画像濃度との関係を示したグラフである。図7は、本実施形態に係る画像形成装置10において、図6のグラフの傾きとトナーの帯電量との関係を示したグラフである。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the frequency of the developing bias and the image density in the image forming apparatus 10 according to the present embodiment. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the inclination of the graph of FIG. 6 and the charge amount of the toner in the image forming apparatus 10 according to the present embodiment.

現像ローラー231に印加される現像バイアスの直流電圧と感光体ドラム20の静電潜像との間の直流電圧における電位差を一定に保持し、現像バイアスの交流電圧のピーク間電圧Vpp、デューティ比をそれぞれ固定した状態で、同交流電圧の周波数を変化させる。その結果、現像ローラー231上のトナーの帯電量に応じて、濃度センサー100によって検出されるトナー像の画像濃度が異なる傾向を示す(図6)。すなわち、図6に示すように、トナーの帯電量が「27.5μc/g」の場合、周波数fが小さくなると画像濃度が低くなる。一方、トナーの帯電量が「34.0μc/g」、「37.7μc/g」の場合、周波数fが小さくなると画像濃度が高くなる。そして、トナーの帯電量が小さくなるほど、図6に示されるグラフの傾きが大きくなる。   The potential difference between the DC voltage of the developing bias applied to the developing roller 231 and the DC voltage between the electrostatic latent image on the photosensitive drum 20 is kept constant, and the peak-to-peak voltage Vpp of the AC voltage of the developing bias and the duty ratio are reduced. In the fixed state, the frequency of the AC voltage is changed. As a result, the image density of the toner image detected by the density sensor 100 tends to be different depending on the charge amount of the toner on the developing roller 231 (FIG. 6). That is, as shown in FIG. 6, when the charge amount of the toner is “27.5 μc / g”, the image density decreases as the frequency f decreases. On the other hand, when the charge amount of the toner is “34.0 μc / g” or “37.7 μc / g”, the image density increases as the frequency f decreases. Then, as the charge amount of the toner decreases, the slope of the graph illustrated in FIG. 6 increases.

図7に示すように、図6の3つのグラフの傾きと各トナーの帯電量との関係は、直線(近似直線)上に分布する。したがって、図7に示される情報が予め記憶部983に格納され、図6に示される直線の傾きが後記の帯電量測定モードにおいて導出されれば、その際のトナーの帯電量を測定(予測)することが可能となる。   As shown in FIG. 7, the relationship between the slopes of the three graphs in FIG. 6 and the charge amount of each toner is distributed on a straight line (approximate straight line). Therefore, if the information shown in FIG. 7 is stored in the storage unit 983 in advance, and the inclination of the straight line shown in FIG. 6 is derived in the charge amount measurement mode described later, the charge amount of the toner at that time is measured (predicted). It is possible to do.

<トナーの帯電量の予測効果について>
本実施形態では、トナーの帯電量を予測するために、感光体ドラム20上の表面電位を測定する表面電位センサーを備える必要がない。また、トナーの帯電量を予測するために、現像バイアスに応じて現像ローラー231に流入する電流を測定する必要がない。このため、表面電位センサーの汚れや、キャリアの抵抗変化によって現像ローラー231に流入する電流の変化の影響を受けることなく、安定してトナーの帯電量を予測することが可能になる。このため、画像形成装置10において印字される画像濃度が低下した場合、現像装置23のトナー濃度を上昇させることでトナーの帯電量を低下させることによって画像濃度を増大させることが望ましいか、現像ニップ部NPにおける現像電位差Vdc−VLを増大させることで画像濃度を増大させることが望ましいかの選択が容易となる。
<About the effect of predicting the charge amount of the toner>
In the present embodiment, it is not necessary to provide a surface potential sensor for measuring the surface potential on the photosensitive drum 20 in order to predict the charge amount of the toner. Further, in order to estimate the charge amount of the toner, it is not necessary to measure the current flowing into the developing roller 231 according to the developing bias. Therefore, it is possible to stably predict the charge amount of the toner without being affected by the change in the current flowing into the developing roller 231 due to the contamination of the surface potential sensor and the change in the resistance of the carrier. For this reason, when the image density printed in the image forming apparatus 10 decreases, it is desirable to increase the image density by increasing the toner density of the developing device 23 to reduce the charge amount of the toner. It is easy to select whether it is desirable to increase the image density by increasing the development potential difference Vdc-VL in the portion NP.

一般的に、画像形成装置10において画像濃度が低下する原因は、「現像電位差の低下」、「規制ブレード234を通過する現像剤の搬送量低下」、「キャリア抵抗の上昇」、「トナーの帯電量の上昇」などが考えられる。この中で、トナーの帯電量の上昇以外の要因が原因の画像濃度低下に対して、トナーの帯電量を低下させるためにトナー濃度を上昇させてしまうと、新たにトナー飛散などの不具合が発生する可能性がある。トナーの帯電量の上昇が原因の画像濃度低下に対しては、トナー濃度を上昇させることでトナーの帯電量を低下させることが望ましく、その他の要因が原因の画像濃度低下に対しては、現像電界(現像バイアス)を増大することが好ましい。また、トナーの帯電量を把握することで、二次転写ローラー145に付与される転写電流の最適化も可能となるため、画像形成装置10のシステム全体をより安定させることが可能となる。   In general, the causes of the decrease in image density in the image forming apparatus 10 include “decrease in development potential difference”, “decrease in transport amount of developer passing through the regulating blade 234”, “increase in carrier resistance”, and “charge of toner”. Increase in the amount ”. In this case, if the image density is decreased due to factors other than the increase in the charge amount of the toner, and if the toner concentration is increased in order to reduce the charge amount of the toner, a new problem such as toner scattering occurs. there's a possibility that. It is desirable to reduce the toner charge amount by increasing the toner density to reduce the image density caused by the increase in the toner charge amount, and to develop the image density by reducing the image density due to other factors. It is preferable to increase the electric field (development bias). Further, by grasping the charge amount of the toner, the transfer current applied to the secondary transfer roller 145 can be optimized, so that the entire system of the image forming apparatus 10 can be further stabilized.

<周波数とトナーの帯電量との関係について>
本発明の発明者は、現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させた場合の画像濃度の変化について、トナーの帯電量が下記のように寄与するものと推定する。
<Relationship between frequency and toner charge amount>
The inventor of the present invention estimates that the charge amount of the toner contributes to the change in image density when the frequency of the AC voltage of the developing bias is changed as follows.

(1)トナーの帯電量が低い場合
トナーの帯電量が低い場合、トナーとキャリアとの間に働く静電付着力が小さいため、トナーはキャリアからは離れやすい。しかしながら、現像バイアスの交流電圧の周波数が小さくなると、現像ニップ部NPにおけるトナーの往復移動回数が低下する。このため、画像濃度が低下する。尚、周波数が小さくなると、交流電圧の1周期あたりのトナーの往復移動距離が増大するが、トナーの帯電量が低い場合、トナーの元々の移動距離が少ないため、画像濃度の低下への影響は少ない。このように、トナーの帯電量が低い場合には、現像バイアスの交流電圧の周波数が小さくなると、画像濃度は低下する。
(1) When the charge amount of the toner is low When the charge amount of the toner is low, the toner is easily separated from the carrier because the electrostatic adhesion acting between the toner and the carrier is small. However, when the frequency of the AC voltage of the developing bias decreases, the number of reciprocating movements of the toner in the developing nip NP decreases. For this reason, the image density decreases. Note that when the frequency decreases, the reciprocating movement distance of the toner per one cycle of the AC voltage increases. However, when the charge amount of the toner is low, the original movement distance of the toner is small, and the influence on the reduction of the image density is not affected. Few. As described above, when the charge amount of the toner is low, the image density decreases when the frequency of the AC voltage of the developing bias decreases.

(2)トナーの帯電量が高い場合
上記のように現像バイアスの交流電圧の周波数が小さくなると、現像ニップ部NPにおけるトナーの往復移動回数が低下するが、トナーの帯電量が高い場合、もともとトナーがキャリアから外れにくいため、当該往復移動回数の低下の影響は少ない。一方、周波数が低下すると、交流電圧の1周期あたりのトナーの往復距離が増大するため、高いトナーの帯電量に応じて画像濃度が増大する。このように、トナーの帯電量が高い場合には、現像バイアスの交流電圧の周波数が小さくなると、画像濃度は増大する。
(2) When the charge amount of the toner is high When the frequency of the AC voltage of the developing bias decreases as described above, the number of reciprocating movements of the toner in the developing nip portion NP decreases. Is hardly detached from the carrier, so that the influence of the decrease in the number of reciprocating movements is small. On the other hand, when the frequency decreases, the reciprocating distance of the toner per one cycle of the AC voltage increases, so that the image density increases according to the high toner charge amount. As described above, when the charge amount of the toner is high, the image density increases as the frequency of the AC voltage of the developing bias decreases.

<トナーの帯電量測定モードについて>
図8は、本実施形態に係る画像形成装置10において実行される帯電量測定モードのフローチャートである。図9は、帯電量測定モードの実行時に感光体ドラム20上に形成される測定用トナー像の模式図である。
<About the toner charge amount measurement mode>
FIG. 8 is a flowchart of the charge amount measurement mode executed in the image forming apparatus 10 according to the present embodiment. FIG. 9 is a schematic diagram of a measurement toner image formed on the photosensitive drum 20 when the charge amount measurement mode is executed.

図8に示すように、帯電量測定モードが開始されると(ステップS01)、モード制御部984が現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させるための変数nをn=1に設定する(ステップS02)。そして、モード制御部984は、駆動制御部981及びバイアス制御部982を制御して、予め設定された基準現象バイアスを印加した状態で、現像ローラー231を1回転以上回転させた後、現像バイアスの交流電圧の周波数を第1の周波数(n=1)に設定する(ステップS03)。   As shown in FIG. 8, when the charge amount measurement mode is started (step S01), the mode control unit 984 sets a variable n for changing the frequency of the AC voltage of the developing bias to n = 1 (step S02). ). Then, the mode control unit 984 controls the drive control unit 981 and the bias control unit 982 to rotate the developing roller 231 by one or more rotations in a state where a preset reference phenomenon bias is applied. The frequency of the AC voltage is set to the first frequency (n = 1) (step S03).

尚、当該基準現象バイアスは、帯電量測定モードが直前の画像形成の履歴の影響を受けないために設定される。通常、この基準現像バイアス条件には、印字(画像形成)に使用する際のバイアスが適用される。基準現像バイアスとして直流電圧のみが適用されると、上記の履歴の解消効果が弱いので、直流電圧及び交流電圧が重畳的に適用されることが望ましい。   The reference phenomenon bias is set so that the charge amount measurement mode is not affected by the previous image forming history. Normally, a bias used for printing (image formation) is applied to the reference developing bias condition. If only a DC voltage is applied as the reference developing bias, the effect of eliminating the above history is weak. Therefore, it is preferable that the DC voltage and the AC voltage are applied in a superimposed manner.

次に、交流電圧の周波数が前記第1の周波数に設定された現像バイアスで、予め設定された測定用トナー像が現像され(ステップS04)、当該トナー像が感光体ドラム20から中間転写ベルト141に転写される(ステップS05)。そして、当該測定用トナー像の画像濃度が濃度センサー100によって測定され(ステップS06)、第1の周波数の値とともに、取得された画像濃度が記憶部983に記憶される(ステップS07)。   Next, a predetermined measurement toner image is developed with the developing bias having the frequency of the AC voltage set to the first frequency (step S04), and the toner image is transferred from the photosensitive drum 20 to the intermediate transfer belt 141. (Step S05). Then, the image density of the toner image for measurement is measured by the density sensor 100 (step S06), and the acquired image density is stored in the storage unit 983 together with the value of the first frequency (step S07).

次に、モード制御部984は、周波数に関する変数nが予め設定された規定回数Nに到達したか否かを判定する(ステップS08)。ここで、n≠Nの場合(ステップS08でNO)には、nの値が1つカウントアップされ(n=n+1、ステップS09)、ステップS03からステップS07までが繰り返される。尚、帯電量測定の精度を高くするためには、規定回数N=2以上であることが望ましく、3≦Nに設定されることが更に望ましい。   Next, the mode control unit 984 determines whether or not the variable n relating to the frequency has reached a preset specified number N (step S08). Here, if n ≠ N (NO in step S08), the value of n is counted up by one (n = n + 1, step S09), and steps S03 to S07 are repeated. Note that, in order to increase the accuracy of the charge amount measurement, it is preferable that the prescribed number of times N = 2 or more, and it is more preferable that 3 ≦ N be set.

一方、n=Nの場合(ステップS08でYES)には、モード制御部984が、記憶部983に記憶された情報に基づいて、図6に示される近似直線の傾きを算出する(ステップS10)。そして、モード制御部984は、記憶部983に格納されている図7に示されるグラフ(参照情報)に基づいて、上記の傾きからトナーの帯電量を推定し(ステップS11)、帯電量測定モードを終了する(ステップS12)。   On the other hand, if n = N (YES in step S08), mode control section 984 calculates the slope of the approximate straight line shown in FIG. 6 based on the information stored in storage section 983 (step S10). . Then, the mode control unit 984 estimates the charge amount of the toner from the inclination based on the graph (reference information) shown in FIG. 7 stored in the storage unit 983 (step S11), and sets the charge amount measurement mode. Is completed (step S12).

図9では、規定回数N=3の場合に、周波数fが増大されることによって、測定用トナー像の画像濃度が上昇している例を示している。この場合、トナーの帯電量は、図4の「27.5μc/g」のように相対的に低めである。   FIG. 9 shows an example in which, when the prescribed number of times N = 3, the image density of the measurement toner image is increased by increasing the frequency f. In this case, the charge amount of the toner is relatively low, such as “27.5 μc / g” in FIG.

尚、N=2の場合に、ステップS06において測定される画像濃度がそれぞれ、ID1、ID2と定義される。また、第1の周波数がf1(kHz)、第2の周波数がf2(kHz)(f2<f1)と定義される。この場合、図6に示される直線の傾きaは、式1で算出される。
傾きa=(ID1−ID2)/(f1−f2)) ・・・(式1)
When N = 2, the image densities measured in step S06 are defined as ID1 and ID2, respectively. Further, the first frequency is defined as f1 (kHz), and the second frequency is defined as f2 (kHz) (f2 <f1). In this case, the slope a of the straight line shown in FIG.
Slope a = (ID1-ID2) / (f1-f2)) (Equation 1)

傾きaは、トナーの帯電量によって異なり、トナーの帯電量が低いと「正(+)」となり、トナーの帯電量が低いと「負(−)」となる。尚、3≦Nの条件で測定する場合には、最小自乗法で求めた1次式の近似直線の傾きを用いればよい。また、図7に示される参照情報は、式2で示される。
Q/M=A×直線の傾き+B ・・・(式2)
The slope a varies depending on the charge amount of the toner, and is “positive (+)” when the charge amount of the toner is low, and “negative (−)” when the charge amount of the toner is low. When the measurement is performed under the condition of 3 ≦ N, the slope of the approximate straight line of the linear expression obtained by the least square method may be used. The reference information shown in FIG. 7 is expressed by Expression 2.
Q / M = A × Slope of straight line + B (Equation 2)

ここで、A及びBは、現像剤固有の値であり、予め実験によって決定されている。Q/Mは、単位質量あたりのトナーの帯電量を意味する。ステップS10において式1から算出された近似直線の傾きaを式2に代入すれば、トナーの帯電量Q/Mが算出される。   Here, A and B are values specific to the developer, and are determined in advance by experiments. Q / M means the amount of charge of the toner per unit mass. By substituting the slope a of the approximate straight line calculated from Equation 1 in Step S10 into Equation 2, the toner charge amount Q / M is calculated.

尚、図8に示される帯電量測定モードは、図1の各色の現像装置23に対してそれぞれ実行されてもよく、またモード実行中に設定される周波数は現像装置23毎に固有の値に設定してもよい。特に、画像形成装置10の周辺の温湿度や耐久枚数に応じて望ましい周波数が既知の場合には、モード実行中に設定される周波数は当該既知の周波数の近傍で設定されてもよい。また、前回のトナーの帯電量測定モードの結果を参照して、新たな測定モードに用いられる周波数が選定されても良い。この場合、測定されるトナーの帯電量の精度を高めることができる。   The charge amount measurement mode shown in FIG. 8 may be executed for each of the developing devices 23 of FIG. 1, and the frequency set during execution of the mode may be a value unique to each developing device 23. May be set. In particular, when a desired frequency is known according to the temperature and humidity around the image forming apparatus 10 and the number of endurance sheets, the frequency set during the execution of the mode may be set near the known frequency. Further, a frequency used in a new measurement mode may be selected with reference to a result of the previous toner charge amount measurement mode. In this case, the accuracy of the measured charge amount of the toner can be improved.

<帯電量測定モードの実行タイミングについて>
本実施形態に係る帯電量測定モードの実行タイミングは、自動によって開始されるものと手動によって開始されるものとがある。自動によって開始される帯電量測定モードは、後記の判定モードにおいて、後記のキャリブレーション(セットアップ、画質調整動作などとも言う)の実行前に行われる。
<Execution timing of charge amount measurement mode>
The execution timing of the charge amount measurement mode according to the present embodiment includes one that is automatically started and one that is manually started. The charge amount measurement mode which is automatically started is performed in a determination mode described later, before execution of a calibration (also referred to as a setup or an image quality adjustment operation) described later.

また、画像形成装置10が製造後に工場から出荷される時と、画像形成装置10の使用場所において実行される本体セットアップ時に、帯電量測定モードがそれぞれ実行されることが望ましい。この結果、画像形成装置10の休止期間中の影響を予測する事も可能になる。すなわち、現像剤は、休止期間が長いとトナーの帯電量が低くなる傾向にあり、この傾向は放置された期間や環境によってそのレベルが異なることが多い。したがって、工場出荷時及び本体セットアップ時のトナーの帯電量がそれぞれ測定されることで、現像剤の放置による劣化状態が予測され、放置時間が非常に長い場合や劣悪環境に放置されていた場合は、この2つのトナーの帯電量(工場出荷時と本体セットアップ時のトナーの帯電量)の差が大きく検出される。この様な場合には、上記と同様に使用場所において現像剤の入れ替えを促すことができる。   In addition, it is desirable that the charge amount measurement mode be executed when the image forming apparatus 10 is shipped from the factory after manufacturing and when the image forming apparatus 10 is set up at the place where the image forming apparatus 10 is used. As a result, it is possible to predict the effect of the image forming apparatus 10 during the suspension period. That is, when the idle period is long, the amount of charge of the toner tends to decrease, and the level of the tendency often differs depending on the period during which the developer is left and the environment. Therefore, by measuring the charge amount of the toner at the time of shipment from the factory and at the time of set-up of the main body, the deterioration state due to leaving the developer is predicted, and when the leaving time is extremely long or when the developer is left in a poor environment, The difference between the charge amounts of the two toners (the charge amounts of the toner at the time of shipment from the factory and at the time of setup of the main body) is detected to be large. In such a case, replacement of the developer at the place of use can be promoted in the same manner as described above.

一方、工場出荷時及び本体セットアップ時のトナーの帯電量が低くても、両者のトナーの帯電量の差が小さい場合には、現像剤が劣化している可能性は低い。このため、使用場所において現像剤を入れ替える必要はなく、トナー濃度や現像条件(現像バイアス等)を調整することで、画質を向上させることができる。以上のように、本実施形態に係る帯電量測定モードが、画像形成装置10が使用されない状態で所定の期間放置された後に実行されることで、現像剤の状態変化を把握することが可能となる。   On the other hand, even if the charge amount of the toner at the time of factory shipment and the setup of the main body is low, if the difference between the charge amounts of the two toners is small, the possibility that the developer has deteriorated is low. Therefore, it is not necessary to change the developer at the place of use, and the image quality can be improved by adjusting the toner concentration and the developing conditions (developing bias and the like). As described above, the change in the state of the developer can be grasped by executing the charge amount measurement mode according to the present embodiment after the image forming apparatus 10 is left unused for a predetermined period of time without being used. Become.

以上のように、本実施形態に係る帯電量測定モードでは、感光体ドラム20上の電位を測定する表面電位センサーや現像ローラー231に流入する現像電流を測定する電流計を用いることなく、現像装置23に収容されるトナーの帯電量を取得することができる。この結果、現像装置23の現像剤交換の要否や現像バイアスの調整の必要性を精度良く判断することができる。   As described above, in the charge amount measurement mode according to the present embodiment, the developing device does not use the surface potential sensor that measures the potential on the photosensitive drum 20 or the ammeter that measures the developing current flowing into the developing roller 231. The charge amount of the toner stored in the storage unit 23 can be obtained. As a result, it is possible to accurately determine whether the developer needs to be replaced in the developing device 23 or the need for adjusting the developing bias.

特に、記憶部983に格納されている参照情報は、トナーの帯電量が第1の帯電量である場合に参照用直線の傾きが負であり、トナーの帯電量が第1の帯電量よりも小さな第2の帯電量である場合に参照用直線の傾きが正であり、更に、トナーの帯電量の低下とともに参照用直線の傾きが増大するように設定されている。このような構成によれば、現像バイアスの交流電圧の周波数と感光体ドラム20(中間転写ベルト141)に形成されるトナー像の濃度(現像トナー量)との関係から、トナーの帯電量を精度良く取得することができる。   In particular, the reference information stored in the storage unit 983 has a negative slope of the reference straight line when the charge amount of the toner is the first charge amount, and the charge amount of the toner is smaller than the first charge amount. The inclination of the reference straight line is positive when the second charge amount is small, and the inclination of the reference straight line is set to increase as the charge amount of the toner decreases. According to such a configuration, the charge amount of the toner is accurately determined based on the relationship between the frequency of the AC voltage of the developing bias and the density (developed toner amount) of the toner image formed on the photosensitive drum 20 (the intermediate transfer belt 141). Can get better.

<帯電量測定モードの効率向上について>
図3を用いて上述したように、第2スクリューフィーダー232は、第2搬送部230Bにおいて、矢印D2方向にトナーを搬送しながら、現像ローラー231にトナーを供給する。このため、現像ローラー231における現像剤搬送方向上流側(後端側)でのトナーの消費量に応じて、第2搬送部230Bにおける現像剤搬送方向下流側でのトナー濃度は低下する。したがって、第2搬送部230Bにおける現像剤搬送方向下流側でのトナー濃度は、ばらつきが大きくなる。また、トナー濃度が低下するとトナーの帯電量は高くなるため、第2搬送部230Bにおける現像剤搬送方向下流側でのトナーの帯電量の測定結果も、ばらつきが大きくなる。
<Improvement of efficiency in charge amount measurement mode>
As described above with reference to FIG. 3, the second screw feeder 232 supplies the toner to the developing roller 231 while transporting the toner in the direction of arrow D2 in the second transport unit 230B. Therefore, the toner concentration on the downstream side in the developer transport direction of the second transport unit 230B decreases in accordance with the amount of toner consumed on the upstream side (rear end side) of the developer roller 231 in the developer transport direction. Therefore, the toner concentration on the downstream side in the developer transport direction in the second transport unit 230B has a large variation. Further, since the charge amount of the toner increases when the toner concentration decreases, the measurement result of the charge amount of the toner on the downstream side in the developer transport direction in the second transport unit 230B also has large dispersion.

よって、帯電量測定モードでは、複数の濃度センサー100のうち、最も現像剤搬送方向上流側に配置された濃度センサー100のみによって、測定用トナー像の濃度を検出させて、トナーの帯電量を測定することが望ましい。この場合、帯電量測定モードの実行によって消費されるトナー及び帯電量測定モードの実行に要する時間を軽減でき、効率良く帯電量測定モードを実行することができる。   Therefore, in the charge amount measurement mode, the toner charge amount is measured by detecting the density of the measurement toner image only by the density sensor 100 that is arranged at the most upstream side in the developer transport direction among the plurality of density sensors 100. It is desirable to do. In this case, the toner consumed by the execution of the charge amount measurement mode and the time required to execute the charge amount measurement mode can be reduced, and the charge amount measurement mode can be efficiently executed.

<帯電量測定モードの実施例>
以下、帯電量測定モードの実施例について説明する。実施した実験の条件は以下のとおりである。
<Example of charge amount measurement mode>
Hereinafter, an example of the charge amount measurement mode will be described. The conditions of the experiment performed are as follows.

<共通実験条件>
・プリント速度:55枚/分
・感光体ドラム20:アモルファスシリコン感光体(α−Si)
・現像ローラー231:外径20mm、表面形状ローレット溝加工、周方向に沿って80列の凹部(溝)が形成されている。
・規制ブレード234:SUS430製、磁性、厚み1.5mm
・規制ブレード234後の現像剤搬送量:250g/m
・現像ローラー231の感光体ドラム20に対する周速:1.8(対向位置でトレール方向)
・感光体ドラム20と現像ローラー231との間の距離:0.30mm
・感光体ドラム20の白地部(背景部)電位V0:+270V
・感光体ドラム20の画像部電位VL:+20V
・トナー:正帯電極性トナー、体積平均粒子径6.8μm、トナー濃度8%
・キャリア:体積平均粒子径35μm、フェライト・樹脂コートキャリア
・現像ローラー231の現像バイアス:周波数=4.2kHz、Duty=50%、Vpp=1000Vの交流電圧矩形波、Vdc(直流電圧)=200V
<Common experimental conditions>
Print speed: 55 sheets / min. Photoconductor drum 20: amorphous silicon photoconductor (α-Si)
Developing roller 231: Outer diameter 20 mm, surface knurl processing, 80 rows of recesses (grooves) formed along the circumferential direction.
・ Regulatory blade 234: SUS430, magnetic, 1.5mm thick
Amount of developer transported after the regulating blade 234: 250 g / m 2
A peripheral speed of the developing roller 231 with respect to the photosensitive drum 20 is 1.8 (in the trailing direction at the opposing position).
-Distance between the photosensitive drum 20 and the developing roller 231: 0.30 mm
-White background (background) potential V0 of the photosensitive drum 20: +270 V
-Image portion potential VL of photosensitive drum 20: + 20V
・ Toner: positively charged polar toner, volume average particle diameter 6.8 μm, toner concentration 8%
Carrier: volume average particle diameter 35 μm, ferrite resin-coated carrier developing bias of developing roller 231: frequency = 4.2 kHz, duty = 50%, Vpp = 1000 V AC square wave, Vdc (DC voltage) = 200 V

<現像剤について>
トナーは粉砕型トナー、コアシェル構造のトナーのどちらであっても同様の効果が確認されている。また、トナー濃度についても、「3%」から「12%」までの範囲で同様の効果が奏されることが確認された。交流電界によるトナーの移動は、磁気ブラシが細かいほどより顕著に起こりやすいことから、キャリアの体積平均粒子径は「45μm」以下が好ましく、「30μm」以上「40μm」以下がより好ましい。尚、実験中のトナーの帯電量の測定(実測)は、トレック社製の吸引式小型帯電量測定装置MODEL212HSを用いて行った。
<About developer>
Similar effects have been confirmed regardless of whether the toner is a pulverized toner or a toner having a core-shell structure. It was also confirmed that the same effect was obtained in the range of “3%” to “12%” for the toner density. Since the movement of the toner due to the AC electric field is more likely to occur as the magnetic brush becomes finer, the volume average particle diameter of the carrier is preferably "45 μm" or less, more preferably "30 μm" or more and "40 μm" or less. The measurement (actual measurement) of the charge amount of the toner during the experiment was performed using a suction type small charge amount measuring device Model 212HS manufactured by Trek.

<キャリアについて>
キャリアは、体積平均粒子径「35μm」のフェライトコアにシリコンやフッ素などをコーティングしたものであり、具体的には以下の手順で作成した。キャリアコアEF−35(パウダーテック社製)1000重量部に、シリコン樹脂KR−271(信越化学社製)20質量部をトルエン200質量部に溶解させて、塗布液を作製する。そして、流動層塗布装置により、塗布液を噴霧塗布した後、「200℃」で「60分」間熱処理して、キャリアを得た。この塗布液の中に、導電剤や荷電制御剤をそれぞれコート樹脂「100部」に対し、「0〜20部」の範囲で混合し、分散させることで、抵抗調整・帯電調整を行なっている。
<About Career>
The carrier is a ferrite core having a volume average particle diameter of “35 μm” coated with silicon, fluorine, or the like. Specifically, the carrier was prepared by the following procedure. A coating solution is prepared by dissolving 20 parts by mass of a silicone resin KR-271 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) in 200 parts by mass of toluene in 1000 parts by mass of a carrier core EF-35 (manufactured by Powder Tech). Then, the coating liquid was spray-coated by a fluidized bed coating apparatus, and then heat-treated at “200 ° C.” for “60 minutes” to obtain a carrier. In this coating liquid, the resistance adjustment and the charge adjustment are performed by mixing and dispersing the conductive agent and the charge control agent in the range of “0 to 20 parts” with respect to “100 parts” of the coating resin, respectively. .

上記の条件で、トナーの外添剤の量を変更することでトナーの帯電量を調整し、印字動作を行う実験を行った。前述の図6及び図7に当該実験の結果が示されている。尚、図6では、中間転写ベルト141上のトナー像の画像濃度が濃度センサー100によって測定され、予め取得されたトナー像の画像濃度(センサ出力)と印字紙(用紙)上に形成されるトナー定着画像の画像濃度との相関曲線を用いて、トナー像の画像濃度をトナー定着画像の画像濃度I.Dとして表している。   Under the above conditions, an experiment was performed in which the amount of the external additive of the toner was changed to adjust the charge amount of the toner, and the printing operation was performed. The results of the experiment are shown in FIGS. 6 and 7 described above. In FIG. 6, the image density of the toner image on the intermediate transfer belt 141 is measured by the density sensor 100, and the image density (sensor output) of the toner image acquired in advance and the toner formed on the printing paper (paper) are obtained. Using the correlation curve with the image density of the fixed image, the image density of the toner image is calculated based on the image density of the toner-fixed image. It is represented as D.

各トナーの帯電量と図6の直線(近似直線)の傾きとの関係が図7に示されている。図7に示される近似直線の式3(下記)は、予め記憶部983に記憶されている。この式3を用いて、トナーの帯電量の予測を行うことができる。
トナーの帯電量Q/M(μc/g)=−442.32×傾き+29.87 ・・・(式3)
尚、式3の傾き=画像濃度の変化量/周波数の変化量(図6のグラフの傾き)
FIG. 7 shows the relationship between the charge amount of each toner and the slope of the straight line (approximate straight line) in FIG. Equation 3 (described below) of the approximate straight line illustrated in FIG. 7 is stored in the storage unit 983 in advance. Using Equation 3, the charge amount of the toner can be predicted.
Toner charge amount Q / M (μc / g) = − 442.32 × inclination + 29.87 (Equation 3)
Note that the slope of Equation 3 = the change amount of the image density / the change amount of the frequency (slope of the graph in FIG. 6).

<キャリブレーションについて>
一般的に、画像形成装置におけるキャリブレーションには、画像濃度を調整するための現像バイアスキャリブレーション、ドット再現性維持のためのレーザー光量キャリブレーション、階調性調整のためのデータ修正キャリブレーション及び複数色のトナー像の色重ね(レジストレーション)キャリブレーションが含まれる。本発明に係るキャリブレーションには、少なくとも画像濃度を調整するための現像バイアスキャリブレーションが含まれればよい。換言すれば、当該キャリブレーションは、シート上の画像濃度を現像バイアスによって適正化する画像濃度適正化処理を意味する。
<Calibration>
Generally, calibration in an image forming apparatus includes development bias calibration for adjusting image density, laser light amount calibration for maintaining dot reproducibility, data correction calibration for gradation adjustment, and multiple calibration. This includes color registration (registration) calibration of color toner images. The calibration according to the present invention may include at least a developing bias calibration for adjusting the image density. In other words, the calibration means an image density optimizing process for optimizing the image density on the sheet by the developing bias.

本実施形態では、モード制御部984は、キャリブレーションにおいて、前記現像バイアスキャリブレーションを行う。具体的には、モード制御部984は、図5の背景部電位V0及び現像バイアスの直流成分Vdc以外の各パラメータ(電位、レーザー光量、回転数など)をそれまで使用していた値のまま固定し、帯電装置21及び露光装置22を制御して感光体ドラム20上に複数のキャリブレーション用静電潜像を形成する。   In the present embodiment, the mode control unit 984 performs the development bias calibration in the calibration. More specifically, the mode control unit 984 fixes each parameter (potential, laser light amount, rotation speed, etc.) other than the background portion potential V0 and the DC component Vdc of the developing bias in FIG. Then, a plurality of electrostatic latent images for calibration are formed on the photosensitive drum 20 by controlling the charging device 21 and the exposure device 22.

更に、モード制御部984は、図5のV0−Vdc(背景部側電位差)を一定に維持しながら、現像バイアス印加部971を制御して各キャリブレーション用静電潜像に対する現像バイアスの少なくとも直流電圧Vdcを異ならせることで複数のキャリブレーション用トナー像を形成する。この際、現像バイアスの直流成分Vdcが3点以上設定され、3つ以上のキャリブレーション用トナー像が形成されることが望ましい。   Further, the mode control unit 984 controls the developing bias applying unit 971 while maintaining V0-Vdc (background portion side potential difference) in FIG. 5 at a constant value to control at least the DC of the developing bias for each calibration electrostatic latent image. A plurality of calibration toner images are formed by changing the voltage Vdc. At this time, it is desirable that three or more DC components Vdc of the developing bias are set and three or more calibration toner images are formed.

そして、モード制御部984は、濃度センサー100によって検出される複数のキャリブレーション用トナー像の濃度と現像バイアスの直流成分Vdcとの関係に基づいて、以後の画像形成動作において現像ローラー231に印加される現像バイアスを決定する。一例として、3つのVdc及び画像濃度のデータがグラフ上で直線回帰され、当該直線から予め設定された目標画像濃度に適した現像バイアスの直流成分Vdcが決定される。   The mode control unit 984 is applied to the developing roller 231 in a subsequent image forming operation based on the relationship between the densities of the plurality of calibration toner images detected by the density sensor 100 and the DC component Vdc of the developing bias. Is determined. As an example, three Vdc and image density data are linearly regressed on a graph, and a DC component Vdc of a developing bias suitable for a preset target image density is determined from the straight line.

<キャリブレーションの実行タイミングについて>
以下、要求部986がキャリブレーションの実行を要求するタイミングについて説明する。要求部986は、画像形成装置10に備えられた不図示のタイマーによってカウントされる時間や画像形成装置10において印字される印字枚数に応じて、所定の間隔で自動的にキャリブレーションの実行を要求する。また、画像形成装置10が未使用状態で一昼夜放置された場合や、画像形成装置10の周辺の温湿度等、画像形成装置10の周辺環境が急激に変化した場合等に、操作パネル18を用いて手動でキャリブレーションの実行指示が入力されたときに、要求部986は、キャリブレーションの実行を要求する。
<Calibration execution timing>
Hereinafter, the timing at which the request unit 986 requests execution of calibration will be described. The request unit 986 automatically requests the execution of the calibration at predetermined intervals according to the time counted by a timer (not shown) provided in the image forming apparatus 10 and the number of prints printed in the image forming apparatus 10. I do. Further, the operation panel 18 is used when the image forming apparatus 10 is left unused all day and night in an unused state, or when the surrounding environment of the image forming apparatus 10 suddenly changes, such as the temperature and humidity around the image forming apparatus 10. When the user manually inputs a calibration execution instruction, the request unit 986 requests execution of calibration.

<キャリブレーションの実行要否の判定について>
上述のように、キャリブレーションでは、複数のキャリブレーション用静電潜像を生成後、現像ローラー231に印加する現像バイアスを各キャリブレーション用静電潜像に応じて変化させて、複数のキャリブレーション用トナー像を生成する。このため、画像濃度が安定している状態であるにも関わらず、無駄にキャリブレーションを行うと、画像形成装置10の総使用時間においてキャリブレーションの実行に要した時間の占める割合が多くなり、画像形成装置10の平均印字速度を落とすことになる。また、無駄にキャリブレーションを行うと、複数のキャリブレーション用トナー像を生成するためにトナーを無駄に消費することにもなる。したがって、キャリブレーションの実行頻度は、必要最小限に抑えることが望まれている。そこで、本発明者は、キャリブレーションの実行の要否を適切に判定する方法について鋭意検討し続け、判定部985によって後記の判定モードを実行することを想起した。
<Determining the necessity of performing calibration>
As described above, in the calibration, after generating a plurality of electrostatic latent images for calibration, the developing bias applied to the developing roller 231 is changed in accordance with each electrostatic latent image for calibration, and thus a plurality of calibration electrostatic latent images are generated. A toner image is generated. For this reason, if the calibration is performed unnecessarily in spite of the state where the image density is stable, the proportion of the time required to execute the calibration in the total use time of the image forming apparatus 10 increases, The average printing speed of the image forming apparatus 10 will be reduced. Further, if the calibration is performed wastefully, the toner is wastefully consumed to generate a plurality of calibration toner images. Therefore, it is desired that the execution frequency of the calibration be minimized. Therefore, the inventor of the present invention has intensively studied a method of appropriately determining whether or not the execution of the calibration is necessary, and recalled that the determination unit 985 executes a determination mode described later.

<判定モードのフローについて>
以下、判定部985が実行する判定モードのフローについて説明する。図10は、本実施形態に係る画像形成装置10において実行される判定モードのフローチャートである。要求部986によってキャリブレーションの実行が要求された場合、判定部985は、判定モードを開始する。判定部985は、判定モードを開始すると、図10に示すように、モード制御部984によって、帯電量測定モードを実行させる(ステップS21)。
<About the flow of the judgment mode>
Hereinafter, the flow of the determination mode executed by the determination unit 985 will be described. FIG. 10 is a flowchart of the determination mode executed in the image forming apparatus 10 according to the present embodiment. When the execution of the calibration is requested by the request unit 986, the determination unit 985 starts the determination mode. Upon starting the determination mode, the determination unit 985 causes the mode control unit 984 to execute the charge amount measurement mode as shown in FIG. 10 (step S21).

次に、判定部985は、直前(今回)のステップS21の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量である今回帯電量と、当該直前のステップS21で実行された帯電量測定モードの前回に実行された帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量である前回帯電量と、から、前記要求されたキャリブレーションの実行の要否を判定する(ステップS22)。   Next, the determination unit 985 determines the current charge amount, which is the toner charge amount acquired in the charge amount measurement mode in the immediately preceding (current) step S21, and the previous charge amount in the charge amount measurement mode executed in the immediately preceding step S21. It is determined from the previous charge amount, which is the charge amount of the toner acquired in the charge amount measurement mode executed in step (a), whether or not the requested calibration needs to be performed (step S22).

尚、直前のステップS21で実行された帯電量測定モードの前回に実行された帯電量測定モードは、直前のステップS21で実行された帯電量測定モードの前回に手動で実行された帯電量測定モードであってもよいし、前回の判定モードの開始直後のステップS21において自動的で実行された帯電量測定モードであってもよい。   The charge amount measurement mode executed immediately before the charge amount measurement mode executed in the immediately preceding step S21 is the charge amount measurement mode manually executed last time in the charge amount measurement mode executed in the immediately preceding step S21. Or the charge amount measurement mode automatically executed in step S21 immediately after the start of the previous determination mode.

具体的には、ステップS22において、判定部985は、前回帯電量に対する今回帯電量の差(=今回帯電量−前回帯電量)又は比(=今回帯電量/前回帯電量)を算出する。以降、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比を帯電量変化量ΔQと記載することがある。そして、判定部985は、帯電量変化量ΔQが所定の第一閾値TH1よりも大きいか否かを判定する。そして、判定部985は、帯電量変化量ΔQが第一閾値TH1よりも大きい場合、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要と判定する(ステップS22でYES)。一方、判定部985は、帯電量変化量ΔQが第一閾値TH1以下である場合、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定する(ステップS22でNO)。   Specifically, in step S22, the determination unit 985 calculates a difference (= current charging amount−previous charging amount) or a ratio (= current charging amount / previous charging amount) of the current charging amount with respect to the previous charging amount. Hereinafter, the difference or ratio of the current charge amount to the previous charge amount may be referred to as a charge amount change amount ΔQ. Then, the determination unit 985 determines whether or not the charge amount change amount ΔQ is greater than a predetermined first threshold value TH1. Then, when the charge amount change amount ΔQ is larger than the first threshold value TH1, the determination unit 985 determines that the execution of the requested calibration is necessary (YES in step S22). On the other hand, when the charge amount change amount ΔQ is equal to or less than the first threshold value TH1, the determination unit 985 determines that the execution of the requested calibration is not necessary (NO in step S22).

尚、第一閾値TH1は、操作パネル18を用いて編集可能となっている。これにより、ユーザーは、例えば、画質の安定性の要求が低いモノクロ画像や文字原稿等の印字を優先する場合には、キャリブレーションの実行によって印字可能な時間が短縮されることを抑制するために、大きい値を設定することができる。また、ユーザーは、画質の安定性の要求が高い写真や高画質な画像等の印字を優先する場合には、キャリブレーションの実行頻度を高めて画像濃度の安定性を向上するために、小さい値を設定することができる。   The first threshold value TH1 can be edited using the operation panel 18. With this, for example, when giving priority to printing of a monochrome image or a text document, etc., for which low image quality stability is required, the user can suppress the shortening of the printable time by executing the calibration. , A large value can be set. In addition, when giving priority to printing a photograph or a high-quality image, etc., for which high image quality stability is required, the user may set a small value in order to increase the execution frequency of calibration and improve the stability of image density. Can be set.

つまり、上述のように、現像装置23では、露光後の表面電位VL(図5)と現像バイアスの直流成分Vdc(図5)との現像電位差Vdc−VLを、トナーの電荷で満たすように現像動作が行われる。このため、トナーの帯電量が高い場合、現像電位差をトナーの電荷で満たすために必要なトナー量は少量となり、現像されたトナー像の画像濃度が低くなる。反対に、トナーの帯電量が低い場合、前記現像電位差をトナーの電荷で満たすために必要なトナーが多量となり、現像されたトナー像の画像濃度が高くなる。したがって、現像バイアス等の現像条件を一定にしているにも関わらず、トナーの帯電量が変化すると、現像されたトナー像の画像濃度が変化する。   That is, as described above, the developing device 23 develops the developing potential difference Vdc-VL between the exposed surface potential VL (FIG. 5) and the DC component Vdc of the developing bias (FIG. 5) so as to satisfy the toner charge. The operation is performed. For this reason, when the charge amount of the toner is high, the amount of toner required to fill the development potential difference with the charge of the toner is small, and the image density of the developed toner image is low. Conversely, when the charge amount of the toner is low, a large amount of toner is required to satisfy the development potential difference with the charge of the toner, and the image density of the developed toner image increases. Therefore, if the charge amount of the toner changes even though the developing conditions such as the developing bias are kept constant, the image density of the developed toner image changes.

そこで、判定部985は、ステップS22において、帯電量変化量ΔQが第一閾値TH1よりも大きい場合(ΔQ>TH1)、トナー像の画像濃度が大きく変化すると考えられるので、トナー像の画像濃度を一定にさせるために前記要求されたキャリブレーションの実行が必要と判定する。一方、帯電量変化量ΔQが第一閾値TH1以下である場合(ΔQ≦TH1)、トナー像の画像濃度は略一定のまま変化していないと考えられるので、前記要求されたキャリブレーションの実行は必要ではないと判定する。   Therefore, when the charge amount change amount ΔQ is larger than the first threshold value TH1 (ΔQ> TH1) in step S22, the determination unit 985 determines that the image density of the toner image greatly changes. It is determined that the requested calibration needs to be performed in order to make it constant. On the other hand, when the charge amount change amount ΔQ is equal to or smaller than the first threshold value TH1 (ΔQ ≦ TH1), it is considered that the image density of the toner image remains substantially constant and does not change. It is determined that it is not necessary.

ステップS22において、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要と判定されると(ステップS22でYES)、モード制御部984は、上述したようにキャリブレーションを実行する(ステップS23)。一方、ステップS22において、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要ではないと判定されると(ステップS22でNO)、モード制御部984は、キャリブレーションを実行せず、前回のキャリブレーションの実行によって決定された現像バイアスをそのまま継続して利用する(ステップS24)。   If it is determined in step S22 that the requested calibration needs to be performed (YES in step S22), the mode control unit 984 executes the calibration as described above (step S23). On the other hand, if it is determined in step S22 that the execution of the requested calibration is not necessary (NO in step S22), the mode control unit 984 does not execute the calibration, and executes the previous calibration. The determined developing bias is continuously used as it is (step S24).

尚、ステップS22において、帯電量変化量ΔQが第一閾値TH1と比較して非常に大きい場合には、現像剤の劣化が進んでいることが推定される。このため、判定モードのフローを中断し、操作パネル18又はインターネット回線、電話回線を通じて、所定のサービスセンターに現像剤交換の必要性を報知するようにしてもよい。   In step S22, when the charge amount change amount ΔQ is much larger than the first threshold value TH1, it is estimated that the deterioration of the developer is progressing. For this reason, the flow of the determination mode may be interrupted, and a predetermined service center may be notified of the necessity of the developer replacement via the operation panel 18 or the Internet line or telephone line.

以上のように、本実施形態では、モード制御部984は、帯電量測定モードにおいて、複数の測定用トナー像の濃度、又は、複数の測定用トナー像の濃度及び当該複数の測定用トナー像の形成に用いられた現像電流の直流成分に基づいて、複数の測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を適切に取得することができる。   As described above, in the present embodiment, in the charge amount measurement mode, the mode control unit 984 determines the densities of the plurality of measurement toner images, or the densities of the plurality of measurement toner images, and the plurality of measurement toner images. Based on the DC component of the developing current used for the formation, the charge amount of the toner included in the plurality of measurement toner images can be appropriately acquired.

このため、判定部985は、判定モードにおいて、今回の帯電量測定モード及び前回の帯電量測定モードにおいて適切に取得された二つのトナーの帯電量同士の差又は比によって、今回要求されたキャリブレーションの必要性を適切に判定することができる。   Therefore, in the determination mode, the determination unit 985 determines the calibration requested this time based on the difference or ratio between the charge amounts of the two toners appropriately acquired in the current charge amount measurement mode and the previous charge amount measurement mode. Can be appropriately determined.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取り得る。   As described above, the embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the following modified embodiment can be adopted.

<第一変形実施形態>
上記の実施形態では、帯電量測定モードにおいて、モード制御部984が測定用直線の傾きと記憶部983の参照情報とから感光体ドラム20上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図11は、本発明の第一変形実施形態に係る現像装置23の断面図及び制御部980の電気的構成を示したブロック図である。また、図12は、本発明の第一変形実施形態に係る画像形成装置10において実行される帯電量測定モードのフローチャートである。
<First Modified Embodiment>
In the above-described embodiment, in the charge amount measurement mode, the mode control unit 984 charges the toner included in the measurement toner image formed on the photosensitive drum 20 from the inclination of the measurement straight line and the reference information in the storage unit 983. Although described in the aspect of obtaining the amount, the present invention is not limited to this. FIG. 11 is a cross-sectional view of the developing device 23 and a block diagram illustrating an electrical configuration of the control unit 980 according to the first modified embodiment of the present invention. FIG. 12 is a flowchart of a charge amount measurement mode executed in the image forming apparatus 10 according to the first modified embodiment of the present invention.

図11に示すように、本変形実施形態では、画像形成装置10が、更に電流計973を備える。電流計973は、現像ローラー231と現像バイアス印加部971との間を流れる直流電流を検出する。   As shown in FIG. 11, in the present modified embodiment, the image forming apparatus 10 further includes an ammeter 973. The ammeter 973 detects a DC current flowing between the developing roller 231 and the developing bias applying unit 971.

モード制御部984は、帯電量測定モードにおいて、現像ローラー231と感光体ドラム20との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら感光体ドラム20上に複数の測定用トナー像を形成する。そして、モード制御部984は、濃度センサー100によって検出される複数の測定用トナー像の濃度の差に対する複数の測定用トナー像が形成される際に現像ローラー231と現像バイアス印加部971との間を流れる現像電流の直流成分の差の比に基づいて、感光体ドラム20上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得する。   In the charge amount measurement mode, the mode control unit 984 changes the frequency of the AC voltage of the developing bias while maintaining the potential difference of the DC voltage between the developing roller 231 and the photosensitive drum 20 constant. A plurality of measurement toner images are formed thereon. Then, the mode control unit 984 controls the distance between the developing roller 231 and the developing bias applying unit 971 when a plurality of measurement toner images corresponding to a difference in the density of the plurality of measurement toner images detected by the density sensor 100 are formed. Of the toner contained in the measurement toner image formed on the photosensitive drum 20 is acquired based on the ratio of the difference between the DC components of the developing current flowing through the photosensitive drum 20.

図12に示すように、モード制御部984が帯電量測定モードを開始すると(ステップS31)、モード制御部984は複数の測定用トナー像を形成するための変数nをn=1に設定する(ステップS32)。そして、モード制御部984は、予め記憶部983に格納されているn=1に対応する画像1を選択する(ステップS33)。記憶部983には、画像nを形成するための静電潜像の画像情報や現像バイアスの交流電圧の周波数に関する情報が格納されている。なお、その他の画像形成動作に関するパラメータは、直前の画像形成動作時と同じ値に設定される。次に、モード制御部984は、露光装置22(図1)、駆動制御部981及びバイアス制御部982を制御して、画像1を形成するための現象バイアスを現像ローラー231に印加した状態で現像ローラー231を1回転以上回転させた後、感光体ドラム20上に画像1に対応する測定用トナー像の静電潜像を形成する。感光体ドラム20の回転に伴って、当該測定用トナー像が感光体ドラム20と現像ローラー231とが対向する現像ニップ部NPを通過する際に、静電潜像にトナーが供給され、測定用トナー像が現像される(ステップS34)。この現像動作時に、電流計973によって現像電流(直流電流)が測定される(ステップS35)。   As shown in FIG. 12, when the mode control unit 984 starts the charge amount measurement mode (step S31), the mode control unit 984 sets a variable n for forming a plurality of measurement toner images to n = 1 (n = 1). Step S32). Then, the mode control unit 984 selects the image 1 corresponding to n = 1 stored in the storage unit 983 in advance (step S33). The storage unit 983 stores image information of an electrostatic latent image for forming the image n and information on the frequency of the AC voltage of the developing bias. Note that the other parameters relating to the image forming operation are set to the same values as in the immediately preceding image forming operation. Next, the mode control unit 984 controls the exposure device 22 (FIG. 1), the drive control unit 981 and the bias control unit 982 to perform development while applying the phenomenon bias for forming the image 1 to the development roller 231. After rotating the roller 231 by one or more rotations, an electrostatic latent image of the measurement toner image corresponding to the image 1 is formed on the photosensitive drum 20. As the photoconductor drum 20 rotates, when the measurement toner image passes through the development nip NP where the photoconductor drum 20 and the development roller 231 face each other, toner is supplied to the electrostatic latent image, The toner image is developed (Step S34). During this developing operation, the developing current (DC current) is measured by the ammeter 973 (step S35).

その後、当該トナー像が感光体ドラム20から中間転写ベルト141に転写される(ステップS36)。そして、当該測定用トナー像の画像濃度が濃度センサー100によって測定され(ステップS37)、ステップS35で測定された現像電流の値とともに、取得された画像濃度が記憶部983に記憶される(ステップS38)。   Thereafter, the toner image is transferred from the photosensitive drum 20 to the intermediate transfer belt 141 (Step S36). Then, the image density of the measurement toner image is measured by the density sensor 100 (step S37), and the acquired image density is stored in the storage unit 983 together with the value of the developing current measured in step S35 (step S38). ).

次に、モード制御部984は、複数の測定用トナー像を形成するための変数nが予め設定された規定回数Nに到達したか否かを判定する(ステップS39)。ここで、n≠Nの場合(ステップS39でNO)には、nの値が1つカウントアップされ(n=n+1、ステップS40)、ステップS33からS39までが繰り返される。なお、帯電量測定の精度を高くするためには、規定回数N=2以上であることが望ましく、3≦Nに設定されることが更に望ましい。一方、n=Nの場合(ステップS39でYES)には、モード制御部984が、トナーの帯電量を推定し(ステップS41)、帯電量測定モードを終了する(ステップS42)。   Next, the mode control unit 984 determines whether or not the variable n for forming a plurality of measurement toner images has reached a preset specified number N (step S39). Here, if n ≠ N (NO in step S39), the value of n is counted up by one (n = n + 1, step S40), and steps S33 to S39 are repeated. In order to increase the accuracy of the charge amount measurement, it is preferable that the specified number of times N is equal to or greater than 2, and it is more preferable that 3 ≦ N. On the other hand, if n = N (YES in step S39), the mode control unit 984 estimates the charge amount of the toner (step S41), and ends the charge amount measurement mode (step S42).

尚、一例として、N=2の場合に、ステップS35において測定されるn=1、2の現像電流(直流電流)がそれぞれ、I1、I2と定義される。またステップS37において測定されるn=1、2の画像濃度がそれぞれ、ID1、ID2と定義される。この際、ステップS41におけるトナーの帯電量は、以下の式4から得られる傾きaに相当する。
傾きa=(I1−I2)/(ID1−ID2) ・・・(式4)
上記の傾きaは、横軸を画像濃度ID、縦軸を現像電流Iとして、n=1、2におけるデータ(ID、I)をそれぞれプロットした場合の2点を通る直線の傾きに相当する。尚、N=3以上の条件にてトナーの帯電量を測定する場合には、最小二乗法で求めた1次式の近似直線の傾きaをトナーの帯電量とする。
As an example, when N = 2, the development currents (DC currents) of n = 1 and 2 measured in step S35 are defined as I1 and I2, respectively. The image densities of n = 1 and 2 measured in step S37 are defined as ID1 and ID2, respectively. At this time, the charge amount of the toner in step S41 corresponds to the slope a obtained from the following Expression 4.
Slope a = (I1-I2) / (ID1-ID2) (Equation 4)
The above gradient a corresponds to the gradient of a straight line passing through two points when data (ID, I) at n = 1 and 2 are plotted, with the horizontal axis representing the image density ID and the vertical axis representing the developing current I. When the charge amount of the toner is measured under the condition of N = 3 or more, the slope a of the approximate straight line of the linear expression obtained by the least square method is used as the charge amount of the toner.

また、他の変形実施形態として、複数の測定用トナー像が形成される際に変化されるパラメータは、現像バイアスの交流電圧の周波数ではなく、露光装置22によって形成される静電潜像の印字率であってもよい。   As another modified embodiment, the parameter that is changed when a plurality of measurement toner images are formed is not the frequency of the AC voltage of the developing bias, but the printing of the electrostatic latent image formed by the exposure device 22. It may be a rate.

すなわち、当該変形実施形態では、モード制御部984は、現像ローラー231と感光体ドラム20との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で露光装置22を制御して単位面積あたりの印字率を変化させながら感光体ドラム20上に複数の測定用トナー像を形成する。そして、モード制御部984は、濃度センサー100によって検出される複数の測定用トナー像の濃度の差に対する複数の測定用トナー像が形成される際に現像ローラー231と現像バイアス印加部971との間を流れる現像電流の直流成分の差の比に基づいて、感光体ドラム20上に形成された測定用トナー像に含まれるトナーの帯電量を取得するものでもよい。尚、この場合も、上記の変形実施形態と同様に、式4に基づいてトナーの帯電量が取得できる。   That is, in the modified embodiment, the mode control unit 984 controls the exposure device 22 in a state where the potential difference of the DC voltage between the developing roller 231 and the photosensitive drum 20 is kept constant to control the printing rate per unit area. Are formed, a plurality of measurement toner images are formed on the photosensitive drum 20. Then, the mode control unit 984 controls the distance between the developing roller 231 and the developing bias applying unit 971 when a plurality of measurement toner images corresponding to a difference in the density of the plurality of measurement toner images detected by the density sensor 100 are formed. The charge amount of the toner included in the measurement toner image formed on the photoconductor drum 20 may be obtained based on the ratio of the difference between the DC components of the developing current flowing through the photoconductor drum 20. In this case, similarly to the above-described modified embodiment, the charge amount of the toner can be obtained based on Expression 4.

<第二変形実施形態>
モード制御部984によるキャリブレーションの実行により、トナーの帯電量及びトナー濃度の変化量等の様々な要因を加味して、画像濃度が目標画像濃度に安定するように調整される。しかし、前回のキャリブレーションの実行時からのトナーの帯電量の変化量は小さいが、トナー濃度の変化量が大きい場合がある。この場合、上述の判定モードのステップS22において、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔQが第一閾値TH1以下であると判定され、要求部986によって要求されたキャリブレーションの実行が必要ではないと判定されたために、当該要求されたキャリブレーションが行われない虞がある。その結果、トナー濃度の変化量が大きいことが原因で画像濃度が大きく変化している虞がある。そこで、トナー濃度の変化量による画像濃度の変化の影響も考慮して、上記実施形態及び各変形実施形態の画像形成装置10を、以下のように構成してもよい。図13は、本発明の第二変形実施形態に係る画像形成装置10において実行される判定モードのフローチャートである。
<Second modified embodiment>
The execution of the calibration by the mode control unit 984 adjusts the image density to be stable at the target image density in consideration of various factors such as the toner charge amount and the toner density change amount. However, the amount of change in the charge amount of the toner from the previous execution of the calibration may be small, but the amount of change in the toner density may be large. In this case, in step S22 of the above-described determination mode, it is determined that the difference or ratio ΔQ of the current charge amount with respect to the previous charge amount is equal to or less than the first threshold value TH1, and it is not necessary to execute the calibration requested by the request unit 986. Since it is determined that there is no calibration, the requested calibration may not be performed. As a result, there is a possibility that the image density is largely changed due to a large change amount of the toner density. Therefore, the image forming apparatus 10 of the above-described embodiment and each of the modified embodiments may be configured as follows in consideration of the influence of the change in image density due to the amount of change in toner density. FIG. 13 is a flowchart of a determination mode executed in the image forming apparatus 10 according to the second modified embodiment of the present invention.

本変形実施形態では、モード制御部984は、帯電量測定モードの実行に応じてトナー濃度センサー101が検出したトナー濃度を記憶部983に記憶する。具体的には、モード制御部984は、帯電量測定モードの実行中に、トナー濃度センサー101が検出したトナー濃度の代表値を記憶部983に記憶する。ここで、代表値とは、平均値、最大値、又は最小値等を示す。尚、これに限らず、モード制御部984は、帯電量測定モードの終了直後に、トナー濃度センサー101が検出したトナー濃度を記憶部983に記憶するようにしてもよい。   In the present modification, the mode control unit 984 stores the toner density detected by the toner density sensor 101 in the storage unit 983 in accordance with the execution of the charge amount measurement mode. Specifically, the mode control unit 984 stores the representative value of the toner density detected by the toner density sensor 101 in the storage unit 983 during the execution of the charge amount measurement mode. Here, the representative value indicates an average value, a maximum value, a minimum value, or the like. The mode control unit 984 may store the toner density detected by the toner density sensor 101 in the storage unit 983 immediately after the end of the charge amount measurement mode.

そして、要求部986によってキャリブレーションの実行が要求された場合に、判定部985は、図13に示すように、判定モードを開始すると、図10に示すフローとは異なり、ステップS22において前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔQが第一閾値TH1以下であると判定した場合には(ステップS22でNO)、更に、ステップS51を実行する。判定部985は、ステップS51において、前回の帯電量測定モードの実行時にトナー濃度センサー101に検出させた第一トナー濃度に対する、今回の帯電量測定モードの実行時にトナー濃度センサー101に検出させた第二トナー濃度の差(=第二トナー濃度−第一トナー濃度)又は比(=第二トナー濃度/第一トナー濃度)ΔT/Cが、予め設定された第二閾値TH2よりも小さいか否かを判定する(ステップS51)。   Then, when the execution of the calibration is requested by the request unit 986, the determination unit 985 starts the determination mode as shown in FIG. 13, and differs from the flow shown in FIG. If it is determined that the difference or the ratio ΔQ of the current charge amount with respect to is less than or equal to the first threshold TH1 (NO in step S22), step S51 is further executed. The determination unit 985 determines in step S51 that the toner density sensor 101 has detected the first toner density detected by the toner density sensor 101 during the previous execution of the charge amount measurement mode and performed by the toner density sensor 101 during the execution of the current charge amount measurement mode. Whether the difference between the two toner densities (= second toner density-first toner density) or the ratio (= second toner density / first toner density) ΔT / C is smaller than a preset second threshold value TH2 Is determined (step S51).

尚、今回の帯電量測定モードとは、直前のステップS21の帯電量測定モードである。前回の帯電量測定モードとは、前回帯電量を取得した帯電量測定モードであり、直前のステップS21で実行された帯電量測定モードの前回に手動又は自動で実行された帯電量測定モードである。また、第二閾値TH2は、第一閾値TH1と同様に、操作パネル18を用いて編集可能となっている。   Note that the current charge amount measurement mode is the charge amount measurement mode in step S21 immediately before. The previous charge amount measurement mode is a charge amount measurement mode in which the previous charge amount was acquired, and is a charge amount measurement mode executed manually or automatically last time in the charge amount measurement mode executed in step S21 immediately before. . The second threshold value TH2 can be edited using the operation panel 18 in the same manner as the first threshold value TH1.

そして、判定部985は、第一トナー濃度に対する第二トナー濃度の差又は比ΔT/Cが第二閾値TH2よりも小さい場合、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定する(ステップS51でYES)。このように、判定部985によって前記要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定された場合、図10に示すフローと同様、ステップS24が行われる。   Then, when the difference or ratio ΔT / C of the second toner concentration with respect to the first toner concentration is smaller than the second threshold TH2, the determination unit 985 determines that the execution of the requested calibration is not necessary (step S51). YES). As described above, when the determination unit 985 determines that the execution of the requested calibration is not necessary, step S24 is performed similarly to the flow illustrated in FIG.

一方、判定部985は、第一トナー濃度に対する第二トナー濃度の差又は比ΔT/Cが第二閾値TH2以上である場合、前記要求されたキャリブレーションの実行が必要であると判定する(ステップS51でNO)。このように、判定部985によって前記要求されたキャリブレーションの実行が必要であると判定された場合、図10に示すフローと同様、ステップS23が行われる。   On the other hand, when the difference or ratio ΔT / C of the second toner concentration with respect to the first toner concentration is equal to or greater than the second threshold TH2, the determination unit 985 determines that the execution of the requested calibration is necessary (step). (NO in S51). As described above, when the determination unit 985 determines that the execution of the requested calibration is necessary, step S23 is performed as in the flow illustrated in FIG.

本実施形態の構成によれば、判定部985は、判定モードにおいて、今回の帯電量測定モード及び前回の帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量同士の差又は比だけでなく、今回の帯電量測定モード及び前回の帯電量測定モードに応じて検出されたトナー濃度同士の差又は比によって、今回要求されたキャリブレーションの必要性をより適切に判定することができる。   According to the configuration of the present embodiment, in the determination mode, the determination unit 985 determines not only the difference or ratio between the charge amounts of the toner obtained in the current charge amount measurement mode and the previous charge amount measurement mode, but also the current charge amount measurement mode. The necessity of the calibration requested this time can be more appropriately determined based on the difference or ratio between the toner densities detected according to the charge amount measurement mode and the previous charge amount measurement mode.

<第三変形実施形態>
画像形成装置10の周囲の温度又は湿度が大きく変化すると、現像剤の流動性が大きく変化し、トナーの帯電量及び搬送量やトナー濃度が大きく変化する虞がある。これにより、トナー像の画像濃度も大きく変化する虞がある。このような場合を考慮して、上記実施形態及び各変形実施形態の画像形成装置10を以下のように構成してもよい。
<Third Modified Embodiment>
When the temperature or humidity around the image forming apparatus 10 greatly changes, the fluidity of the developer greatly changes, and there is a possibility that the charge amount, the transport amount, and the toner density of the toner greatly change. As a result, the image density of the toner image may be greatly changed. In consideration of such a case, the image forming apparatus 10 of the above embodiment and each of the modified embodiments may be configured as follows.

本変形実施形態では、画像形成装置10は、装置本体11(図1)内の任意のスペースに、周囲の温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む特性値を検出する環境センサー(温湿度検出部)を更に備える。   In the present modified embodiment, the image forming apparatus 10 includes an environment sensor (temperature and humidity detecting unit) that detects a characteristic value including at least one of ambient temperature and humidity in an arbitrary space in the apparatus main body 11 (FIG. 1). ) Is further provided.

モード制御部984は、キャリブレーションの実行に応じて前記環境センサーが検出した特性値を記憶部983に記憶する。具体的には、モード制御部984は、キャリブレーションの実行中に、前記環境センサーが検出した特性値の代表値を記憶部983に記憶する。ここで、代表値とは、平均値、最大値、又は最小値等を示す。尚、これに限らず、モード制御部984は、キャリブレーションの終了直後に、前記環境センサーが検出した特性値を記憶部983に記憶するようにしてもよい。   The mode control unit 984 stores the characteristic values detected by the environment sensor in accordance with the execution of the calibration in the storage unit 983. Specifically, the mode control unit 984 stores the representative value of the characteristic value detected by the environment sensor in the storage unit 983 during the execution of the calibration. Here, the representative value indicates an average value, a maximum value, a minimum value, or the like. The mode control unit 984 may store the characteristic value detected by the environment sensor in the storage unit 983 immediately after the end of the calibration.

そして、判定部985は、要求部986によってキャリブレーションの実行が要求された場合に、判定モードに先だって、判定モードの実行の要否を判定する補助判定モード(補助判定動作)を行う。判定部985は、補助判定モードにおいて判定モードの実行が必要と判定した場合は、判定モードを行い、補助判定モードにおいて判定モードの実行が必要でないと判定した場合は、前回帯電量及び今回帯電量に関わらず、強制的に、モード制御部984に前記要求されたキャリブレーションを実行させる。   Then, when the execution of the calibration is requested by the request unit 986, the determination unit 985 performs an auxiliary determination mode (auxiliary determination operation) for determining whether or not the determination mode needs to be performed, prior to the determination mode. The determination unit 985 performs the determination mode when it is determined that the execution of the determination mode is necessary in the auxiliary determination mode, and when the determination unit 985 determines that the execution of the determination mode is not necessary in the auxiliary determination mode, the previous charge amount and the current charge amount Regardless of the above, the mode control unit 984 is forced to execute the requested calibration.

詳しくは、判定部985は、補助判定モードにおいて、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した第一特性値に対する、当該補助判定モードに応じて前記環境センサーが検出した第二特性値の変化量が、予め設定された第三閾値よりも小さいか否かを判定し、第一特性値に対する第二特性値の変化量が第三閾値よりも小さい場合は、判定モードの実行が必要と判定し、第一特性値に対する第二特性値の変化量が第三閾値以上である場合は、判定モードの実行が必要でないと判定する。   Specifically, in the auxiliary determination mode, the determination unit 985 determines whether the second characteristic value detected by the environment sensor according to the auxiliary determination mode corresponds to the first characteristic value detected by the environment sensor according to the previous calibration. It is determined whether or not the amount of change is smaller than a third threshold set in advance, and if the amount of change of the second characteristic value with respect to the first characteristic value is smaller than the third threshold, it is necessary to execute the determination mode. If it is determined that the change amount of the second characteristic value with respect to the first characteristic value is equal to or larger than the third threshold value, it is determined that the execution of the determination mode is not necessary.

尚、本変形実施形態では、補助判定モードに応じて前記環境センサーが検出した第二特性値は、補助判定モードの開始直後に前記環境センサーが検出した特性値であるものとする。ただし、補助判定モードに応じて前記環境センサーが検出した第二特性値は、これに限らず、補助判定モードの開始後、所定時間経過するまでに、前記環境センサーが検出した特性値の代表値であってもよい。ここで、代表値とは、平均値、最大値、又は最小値等を示す。   In the present modified embodiment, the second characteristic value detected by the environment sensor in accordance with the auxiliary determination mode is a characteristic value detected by the environment sensor immediately after the start of the auxiliary determination mode. However, the second characteristic value detected by the environment sensor in accordance with the auxiliary determination mode is not limited to this. The representative value of the characteristic value detected by the environment sensor before a predetermined time elapses after the start of the auxiliary determination mode. It may be. Here, the representative value indicates an average value, a maximum value, a minimum value, or the like.

図14は、本発明の第三変形実施形態に係る画像形成装置10における補助判定モードのフローチャートである。具体的には、図14に示すように、要求部986によってキャリブレーションの実行が要求された場合に、判定部985は、ステップS21以降の判定モードに先だって、ステップS61及びステップS62からなる補助判定モードを行う。   FIG. 14 is a flowchart of the auxiliary determination mode in the image forming apparatus 10 according to the third modified embodiment of the present invention. Specifically, as shown in FIG. 14, when the execution of the calibration is requested by the request unit 986, the determination unit 985 performs the auxiliary determination including the steps S61 and S62 prior to the determination mode after the step S21. Perform mode.

判定部985は、補助判定モードを開始すると、前記環境センサーが検出した特性値を取得する(ステップS61)。そして、判定部985は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した特性値である第一特性値に対する、ステップS61で取得された特性値である第二測定値の変化量ΔCVが、予め設定された第三閾値TH3よりも小さいか否かを判定する(ステップS62)。尚、第一特性値に対する第二特性値の変化量ΔCVとは、第一特性値に対する第二特性値の差(=第二特性値−第一温度)又は比(=第二特性値/第一特性値)である。また、第三閾値TH3は、第一閾値TH1と同様に、操作パネル18を用いて編集可能となっている。   Upon starting the auxiliary determination mode, the determination unit 985 acquires the characteristic value detected by the environment sensor (Step S61). Then, the determination unit 985 calculates the change amount ΔCV of the second measurement value, which is the characteristic value acquired in step S61, with respect to the first characteristic value, which is the characteristic value detected by the environment sensor according to the previous calibration, It is determined whether it is smaller than a preset third threshold value TH3 (step S62). The change amount ΔCV of the second characteristic value with respect to the first characteristic value is the difference (= second characteristic value−first temperature) or ratio (= second characteristic value / second characteristic value) of the second characteristic value with respect to the first characteristic value. (One characteristic value). Further, the third threshold value TH3 can be edited using the operation panel 18 in the same manner as the first threshold value TH1.

そして、判定部985は、ステップS62において、第一特性値に対する第二特性値の変化量ΔCVが第三閾値TH3よりも小さい場合(ステップS62でYES)、判定モードの実行が必要と判定し、判定モード(ステップS21以降の処理)を実行する。一方、判定部985は、ステップS62において、第一特性値に対する第二特性値の変化量ΔCVが第三閾値TH3以上である場合(ステップS62でNO)、判定モードの実行が必要でないと判定し、前回帯電量及び今回帯電量に関わらず、強制的に、ステップS23(キャリブレーション)を実行させる。   Then, when the change amount ΔCV of the second characteristic value with respect to the first characteristic value is smaller than the third threshold value TH3 in Step S62 (YES in Step S62), the determining unit 985 determines that the execution of the determination mode is necessary, The determination mode (the processing after step S21) is executed. On the other hand, when the change amount ΔCV of the second characteristic value with respect to the first characteristic value is equal to or more than the third threshold value TH3 in Step S62 (NO in Step S62), the determining unit 985 determines that the execution of the determination mode is not necessary. Step S23 (calibration) is forcibly executed regardless of the previous charge amount and the current charge amount.

例えば、前記環境センサーが検出する特性値が、周囲の温度であるとする。この場合、ステップS62において、判定部985は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した温度に対する、ステップS61で取得された温度の変化量ΔCVが第三閾値TH3よりも小さいか否かを判定する。同様に、前記環境センサーが検出する特性値が、周囲の湿度であるとする。この場合、ステップS62において、判定部985は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した湿度に対する、ステップS61で取得された湿度の変化量ΔCVが第三閾値TH3よりも小さいか否かを判定する。   For example, it is assumed that the characteristic value detected by the environment sensor is the ambient temperature. In this case, in step S62, the determination unit 985 determines whether the change amount ΔCV of the temperature obtained in step S61 with respect to the temperature detected by the environment sensor according to the previous calibration is smaller than the third threshold TH3. Is determined. Similarly, it is assumed that the characteristic value detected by the environment sensor is ambient humidity. In this case, in step S62, the determination unit 985 determines whether the change amount ΔCV of the humidity obtained in step S61 with respect to the humidity detected by the environment sensor according to the previous calibration is smaller than the third threshold TH3. Is determined.

又は、前記環境センサーが検出する特性値が、周囲の温度及び湿度であるとする。この場合、ステップS62において、判定部985は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した温度に対するステップS61で取得された温度の変化量(以降、第一変化量)、又は、前回のキャリブレーションに応じて前記環境センサーが検出した湿度に対するステップS61で取得された湿度の変化量(以降、第二変化量)が、第三閾値TH3よりも小さいか否かを判定する。この場合、判定部985は、第一変化量及び第二変化量のうちの少なくとも一方が第三閾値TH3よりも小さい場合、判定モードの実行が必要と判定する。一方、判定部985は、第一変化量及び第二変化量が共に第三閾値TH3以上である場合、判定モードの実行が必要ではないと判定する。   Alternatively, it is assumed that the characteristic values detected by the environment sensor are ambient temperature and humidity. In this case, in step S62, the determination unit 985 determines the amount of change in the temperature (hereinafter, the first amount of change) obtained in step S61 with respect to the temperature detected by the environment sensor in accordance with the previous calibration, or In accordance with the calibration, it is determined whether or not the amount of change in the humidity (hereinafter, the second amount of change) obtained in step S61 with respect to the humidity detected by the environment sensor is smaller than a third threshold value TH3. In this case, the determination unit 985 determines that the execution of the determination mode is necessary when at least one of the first change amount and the second change amount is smaller than the third threshold TH3. On the other hand, when both the first change amount and the second change amount are equal to or greater than the third threshold value TH3, the determination unit 985 determines that the execution of the determination mode is not necessary.

本変形実施形態の構成によれば、判定部985は、判定モードに先だって補助判定モード(ステップS61及びステップS62)を行うことで、判定モードにおいて前回のキャリブレーションが実行されてからのトナーの帯電量の変化に応じて、今回要求されたキャリブレーションの必要性を判定するか、前回のキャリブレーションが実行されてからのトナーの帯電量の変化によらずに、強制的に今回要求されたキャリブレーションを実行させるかを判定することができる。   According to the configuration of the present modified embodiment, the determination unit 985 performs the auxiliary determination mode (steps S61 and S62) prior to the determination mode, thereby charging the toner after the previous calibration was performed in the determination mode. The necessity of the calibration requested this time is determined according to the change in the amount, or the calibration requested this time is forcibly performed regardless of the change in the charge amount of the toner since the previous calibration was executed. Can be determined.

具体的には、判定部985は、前回のキャリブレーションに応じて検出された特性値に対する、キャリブレーションの実行の要求に応じて検出された特性値の変化量が第三閾値よりも大きいときは、判定モードを行うことなく、強制的に今回要求されたキャリブレーション動作を実行させることができる。   Specifically, when the change amount of the characteristic value detected in response to the request for performing the calibration with respect to the characteristic value detected in the previous calibration is larger than the third threshold value, Thus, the calibration operation requested this time can be forcibly executed without performing the determination mode.

<第四変形実施形態>
判定モードのステップS22において、前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔQが第一閾値TH1以下であると判定され、要求されたキャリブレーションの実行が必要ではないと判定されたために、要求されたキャリブレーションが行われなかったとする。しかし、この場合であっても、トナーの帯電量の僅かな変化が原因で画像濃度が変化している虞がある。したがって、トナーの帯電量の変化量が小さいためにキャリブレーションが実行されないような場合でも、当該トナーの帯電量の変化量に応じて、画像濃度をより安定させることができるように、上記実施形態及び各変形実施形態の画像形成装置10を以下のように構成してもよい。図15は、本発明の第四変形実施形態に係る画像形成装置10において実行される判定モードのフローチャートである。
<Fourth modified embodiment>
In step S22 of the determination mode, it is determined that the difference or ratio ΔQ of the current charge amount with respect to the previous charge amount is equal to or less than the first threshold value TH1, and it is determined that the execution of the requested calibration is not necessary. Assume that no calibration has been performed. However, even in this case, the image density may change due to a slight change in the charge amount of the toner. Therefore, even when calibration is not executed because the amount of change in the amount of charge of the toner is small, the image forming apparatus according to the embodiment described above can stabilize the image density in accordance with the amount of change in the amount of charge of the toner. The image forming apparatus 10 of each modified embodiment may be configured as follows. FIG. 15 is a flowchart of the determination mode executed in the image forming apparatus 10 according to the fourth modified embodiment of the present invention.

具体的には、図15に示すように、判定部985は、ステップS22において前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔQが第一閾値TH1以下ではないために、要求されたキャリブレーションの実行が必要でないと判定した場合(ステップS22でNO)、ステップS22で用いた前回帯電量に対する今回帯電量の差又は比ΔQに応じて、感光体ドラム20と現像ローラー231との間の直流電圧の差を変更するように現像バイアスを補正する(ステップS71)。   Specifically, as shown in FIG. 15, the determination unit 985 executes the requested calibration because the difference or ratio ΔQ of the current charge amount with respect to the previous charge amount is not less than or equal to the first threshold value TH1 in step S22. Is determined to be unnecessary (NO in step S22), the DC voltage between the photosensitive drum 20 and the developing roller 231 is determined according to the difference or the ratio ΔQ of the current charge amount with respect to the previous charge amount used in step S22. The developing bias is corrected so as to change the difference (step S71).

例えば、前回の帯電量測定モードの実行時よりもトナーの帯電量が大きくなり、前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔQ1(=今回帯電量−前回帯電量)が正を示し、また、前回帯電量に対する今回帯電量の比ΔQ2(=今回帯電量/前回帯電量)が1以上の値であったとする。   For example, the charge amount of the toner becomes larger than when the previous charge amount measurement mode was executed, and the difference ΔQ1 (= current charge amount−previous charge amount) of the current charge amount with respect to the previous charge amount indicates a positive value. Assume that the ratio of the current charge amount to the amount ΔQ2 (= current charge amount / previous charge amount) is a value of 1 or more.

この場合、判定部985は、ステップS71において、所定の正の第一係数c1(>0)と前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔQ1(>0)との積と、現像バイアスの直流成分Vdcの値と、の和(c1×ΔQ1+Vdc)を、補正後の現像バイアスの直流成分Vdcmとして決定する。または、判定部985は、ステップS71において、所定の1より大きい第二係数c2(>1)と前回帯電量に対する今回帯電量の比ΔQ2(≧1)と現像バイアスの直流成分Vdcとの積(c2×ΔQ2×Vdc)を、補正後の現像バイアスの直流成分Vdcmとして決定する。   In this case, the determination unit 985 determines in step S71 that the product of the predetermined positive first coefficient c1 (> 0) and the difference ΔQ1 (> 0) between the previous charge amount and the current charge amount, and the DC component Vdc of the developing bias And the sum of (c1 × ΔQ1 + Vdc) is determined as the DC component Vdcm of the corrected developing bias. Alternatively, in step S71, the determination unit 985 determines the product of the second coefficient c2 (> 1) larger than the predetermined value 1, the ratio ΔQ2 (≧ 1) of the current charge amount to the previous charge amount, and the DC component Vdc of the developing bias ( c2 × ΔQ2 × Vdc) is determined as the DC component Vdcm of the development bias after the correction.

これにより、前回の帯電量測定モードの実行時よりもトナーの帯電量が大きくなり、画像濃度が低くなっていると考えられる場合に、画像当該トナーの帯電量の変化量に応じて現像バイアスを大きく補正することができる。その結果、当該補正後の現像バイアスを用いて形成されたトナー像の画像濃度を高くして、目標とする画像濃度に近づけることができる。   As a result, when it is considered that the charge amount of the toner becomes larger and the image density is lower than when the charge amount measurement mode was last executed, the developing bias is set in accordance with the change amount of the charge amount of the image. A large correction can be made. As a result, it is possible to increase the image density of the toner image formed using the corrected development bias, and to approach the target image density.

これとは反対に、例えば、前回の帯電量測定モードの実行時よりもトナーの帯電量が小さくなり、前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔQ1(=今回帯電量−前回帯電量)が負を示し、また、前回帯電量に対する今回帯電量の比ΔQ2(=今回帯電量/前回帯電量)が1未満の値であったとする。   Conversely, for example, the charge amount of the toner becomes smaller than that in the previous execution of the charge amount measurement mode, and the difference ΔQ1 (= current charge amount−previous charge amount) of the current charge amount with respect to the previous charge amount becomes negative. Suppose that the ratio ΔQ2 of the current charge amount to the previous charge amount (= current charge amount / previous charge amount) is less than 1.

この場合、判定部985は、ステップS71において、所定の正の第三係数c3(>0)と前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔQ1(<0)との積と、現像バイアスの直流成分Vdcの値と、の和(c3×ΔQ1+Vdc)を、補正後の現像バイアスの直流成分Vdcmとして決定する。または、判定部985は、ステップS71において、所定の1未満の第四係数c4(<1)と前回帯電量に対する今回帯電量の比ΔQ2(<1)と現像バイアスの直流成分Vdcとの積(c4×ΔQ2×Vdc)を、補正後の現像バイアスの直流成分Vdcmとして決定する。   In this case, the determination unit 985 determines in step S71 that the product of the predetermined positive third coefficient c3 (> 0) and the difference ΔQ1 (<0) between the previous charge amount and the current charge amount, and the DC component Vdc of the developing bias And the sum of (c3 × ΔQ1 + Vdc) is determined as the DC component Vdcm of the corrected developing bias. Alternatively, in step S71, the determination unit 985 determines the product (the product of the fourth coefficient c4 (<1) of less than 1), the ratio ΔQ2 (<1) of the current charge amount to the previous charge amount, and the DC component Vdc of the developing bias. c4 × ΔQ2 × Vdc) is determined as the DC component Vdcm of the development bias after the correction.

これにより、前回の帯電量測定モードの実行時よりもトナーの帯電量が小さくなり、画像濃度が高くなっていると考えられる場合に、画像当該トナーの帯電量の変化量に応じて現像バイアスを小さく補正することができる。その結果、当該補正後の現像バイアスを用いて形成されたトナー像の画像濃度を低くして、目標とする画像濃度に近づけることができる。   As a result, when it is considered that the charge amount of the toner becomes smaller and the image density becomes higher than when the previous charge amount measurement mode was executed, the developing bias is set in accordance with the change amount of the charge amount of the toner of the image. Small corrections can be made. As a result, it is possible to lower the image density of the toner image formed using the corrected development bias and to approach the target image density.

このように、本実施形態の構成によれば、前回帯電量と今回帯電量との差又は比ΔQが、要求されたキャリブレーションの実行が必要にならない程度の値を示す場合、要求されたキャリブレーションは行われないが、当該差又は比ΔQに応じて、感光体ドラム20と現像ローラー231との間の直流電圧の差を変更するように、現像バイアスが補正される。このため、キャリブレーションの実行に要する時間及び複数のキャリブレーション用トナー像の形成に用いるトナーを無駄に消費することなく、トナーの帯電量の僅かな変化量を考慮して、現像バイアスを適切に補正することができる。   As described above, according to the configuration of the present embodiment, when the difference or the ratio ΔQ between the previous charge amount and the current charge amount indicates a value that does not require the execution of the requested calibration, the requested calibration is performed. No development is performed, but the developing bias is corrected so as to change the DC voltage difference between the photosensitive drum 20 and the developing roller 231 according to the difference or the ratio ΔQ. For this reason, the developing bias can be appropriately adjusted in consideration of a slight change in the charge amount of the toner without wasting the time required for executing the calibration and the toner used for forming the plurality of calibration toner images. Can be corrected.

<その他の変形実施形態>
(1)上記実施形態では、現像ローラー231の表面にローレット溝加工が施される態様にて説明したが、現像ローラー231の表面に凹形状(ディンプル)を有するものや、ブラスト加工が施されたものでもよい。
<Other modified embodiments>
(1) In the above embodiment, the mode in which the surface of the developing roller 231 is knurled is described. However, the surface of the developing roller 231 having a concave shape (dimple) or the surface of the developing roller 231 is blasted. It may be something.

(2)図1のように画像形成装置10が複数の現像装置23を有する場合、上記実施形態に係る帯電量測定モードを1つもしくは2つの現像装置23で行い、その結果を他の現像装置23で利用するものでもよい。   (2) When the image forming apparatus 10 has a plurality of developing devices 23 as shown in FIG. 1, the charge amount measurement mode according to the above-described embodiment is performed by one or two developing devices 23, and the result is determined by another developing device. 23 may be used.

<実験結果>
以下、本発明者が行ったキャリブレーションの実験結果について説明する。図16は、キャリブレーションの実験結果の一例を示す図である。
<Experimental results>
Hereinafter, the results of a calibration experiment performed by the inventor will be described. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an experiment result of the calibration.

画像形成装置10において、モード制御部984にキャリブレーションを実行させた結果、トナーの帯電量Q/M、現像バイアス電圧の直流成分(以降、現像DC電圧)Vdc、トナー濃度T/C、画像部電位VL及び現像電位差Vdc−VLが、それぞれ、図16に示す表の一行目のレコード「前回」に記載の「23μC/g」、「180V」、「8%」、「20V」、「160V」となった。   In the image forming apparatus 10, as a result of causing the mode control unit 984 to execute the calibration, the toner charge amount Q / M, the DC component of the developing bias voltage (hereinafter referred to as developing DC voltage) Vdc, the toner density T / C, the image unit The potential VL and the development potential difference Vdc-VL are “23 μC / g”, “180 V”, “8%”, “20 V”, and “160 V” described in the record “last time” in the first row of the table shown in FIG. It became.

その後、トナーの帯電量Q/M及びトナー濃度T/Cが、二行目以降の各レコードのトナーの帯電量Q/M及びトナー濃度T/Cになるように変化したときに画像部電位VLを「20V」に維持したまま、モード制御部984にキャリブレーションを実行させた。当該キャリブレーションの実行結果が、図16の表の二行目以降の各レコードの帯電量変化量ΔQ、現像DC電圧Vdc、トナー濃度変化量ΔT/C、現像電位差Vdc−VL、現像DC電圧変化量ΔVdc、評価EVに示されている。   Thereafter, when the charge amount Q / M of the toner and the toner concentration T / C change so as to be the charge amount Q / M and the toner concentration T / C of the toner of each record in the second and subsequent rows, the image portion potential VL is obtained. The calibration was performed by the mode control unit 984 while maintaining the voltage at “20 V”. The execution result of the calibration includes the charge amount change amount ΔQ, the development DC voltage Vdc, the toner density change amount ΔT / C, the development potential difference Vdc−VL, and the development DC voltage change of each record of the second and subsequent rows in the table of FIG. The quantity ΔVdc is shown in the evaluation EV.

各レコードの帯電量変化量ΔQは、一行目のレコード「前回」のトナーの帯電量Q/M「23μC/g」に対する、各レコード(例えば「実験1」)のトナーの帯電量Q/M(例えば「24μC/g」)の差(例えば、「1μC/g」)であり、ステップS22で用いる、前回帯電量に対する今回帯電量の差(=今回帯電量−前回帯電量)に相当する。   The charge amount change amount ΔQ of each record is the toner charge amount Q / M of each record (for example, “Experiment 1”) with respect to the toner charge amount Q / M “23 μC / g” of the record “previous” in the first row. For example, the difference is “24 μC / g” (eg, “1 μC / g”), and corresponds to the difference of the current charge amount with respect to the previous charge amount (= current charge amount−previous charge amount) used in step S22.

トナー濃度変化量ΔT/Cは、一行目のレコード「前回」のトナー濃度T/C「8%」に対する、各レコード(例えば「実験1」)のトナー濃度T/C(例えば「7.9%」)の差(例えば、「0.1%」)であり、ステップS51(図13)で用いる、第一トナー濃度に対する第二トナー濃度の差(=第二トナー濃度−第一トナー濃度)に相当する。   The toner density change amount ΔT / C is the toner density T / C (for example, “7.9%”) of each record (for example, “Experiment 1”) with respect to the toner density T / C of “8%” for the record “last time” in the first row. )) (For example, “0.1%”), which is the difference between the second toner density and the first toner density (= second toner density−first toner density) used in step S51 (FIG. 13). Equivalent to.

現像DC電圧変化量ΔVdcは、一行目のレコード「前回」の現像DC電圧Vdc「180V」に対する、各レコード(例えば「実験1」)の現像DC電圧Vdc(例えば「185V」)の差(例えば、「5V」)であり、キャリブレーションによる現像バイアスの直流成分の調整量(電圧差)を示す。   The development DC voltage change amount ΔVdc is the difference (for example, “185 V”) between the development DC voltage Vdc (for example, “185 V”) of each record (for example, “Experiment 1”) and the development DC voltage Vdc of “180 V” for the record “last time” in the first row "5 V"), which indicates the adjustment amount (voltage difference) of the DC component of the developing bias by the calibration.

評価EVは、キャリブレーションを行わなくても、画像濃度が非常に安定していることを示す「◎」、画像濃度が安定していることを示す「○」、画像濃度が安定していないことを示す「△」、画像濃度が劣化していることを示す「×」に分類されている。換言すれば、評価EVは、キャリブレーションによる現像バイアスの直流成分の調整量が少ない順に、「◎」、「○」、「△」、「×」に分類されている。   The evaluation EV is “◎” indicating that the image density is very stable without calibration, “○” indicating that the image density is stable, and that the image density is not stable , And "x" indicating that the image density is degraded. In other words, the evaluation EV is classified into “「 ”,“ ○ ”,“ △ ”, and“ × ”in ascending order of the adjustment amount of the DC component of the developing bias by the calibration.

図16に示す例では、各レコードの評価EVは、各レコードの現像DC電圧変化量ΔVdcが示すキャリブレーションによる現像バイアスの直流成分の調整量が5V以下の場合、「◎」に分類されている。また、各レコードの評価EVは、前記調整量が5Vよりも大きく10V以下である場合は「○」に分類され、前記調整量が10Vよりも大きく20V以下である場合は「△」に分類され、前記調整量が20V以上である場合は「×」に分類されている。   In the example shown in FIG. 16, the evaluation EV of each record is classified as “◎” when the adjustment amount of the DC component of the development bias by the calibration indicated by the development DC voltage change amount ΔVdc of each record is 5 V or less. . The evaluation EV of each record is classified as “分類” when the adjustment amount is greater than 5 V and equal to or less than 10 V, and is classified as “△” when the adjustment amount is greater than 10 V and equal to or less than 20 V. When the adjustment amount is 20 V or more, it is classified as “×”.

このようなキャリブレーションの実行結果から、図16に示すように、評価EVが「◎」及び「○」の5個のレコード「実験1」、「実験2」、「実験9」、「実験10」、「実験11」の帯電量変化量ΔQが、「1μC/g」以下であることを本発明者は知見した。このことから、本発明者は、例えば第一閾値TH1を「1μC/g」に定め、次のキャリブレーションが実行される直前に、図10に示すフローで判定モードを実行するようにすれば、キャリブレーションを無駄に実行することを回避できることを知見した。   From the results of such calibration, as shown in FIG. 16, five records “Experiment 1”, “Experiment 2”, “Experiment 9”, and “Experiment 10” with evaluation EVs of “」 ”and“ O ”are shown. The present inventor has found that the charge amount change amount ΔQ in “Experiment 11” is “1 μC / g” or less. From this, the present inventor sets the first threshold value TH1 to “1 μC / g” and executes the determination mode according to the flow shown in FIG. 10 immediately before the next calibration is executed, for example. It has been found that unnecessary execution of calibration can be avoided.

つまり、前記5個のレコードに示すような、前回のキャリブレーションの実行後にトナーの帯電量Q/Mが「1μC/g」以下しか変化していない場合には、ステップS22において、前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔQが第一閾値TH1「1μC/g」以下であるので、キャリブレーションの実行が必要でないと判定することができる。これにより、キャリブレーションを無駄に実行することを回避することができる。   That is, when the charge amount Q / M of the toner has changed by not more than “1 μC / g” after the execution of the previous calibration as shown in the five records, in step S 22, Since the difference ΔQ in the charge amount this time is equal to or smaller than the first threshold value TH1 “1 μC / g”, it can be determined that the execution of the calibration is not necessary. Thus, it is possible to avoid performing the calibration uselessly.

一方、前記5個のレコードとは異なるレコードに示すような、前回のキャリブレーションの実行後、トナーの帯電量Q/Mが「1μC/g」よりも大きく変化している場合には、ステップS22において、前回帯電量に対する今回帯電量の差ΔQが第一閾値TH1「1μC/g」よりも大きいので、キャリブレーションの実行が必要であると判定することができる。これにより、ステップS23でキャリブレーションを実行させ、画像濃度が目標画像濃度となるように、現像バイアスを適切に調整することができる。   On the other hand, if the charge amount Q / M of the toner has changed more than “1 μC / g” after the previous calibration, as shown in a record different from the five records, step S22 Since the difference ΔQ between the current charge amount and the previous charge amount is larger than the first threshold value TH1 “1 μC / g”, it can be determined that the calibration needs to be performed. Thereby, the calibration is executed in step S23, and the developing bias can be appropriately adjusted so that the image density becomes the target image density.

また、上記キャリブレーションの実行結果から、図16に示すように、評価EVが「◎」の3個のレコード「実験1」、「実験9」、「実験10」のトナー濃度変化量ΔT/Cが、「0.5%」未満であることを本発明者は知見した。一方、評価EVが「○」の2個のレコード「実験2」、「実験11」のトナー濃度変化量ΔT/Cは、「0.5%」以上であることを本発明者は知見した。このことから、本発明者は、例えば第二閾値TH2を「0.5%」に定め、次のキャリブレーションが実行される直前に、図13に示すフローで判定モードを実行すれば、トナーの帯電量Q/Mの変化が原因で画像濃度が変化していないが、トナー濃度T/Cの変化が原因で画像濃度が変化している場合にも、適切に画像濃度を調整することができることを知見した。   Further, based on the result of the calibration, as shown in FIG. 16, the toner density change amount ΔT / C of three records “Experiment 1”, “Experiment 9”, and “Experiment 10” with the evaluation EV “V” Has been found to be less than “0.5%”. On the other hand, the inventor has found that the toner density change ΔT / C of the two records “Experiment 2” and “Experiment 11” with the evaluation EV “O” is “0.5%” or more. For this reason, the present inventor sets the second threshold value TH2 to “0.5%”, for example, and executes the determination mode according to the flow shown in FIG. 13 immediately before the next calibration is executed. It is possible to appropriately adjust the image density even when the image density has not changed due to the change in the charge amount Q / M, but has changed due to the change in the toner density T / C. Was found.

つまり、前記2個のレコード「実験2」、「実験11」に示すような、前回のキャリブレーションの実行後、トナーの帯電量Q/Mが「1μC/g」以下しか変化していないが、トナー濃度T/Cが「0.5%」以上変化している場合には、ステップS51において、第一トナー濃度に対する第二トナー濃度の差ΔT/Cが第二閾値TH2「0.5%」以上であるので、キャリブレーションの実行が必要であると判定することができる。これにより、トナーの帯電量Q/Mが「1μC/g」以下しか変化していないが、トナー濃度T/Cが「0.5%」以上変化しており、画像濃度が非常に安定しているとはいえない場合にも、ステップS23においてキャリブレーションを実行することができる。すなわち、トナーの帯電量Q/Mの変化が要因で画像濃度が変化していないが、トナー濃度T/Cの変化が要因で画像濃度が変化している場合にも、適切に画像濃度を調整することができる。   That is, although the charge amount Q / M of the toner has changed only by 1 μC / g or less after the previous calibration as shown in the two records “Experiment 2” and “Experiment 11”, If the toner density T / C has changed by “0.5%” or more, in step S51, the difference ΔT / C between the first toner density and the second toner density becomes the second threshold TH2 “0.5%”. As described above, it can be determined that the execution of the calibration is necessary. As a result, although the charge amount Q / M of the toner changed only by 1 μC / g or less, the toner density T / C changed by 0.5% or more, and the image density was extremely stable. Even if it cannot be said that there is, calibration can be executed in step S23. That is, even when the image density is not changed due to the change in the toner charge amount Q / M, but the image density is changed due to the change in the toner density T / C, the image density is appropriately adjusted. can do.

10 画像形成装置
14 中間転写ユニット(転写部)
20 感光体ドラム(像担持体)
22 露光装置
23 現像装置
100 濃度センサー(濃度検出部)
101 トナー濃度センサー(トナー濃度検出部)
145 二次転写ローラー(転写部)
231 現像ローラー
971 現像バイアス印加部
973 電流計
980 制御部
984 モード制御部(帯電量取得部、キャリブレーション動作実行部)
985 判定部(キャリブレーション動作判定部)
986 要求部
10 Image forming apparatus 14 Intermediate transfer unit (transfer section)
20 Photoconductor drum (image carrier)
Reference Signs 22 Exposure device 23 Developing device 100 Density sensor (density detector)
101 Toner density sensor (toner density detector)
145 Secondary transfer roller (transfer section)
231 Developing roller 971 Developing bias applying unit 973 Ammeter 980 Control unit 984 Mode control unit (charge amount acquisition unit, calibration operation execution unit)
985 Judgment unit (calibration operation judgment unit)
986 Request section

Claims (6)

回転され、表面に静電潜像が形成されるとともに、前記静電潜像が顕在化されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体を所定の帯電電位に帯電する帯電装置と、
前記帯電装置よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記帯電電位に帯電された前記像担持体の表面を所定の画像情報に応じて露光することで前記静電潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置よりも前記回転方向下流側の所定の現像ニップ部において前記像担持体に対向して配置される現像装置であって、回転され周面にトナー及びキャリアからなる現像剤を担持するとともに前記像担持体にトナーを供給することで前記トナー像を形成する現像ローラーを含む現像装置と、
前記像担持体上に担持された前記トナー像をシートに転写する転写部と、
直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを前記現像ローラーに印加可能な現像バイアス印加部と、
前記トナー像の濃度を検出する濃度検出部と、
前記帯電装置及び前記露光装置を制御して前記像担持体上に複数のキャリブレーション用静電潜像を形成し且つ前記現像バイアス印加部を制御して各キャリブレーション用静電潜像に対する前記現像バイアスの少なくとも前記直流電圧を異ならせることで複数のキャリブレーション用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数のキャリブレーション用トナー像の濃度と前記現像バイアスとの関係に基づいて、画像形成動作において前記現像ローラーに印加される前記現像バイアスを決定するキャリブレーション動作を実行するキャリブレーション動作実行部と、
前記帯電装置、前記露光装置及び前記現像バイアス印加部を制御して前記像担持体上に、互いにトナー現像量が異なる複数の測定用トナー像を形成し、前記濃度検出部によって検出される前記複数の測定用トナー像の濃度に基づいて、又は、当該複数の測定用トナー像の濃度に加え前記複数の測定用トナー像が形成される際に前記現像ローラーと前記現像バイアス印加部との間を流れる現像電流の直流成分に基づいて、トナーの帯電量を取得する帯電量取得動作を実行する帯電量取得部と、
前記キャリブレーション動作の実行を要求する要求部と、
前記要求部によって前記キャリブレーション動作の実行が要求された場合に、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作を実行させ、前回の前記帯電量取得動作で取得された前記トナーの帯電量である前回帯電量と今回の前記帯電量取得動作で取得された前記トナーの帯電量である今回帯電量とから、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行の要否を判定する判定動作を行うキャリブレーション動作判定部と、
を備える画像形成装置。
Rotated, an electrostatic latent image is formed on the surface, and an image carrier that carries a toner image in which the electrostatic latent image has been revealed;
A charging device for charging the image carrier to a predetermined charging potential,
The electrostatic latent image is formed by exposing the surface of the image carrier charged to the charging potential in accordance with predetermined image information, which is disposed downstream of the charging device in the rotation direction of the image carrier. An exposure apparatus,
A developing device arranged opposite to the image carrier at a predetermined developing nip portion on the downstream side in the rotation direction from the exposure device, the developer device being rotated and carrying a developer composed of toner and carrier on a peripheral surface thereof. A developing device that includes a developing roller that forms the toner image by supplying toner to the image carrier;
A transfer unit that transfers the toner image carried on the image carrier to a sheet,
A developing bias application unit that can apply a developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the developing roller;
A density detector for detecting the density of the toner image,
Controlling the charging device and the exposing device to form a plurality of electrostatic latent images for calibration on the image carrier; and controlling the developing bias applying unit to control the developing for each electrostatic latent image for calibration. A plurality of calibration toner images are formed by making at least the DC voltage of a bias different, based on a relationship between the density of the plurality of calibration toner images detected by the density detection unit and the developing bias. A calibration operation execution unit that executes a calibration operation to determine the developing bias applied to the developing roller in an image forming operation;
The charging device, the exposure device, and the developing bias application unit are controlled to form a plurality of measurement toner images having different toner development amounts on the image carrier, and the plurality of measurement toner images are detected by the density detection unit. Based on the density of the measurement toner image, or when the plurality of measurement toner images are formed in addition to the densities of the plurality of measurement toner images, the gap between the developing roller and the developing bias applying unit is formed. A charge amount acquisition unit that performs a charge amount acquisition operation of acquiring a charge amount of the toner based on a DC component of a flowing developing current;
A requesting unit for requesting execution of the calibration operation,
When the execution of the calibration operation is requested by the request unit, the charge amount acquisition unit is caused to execute the charge amount acquisition operation, and the charge amount of the toner acquired in the previous charge amount acquisition operation is the charge amount. Calibration for performing a determination operation of determining whether or not the requested calibration operation needs to be performed based on a previous charge amount and a current charge amount which is a charge amount of the toner acquired in the current charge amount acquisition operation. An operation determining unit;
An image forming apparatus comprising:
前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が予め設定された第一閾値よりも大きい場合は、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要と判定し、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下である場合は、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定する
請求項1に記載の画像形成装置。
The calibration operation determination unit may execute the requested calibration operation when the difference or ratio of the current charge amount to the previous charge amount is larger than a first threshold value set in advance in the determination operation. Is determined to be necessary, and when the difference or ratio of the current charge amount to the previous charge amount is equal to or smaller than the first threshold, it is determined that the execution of the requested calibration operation is not necessary. The image forming apparatus as described in the above.
前記現像剤に含まれるキャリア量に対するトナー量の比率を示すトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を更に備え、
前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記前回帯電量に対する前記今回帯電量の差又は比が前記第一閾値以下の場合、前回の前記帯電量取得動作に応じて前記トナー濃度検出部が検出した第一トナー濃度に対する、今回の前記帯電量取得動作に応じて前記トナー濃度センサーが検出した第二トナー濃度の差又は比が予め設定された第二閾値よりも小さいか否かを更に判定し、前記第一トナー濃度に対する前記第二トナー濃度の差又は比が前記第二閾値よりも小さいときは、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定する
請求項2に記載の画像形成装置。
A toner concentration detection unit that detects a toner concentration indicating a ratio of a toner amount to a carrier amount included in the developer,
If the difference or ratio of the current charge amount to the previous charge amount is equal to or less than the first threshold in the determination operation, the calibration operation determination unit may determine the toner density detection unit in accordance with a previous charge amount acquisition operation. It is further determined whether the difference or ratio of the second toner concentration detected by the toner concentration sensor according to the current charge amount acquisition operation with respect to the detected first toner concentration is smaller than a second threshold value set in advance. 3. The method according to claim 2, further comprising: determining that it is not necessary to execute the requested calibration operation when a difference or a ratio of the second toner concentration to the first toner concentration is smaller than the second threshold. Image forming apparatus.
前記キャリブレーション動作判定部は、前記要求部によって前記キャリブレーション動作の実行が要求された場合に、前記判定動作に先だって、前記判定動作の実行の要否を判定する補助判定動作を行い、前記補助判定動作において前記判定動作の実行が必要と判定した場合は、前記判定動作を行い、前記補助判定動作において前記判定動作の実行が必要でないと判定した場合は、前記前回帯電量及び前記今回帯電量に関わらず、強制的に、前記キャリブレーション動作実行部に前記要求された前記キャリブレーション動作を実行させる
請求項2又は3に記載の画像形成装置。
When the execution of the calibration operation is requested by the requesting unit, the calibration operation determination unit performs an auxiliary determination operation of determining whether the determination operation is necessary prior to the determination operation. When it is determined in the determination operation that the execution of the determination operation is necessary, the determination operation is performed. When it is determined that the execution of the determination operation is not necessary in the auxiliary determination operation, the previous charge amount and the current charge amount are determined. 4. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the calibration operation execution unit is configured to execute the requested calibration operation irrespective of the condition. 5.
周囲の温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む特性値を検出する温湿度検出部を更に備え、
前記キャリブレーション動作判定部は、前記補助判定動作において、前回の前記キャリブレーション動作に応じて前記温湿度検出部が検出した第一特性値に対する、当該補助判定動作に応じて前記温湿度検出部が検出した第二特性値の変化量が、予め設定された第三閾値よりも小さいか否かを判定し、
前記第一特性値に対する前記第二特性値の変化量が前記第三閾値よりも小さい場合は、前記判定動作の実行が必要と判定し、前記第一特性値に対する前記第二特性値の変化量が前記第三閾値以上である場合は、前記判定動作の実行が必要でないと判定する
請求項4に記載の画像形成装置。
Further comprising a temperature and humidity detector for detecting a characteristic value including at least one of ambient temperature and humidity,
The calibration operation determination unit, in the auxiliary determination operation, for the first characteristic value detected by the temperature and humidity detection unit according to the previous calibration operation, the temperature and humidity detection unit according to the auxiliary determination operation Determined whether the detected change amount of the second characteristic value is smaller than a preset third threshold value,
When the amount of change of the second characteristic value with respect to the first characteristic value is smaller than the third threshold, it is determined that the determination operation needs to be performed, and the amount of change of the second characteristic value with respect to the first characteristic value 5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein when is equal to or more than the third threshold value, it is determined that the execution of the determination operation is not necessary.
前記キャリブレーション動作判定部は、前記判定動作において、前記要求された前記キャリブレーション動作の実行が必要でないと判定した場合、前記前回帯電量と前記今回帯電量の差又は比に応じて、前記像担持体と前記現像ローラーとの間の直流電圧の差を変更するように、前記現像バイアスを補正する
請求項2から5の何れか一項に記載の画像形成装置。
The calibration operation determination unit, when determining in the determination operation that the execution of the requested calibration operation is not necessary, according to a difference or ratio between the previous charge amount and the current charge amount, The image forming apparatus according to claim 2, wherein the developing bias is corrected so as to change a difference in a DC voltage between the carrier and the developing roller.
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