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JP2020034800A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2020034800A
JP2020034800A JP2018162395A JP2018162395A JP2020034800A JP 2020034800 A JP2020034800 A JP 2020034800A JP 2018162395 A JP2018162395 A JP 2018162395A JP 2018162395 A JP2018162395 A JP 2018162395A JP 2020034800 A JP2020034800 A JP 2020034800A
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toner
charge amount
image
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developing
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JP2018162395A
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Japanese (ja)
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賢一 玉置
Kenichi Tamaoki
賢一 玉置
康 今西
Yasushi Imanishi
康 今西
浩二 末浪
Koji Suenami
浩二 末浪
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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Abstract

To prevent the occurrence of toner scattering during an image forming operation after replacement of a toner supply unit without unnecessarily keeping a user waiting, in an image forming apparatus including a developing device applied with a two-component developing system.SOLUTION: A replacement control unit 985, when a toner supply unit 15 is replaced, executes a toner supply operation of supplying a toner to a developing device 23 with the toner supply unit 15 until a toner concentration sensor 101 detects a toner concentration larger than a first threshold TH1, and an aging operation of causing first and second screw feeders 233, 232 to perform a stirring operation in a state where a developing bias is not applied to a developing roller 231. After completion of the toner supply operation, the replacement control unit causes a mode control unit 984 to repeatedly execute a charge amount acquisition mode until the amount of charge Q/M of toner acquired in a charge amount measurement mode becomes larger than a second threshold TH2, and subsequently ends the aging and outputs a permission signal permitting an image forming operation.SELECTED DRAWING: 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.

従来から、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いて、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置を備えた画像形成装置が知られている。このような画像形成装置は、一般的に、補給用のトナーを収容し、当該収容しているトナーを現像装置へ補給する交換可能なトナー補給部と、現像剤に含まれるキャリア量に対するトナー量の比率であるトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、を備えている。トナー補給部は、画像を形成する度に、形成対象の画像データに基づくトナーの消費量及びトナー濃度検出部が検出したトナー濃度値に応じた補給量のトナーを現像装置へ補給する。   2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus including a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier into a toner image using a two-component developer including a toner and a carrier has been known. Such an image forming apparatus generally includes a replaceable toner replenishing unit that stores replenishing toner and replenishes the stored toner to the developing device, and a toner amount based on a carrier amount included in the developer. And a toner density detecting unit for detecting the toner density which is the ratio of the toner density. Each time an image is formed, the toner replenishing unit replenishes the developing device with a replenishing amount of toner according to the toner consumption based on the image data to be formed and the toner density value detected by the toner density detecting unit.

このような画像形成装置は、トナー補給部の交換のため、一旦画像形成動作の実行を禁止する。そして、画像形成装置は、トナー補給部によって所定量のトナーを現像装置に補給させ、現像装置に補給されたトナーと現像装置内の現像剤とを撹拌混合させる。そして、トナー濃度センサーによって検出されたトナー濃度が所定の目標値に到達したときに、画像形成動作の実行を許可する。このため、トナー補給部の交換後、画像形成動作を開始するためには、トナー濃度が所定の目標値に到達するまで、補給されたトナーを現像装置内の現像剤と撹拌混合させる時間が必要であった。   Such an image forming apparatus once prohibits execution of the image forming operation in order to replace the toner supply unit. Then, the image forming apparatus supplies a predetermined amount of toner to the developing device by the toner replenishing unit, and agitates and mixes the toner supplied to the developing device and the developer in the developing device. Then, when the toner density detected by the toner density sensor reaches a predetermined target value, execution of the image forming operation is permitted. Therefore, in order to start the image forming operation after the replacement of the toner replenishing unit, it is necessary to stir and mix the replenished toner with the developer in the developing device until the toner concentration reaches a predetermined target value. Met.

そこで、例えば、特許文献1では、画像形成動作の実行を許可するためのトナー濃度の目標値を、画像形成動作を行う時のトナー濃度の目標値よりも低い目標値に設定することで、上記撹拌混合に要する時間を軽減する技術が提案されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, the target value of the toner density for permitting the execution of the image forming operation is set to a target value lower than the target value of the toner density at the time of performing the image forming operation. Techniques for reducing the time required for stirring and mixing have been proposed.

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2、3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 Documents 2 and 3, while the surface potential of the photosensitive drum before development and the surface potential of the toner layer on the photosensitive drum after development are respectively measured, based on the image density measurement results of the developed toner layer 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4、5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 4 and 5, 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2005−62848号公報JP 2005-62848 A 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

しかし、特許文献1に開示の技術では、画像形成動作を許可するためのトナー濃度の目標値が、画像形成動作を行う時のトナー濃度の目標値よりも低い値に設定される。このため、画像形成動作再開後に高濃度印字を行うと、トナーの補給が追い付かなくなる虞があった。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the target value of the toner density for permitting the image forming operation is set to a value lower than the target value of the toner density at the time of performing the image forming operation. For this reason, if high-density printing is performed after resuming the image forming operation, there is a possibility that toner supply may not be able to catch up.

また、特許文献2、3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を設置すると、表面電位センサの表面が、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 2 and 3, 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 photoconductor drum, it is necessary to install a surface potential sensor downstream of the development nip in the rotation direction of the photoconductor drum. However, when 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4、5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。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。したがって、特許文献4、5に記載された技術では、現像ローラーに流入する電流から、トナーの電荷量を精度良く測定することは困難であった。   In the techniques described in Patent Documents 4 and 5, the current flowing into the developing roller includes the current flowing in the carrier in addition to the current flowing in the toner. 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. Therefore, with the techniques described in Patent Documents 4 and 5, it is difficult to accurately measure the charge amount of the toner from the current flowing into the developing roller.

このように、トナーの帯電量を測定する従来の技術では、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。   As described above, it is difficult to accurately measure the charge amount of the toner with the conventional technique of measuring the charge amount 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、ユーザーを必要以上に待たすことなくトナー補給部の交換後の画像形成動作時にトナー飛散が発生することを抑止することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve a problem as described above, and in an image forming apparatus including a developing device to which a two-component developing method is applied, after replacing a toner supply unit without waiting a user more than necessary. It is an object of the present invention to suppress the occurrence of toner scattering during the image forming operation.

本発明の一局面に係る画像形成装置は、シートに画像を形成する画像形成動作を実行する画像形成装置であって、装置本体と、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、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、トナー及びキャリアからなる現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌動作を行う現像剤搬送部と、回転され、前記現像剤搬送部によって搬送された前記現像剤を周面に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と、を含む現像装置と、前記装置本体に交換可能に装着され、内部に前記トナーを収容し、当該収容している前記トナーを前記現像装置へ補給するトナー補給部と、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、前記トナー補給部の交換に伴って前記画像形成動作を禁止する禁止信号を出力し、前記トナー補給部が交換されると、所定の準備動作を実行する交換制御部と、を備え、前記交換制御部は、前記準備動作において、前記トナー濃度検出部が所定の第一閾値よりも大きいトナー濃度を検出するまで、前記トナー補給部に前記トナーを前記現像装置へ補給させるトナー補給動作と、前記現像バイアスが前記現像ローラーに印加されていない状態で前記現像剤搬送部に前記撹拌動作を行わせるエージング動作と、を実行し、前記トナー補給動作の終了後、前記帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量が所定の第二閾値よりも大きくなるまで、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作を繰り返し実行させた後、前記エージング動作を終了するとともに、前記画像形成動作を許可する許可信号を出力する。   An image forming apparatus according to an aspect of the present invention is an image forming apparatus that performs an image forming operation of forming an image on a sheet, and includes an apparatus main body, which is rotated to form an electrostatic latent image on a surface, An image carrier that carries the toner image in which the electrostatic latent image is revealed, a charging device that charges the image carrier to a predetermined charging potential, and a surface of the image carrier that is charged to the charging potential. An exposure device that forms the electrostatic latent image by exposing according to predetermined image information, and a developing device that is disposed to face the image carrier at a predetermined development nip portion, and includes a toner and a carrier. A developer transporting unit that performs a stirring operation of transporting the developer while stirring, and rotates the developer transported by the developer transporting unit on the peripheral surface and supplies the toner to the image carrier. The toner image A developing device including a developing roller to be formed, a toner replenishing unit that is exchangeably mounted on the device main body, stores the toner therein, and replenishes the stored toner to the developing device; A transfer unit for transferring the toner image carried on the image carrier to a sheet, a developing bias applying unit capable of applying a developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the developing roller, and a density of the toner image A toner concentration detector that detects a toner concentration indicating a ratio of a toner amount to a carrier amount contained in the developer, and controls the charging device, the exposure device, and the developing bias applying unit. Forming a plurality of measurement toner images having different toner development amounts from each other on the image carrier, and determining the density of the plurality of measurement toner images detected by the density detection unit. Based on the DC component of the developing current flowing between the developing roller and the developing bias applying unit when the plurality of measuring toner images are formed in addition to the densities of the plurality of measuring toner images. A charge acquisition unit that performs a charge acquisition operation for acquiring a charge amount of the toner based on the toner supply unit, and outputs a prohibition signal that prohibits the image forming operation with replacement of the toner supply unit. An exchange control unit that executes a predetermined preparation operation when exchanged, wherein the exchange control unit detects in the preparation operation that the toner concentration detection unit detects a toner concentration larger than a predetermined first threshold value Until the toner replenishing unit supplies the toner to the developing device, the toner replenishing unit supplies the toner to the developing unit. Performing an aging operation for performing the operation, and after the toner replenishment operation is completed, the charge amount obtaining unit until the charge amount of the toner obtained in the charge amount obtaining operation becomes larger than a second predetermined threshold value. After the charge amount obtaining operation is repeatedly performed, the aging operation is terminated, and a permission signal for permitting the image forming operation is output.

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精度良く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 accurately acquired.

このため、前記交換制御部は、トナー補給部が交換されたときのエージング動作において、帯電量取得動作で精度良く取得されるトナーの帯電量に応じて、前記撹拌動作を適切な期間だけ行わせた後、画像形成動作を許可することができる。これにより、前記撹拌動作が必要以上に長い時間行われる虞や、前記撹拌動作が適切に行われずに、トナーの帯電量が不安定のまま画像形成動作が行われる虞を軽減することができる。その結果、ユーザーを必要以上に待たすことなく、トナー補給部の交換後の画像形成動作時に、トナー飛散が発生することを抑止することができる。   For this reason, in the aging operation when the toner replenishment unit is replaced, the replacement control unit causes the stirring operation to be performed only for an appropriate period in accordance with the charge amount of the toner accurately acquired by the charge amount acquisition operation. After that, the image forming operation can be permitted. This can reduce the risk that the stirring operation is performed for an unnecessarily long time or the risk that the stirring operation is not performed properly and the image forming operation is performed while the charge amount of the toner is unstable. As a result, it is possible to suppress the occurrence of toner scattering during the image forming operation after the replacement of the toner supply unit without waiting for the user more than necessary.

また、前記交換制御部は、前記準備動作において、前記帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量が前記第二閾値以下である場合で、且つ、前記エージング動作を開始してからの経過時間が所定の第三閾値よりも大きい場合に、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作の繰り返し実行を終了させた後、前記エージング動作を終了するとともに前記許可信号を出力してもよい。   Further, in the preparation operation, when the charge amount of the toner acquired in the charge amount acquisition operation is equal to or less than the second threshold value, and in the preparation operation, and the time elapsed since the start of the aging operation, May be larger than a third threshold value, the charge amount acquisition unit may terminate the repeated execution of the charge amount acquisition operation, and then terminate the aging operation and output the permission signal.

本構成によれば、前記交換制御部は、トナー補給部が交換されたときのエージング動作が、第三閾値よりも長い時間行われることを回避することができる。これにより、ある程度のトナー飛散を許容しつつ、トナー補給部の交換後、画像形成動作を行えない時間が過度に長くなる虞を軽減することができる。   According to this configuration, the replacement control unit can prevent the aging operation when the toner supply unit is replaced from being performed for a time longer than the third threshold. Accordingly, it is possible to reduce the risk that the time during which the image forming operation cannot be performed after the replacement of the toner replenishing unit becomes excessively long while allowing a certain amount of toner scattering.

または、前記交換制御部は、前記準備動作において、前記帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量が前記第二閾値以下である場合で、且つ、前記帯電量取得動作を繰り返した回数が所定の第四閾値よりも大きい場合に、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作の繰り返し実行を終了させた後、前記エージング動作を終了するとともに前記許可信号を出力してもよい。   Alternatively, the exchange control unit may be configured such that, in the preparation operation, when the charge amount of the toner acquired in the charge amount acquisition operation is equal to or less than the second threshold, and the number of times the charge amount acquisition operation is repeated is a predetermined number. When the charge amount is larger than the fourth threshold value, the charge amount acquisition unit may terminate the repetitive execution of the charge amount acquisition operation, and then terminate the aging operation and output the permission signal.

本構成によれば、前記交換制御部は、トナー補給部が交換されたときのエージング動作中に、トナーの帯電量を取得するための帯電量取得動作が、第四閾値よりも大きい回数繰り返されることを回避することができる。これにより、ある程度のトナー飛散を許容しつつ、トナー補給部の交換後、画像形成動作を行えない時間が過度に長くなる虞を軽減することができる。   According to this configuration, during the aging operation when the toner supply unit is replaced, the replacement control unit repeats the charge amount acquisition operation for acquiring the charge amount of the toner a number of times greater than the fourth threshold. That can be avoided. Accordingly, it is possible to reduce the risk that the time during which the image forming operation cannot be performed after the replacement of the toner replenishing unit becomes excessively long while allowing a certain amount of toner scattering.

上記の構成において、前記第二閾値は、前記現像装置の駆動時間及び前記現像装置の周囲の温湿度に応じて予め定められていることが望ましい。   In the above configuration, it is preferable that the second threshold value is predetermined in accordance with a driving time of the developing device and a temperature and a humidity around the developing device.

本構成によれば、前記交換制御部は、トナー補給部が交換されたときに、トナーの帯電量が、現像装置の駆動時間及び周囲の温湿度に応じた値になるまで、適切にエージング動作を行うことができる。   According to this configuration, when the toner replenishment unit is replaced, the replacement control unit appropriately performs the aging operation until the charge amount of the toner reaches a value corresponding to the driving time of the developing device and the temperature and humidity of the surroundings. It can be performed.

上記の構成において、前記トナー濃度検出部は、前記現像剤搬送部によって搬送される前記現像剤の前記トナー濃度を検出するトナー濃度センサーであることが望ましい。   In the above configuration, it is preferable that the toner concentration detection unit is a toner concentration sensor that detects the toner concentration of the developer conveyed by the developer conveyance unit.

本構成によれば、前記交換制御部は、トナー補給動作において、トナー濃度センサーによって実際に検出された、現像剤搬送部によって搬送される現像剤のトナー濃度に応じた量のトナーを現像装置へ補給することができる。このため、前記交換制御部は、画像データ及びトナー補給部の動作時間等から推測したトナーの消費量及びトナーの供給量からトナー濃度を推測し、当該推測したトナー濃度に応じた量のトナーを現像装置へ補給する場合よりも、適量のトナーを現像装置に補給することができる。   According to this configuration, in the toner supply operation, the exchange control unit supplies the developing device with an amount of toner corresponding to the toner concentration of the developer conveyed by the developer conveyance unit, which is actually detected by the toner concentration sensor. Can be replenished. For this reason, the replacement control unit estimates the toner density from the toner consumption amount and the toner supply amount estimated from the image data and the operation time of the toner replenishing unit, and determines the amount of toner corresponding to the estimated toner concentration. An appropriate amount of toner can be supplied to the developing device as compared with the case where the toner is supplied to the developing device.

上記の構成において、前記現像装置は、前記トナー補給部によって補給されるトナーを受け入れるトナー補給口を備え、前記トナー濃度センサーは、前記現像剤搬送部によって前記トナー補給口から前記現像ローラーに対向する位置に向けて搬送される前記現像剤の前記トナー濃度を検出することが望ましい。   In the above configuration, the developing device includes a toner supply port that receives toner supplied by the toner supply unit, and the toner concentration sensor faces the developing roller from the toner supply port by the developer transport unit. It is desirable to detect the toner concentration of the developer conveyed toward a position.

本構成によれば、トナー濃度センサーは、トナーが補給及び消費されない、トナー補給口から現像ローラーに対向する位置に向けて搬送される現像剤のトナー濃度を検出するので、ばらつきが小さい安定したトナー濃度を検出することができる。これにより、交換制御部は、トナー補給動作において、より適量のトナーを現像装置に補給することができる。   According to this configuration, the toner concentration sensor detects the toner concentration of the developer that is conveyed from the toner supply port toward the position facing the developing roller when the toner is not supplied and consumed, so that a stable toner having a small variation is provided. The concentration can be detected. Accordingly, the replacement control unit can supply a more appropriate amount of toner to the developing device in the toner supply operation.

上記の構成において、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差が一定に保持された状態で前記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前記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を、前記トナーの帯電量毎に予め格納する記憶部を更に備え、前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら前記像担持体上に前記複数の測定用トナー像を形成し、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前記濃度検出部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前記記憶部の参照情報とから前記像担持体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ことが望ましい。   In the above configuration, when the frequency of the AC voltage of the developing bias is changed in a state where the potential difference of the DC voltage between the developing roller and the image carrier is kept constant, the amount of change in the frequency is changed. The image forming apparatus further includes a storage unit that stores, in advance, reference information relating to a slope of a reference straight line indicating a relationship of a density change amount of the toner image for each charge amount of the toner, wherein the charge amount acquisition unit includes the developing roller and the image carrier. Forming the plurality of measurement toner images on the image carrier while changing the frequency of the AC voltage of the developing bias in a state where the potential difference of the DC voltage with the body is kept constant; The slope of the measurement straight line indicating the relationship between the amount of change in the density of the toner image for measurement with respect to the amount of change in the frequency and the density detection result of the toner image for measurement by the density detector. Acquires, it is desirable to obtain the charge amount of the toner contained from the slope of the measurement line is the acquisition and reference information of the storage unit to the toner image for measurement formed on said image bearing member.

本構成によれば、像担持体上の電位を測定する表面電位センサや現像ローラー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、トナーの帯電量を取得することができる。   According to this configuration, the charge amount of the toner can be obtained without using a surface potential sensor that measures the potential on the image carrier or an ammeter that measures the developing current flowing into the developing roller.

上記の構成において、前記記憶部に格納されている前記参照情報は、前記トナーの帯電量が第1の帯電量である場合に前記参照用直線の傾きが負であり、前記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前記参照用直線の傾きが正であり、更に、前記トナーの帯電量の低下とともに前記参照用直線の傾きが増大するように設定されていることが望ましい。   In the above configuration, the reference information stored in the storage unit is such that when the charge amount of the toner is the first charge amount, the slope of the reference straight line is negative, and the charge amount of the toner is When the second charge amount is smaller than the first charge amount, the inclination of the reference straight line is positive, and the inclination of the reference straight line is set to increase as the charge amount of the toner decreases. It is desirable to have been.

本構成によれば、現像バイアスの交流電圧の周波数と像担持体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。   According to this configuration, the charge amount of the toner can be accurately acquired from the relationship between the frequency of the AC voltage of the developing bias and the density of the toner image formed on the image carrier (the amount of the developed toner).

上記の構成において、前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら前記像担持体上に前記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の差に対する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前記現像電流の直流成分の差の比に基づいて、前記像担持体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。   In the above-described configuration, the charge amount acquiring unit may change the frequency of the AC voltage of the developing bias while maintaining the potential difference of the DC voltage between the developing roller and the image carrier constant. Forming the plurality of measurement toner images on the body, and forming the plurality of measurement toner images with respect to a difference in density between the plurality of measurement toner images detected by the density detection unit; A charge amount of the toner contained in the measurement toner image formed on the image carrier, based on a ratio of a difference between a DC component of the development current flowing between the image carrier and the development bias application unit. Good.

また、上記の構成において、前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記露光装置を制御して単位面積あたりの印字率を変化させながら前記像担持体上に前記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の差に対する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前記現像電流の直流成分の差の比に基づいて、前記像担持体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。   Further, in the above configuration, the charge amount acquisition unit controls the exposure device in a state where a potential difference of a DC voltage between the developing roller and the image carrier is kept constant, and controls a printing rate per unit area. Forming the plurality of measurement toner images on the image carrier while changing the density, and forming the plurality of measurement toner images with respect to the difference between the densities of the plurality of measurement toner images detected by the density detection unit. The toner contained in the measurement toner image formed on the image carrier based on the ratio of the difference between the DC components of the developing current flowing between the developing roller and the developing bias applying unit. What acquires the charge amount may be used.

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、ユーザーを必要以上に待たすことなく、トナー補給部の交換後の画像形成動作時にトナー飛散が発生することを抑止することができる。   According to the present invention, in an image forming apparatus including a developing device to which a two-component developing method is applied, toner scattering occurs during an image forming operation after replacing a toner supply unit without waiting for a user more than necessary. Can be suppressed.

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コンテナ交換モードのフローチャートである。6 is a flowchart of a container exchange mode executed in the image forming apparatus according to the embodiment of the present disclosure. 第二閾値の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the 2nd threshold. 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. 本発明の第二実施形態に係る画像形成装置において実行されるコンテナ交換モードのフローチャートである。9 is a flowchart of a container exchange mode executed in the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態に係る画像形成装置において実行されるコンテナ交換モードのフローチャートである。9 is a flowchart of a container exchange mode executed in the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention. コンテナ交換モードの実験結果の一例を示す図である。It is a figure showing an example of an experiment result of container exchange mode.

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、M/C/Y/Bk各色の補給用トナーを収容する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、それぞれ収容している補給用トナーを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へ補給する。   The toner replenishing section 15 includes a magenta toner container 15M, a cyan toner container 15C, a yellow toner container 15Y, and a black toner container 15Bk that store replenishment toners of each color of M / C / Y / Bk. These toner containers 15M, 15C, 15Y, and 15Bk supply the replenishment toner contained therein to the developing devices 23 of the image forming units 13M, 13C, 13Y, and 13Bk corresponding to the respective colors of M / C / Y / Bk.

詳しくは、トナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bkは、それぞれ、装置本体11内に着脱自在に構成され、交換可能となっている。トナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bkは、それぞれ、収容している各色のトナーを搬送するための回転部材15Sと、不図示のトナー搬送路によって現像装置23と連結されたトナー排出口15Hと、を備える。   More specifically, each of the toner containers 15M, 15C, 15Y, and 15Bk is configured to be detachable in the apparatus main body 11, and is replaceable. The toner containers 15M, 15C, 15Y, and 15Bk each include a rotating member 15S for transporting the stored toner of each color, and a toner outlet 15H connected to the developing device 23 by a toner transport path (not shown). Is provided.

回転部材15Sは、図1の紙面に直交する方向に延びる回転軸と、当該回転軸の周上にスパイラル状に突設された螺旋羽(スクリュー羽)と、を備えて構成されている。回転部材15Sは、後記の制御部980による制御下で、指定された角度だけ前記回転軸回りに回転する。これにより、トナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bkは、それぞれ、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へ、前記角度に応じた補給量の各色のトナーを補給する。   The rotating member 15S is configured to include a rotating shaft extending in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 and spiral wings (screw wings) protruding in a spiral shape around the rotating shaft. The rotation member 15S rotates around the rotation axis by a designated angle under the control of the control unit 980 described later. Accordingly, the toner containers 15M, 15C, 15Y, and 15Bk are respectively transferred from the toner discharge port 15H to the developing devices 23 of the image forming units 13M, 13C, 13Y, and 13Bk corresponding to the respective colors of M / C / Y / Bk. The supply amount of each color toner is supplied according to the angle.

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(現像剤搬送部)と、第2スクリューフィーダー232(現像剤搬送部)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 (developer conveying unit), a second screw feeder 232 (developer conveying unit), 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。トナー補給口236は、不図示のトナー搬送路によって、各トナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bk(図1)に備えられたトナー排出口15Hと連結されている。   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. The toner supply port 236 is connected to a toner discharge port 15H provided in each of the toner containers 15M, 15C, 15Y, and 15Bk (FIG. 1) by a toner transport path (not shown).

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によって下方から上方にトナーが汲み上げられると、現像ローラー231にトナーが供給される。   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, when the toner is pumped upward from below by the second screw feeder 232, the toner is supplied to the developing roller 231.

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.

すなわち、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は、トナー及びキャリアからなる現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌動作を行う現像剤搬送部として機能する。以降、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を総称して、現像剤搬送部と記載する。   That is, the first screw feeder 233 and the second screw feeder 232 function as a developer transport unit that performs a stirring operation of transporting the developer including the toner and the carrier while stirring. Hereinafter, the first screw feeder 233 and the second screw feeder 232 are collectively referred to as a developer transport unit.

また、現像ハウジング230の外面には、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、現像剤搬送部(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)によって搬送される現像剤のトナー濃度を検出する。具体的には、トナー濃度センサー101は、現像剤搬送部によってトナー補給口236から現像ローラー231に対向する位置に向けて搬送される現像剤のトナー濃度を検出する。詳しくは、トナー濃度センサー101は、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)付近に配置され、第1パドル233cによって、第1搬送部230Aから第2搬送部230Bに受け渡される直前の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, on the outer surface of the developing housing 230, a toner density sensor 101 (toner density detecting unit) is arranged. The toner density sensor 101 detects the toner density of the developer conveyed by the developer conveyance units (the first screw feeder 233 and the second screw feeder 232). Specifically, the toner density sensor 101 detects the toner density of the developer conveyed from the toner supply port 236 to a position facing the developing roller 231 by the developer conveying section. More specifically, the toner density sensor 101 is disposed near the downstream end (rear end) of the outer surface of the developing housing 230 in the developer conveying direction (D1 direction), and is moved from the first conveying unit 230A to the second conveying unit by the first paddle 233c. The toner concentration of the developer immediately before being delivered to 230B is detected. 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、画像形成動作、帯電量測定モード及び後記のコンテナ交換モードの実行時に、感光体ドラム20などに加え、トナー補給部15内の回転部材15S、現像装置23内の現像ローラー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。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。画像形成動作とは、感光体ドラム20、帯電装置21、露光装置22、現像装置23、一次転写ローラー24、中間転写ユニット14、二次転写ローラー145及び定着部16を駆動して、シートPに画像を形成する動作を示す。   The drive unit 972 is composed of a motor and a gear mechanism for transmitting the torque thereof, and receives light during the execution of an image forming operation, a charge amount measurement mode, and a container exchange mode described below in response to a control signal from a drive control unit 981 described below. In addition to the body drum 20 and the like, the rotating member 15S in the toner supply unit 15, the developing roller 231 in the developing device 23, the first screw feeder 233, and the second screw feeder 232 are driven to rotate. The driving unit 972 further generates a driving force for driving (rotating) other members of the image forming apparatus 10. The image forming operation includes driving the photosensitive drum 20, the charging device 21, the exposing device 22, the developing device 23, the primary transfer roller 24, the intermediate transfer unit 14, the secondary transfer roller 145, and the fixing unit 16 to form a sheet P. The operation of forming an image will be described.

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)及び交換制御部985を備えるように機能する。   The control unit 980 controls the drive control unit 981, the bias control unit 982, the storage unit 983, the mode control unit 984 (charge acquisition unit), and the exchange control unit 985 by the CPU executing the control program stored in the ROM. It works to have

駆動制御部981は、駆動部972を制御して、回転部材15S、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 rotating member 15S, 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及び交換制御部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 exchange control 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)を実行する。   The mode control unit 984 executes a charge amount measurement mode (charge amount acquisition 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. .

交換制御部985は、トナー補給部15が備える四個のトナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bkのうちの一以上の交換に伴って、前記画像形成動作を禁止する禁止信号を出力し、前記四個のトナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bkのうちの一以上が交換されると、コンテナ交換モード(準備動作)を実行する。   The replacement control unit 985 outputs a prohibition signal for prohibiting the image forming operation in accordance with replacement of one or more of the four toner containers 15M, 15C, 15Y, and 15Bk provided in the toner replenishing unit 15. When one or more of the toner containers 15M, 15C, 15Y, and 15Bk are replaced, a container replacement mode (preparation operation) is executed.

詳しくは、交換制御部985は、例えば、各トナーコンテナに貼付されたタグ(例えば、RFIDタグ、ICタグ)が、各トナーコンテナの配置位置付近に設けられたタグリーダーで読み取れなくなったとき等に、当該各トナーコンテナが装置本体11から離脱されたことを検知する。交換制御部985は、各トナーコンテナが装置本体11から離脱されたことを検知すると、画像形成動作を禁止する禁止信号を出力する。   More specifically, the exchange control unit 985 can be used, for example, when a tag attached to each toner container (for example, an RFID tag or an IC tag) cannot be read by a tag reader provided near the arrangement position of each toner container. Then, it is detected that the respective toner containers have been detached from the apparatus main body 11. Upon detecting that each toner container has been detached from the apparatus main body 11, the replacement control unit 985 outputs a prohibition signal for prohibiting the image forming operation.

例えば、交換制御部985は、画像形成装置10内の各部の駆動を停止させ、画像形成動作を禁止したことを示すフラグを記憶部983に記憶することで、画像形成動作を禁止する禁止信号(フラグ)を出力(記憶)する。尚、交換制御部985は、これに限らず、例えば、操作パネル18を用いて交換対象のトナーコンテナが指定され、当該指定されたトナーコンテナを交換する指示が入力された場合に、画像形成動作を禁止する禁止信号を出力するようにしてもよい。   For example, the replacement control unit 985 stops the driving of each unit in the image forming apparatus 10 and stores a flag indicating that the image forming operation is prohibited in the storage unit 983, thereby prohibiting the image forming operation from being prohibited. Flag) is output (stored). The replacement control unit 985 is not limited to this. For example, when a toner container to be replaced is specified using the operation panel 18 and an instruction to replace the specified toner container is input, the image forming operation is performed. May be output.

そして、交換制御部985は、上述のように画像形成動作を禁止する禁止信号を出力した後、各トナーコンテナに貼付されたタグが前記タグリーダーによって読み取られたとき等に、当該各トナーコンテナが交換されたと判断し、コンテナ交換モードを実行する。尚、これに限らず、交換制御部985は、例えば操作パネル18等を用いて、各トナーコンテナの交換を終了したことを示す指示が入力された場合に、当該各トナーコンテナが交換されたと判断し、コンテナ交換モードを実行するようにしてもよいし、カバー開閉等のコンテナが交換された可能性がある場合にも、コンテナ交換モードを実行するようにしてもよい。   Then, after outputting the prohibition signal for prohibiting the image forming operation as described above, the replacement control unit 985 causes the respective toner containers to be removed when the tag attached to each toner container is read by the tag reader. Judge that the container has been replaced, and execute the container replacement mode. However, the present invention is not limited to this, and the exchange control unit 985 determines that each of the toner containers has been exchanged when an instruction indicating that the exchange of each toner container has been completed is input using, for example, the operation panel 18 or the like. Then, the container exchange mode may be executed, or the container exchange mode may be executed when there is a possibility that the container has been exchanged such as opening and closing the cover.

交換制御部985は、コンテナ交換モードにおいて、前記交換されたトナーコンテナに対応する現像装置23に配置されたトナー濃度センサー101が所定の第一閾値よりも大きいトナー濃度を検出するまで、当該交換されたトナーコンテナによってトナーを当該トナーコンテナに対応する現像装置23へ補給させるトナー補給動作を実行する。また、交換制御部985は、現像バイアスが現像ローラー231に印加されていない状態で、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に前記撹拌動作を行わせるエージング動作を実行する。   The replacement control unit 985 performs the replacement in the container replacement mode until the toner density sensor 101 disposed in the developing device 23 corresponding to the replaced toner container detects a toner density higher than a predetermined first threshold. The toner supply operation is performed to supply the toner to the developing device 23 corresponding to the toner container by the used toner container. Further, the exchange control unit 985 executes an aging operation for causing the first screw feeder 233 and the second screw feeder 232 to perform the stirring operation in a state where the developing bias is not applied to the developing roller 231.

そして、交換制御部985は、トナー補給動作の終了後、帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量が所定の第二閾値よりも大きくなるまで、モード制御部984に帯電量測定モードを繰り返し実行させた後、エージング動作を終了するとともに、画像形成動作を許可する許可信号を出力する。例えば、交換制御部985は、記憶部983に記憶されている、画像形成動作を禁止したことを示すフラグを削除することで、画像形成動作を許可する許可信号を出力する。尚、交換制御部985は、これに限らず、画像形成動作を禁止する禁止信号の出力方法に応じた方法で、画像形成動作を許可する許可信号を出力するようにしてもよい。   After the completion of the toner supply operation, the exchange control unit 985 repeats the charge amount measurement mode by the mode control unit 984 until the charge amount of the toner acquired in the charge amount measurement mode becomes larger than the second predetermined threshold value. After the execution, the aging operation is terminated, and a permission signal for permitting the image forming operation is output. For example, the exchange control unit 985 outputs a permission signal for permitting the image forming operation by deleting the flag indicating that the image forming operation is prohibited, stored in the storage unit 983. The replacement control unit 985 is not limited to this, and may output a permission signal for permitting the image forming operation by a method according to the method of outputting the prohibition signal for prohibiting the image forming operation.

<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、後記のトナーコンテナ交換時の効果に加えて、以下のような効果を更に備える。すなわち、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, the following effect is further provided in addition to the effect at the time of replacing the toner container described later. That is, it is not necessary to provide a surface potential sensor for measuring the surface potential on the photosensitive drum 20 in order to estimate 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。例えば、自動によって開始される帯電量測定モードは、後記のコンテナ交換モードにおいて、トナー補給動作の終了後に行われる。
<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. For example, the charge amount measurement mode automatically started is performed after the end of the toner supply operation in the container replacement mode 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).

<トナーコンテナ交換後の画像形成動作の復帰について>
トナーコンテナの交換直後では現像装置23に補給されたトナーと現像装置23内の現像剤とが十分に撹拌混合されず、トナーの帯電量が不安定の状態で画像形成動作が行われる虞があった。その結果、トナー像の形成領域とは異なる領域にトナーが飛散する所謂トナー飛散が発生する虞があった。これを抑制するために、トナーコンテナの交換後、前記撹拌混合を必要以上に長い時間行うと、ユーザーを必要以上に待たすことになる虞があった。
<Return of image forming operation after replacement of toner container>
Immediately after the replacement of the toner container, the toner supplied to the developing device 23 and the developer in the developing device 23 are not sufficiently stirred and mixed, and the image forming operation may be performed in a state where the charge amount of the toner is unstable. Was. As a result, there is a possibility that so-called toner scattering occurs in which toner is scattered in an area different from the toner image forming area. In order to suppress this, if the stirring and mixing is performed for an unnecessarily long time after the replacement of the toner container, there is a possibility that the user may wait unnecessarily.

そこで、本発明者は、ユーザーを必要以上に待たすことなく、トナーコンテナの交換後の画像形成動作時にトナー飛散が発生しないように、精度良く測定されたトナーの帯電量に基づいて現像装置23内で現像剤を適切に撹拌混合させることについて鋭意検討し続け、交換制御部985によって、後記のコンテナ交換モードを実行することを想起した。   Therefore, the present inventor has developed a developing device 23 based on the accurately measured toner charge amount so as to prevent toner scattering during the image forming operation after replacing the toner container without waiting for the user more than necessary. The inventor of the present invention has been keenly examining that the developer is appropriately stirred and mixed in the container, and recalled that the exchange controller 985 executes the container exchange mode described later.

<コンテナ交換モードのフローについて>
以下、交換制御部985が実行するコンテナ交換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コンテナ交換モードのフローチャートである。図10に示すように、交換制御部985は、上述のように、各トナーコンテナが装置本体11から離脱されたことを検知すると、画像形成動作を禁止する禁止信号を出力する(ステップS21)。
<Flow of container exchange mode>
Hereinafter, the flow of the container exchange mode executed by the exchange control unit 985 will be described. FIG. 10 is a flowchart of the container exchange mode executed in the image forming apparatus 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, when the replacement control unit 985 detects that each toner container has been detached from the apparatus main body 11, as described above, it outputs a prohibition signal for prohibiting the image forming operation (step S21).

その後、交換制御部985は、上述のように、トナーコンテナに貼付されたタグがタグリーダーによって読み取られたり、操作パネル18を介してトナーコンテナを交換し終えたことを示す指示が入力されたこと等によって、トナーコンテナが交換されたと判断すると(ステップS22)、コンテナ交換モードを実行する。交換制御部985は、コンテナ交換モードの実行を開始すると、トナー補給動作及びエージング動作を開始する(ステップS23)。   Thereafter, as described above, the exchange control unit 985 determines that the tag attached to the toner container has been read by the tag reader or that the instruction indicating that the toner container has been exchanged has been input via the operation panel 18. If it is determined that the toner container has been exchanged (step S22), the container exchange mode is executed. When the execution of the container exchange mode is started, the exchange control unit 985 starts the toner supply operation and the aging operation (Step S23).

交換制御部985は、ステップS23で開始したトナー補給動作において、ステップS22で交換されたトナーコンテナを制御し、トナー濃度センサー101が検出したトナー濃度T/Cが所定の第一閾値TH1以下の間(ステップS24でNO)、当該トナーコンテナに貯留されている補給用トナーを所定量ずつ、当該トナーコンテナに対応する現像装置23へ供給させる。尚、第一閾値TH1は、操作パネル18を介して編集可能となっている。   The replacement control unit 985 controls the toner container replaced in step S22 in the toner replenishment operation started in step S23, so that the toner density T / C detected by the toner density sensor 101 is equal to or less than the first threshold TH1. (NO in step S24), the replenishment toner stored in the toner container is supplied by a predetermined amount to the developing device 23 corresponding to the toner container. The first threshold value TH1 can be edited via the operation panel 18.

また、交換制御部985は、ステップS23で開始したエージング動作において、ステップS22で交換されたトナーコンテナに対応する現像装置23の現像ローラー231に現像バイアスを印加せずに、当該現像装置23の現像ローラー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。これにより、交換制御部985は、現像バイアスが当該現像ローラー231に印加されていない状態で、当該第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に前記撹拌動作を行わせる。   Further, in the aging operation started in step S23, the exchange control unit 985 applies the developing bias to the developing roller 231 of the developing device 23 corresponding to the toner container exchanged in step S22 without applying a developing bias. The roller 231, the first screw feeder 233, and the second screw feeder 232 are rotationally driven. Accordingly, the exchange control unit 985 causes the first screw feeder 233 and the second screw feeder 232 to perform the stirring operation in a state where the developing bias is not applied to the developing roller 231.

そして、トナー濃度センサー101が検出したトナー濃度T/Cが所定の第一閾値TH1よりも大きくなると(ステップS24でYES)、交換制御部985は、ステップS23で開始したトナー補給動作を終了する(ステップS25)。   Then, when the toner density T / C detected by the toner density sensor 101 becomes larger than the predetermined first threshold value TH1 (YES in step S24), the replacement control unit 985 ends the toner supply operation started in step S23 ( Step S25).

これにより、交換制御部985は、トナー補給動作において、トナー濃度センサー101によって実際に検出された、現像剤搬送部(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)によって搬送される現像剤のトナー濃度T/Cに応じた量のトナーを現像装置23へ補給することができる。このため、交換制御部985は、画像データ及びトナーコンテナの動作時間等から推測したトナーの消費量及びトナーの供給量からトナー濃度T/Cを推測し、当該推測したトナー濃度T/Cに応じた量のトナーを現像装置23へ補給する場合よりも、適量のトナーを現像装置23に補給することができる。   In this way, the exchange control unit 985 can control the toner of the developer transported by the developer transport units (the first screw feeder 233 and the second screw feeder 232) actually detected by the toner density sensor 101 in the toner supply operation. An amount of toner corresponding to the density T / C can be supplied to the developing device 23. For this reason, the replacement control unit 985 estimates the toner concentration T / C from the toner consumption amount and the toner supply amount estimated from the image data and the operation time of the toner container, and according to the estimated toner concentration T / C. An appropriate amount of toner can be supplied to the developing device 23 as compared with a case in which an excessive amount of toner is supplied to the developing device 23.

また、トナー濃度センサー101は、トナーが補給及び消費されない、トナー補給口236から現像ローラー231に対向する位置に向けて搬送される現像剤のトナー濃度T/Cを検出するので、ばらつきが小さい安定したトナー濃度T/Cを検出することができる。これにより、交換制御部985は、トナー補給動作において、より適量のトナーを現像装置23に補給することができる。   Further, the toner density sensor 101 detects the toner density T / C of the developer conveyed from the toner supply port 236 to the position facing the developing roller 231 where the toner is not replenished and consumed. The detected toner concentration T / C can be detected. Accordingly, the replacement control unit 985 can supply a more appropriate amount of toner to the developing device 23 in the toner supply operation.

交換制御部985は、トナー補給動作を終了すると、帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量Q/Mが所定の第二閾値TH2以下の間(ステップS27でNO)、モード制御部984によって帯電量測定モードを繰り返し実行させる(ステップS26)。   Upon completion of the toner replenishment operation, the exchange control unit 985 causes the mode control unit 984 to operate while the charge amount Q / M of the toner acquired in the charge amount measurement mode is equal to or less than the second predetermined threshold TH2 (NO in step S27). The charge amount measurement mode is repeatedly executed (step S26).

図11は、第二閾値TH2の一例を示す図である。第二閾値TH2は、例えば図11に示すように、現像装置23の駆動時間(例えば、初期)及び現像装置23の周囲の温湿度(例えば、30℃80%)に応じた値(例えば、22μC)に予め定められている。尚、図11では、印字枚数が20000枚未満の場合の現像装置23の駆動時間を「初期」と示し、印字枚数が20000枚以上の場合の現像装置23の駆動時間を「耐久」と示している。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the second threshold TH2. As shown in FIG. 11, for example, the second threshold value TH2 is a value (for example, 22 μC) corresponding to the drive time (for example, initial) of the developing device 23 and the temperature and humidity around the developing device 23 (for example, 30 ° C. 80%). ) Is predetermined. In FIG. 11, the driving time of the developing device 23 when the number of printed sheets is less than 20,000 is indicated as “initial”, and the driving time of the developing device 23 when the number of printed sheets is 20,000 or more is indicated as “durable”. I have.

現像装置23の駆動時間が長い程、コート剥がれやコート汚染によるキャリアの劣化度合は大きいと考えられる。キャリアの劣化度合が大きい場合、トナーとキャリアとを攪拌混合する時間を長くしたとしても、トナーの帯電量をある程度の帯電量までしか増大できないと考えられる。このため、帯電量測定モードが無駄に繰り返し実行されないように、図11に示す例では、第二閾値TH2は、現像装置23の駆動時間が長い程、小さく定められている。また、現像装置23の周囲が高温多湿な環境である場合、現像装置23の周囲が低温低湿な環境である場合よりも、トナーは帯電しにくいと考えられる。このため、帯電量測定モードが無駄に繰り返し実行されないように、図11に示す例では、第二閾値TH2は、現像装置23の周囲の温湿度が高温多湿である程、小さく定められている。ただし、これに限らず、第二閾値TH2は、第一閾値TH1と同様に、操作パネル18を介して編集可能であってもよい。   It is considered that the longer the driving time of the developing device 23, the greater the degree of carrier deterioration due to coating peeling and coating contamination. When the degree of deterioration of the carrier is large, it is considered that the charge amount of the toner can be increased only to a certain amount even if the time for stirring and mixing the toner and the carrier is lengthened. For this reason, in the example shown in FIG. 11, the second threshold value TH2 is set to be smaller as the driving time of the developing device 23 is longer, so that the charge amount measurement mode is not repeatedly executed. Further, when the environment around the developing device 23 is a high-temperature and high-humidity environment, the toner is considered to be less likely to be charged than when the environment around the developing device 23 is a low-temperature and low-humidity environment. For this reason, in the example shown in FIG. 11, the second threshold value TH2 is set to be smaller as the temperature and humidity around the developing device 23 are higher in temperature and humidity so that the charge amount measurement mode is not repeatedly executed in vain. However, the present invention is not limited to this, and the second threshold value TH2 may be editable via the operation panel 18 similarly to the first threshold value TH1.

その後、帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量Q/Mが前記第二閾値TH2よりも大きくなると(ステップS27でYES)、交換制御部985は、ステップS23で開始したエージング動作を終了する(ステップS28)。そして、交換制御部985は、画像形成動作を許可する(ステップS29)。   Thereafter, when the charge amount Q / M of the toner acquired in the charge amount measurement mode becomes larger than the second threshold value TH2 (YES in step S27), the exchange control unit 985 ends the aging operation started in step S23. (Step S28). Then, the exchange control unit 985 permits the image forming operation (step S29).

これにより、交換制御部985は、トナーコンテナが交換されたときに、トナーの帯電量Q/Mが、現像装置23の駆動時間及び周囲の温湿度に応じた値になるまで、適切にエージング動作を行うことができる。   Accordingly, the replacement control unit 985 can appropriately perform the aging operation until the toner charge amount Q / M becomes a value corresponding to the driving time of the developing device 23 and the surrounding temperature and humidity when the toner container is replaced. It can be performed.

尚、複数のトナーコンテナが交換され、ステップS22において、交換制御部985が、複数のトナーコンテナが交換されたと判断した場合、交換された各トナーコンテナについてステップS23乃至ステップS28が行われた後、ステップS29が行われる。   If the plurality of toner containers are replaced and the replacement control unit 985 determines in step S22 that the plurality of toner containers have been replaced, after steps S23 to S28 are performed for each replaced toner container, Step S29 is performed.

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Q/Mを精度良く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 Q / M of the toner included in the plurality of measurement toner images can be acquired with high accuracy.

このため、交換制御部985は、トナーコンテナが交換されたときのエージング動作において、帯電量測定モードで精度良く取得されるトナーの帯電量Q/Mに応じて、前記撹拌動作を適切な期間だけ行わせた後、画像形成動作を許可することができる。これにより、前記撹拌動作が必要以上に長い時間行われる虞や、前記撹拌動作が適切に行われずに、トナーの帯電量Q/Mが不安定のまま画像形成動作が行われる虞を軽減することができる。その結果、ユーザーを必要以上に待たすことなく、トナーコンテナの交換後の画像形成動作時に、トナー飛散が発生することを抑止することができる。   Therefore, in the aging operation when the toner container is exchanged, the exchange control unit 985 performs the stirring operation only for an appropriate period in accordance with the toner charge amount Q / M accurately acquired in the charge amount measurement mode. After the operation, the image forming operation can be permitted. This reduces the risk that the stirring operation is performed for an unnecessarily long time or the risk that the stirring operation is not performed properly and the image forming operation is performed while the charge amount Q / M of the toner is unstable. Can be. As a result, it is possible to suppress the occurrence of toner scattering during the image forming operation after the replacement of the toner container without waiting the user more than necessary.

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12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13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. 12 is a cross-sectional view of the developing device 23 and a block diagram showing an electrical configuration of the control unit 980 according to the first modified embodiment of the present invention. FIG. 13 is a flowchart of the charge amount measurement mode executed in the image forming apparatus 10 according to the first modified embodiment of the present invention.

図12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. 12, 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13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. 13, 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>
トナーコンテナの交換時にエージング動作を行い続けたとしても、現像剤に含まれるトナー及びキャリアの劣化状態によっては、トナーの帯電量が前記第二閾値TH2よりも大きくならない虞がある。又は、トナーの帯電量が前記第二閾値TH2よりも大きくなるまでに、多大な時間を要する虞がある。これを考慮して、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。図14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コンテナ交換モードのフローチャートである。
<Second modified embodiment>
Even if the aging operation is continued when the toner container is replaced, the charge amount of the toner may not be larger than the second threshold value TH2 depending on the deterioration state of the toner and the carrier contained in the developer. Alternatively, it may take a long time before the charge amount of the toner becomes larger than the second threshold value TH2. In consideration of this, the image forming apparatus 10 of the above embodiment and each of the modified embodiments may be configured as follows. FIG. 14 is a flowchart of a container exchange 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、図14に示すように、交換制御部985は、コンテナ交換モードにおいて、図10に示すフローとは異なり、帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量が第二閾値TH2以下であり(ステップS27でNO)、且つ、ステップS23でエージングを開始してからの経過時間(以降、エージング時間)Taが所定の第三閾値TH3以下の間(ステップS51でNO)、モード制御部984に帯電量測定モードを繰り返し実行させる(ステップS26)。   In the present modified embodiment, as shown in FIG. 14, in the container exchange mode, unlike the flow shown in FIG. 10, the exchange control unit 985 sets the charge amount of the toner acquired in the charge amount measurement mode to the second threshold value TH2. Mode control (NO in step S27), and while the elapsed time (hereinafter, aging time) Ta from the start of aging in step S23 is equal to or less than a predetermined third threshold TH3 (NO in step S51), the mode control is performed. The unit 984 repeatedly executes the charge amount measurement mode (step S26).

一方、交換制御部985は、帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量が第二閾値TH2以下である場合に(ステップS27でNO)、エージング時間Taが前記第三閾値TH3よりも長くなると(ステップS51でYES)、モード制御部984による帯電量測定モードの繰り返し実行を終了させた後、ステップS23で開始したエージング動作を終了して(ステップS28)、画像形成動作を許可する(ステップS29)。   On the other hand, when the charge amount of the toner acquired in the charge amount measurement mode is equal to or less than the second threshold value TH2 (NO in step S27), the exchange control unit 985 determines that the aging time Ta is longer than the third threshold value TH3. (YES in step S51), after terminating the repeated execution of the charge amount measurement mode by the mode control unit 984, terminating the aging operation started in step S23 (step S28), and permitting the image forming operation (step S29). ).

本実施形態の構成によれば、交換制御部985は、トナーコンテナが交換されたときのエージング動作が、第三閾値TH3よりも長い時間行われることを回避することができる。これにより、ある程度のトナー飛散を許容しつつ、トナーコンテナの交換後、画像形成動作を行えない時間が過度に長くなる虞を軽減することができる。   According to the configuration of the present embodiment, the replacement control unit 985 can prevent the aging operation when the toner container is replaced from being performed for a time longer than the third threshold value TH3. Accordingly, it is possible to reduce the possibility that the time during which the image forming operation cannot be performed after the toner container is replaced becomes excessively long while allowing the toner scattering to some extent.

<第三変形実施形態>
上述のように、トナーコンテナの交換時にエージング動作を行い続けたとしても、現像剤に含まれるトナー及びキャリアの劣化状態によっては、トナーの帯電量が前記第二閾値TH2よりも大きくならない虞がある。又は、トナーの帯電量が前記第二閾値TH2よりも大きくなるまでに、多大な時間を要する虞がある。これを考慮して、第二変形実施形態とは異なり、画像形成装置10を以下のように構成してもよい。図15は、本発明の第三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コンテナ交換モードのフローチャートである。
<Third Modified Embodiment>
As described above, even if the aging operation is continuously performed when the toner container is replaced, the charge amount of the toner may not be larger than the second threshold value TH2 depending on the deterioration state of the toner and the carrier included in the developer. . Alternatively, it may take a long time before the charge amount of the toner becomes larger than the second threshold value TH2. In consideration of this, unlike the second modified embodiment, the image forming apparatus 10 may be configured as follows. FIG. 15 is a flowchart of the container exchange mode executed in the image forming apparatus 10 according to the third modified embodiment of the present invention.

本変形実施形態では、図15に示すように、交換制御部985は、コンテナ交換モードにおいて、図14に示すフローとは異なり、帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量が第二閾値TH2以下であり(ステップS27でNO)、且つ、ステップS23でエージングを開始後、モード制御部984が帯電量測定モードを繰り返した回数(以降、帯電量測定回数)Cqが所定の第四閾値TH4以下の間(ステップS61でNO)、モード制御部984によって帯電量測定モードを繰り返し実行させる(ステップS26)。   In the present modified embodiment, as shown in FIG. 15, unlike the flow shown in FIG. 14, in the container exchange mode, the exchange control unit 985 sets the charge amount of the toner acquired in the charge amount measurement mode to the second threshold value TH2. (No in step S27), and after the aging is started in step S23, the number of times the mode control unit 984 repeats the charge amount measurement mode (hereinafter, the charge amount measurement number) Cq is equal to or less than a predetermined fourth threshold value TH4. During this period (NO in step S61), the mode control unit 984 repeatedly executes the charge amount measurement mode (step S26).

一方、交換制御部985は、帯電量測定モードで取得されたトナーの帯電量が第二閾値TH2以下である場合に(ステップS27でNO)、帯電量測定回数Cqが前記第四閾値TH4よりも大きくなると(ステップS61でYES)、モード制御部984による帯電量測定モードの繰り返し実行を終了させた後、ステップS23で開始したエージング動作を終了して(ステップS28)、画像形成動作を許可する(ステップS29)。   On the other hand, when the charge amount of the toner acquired in the charge amount measurement mode is equal to or less than the second threshold value TH2 (NO in step S27), the exchange control unit 985 sets the charge amount measurement number Cq to be smaller than the fourth threshold value TH4. If it becomes larger (YES in step S61), after the repetitive execution of the charge amount measurement mode by the mode control unit 984 is terminated, the aging operation started in step S23 is terminated (step S28), and the image forming operation is permitted (step S28). Step S29).

本変形実施形態の構成によれば、交換制御部985は、トナーコンテナが交換されたときのエージング動作中に、トナーの帯電量Q/Mを取得するための帯電量取得動作が、第四閾値TH4よりも大きい回数繰り返されることを回避することができる。これにより、ある程度のトナー飛散を許容しつつ、トナーコンテナの交換後、画像形成動作を行えない時間が過度に長くなる虞を軽減することができる。   According to the configuration of the present modified embodiment, the replacement control unit 985 performs the charge amount acquisition operation for acquiring the charge amount Q / M of the toner during the aging operation when the toner container is replaced with the fourth threshold value. It is possible to avoid being repeated a number of times greater than TH4. Accordingly, it is possible to reduce the possibility that the time during which the image forming operation cannot be performed after the toner container is replaced becomes excessively long while allowing the toner scattering to some extent.

<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.

(3)画像形成装置10にトナー濃度センサー101を備えず、制御部980が、感光体ドラム20上に形成する各静電潜像の画像データ(印字ドット数)からトナーの消費量を推測し、トナー補給部15の動作時間からトナー供給量を推測して、当該推測したトナーの消費量及びトナー供給量からトナー濃度を推測してもよい。   (3) The image forming apparatus 10 is not provided with the toner density sensor 101, and the control unit 980 estimates the toner consumption from the image data (the number of print dots) of each electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 20. Alternatively, the toner supply amount may be estimated from the operation time of the toner supply unit 15, and the toner concentration may be estimated from the estimated toner consumption amount and toner supply amount.

<実験結果>
以下、本発明者が行ったトナーコンテナの交換の実験結果について説明する。図16は、トナーコンテナの交換の実験結果の一例を示す図である。本発明者は、上述の帯電量測定モードの実験例で用いた条件(<共通実験条件>欄参照)と同じ条件で、以下に示すように、第一乃至第八の実験を行った。
<Experimental results>
Hereinafter, the results of an experiment conducted by the present inventor to replace a toner container will be described. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an experiment result of replacing the toner container. The present inventor conducted the first to eighth experiments as described below under the same conditions as those used in the above-described experimental example of the charge amount measurement mode (see the section <Common Experimental Conditions>).

第一の実験では、図16の「実施例1」に示すように、現像装置23に収容されている現像剤の状態が、「現像剤」欄に示す印字率「5%」のトナー像を20000枚未満連続で印字した「初期」状態であるときから、印字率「5%」のトナー像をトナーコンテナが空のタイミングになるまで印字した後、当該現像装置23に対応するトナーコンテナを新品のトナーコンテナに交換した。ここで、トナー像を印字するとは、画像形成動作によってトナー像を感光体ドラム20上に形成することを示す。そして、第二閾値TH2を「帯電量閾値」欄に記載の「22μC」に設定して、図10に示すフローに従ってコンテナ交換モードを実行した。   In the first experiment, as shown in “Example 1” in FIG. 16, the state of the developer contained in the developing device 23 is changed to the toner image with the printing rate “5%” shown in the “Developer” column. From the “initial” state of continuous printing of less than 20,000 sheets, a toner image with a printing rate of “5%” is printed until the toner container becomes empty, and then the toner container corresponding to the developing device 23 is replaced with a new one. Was replaced with a new toner container. Here, printing a toner image means forming a toner image on the photosensitive drum 20 by an image forming operation. Then, the second threshold value TH2 was set to “22 μC” described in the “charge amount threshold value” column, and the container exchange mode was executed according to the flow shown in FIG.

そして、ステップS23(図10)でエージング動作を開始してからステップS29(図10)で画像形成動作が許可されるまでのエージング動作に要した時間を「実験結果A」欄の「エージング時間」欄に記載した。また、規制ブレード234(図3)がトナー飛散によって汚染されている度合を目視で評価した結果を、「実験結果A」欄の「トナー飛散」欄に記載した。「トナー飛散」欄に記載の評価結果「◎」は、規制ブレード234が全く汚れていないことを示し、評価結果「○」は、規制ブレード234がほとんど汚れていないことを示す。上記評価結果「△」は、規制ブレード234が少し汚れているが実使用上問題ないことを示し、上記評価結果「×」は、規制ブレード234が汚れていることを示す。   The time required for the aging operation from the start of the aging operation in step S23 (FIG. 10) to the permission of the image forming operation in step S29 (FIG. 10) is referred to as the "aging time" in the "Experiment result A" column. Column. The result of visually evaluating the degree to which the regulating blade 234 (FIG. 3) is contaminated by toner scattering is described in the “Experiment result A” column in the “Toner scattering” column. The evaluation result “◎” in the “toner scattering” column indicates that the regulating blade 234 is not stained at all, and the evaluation result “○” indicates that the regulating blade 234 is almost not stained. The evaluation result “△” indicates that the regulating blade 234 is slightly contaminated, but there is no problem in actual use, and the evaluation result “×” indicates that the regulating blade 234 is contaminated.

第二の実験では、図16の「実施例1」に示すように、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が、印字率「20%」のトナー像を20000枚未満連続で印字した「初期」状態であるときから、印字率「20%」のトナー像をトナーコンテナが空のタイミングになるまで印字した後、新品のトナーコンテナに交換し、第二閾値TH2を「22μC」に設定してコンテナ交換モードを実行した。その後、「実験結果A」欄と同様、前記エージング動作に要した時間及び前記目視で評価した評価結果を、「実験結果B」欄に記載した。   In the second experiment, as shown in “Example 1” in FIG. 16, the use state of the developer contained in the developing device 23 is such that the toner image of the printing rate “20%” is continuously printed on less than 20,000 sheets. From the “initial” state, a toner image having a printing rate of “20%” is printed until the toner container becomes empty, and then replaced with a new toner container, and the second threshold value TH2 is set to “22 μC”. Set and execute container exchange mode. Thereafter, similarly to the “Experiment result A” column, the time required for the aging operation and the evaluation result visually evaluated were described in the “Experiment result B” column.

第三、第四の実験では、それぞれ、第一、第二の実験と同様、図16の「実施例2」に示すように、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「初期」状態であるときから、それぞれ、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空のタイミングになるまで印字した後、新品のトナーコンテナに交換し、第二閾値TH2を「25μC」に設定してコンテナ交換モードを実行した。その後、第一、第二の実験と同様、前記エージング動作に要した時間及び前記目視で評価した評価結果を、「実験結果A」、「実験結果B」欄に記載した。   In the third and fourth experiments, similarly to the first and second experiments, as shown in “Embodiment 2” in FIG. 16, the use state of the developer contained in the developing device 23 is changed to “initial state”. From the state, the toner images having the printing rates of "5%" and "20%" are printed until the toner container becomes empty, and then replaced with a new toner container, and the second threshold value TH2 is set. The container exchange mode was executed by setting to “25 μC”. Then, similarly to the first and second experiments, the time required for the aging operation and the evaluation result visually evaluated were described in the “Experiment results A” and “Experiment results B” columns.

第五、第六の実験では、それぞれ、第一、第二の実験と同様、図16の「実施例3」に示すように、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が、印字率「5%」のトナー像を20000枚以上連続で印字した「耐久」状態であるときから、それぞれ、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空のタイミングになるまで印字した後、新品のトナーコンテナに交換し、第二閾値TH2を「22μC」に設定してコンテナ交換モードを実行した。その後、第一、第二の実験と同様、前記エージング動作に要した時間及び前記目視で評価した評価結果を、「実験結果A」、「実験結果B]欄に記載した。   In the fifth and sixth experiments, similarly to the first and second experiments, as shown in “Example 3” in FIG. 16, the use state of the developer contained in the developing device 23 is changed to the printing state. From the “durable” state in which the toner images of the rate “5%” are continuously printed on 20,000 or more sheets, the toner images of the print rates of “5%” and “20%” respectively become the empty timing of the toner container. After printing, the container was replaced with a new toner container, the second threshold value TH2 was set to “22 μC”, and the container replacement mode was executed. Thereafter, similarly to the first and second experiments, the time required for the aging operation and the evaluation result visually evaluated were described in the “Experiment results A” and “Experiment results B” columns.

第七、第八の実験では、それぞれ、第一、第二の実験と同様、図16の「実施例4」に示すように、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「耐久」状態であるときから、それぞれ、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空のタイミングになるまで印字した後、新品のトナーコンテナに交換し、第二閾値TH2を「25μC」に設定してコンテナ交換モードを実行した。その後、第一、第二の実験と同様、前記エージング動作に要した時間及び前記目視で評価した評価結果を、「実験結果A」、「実験結果B」欄に記載した。   In the seventh and eighth experiments, similarly to the first and second experiments, as shown in “Example 4” in FIG. 16, the usage state of the developer contained in the developing device 23 is “durable”. From the state, the toner images having the printing rates of "5%" and "20%" are printed until the toner container becomes empty, and then replaced with a new toner container, and the second threshold value TH2 is set. The container exchange mode was executed by setting to “25 μC”. Then, similarly to the first and second experiments, the time required for the aging operation and the evaluation result visually evaluated were described in the “Experiment results A” and “Experiment results B” columns.

尚、第一乃至第八の実験で実行するコンテナ交換モードでは、上述の帯電量測定モードの実験例と同様、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帯電量測定モードを実行した。   In the container exchange mode executed in the first to eighth experiments, similarly to the experimental example of the charge amount measurement mode described above, the container is formed on the photosensitive drum 20 from the inclination of the measurement straight line and the reference information in the storage unit 983. The charge amount measurement mode for acquiring the charge amount of the toner included in the obtained measurement toner image was executed.

また、上記第一乃至第四の実験の比較例として、図16の「比較例1」乃至「比較例4」に示すように、第一、第二の実験と同様、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「初期」状態であるときから、それぞれ、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空のタイミングになるまで印字した後に、新品のトナーコンテナに交換し、トナー濃度センサー101によって検知されるトナー濃度が第一閾値TH1より大きくなるまで現像装置23へトナーを補給後、「エージング時間閾値」欄に記載の時間(「180s」、「30s」、「15s」、「0s」)だけエージング動作を行った。   As a comparative example of the first to fourth experiments, as shown in “Comparative Example 1” to “Comparative Example 4” in FIG. After printing the toner images of the printing rates “5%” and “20%” until the toner container becomes empty, respectively, from the time when the used state of the developer is “initial” state, After replacing the container, the toner is supplied to the developing device 23 until the toner concentration detected by the toner concentration sensor 101 becomes larger than the first threshold value TH1, and the time (“180s”, “30s”) described in the “aging time threshold value” column , "15s", "0s").

また、上記の第五乃至第八の実験の比較例として、図16の「比較例5」及び「比較例6」に示すように、第一、第二の実験と同様、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「耐久」状態であるときから、それぞれ、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空のタイミングになるまで印字した後に、新品のトナーコンテナに交換し、トナー濃度センサー101によって検知されるトナー濃度が第一閾値TH1より大きくなるまで現像装置23へトナーを補給後、「エージング時間閾値」欄に記載の時間(「60s」、「30s」)だけエージング動作を行った。その後、第一、第二の実験と同様、前記エージング動作に要した時間及び前記目視で評価した評価結果を、「実験結果A」、「実験結果B」欄に記載した。   As shown in “Comparative Example 5” and “Comparative Example 6” in FIGS. 16A and 16B, as a comparative example of the fifth to eighth experiments, as in the first and second experiments, the developing device 23 is mounted. From the time when the used state of the developer is “durable”, the toner images of the printing rates “5%” and “20%” are printed until the toner container becomes empty, respectively. After replacing the toner container with a toner container and replenishing toner to the developing device 23 until the toner density detected by the toner density sensor 101 becomes larger than the first threshold value TH1, the time (“60s”, “ The aging operation was performed only for 30 s "). Then, similarly to the first and second experiments, the time required for the aging operation and the evaluation result visually evaluated were described in the “Experiment results A” and “Experiment results B” columns.

現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「耐久」状態である場合、当該現像剤は、「初期」状態である場合と比べてキャリアへの外添剤の付着量が多くなり、トナーの荷電性が低下する。このため、例えば、「実施例1」と「実施例3」に示すように、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「耐久」状態である場合、トナーの帯電量が第二閾値TH2「22μC」以上になるまでエージング動作を行うのに要する時間(例えば、60s、80s)は、現像剤の使用状態が「初期」状態である場合の当該時間(例えば、60s、80s)よりも長くなることがわかった。ただし、「実施例1」と「実施例3」に対応する第一、第二、第五及び第六の実験では、何れも、規制ブレード234が汚れていない状態となった。その結果、第一、第二、第五及び第六の実験と同様、新品のトナーコンテナに交換後、第二閾値TH2を「22μC」に設定してコンテナ交換モードを実行すれば、規制ブレード234が汚れない程度に、トナー飛散の発生を抑制できることがわかった。   When the use state of the developer contained in the developing device 23 is the “durable” state, the developer has a larger amount of the external additive attached to the carrier than in the “initial” state, The chargeability of the toner decreases. Therefore, for example, as shown in “Example 1” and “Example 3”, when the use state of the developer contained in the developing device 23 is the “durable” state, the charge amount of the toner becomes the second. The time (for example, 60 s, 80 s) required to perform the aging operation until the threshold value TH2 becomes “22 μC” or more is equal to the time (for example, 60 s, 80 s) when the use state of the developer is the “initial” state. Was also found to be long. However, in the first, second, fifth, and sixth experiments corresponding to “Example 1” and “Example 3,” the regulating blade 234 was not stained in any case. As a result, similarly to the first, second, fifth, and sixth experiments, if the container is replaced with a new toner container and the second threshold value TH2 is set to “22 μC” and the container replacement mode is executed, the regulating blade 234 is changed. It was found that the occurrence of toner scattering could be suppressed to such an extent that no toner was stained.

同様に、「実施例2」と「実施例4」に示すように、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「耐久」状態である場合、トナーの帯電量が第二閾値TH2「25μC」以上になるまでエージング動作を行うのに要する時間(例えば、70s、90s)は、現像剤の使用状態が「初期」状態である場合の当該時間(例えば、90s、110s)よりも長くなることがわかった。ただし、「実施例2」と「実施例4」に対応する第三、第四、第七及び第八の実験では、何れも、規制ブレード234が全く汚れていない状態となった。その結果、第三、第四、第七及び第八の実験と同様、新品のトナーコンテナに交換後、第二閾値TH2を「22μC」よりも大きい「25μC」に設定してコンテナ交換モードを実行すれば、規制ブレード234が全く汚れない程度に、トナー飛散の発生をより確実に抑制できることがわかった。   Similarly, as shown in “Example 2” and “Example 4”, when the use state of the developer contained in the developing device 23 is the “durable” state, the charge amount of the toner becomes the second threshold value TH2. The time (for example, 70 s, 90 s) required to perform the aging operation until “25 μC” or more is longer than the time (for example, 90 s, 110 s) when the use state of the developer is the “initial” state. It turned out to be. However, in the third, fourth, seventh, and eighth experiments corresponding to “Example 2” and “Example 4,” the regulating blade 234 was not stained at all. As a result, similarly to the third, fourth, seventh and eighth experiments, after replacing the toner container with a new toner container, the second threshold value TH2 is set to “25 μC” which is larger than “22 μC”, and the container replacement mode is executed. Then, it was found that the occurrence of toner scattering can be more reliably suppressed to the extent that the regulating blade 234 is not stained at all.

また、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「初期」状態であるときから、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空になるまで印字し、従来と同様、トナーコンテナの交換後、所定時間だけエージング動作を行うとする。この場合、規制ブレード234が全く汚れていない状態にするためには、「比較例1」乃至「比較例4」に示すように、トナーコンテナの交換後、エージング動作を「180s」だけ行う必要があることがわかった。   Further, from the time when the use state of the developer contained in the developing device 23 is the “initial” state, the toner images of the printing rates “5%” and “20%” are printed until the toner container becomes empty. As in the conventional case, it is assumed that the aging operation is performed for a predetermined time after the replacement of the toner container. In this case, in order to keep the regulating blade 234 clean, it is necessary to perform the aging operation for “180 s” after replacing the toner container as shown in “Comparative Example 1” to “Comparative Example 4”. I found it.

しかし、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「初期」状態であるときから、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空になるまで印字し、「実施例2」に対応する第三及び第四の実験と同様、トナーコンテナの交換後に、第二閾値TH2を「25μC」に設定してコンテナ交換モードを実行すれば、規制ブレード234を全く汚れていない状態にできることがわかった。また、この場合、エージング動作に要する時間も、従来の半分に相当する「90s」まで軽減できることがわかった。   However, from the time when the use state of the developer contained in the developing device 23 is the “initial” state, the toner images of the printing rates “5%” and “20%” are printed until the toner container becomes empty. As in the third and fourth experiments corresponding to “Example 2”, if the second threshold value TH2 is set to “25 μC” and the container replacement mode is executed after the replacement of the toner container, the regulating blade 234 becomes completely dirty. It turns out that it can be in a state where it is not. Further, in this case, it was found that the time required for the aging operation can be reduced to “90 s” which is half of the conventional case.

また、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「耐久」状態であるときから、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空になるまで印字し、従来と同様、トナーコンテナの交換後、所定時間だけエージング動作を行うとする。この場合、規制ブレード234が汚れていない状態にするためには、「比較例5」乃至「比較例6」に示すように、トナーコンテナの交換後、エージング動作を少なくとも「60s」以上行う必要があることがわかった。   Further, from the time when the use state of the developer contained in the developing device 23 is the “durable” state, the toner images of the printing rates “5%” and “20%” are printed until the toner container becomes empty, As in the conventional case, it is assumed that the aging operation is performed for a predetermined time after the replacement of the toner container. In this case, in order to keep the regulating blade 234 clean, as shown in “Comparative Example 5” to “Comparative Example 6,” it is necessary to perform the aging operation for at least “60 s” after replacing the toner container. I found it.

一方、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「耐久」状態であるときから、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空になるまで印字し、従来と同様、トナーコンテナの交換後、所定時間だけエージング動作を行うとする。この場合、「比較例5」乃至「比較例6」に示すように、前記エージング動作を「60s」行ったとしても、規制ブレード234が汚れていない状態にできないことがわかった。   On the other hand, from the time when the use state of the developer contained in the developing device 23 is the “durable” state, the toner images of the printing rates “5%” and “20%” are printed until the toner container becomes empty, As in the conventional case, it is assumed that the aging operation is performed for a predetermined time after the replacement of the toner container. In this case, as shown in “Comparative Example 5” to “Comparative Example 6,” it was found that even if the aging operation was performed for “60 s”, the regulating blade 234 could not be kept clean.

しかし、現像装置23に収容されている現像剤の使用状態が「耐久」状態であるときから、印字率「5%」、「20%」のトナー像をトナーコンテナが空になるまで印字し、「実施例3」に対応する第五及び第六の実験と同様、トナーコンテナの交換後に、第二閾値TH2を「22μC」に設定してコンテナ交換モードを実行すれば、規制ブレード234を汚れていない状態にできることがわかった。また、この場合、エージング動作に要する時間も、「60s」から「80s」程度に軽減できることがわかった。   However, from the time when the use state of the developer contained in the developing device 23 is the “durable” state, the toner images of the print rates “5%” and “20%” are printed until the toner container is empty. As in the fifth and sixth experiments corresponding to “Example 3”, if the second threshold value TH2 is set to “22 μC” and the container replacement mode is executed after replacing the toner container, the regulating blade 234 becomes dirty. It turned out that there could be no state. In this case, it was also found that the time required for the aging operation can be reduced from “60 s” to about “80 s”.

上記実験結果を総括すると、トナーコンテナの交換後、コンテナ交換モードを実行すれば、単に所定時間撹拌動作を実行するのではなく、帯電量測定モードの実行によってトナーの帯電量を精度良く取得でき、当該取得した精度の良いトナーの帯電量に応じて、エージング動作の終了判断を適切に行うことができるため、短時間でトナー飛散を防止できることがわかった。   To summarize the above experimental results, if the container replacement mode is executed after the replacement of the toner container, the charge amount of the toner can be accurately obtained by executing the charge amount measurement mode instead of simply performing the stirring operation for a predetermined time, It has been found that the end of the aging operation can be appropriately determined in accordance with the acquired accurate toner charge amount of the toner, so that toner scattering can be prevented in a short time.

10 画像形成装置
14 中間転写ユニット(転写部)
15 トナー補給部
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
232 第2スクリューフィーダー(現像剤搬送部)
233 第1スクリューフィーダー(現像剤搬送部)
971 現像バイアス印加部
980 制御部
983 記憶部
984 モード制御部(帯電量取得部)
985 交換制御部
10 Image forming apparatus 14 Intermediate transfer unit (transfer section)
15 Toner supply unit 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 232 second screw feeder (developer conveying unit)
233 First screw feeder (developer conveying section)
971 developing bias application unit 980 control unit 983 storage unit 984 mode control unit (charge amount acquisition unit)
985 Exchange control unit

Claims (10)

シートに画像を形成する画像形成動作を実行する画像形成装置であって、
装置本体と、
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、
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、トナー及びキャリアからなる現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌動作を行う現像剤搬送部と、回転され、前記現像剤搬送部によって搬送された前記現像剤を周面に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と、を含む現像装置と、
前記装置本体に交換可能に装着され、内部に前記トナーを収容し、当該収容している前記トナーを前記現像装置へ補給するトナー補給部と、
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、
前記トナー補給部の交換に伴って前記画像形成動作を禁止する禁止信号を出力し、前記トナー補給部が交換されると、所定の準備動作を実行する交換制御部と、
を備え、
前記交換制御部は、前記準備動作において、
前記トナー濃度検出部が所定の第一閾値よりも大きいトナー濃度を検出するまで、前記トナー補給部に前記トナーを前記現像装置へ補給させるトナー補給動作と、前記現像バイアスが前記現像ローラーに印加されていない状態で前記現像剤搬送部に前記撹拌動作を行わせるエージング動作と、を実行し、
前記トナー補給動作の終了後、前記帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量が所定の第二閾値よりも大きくなるまで、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作を繰り返し実行させた後、前記エージング動作を終了するとともに、前記画像形成動作を許可する許可信号を出力する
画像形成装置。
An image forming apparatus that performs an image forming operation of forming an image on a sheet,
The device body,
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,
An exposure device that forms the electrostatic latent image by exposing the surface of the image carrier charged to the charging potential according to predetermined image information;
A developing device disposed at a predetermined developing nip portion so as to face the image bearing member, wherein the developer conveying portion performs a stirring operation of conveying a developer including a toner and a carrier while stirring, and A developing roller configured to form the toner image by supplying the toner to the image carrier while supporting the developer conveyed by a developer conveying unit on a peripheral surface;
A toner replenishing unit that is replaceably mounted on the apparatus main body, stores the toner therein, and replenishes the stored toner to the developing device;
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,
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,
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;
An exchange control unit that outputs a prohibition signal for inhibiting the image forming operation in accordance with the replacement of the toner replenishing unit, and executes a predetermined preparation operation when the toner replenishment unit is replaced;
With
The exchange control unit, in the preparation operation,
Until the toner concentration detecting section detects a toner concentration greater than a predetermined first threshold, a toner replenishing operation for replenishing the toner to the developing device with the toner replenishing section, and the developing bias is applied to the developing roller. Aging operation that causes the developer transport unit to perform the agitation operation in a state where it is not performed,
After the completion of the toner replenishment operation, the charge amount acquisition unit repeatedly performs the charge amount acquisition operation until the charge amount of the toner acquired in the charge amount acquisition operation becomes larger than a second predetermined threshold. An image forming apparatus that terminates the aging operation and outputs a permission signal for permitting the image forming operation.
前記交換制御部は、前記準備動作において、
前記帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量が前記第二閾値以下である場合で、且つ、前記エージング動作を開始してからの経過時間が所定の第三閾値よりも大きい場合に、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作の繰り返し実行を終了させた後、前記エージング動作を終了するとともに前記許可信号を出力する
請求項1に記載の画像形成装置。
The exchange control unit, in the preparation operation,
When the charge amount of the toner acquired in the charge amount acquisition operation is equal to or less than the second threshold, and when the elapsed time from the start of the aging operation is larger than a predetermined third threshold, The image forming apparatus according to claim 1, wherein after terminating the charge amount acquisition unit to repeatedly execute the charge amount acquisition operation, terminating the aging operation and outputting the permission signal.
前記交換制御部は、前記準備動作において、
前記帯電量取得動作で取得されたトナーの帯電量が前記第二閾値以下である場合で、且つ、前記帯電量取得動作を繰り返した回数が所定の第四閾値よりも大きい場合に、前記帯電量取得部に前記帯電量取得動作の繰り返し実行を終了させた後、前記エージング動作を終了するとともに前記許可信号を出力する
請求項1に記載の画像形成装置。
The exchange control unit, in the preparation operation,
When the charge amount of the toner acquired in the charge amount acquisition operation is equal to or less than the second threshold, and when the number of times the charge amount acquisition operation is repeated is greater than a predetermined fourth threshold, the charge amount 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein after terminating the repetitive execution of the charge amount acquiring operation in the acquiring unit, terminating the aging operation and outputting the permission signal. 3.
前記第二閾値は、前記現像装置の駆動時間及び前記現像装置の周囲の温湿度に応じて予め定められている
請求項1から3の何れか一項に記載の画像形成装置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second threshold is determined in advance according to a driving time of the developing device and a temperature and a humidity around the developing device. 5.
前記トナー濃度検出部は、前記現像剤搬送部によって搬送される前記現像剤の前記トナー濃度を検出するトナー濃度センサーである
請求項1から4の何れか一項に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner concentration detection unit is a toner concentration sensor that detects the toner concentration of the developer conveyed by the developer conveyance unit.
前記現像装置は、前記トナー補給部によって補給されるトナーを受け入れるトナー補給口を備え、
前記トナー濃度センサーは、前記現像剤搬送部によって前記トナー補給口から前記現像ローラーに対向する位置に向けて搬送される前記現像剤の前記トナー濃度を検出する
請求項5に記載の画像形成装置。
The developing device includes a toner supply port that receives toner supplied by the toner supply unit,
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the toner concentration sensor detects the toner concentration of the developer conveyed from the toner supply port toward a position facing the developing roller by the developer conveying unit.
前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差が一定に保持された状態で前記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前記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を、前記トナーの帯電量毎に予め格納する記憶部を更に備え、
前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら前記像担持体上に前記複数の測定用トナー像を形成し、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前記濃度検出部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前記記憶部の参照情報とから前記像担持体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
請求項1乃至6の何れか一項に記載の画像形成装置。
When the frequency of the AC voltage of the developing bias is changed in a state where the potential difference of the DC voltage between the developing roller and the image carrier is kept constant, the density change of the toner image with respect to the amount of change of the frequency. A storage unit that stores in advance reference information on the inclination of the reference straight line indicating the relationship between the amounts, for each charge amount of the toner;
The charge amount acquisition unit is configured to change the frequency of the AC voltage of the developing bias while maintaining the potential difference of the DC voltage between the developing roller and the image carrier constant, and the plurality of the plurality of charging units are arranged on the image carrier. The measurement toner image is formed, and the inclination of the measurement straight line indicating the relationship between the amount of change in the density of the measurement toner image and the amount of change in the frequency, The toner charge amount included in the measurement toner image formed on the image carrier is obtained from the density detection result of the image and the obtained inclination of the measurement straight line and the reference information of the storage unit. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus acquires the information.
前記記憶部に格納されている前記参照情報は、前記トナーの帯電量が第1の帯電量である場合に前記参照用直線の傾きが負であり、前記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前記参照用直線の傾きが正であり、更に、前記トナーの帯電量の低下とともに前記参照用直線の傾きが増大するように設定されている
請求項7に記載の画像形成装置。
The reference information stored in the storage unit is such that when the charge amount of the toner is the first charge amount, the slope of the reference straight line is negative, and the charge amount of the toner is the first charge amount. The inclination of the reference straight line is positive when the second charge amount is smaller than the first charge amount, and the inclination of the reference straight line is set to increase as the charge amount of the toner decreases. 8. The image forming apparatus according to 7.
前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記現像バイアスの交流電圧の周波数を変化させながら前記像担持体上に前記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の差に対する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前記現像電流の直流成分の差の比に基づいて、前記像担持体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
請求項1乃至6の何れか一項に記載の画像形成装置。
The charge amount acquisition unit is configured to change the frequency of the AC voltage of the developing bias while maintaining the potential difference of the DC voltage between the developing roller and the image carrier constant, and the plurality of the plurality of charging units are arranged on the image carrier. Forming the measurement toner image, and applying the developing roller and the developing bias when the plurality of measurement toner images are formed with respect to the density difference of the plurality of measurement toner images detected by the density detection unit. 7. The charge amount of toner contained in a measurement toner image formed on the image carrier, based on a ratio of a difference between DC components of the developing current flowing between the image carrier and the developing unit. The image forming apparatus according to claim 1.
前記帯電量取得部は、前記現像ローラーと前記像担持体との間の直流電圧の電位差を一定に保持した状態で前記露光装置を制御して単位面積あたりの印字率を変化させながら前記像担持体上に前記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の差に対する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前記現像電流の直流成分の差の比に基づいて、前記像担持体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
請求項1乃至6の何れか一項に記載の画像形成装置。
The charge amount acquisition unit controls the exposure device in a state where the potential difference of the DC voltage between the developing roller and the image carrier is kept constant, and changes the image carrying rate while changing the printing rate per unit area. Forming the plurality of measurement toner images on the body, and forming the plurality of measurement toner images with respect to a difference in density between the plurality of measurement toner images detected by the density detection unit; And acquiring a charge amount of a toner contained in a measurement toner image formed on the image carrier, based on a ratio of a difference between DC components of the development current flowing between the image carrier and the development bias application unit. The image forming apparatus according to claim 1.
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