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JP4584726B2 - Developing device, image forming apparatus, and image forming method - Google Patents
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JP4584726B2 - Developing device, image forming apparatus, and image forming method - Google Patents

Developing device, image forming apparatus, and image forming method Download PDF

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Description

本発明は、現像装置および画像形成装置、画像形成方法に関し、さらに詳しくは、劣化現像剤の置換制御に関する。   The present invention relates to a developing device, an image forming apparatus, and an image forming method, and more particularly to replacement control of a deteriorated developer.

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体に対して形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。   In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a printing machine, an electrostatic latent image formed on a photosensitive member that is a latent image carrier is subjected to a visible image processing by a developing device, and a visible image is obtained. A recording output can be obtained by transferring to a sheet or the like.

感光体は単一色のみを対象として1個設ける構成だけでなく、複数の色毎の画像を形成するために複数設けた構成があり、後者の場合にはフルカラー画像を含む多色画像を形成する場合に用いられる。   In addition to the configuration in which one photoconductor is provided for only a single color, there is a configuration in which a plurality of photoconductors are provided for forming images of a plurality of colors. In the latter case, a multicolor image including a full color image is formed. Used in cases.

ところで、現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤がある。
二成分系現像剤はトナーとこれを担持するキャリアとで構成され、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用によりトナーを帯電させて感光体上の静電潜像に対して静電吸着できる状態とされる。
By the way, as a developer used for development, there is a two-component developer in which a toner and a carrier are mixed in addition to a one-component developer containing only a magnetic or non-magnetic toner.
The two-component developer is composed of a toner and a carrier that carries the toner, and the toner can be charged by a frictional charging action that occurs during agitation and mixing so that the toner can be electrostatically attracted to the electrostatic latent image on the photoreceptor. Is done.

トナーとキャリアとは攪拌混合による摩擦や衝突が繰り返されるトナーの一部がキャリアに付着して汚染したり、キャリアのコート層が剥がされてしまうことがある。このような現象が発生すると、トナーに対するキャリアの帯電能力が徐々に低下し、トナーの帯電不良が原因する画像のかぶり現象が起こりやすくなる。この場合のかぶり現象とは、現像剤の帯電量低下により逆極性に帯電されたトナーが感光体の非画像部に付着する現象を意味し、これにより、画質低下を招くことがある。   The toner and the carrier may be contaminated by a part of the toner that is repeatedly rubbed and collided by stirring and mixing, and the carrier coating layer may be peeled off. When such a phenomenon occurs, the charging ability of the carrier with respect to the toner gradually decreases, and the fogging phenomenon of the image due to the charging failure of the toner tends to occur. In this case, the fog phenomenon means a phenomenon in which toner charged to a reverse polarity due to a decrease in the charge amount of the developer adheres to a non-image portion of the photoreceptor, and this may cause a decrease in image quality.

従来、画質低下を招くトナー濃度の低下は、トナーと磁性キャリアとを混合した二成分系現像剤を用いた場合を対象とすると、磁性キャリアに対するトナーの混合割合によって変化する透磁率を検知することで判別することが知られており、透磁率の変化がトナー不足に相当している場合にトナーを補給することによりトナー濃度を安定させるようになっている(例えば、特許文献1)。また、このトナー濃度制御に用いられる構成としては、画像部とは別に濃度検知用のパターン像を形成し、その画像濃度の検知に基づきトナー補給制御を行う構成がある(例えば、特許文献2)。   Conventionally, the decrease in toner concentration that causes a decrease in image quality is to detect the magnetic permeability that changes depending on the mixing ratio of the toner with respect to the magnetic carrier when using a two-component developer in which the toner and the magnetic carrier are mixed. The toner density is stabilized by replenishing the toner when the change in magnetic permeability corresponds to the shortage of toner (for example, Patent Document 1). Further, as a configuration used for toner density control, there is a configuration in which a pattern image for density detection is formed separately from the image portion, and toner supply control is performed based on detection of the image density (for example, Patent Document 2). .

一方、現像剤中に含まれるキャリアは、上述したように表面のコート層が剥がれてしまうなどの現象により帯電機能が劣化する。このため、トナーの補給とは別に、現像剤の交換が必要となるが、現像装置内の現像剤全てを対象とした交換を行う場合は、メンテナンス労力やコストの増加、さらには画像形成が行えないダウンタイムによるユーザへの待機時間の増加等の不具合が生じる。   On the other hand, the charging function of the carrier contained in the developer is deteriorated due to a phenomenon such as peeling off of the surface coating layer as described above. For this reason, it is necessary to replace the developer separately from the replenishment of the toner. However, if the replacement is performed for all the developers in the developing device, maintenance labor and cost are increased, and further image formation can be performed. Inconveniences such as an increase in waiting time for the user due to no downtime occur.

従来、画質低下を防止する際に上述した現像剤の全てを交換するのではなく、新規トナーの補給に加えて、現像装置から現像剤の一部を強制的に溢れ出させて帯電性能が低下した現像剤を現像容器から排出し、キャリアおよびトナーを新たに補充することで現像剤を置換することにより、現像剤の帯電性能を維持し、画質低下を抑えるようにしたようにした構成がある(例えば、特許文献3)。   Conventionally, instead of replacing all of the developer described above when preventing image quality degradation, in addition to replenishing new toner, a part of the developer is forced to overflow from the developing device, resulting in a decrease in charging performance The developer is discharged from the developer container, and the developer is replaced by newly replenishing the carrier and the toner, so that the charging performance of the developer is maintained and the deterioration in image quality is suppressed. (For example, patent document 3).

特許文献3に開示されている構成においては、消費されるトナーの補給とは別に新しいキャリアの補給を現像装置内におこない、過剰となった現像装置内の現像剤が、現像装置壁面に設けられている現像剤排出口からオーバーフローして排出され、現像剤回収容器に回収される。このようなキャリア及び劣化現像剤の補給・排出が逐次繰り返されることによって、現像装置内で汚染され劣化していく現像剤が逐次、新たに供給されるトナーおよびキャリアに置換されていく。これにより、現像剤の帯電性能を維持し、画質の低下を抑えるようになっている。
ところが、上記従来発明の構成では、キャリアの現像装置への補給は、トナー補給量と同じ比率でキャリア補給を行う構成である。そのため、画像形成装置の使用方法や使用条件に依らずキャリア補給を行うため、使用状況に応じてキャリアの劣化度合いも異なり、現像される画像も異なったものとなる。例えば、使用状況によってキャリアの劣化が、キャリアの補給・排出では間に合わないほど激しい場合には、画質の劣化や地汚れなどの不具合が発生する可能性がある。また逆にキャリアがほとんど劣化していない場合では、トナー消費量に比例してキャリアの補給・排出を行ってしまうため、キャリアの無駄が生じてしまう。
In the configuration disclosed in Patent Document 3, a new carrier is replenished in the developing device separately from the replenishment of consumed toner, and the developer in the developing device that has become excessive is provided on the wall surface of the developing device. The developer is discharged from the developer outlet and is collected in the developer collection container. By sequentially repeating such supply and discharge of the carrier and the deteriorated developer, the developer that is contaminated and deteriorated in the developing device is sequentially replaced with newly supplied toner and carrier. As a result, the charging performance of the developer is maintained, and the deterioration of the image quality is suppressed.
However, in the configuration of the above-described conventional invention, the carrier is replenished to the developing device in such a manner that the carrier is replenished at the same ratio as the toner replenishment amount. For this reason, since carrier replenishment is performed regardless of the use method and use conditions of the image forming apparatus, the degree of deterioration of the carrier differs depending on the use situation, and the image to be developed also differs. For example, when the deterioration of the carrier is so severe that it is not in time for replenishment / discharge of the carrier depending on the use situation, there is a possibility that problems such as deterioration of image quality and background stains may occur. On the other hand, when the carrier is hardly deteriorated, the carrier is replenished / discharged in proportion to the amount of toner consumption, so that the carrier is wasted.

そこで、実際の現像稼働時の状態を対象として、キャリア補給を現像装置の動作時間により制御する構成(例えば、特許文献4)や、画像形成枚数に応じて現像剤の補給・排出制御を行う構成(例えば、特許文献5)が提案されている。   Therefore, a configuration in which the carrier replenishment is controlled by the operation time of the developing device (for example, Patent Document 4) and a developer replenishment / discharge control according to the number of image formations, targeting the actual developing operation state. (For example, patent document 5) is proposed.

特開平10−213928号公報(段落「0011」欄)Japanese Patent Laid-Open No. 10-213928 (paragraph “0011” column) 特開平3−206471号公報(第4頁右下欄したから第4行乃至第5頁左上欄第15行)Japanese Patent Laid-Open No. 3-206471 (from page 4, lower right column, line 4 to page 5, upper left column, line 15) 特開2001−183893号公報(段落「0045」欄)JP 2001-183893 (paragraph “0045” column) 特開平9−297462号公報(段落「0012」欄)JP-A-9-297462 (paragraph "0012" column) 特開2003−337469号公報(段落「0013」欄)JP 2003-337469 A (paragraph "0013" column)

しかし、特許文献4に開示されているように、現像装置の実稼働時を対象とした場合のキャリア補給制御では、現像装置が連続して動作していたかなどの駆動条件の違いや環境変動によるキャリア劣化の違いが考慮されておらず、また特許文献5に開示されているような、画像形成枚数に応じた補給・排出制御では、現像債の使用率、つまり画像面積率や画像パターンの違いによるキャリア劣化の違いが無視されていることになる。
このため、現像剤の補給・排出制御を実際の現像剤の劣化に基づいて精度よく検知することが現像剤の帯電能力の安定化に繋がり画質低下を抑えるために必要となる。
However, as disclosed in Patent Document 4, in the carrier replenishment control in the case where the developing device is actually operated , due to a difference in driving conditions such as whether the developing device was continuously operated or due to environmental fluctuations. The difference in carrier deterioration is not taken into consideration, and the replenishment / discharge control according to the number of image formations as disclosed in Patent Document 5 uses the development bond usage rate, that is, the difference in image area rate and image pattern. The difference in carrier deterioration due to is ignored.
For this reason, it is necessary to accurately detect developer replenishment / discharge control based on the actual deterioration of the developer in order to stabilize the charging ability of the developer and to suppress deterioration in image quality.

本発明の目的は、上記従来の現像時での問題に鑑み、現像剤を無駄なく利用し、現像剤の特性を長期的に安定して維持させることで画質の安定化、省資源化及びコスト低下を達成することができる現像装置および画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a stable image quality, resource saving, and cost by utilizing a developer without waste and maintaining the characteristics of the developer stably for a long period of time in view of the problems in the conventional development described above. It is an object of the present invention to provide a developing device, an image forming apparatus, and an image forming method capable of achieving the reduction.

請求項1記載の発明は、キャリアのみまたはキャリアとトナーとの混合物で構成された現像剤を補給する一方で、余剰現像剤を排出して現像剤の交換が可能な現像装置において、前記現像剤が供給される潜像担持体側における非画像部での濃度検出結果を予め設定されている検出出力の下限値と対比することにより地汚れ程度から現像剤の劣化状態を検知するために用いられる画像濃度センサと、前記画像濃度センサが入力側に接続され、出力側には現像剤補給手段が接続されている制御部とを備え、前記制御部は、前記画像濃度センサにより非画像部での地汚れ検知の際の地肌ポテンシャルを画像形成時よりも低くして弱帯電トナーが非画像部に付着しやすい状態を設定し、この状態で前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準として前記非画像部からの検出出力を対比することで非画像部での地汚れ状態に基づき現像剤の劣化状態を判別すると共に、この判別結果に応じて現像剤の補給量、排出量の一方または両方を制御することを特徴としている。 According to the first aspect of the present invention, in the developing device capable of replenishing the developer composed of only the carrier or the mixture of the carrier and the toner, and discharging the excess developer and replacing the developer, the developer Is used for detecting the deterioration state of the developer from the degree of background contamination by comparing the density detection result in the non-image portion on the latent image carrier side supplied with the lower limit value of the preset detection output. and a density sensor, said image density sensor is connected to the input side, the output side and a control unit developer supply means being connected, the control unit may land in the non-image portion by the image density sensor The background potential at the time of stain detection is set lower than that at the time of image formation, and a state in which weakly charged toner is likely to adhere to the non-image area is set, and in this state, the lower limit value of the detection output by the image density sensor is used as a reference. Together determine the deteriorated state of the developer on the basis of background contamination state of said at non-image portion by comparing the detection output from the non-image portion, the replenishment amount of the developer according to this determination result, one of emissions or It is characterized by controlling both.

請求項記載の発明は、キャリアのみまたはキャリアとトナーとの混合物で構成された現像剤を補給する一方で、余剰現像剤を排出して現像剤の交換が可能な現像装置において、前記現像剤が供給される潜像担持体側における非画像部での濃度検出結果を予め設定されている検出出力の下限値と対比することにより地汚れ程度から現像剤の劣化状態を検知するために用いられる画像濃度センサと、前記画像濃度センサが入力側に接続され、出力側には現像剤補給手段が接続されている制御部とを備え、前記制御部は、前記画像濃度センサによる非画像部での地汚れ検知の際に、一定量のトナー補給によりトナー濃度を高めて弱帯電トナーが非画像部に付着しやすい状態とし、この状態で前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準として前記非画像部からの検出出力を対比することで現像剤の劣化状態を判別することで前記潜像担持体上での非画像部の地汚れを検知した結果に基づき現像剤の劣化状態を判別し、この判別結果に応じて現像剤の補給量、排出量の一方または両方を制御することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the developing device capable of replenishing the developer composed of only the carrier or a mixture of the carrier and the toner while discharging the excess developer and replacing the developer, the developer Is used for detecting the deterioration state of the developer from the degree of background contamination by comparing the density detection result in the non-image portion on the latent image carrier side supplied with the lower limit value of the preset detection output. and a density sensor, said image density sensor is connected to the input side, the output side and a control unit developer supply means being connected, the control unit may land in the non-image portion by the image density sensor during stain detection, increasing the toner concentration weakly charged toner and adhered easily state to the non-image portion by a certain amount of toner supply, based on the lower limit of detection output in the image density sensor in this state Serial determine the deteriorated state of the developer based on the result of detecting the scumming of the non-image portion on the latent image carrier by determining the deteriorated state of the developer by comparing the detected output from the non-image portion According to the determination result, one or both of the developer replenishment amount and the discharge amount are controlled .

請求項記載の発明は、請求項1または2記載の現像装置において、前記制御部は、前記非画像部に弱帯電トナーが付着しやすい状態での前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準とした前記非画像部からの検出出力の対比を行うに際して、前記現像剤中のトナー濃度を対象として一定濃度に維持した状態を設定することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect, the control unit has a lower limit value of a detection output of the image density sensor in a state where weakly charged toner tends to adhere to the non-image portion. When comparing the detection output from the non-image portion with reference to the above, the toner density in the developer is set to a state where the toner density is maintained at a constant density .

請求項記載の発明は、前記制御部は、前記非画像部に弱帯電トナーが付着しやすい状態での前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準とした前記非画像部からの検出出力の対比を行うに際して、予め、検出出力の対比が行われるまでの現像駆動停止時間の長さとこの長さによる非画像部へのトナー付着状態とを関係づけた情報を前記対比に用いる下限値の補正情報として用いることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, the control unit detects from the non-image part based on a lower limit value of a detection output of the image density sensor in a state where weakly charged toner is likely to adhere to the non-image part. When performing output comparison, a lower limit value in which information relating the length of the development drive stop time until the detection output comparison is performed and the toner adhesion state to the non-image portion due to this length is used for the comparison in advance. The correction information is used as correction information .

請求項記載の発明は、請求項1または2記載の現像装置において、前記制御部は、前記非画像部に弱帯電トナーが付着しやすい状態での前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準とした前記非画像部からの検出出力の対比を行うに際して、一定時間の間、現像剤の攪拌供給が継続された後に、前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準として前記非画像部からの検出出力を対比することで現像剤の劣化状態を判別することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the first or second aspect , the control unit has a lower limit value of a detection output of the image density sensor in a state in which weakly charged toner tends to adhere to the non-image portion. When comparing the detection output from the non-image part with reference to the reference value, the developer agitation supply is continued for a certain period of time, and then the lower limit value of the detection output from the image density sensor is used as a reference. It is characterized in that the deterioration state of the developer is discriminated by comparing the detection output from the image portion .

請求項記載の発明は、請求項1乃至のうちの一つに記載の現像装置において、前記制御部は、前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準として前記非画像部からの検出出力を対比して現像剤の劣化を判別する際に、前記非画像部からの検出出力と前記下限値との対比を複数回行い、複数回の対比結果の傾向を求め、その傾向により現像剤の劣化を判断することを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to fifth aspects, the control unit outputs the non-image portion from the non-image portion on the basis of a lower limit value of a detection output of the image density sensor. When determining the deterioration of the developer by comparing the detection output, the detection output from the non-image part and the lower limit value are compared a plurality of times, the tendency of the comparison result of a plurality of times is obtained, and the development is performed based on the tendency. It is characterized by judging deterioration of the agent .

請求項記載の発明は、請求項記載の現像装置において、前記制御部は、現像駆動開始時から一定時間継続している過程で、検出している地汚れの検出値が一定の攪拌時間よりも短時間で規定値以下になった場合にはその時点で現像剤の劣化判断処理を終了することを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to the sixth aspect , the control unit detects the background contamination detected during a certain period of time from the start of the development driving, and the agitation time is constant. In this case, the developer deterioration determination process is terminated at that time when the value becomes the specified value or less in a shorter time .

請求項記載の発明は、請求項1乃至のうちの一つに記載の現像装置において、現像剤劣化検知開始タイミングは、前回劣化検知を行った際の判断結果に基づき設定されることを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to seventh aspects, the developer deterioration detection start timing is set based on a determination result when the previous deterioration detection is performed. It is a feature.

請求項記載の発明は、請求項記載の現像装置において、前記制御部では、前記現像剤の劣化検知開始タイミングの間隔に対して最短値を設定し、この最短間隔で劣化検知の結果、現像剤が劣化していると判断した場合が連続して規定回数判断された場合には、現像剤の補給・排出動作を停止し、警告動作を選択することを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device according to the eighth aspect , the control unit sets a shortest value for the interval of the deterioration detection start timing of the developer, and as a result of the deterioration detection at the shortest interval, When it is determined that the developer has deteriorated continuously for a predetermined number of times, the developer replenishment / discharge operation is stopped and a warning operation is selected.

請求項10記載の発明は、請求項1乃至のうちの一つに記載の現像装置において、前記制御部において実施される現像剤の劣化判断となる地汚れの規定値はユーザーの要求する画質に応じて変更可能であることを特徴としている。 According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to any one of the first to ninth aspects, the specified value of the background contamination used for the developer deterioration judgment performed in the control unit is an image quality requested by a user. It can be changed according to the characteristics.

請求項11記載の発明は、請求項1乃至10のうちの一つに記載の現像装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。 According to an eleventh aspect of the present invention, the developing device according to any one of the first to tenth aspects is used in an image forming apparatus.

請求項12記載の発明は、請求項1乃至10のうちの一つに記載の現像装置による現像剤劣化判断を行う画像形成方法であることを特徴としている。 The invention of claim 12 wherein is characterized in that an image forming method for performing developer deterioration judgment by the developing device according to one of claims 1 to 10.

本発明によれば、既存の画像濃度センサを用いて非画像部での地汚れを検知することで現像剤の劣化を判断する場合、画像に寄与しない位置に存在する現像剤を対象として現像剤の劣化状態を直接検知することで画像に寄与しない位置を利用して現像剤劣化の判別動作が行える。特に、劣化状態検出に際して、現像剤の劣化検知の際の地肌ポテンシャルを画像形成時よりも小さくしていることにより、現像剤の劣化に対する検知感度を高めることができ、劣化検知の精度を上げることが可能となり、現像剤の補給・排出をより精度よく行えるようにすることで現像剤の帯電能力を安定に保つことが可能となる。 According to the present invention, when the deterioration of the developer is determined by detecting the background stain in the non-image portion using the existing image density sensor, the developer that is present at a position that does not contribute to the image is targeted. By directly detecting the deterioration state, it is possible to determine the developer deterioration by using a position that does not contribute to the image. In particular, when detecting the deterioration state, the background potential at the time of detecting the deterioration of the developer is made smaller than that at the time of image formation, so that the detection sensitivity to the deterioration of the developer can be increased, and the accuracy of the deterioration detection is increased. This makes it possible to keep the developer charging ability stable by making it possible to supply and discharge the developer with higher accuracy.

また、請求項記載の発明によれば、一定量のトナー補給後に現像剤の劣化検知を行うことにより地汚れが起こりやすい状況とすることができ、これにより地汚れによる現像剤の劣化検知精度を高めることが可能となる。 In addition , according to the second aspect of the present invention, it is possible to make a situation in which background contamination easily occurs by detecting the deterioration of the developer after supplying a certain amount of toner. Can be increased.

請求項記載の発明によれば、トナー濃度を一定にしたうえで地汚れ検知を行うことにより、トナー濃度の違いによる現像剤の帯電量の差をなくして地汚れにおける現像剤の劣化検知が行えることになり、これにより劣化検知精度を高めることが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, by detecting the scumming with the toner concentration kept constant, it is possible to detect the deterioration of the developer in the scumming by eliminating the difference in the charge amount of the developer due to the difference in the toner concentration. This makes it possible to improve the accuracy of detection of deterioration.

請求項記載の発明によれば、予め設定されている劣化検知前の現像停止時間と未使用現像剤の地汚れとの関係に基づき非画像部での地汚れと劣化検知前の現像停止時間とで現像剤の劣化状態を判断するようになっているので、劣化検知前の現像停止時間の違い、つまり、連続印刷直後と1日の最初の印刷直後などのように現像剤の帯電量が攪拌時間の違いなどによって異なることが原因して現像剤の劣化検知精度が実際の現像剤の劣化状態と異なってしまうのを防止することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, based on the relationship between the development stop time before detection of deterioration set in advance and the background contamination of unused developer, the development stop time before detection of background contamination and deterioration in the non-image area. Thus, the deterioration state of the developer is judged, so that the difference in the development stop time before the deterioration is detected, that is, the charge amount of the developer is the same as immediately after the continuous printing and immediately after the first printing of the day. It is possible to prevent the deterioration detection accuracy of the developer from differing from the actual deterioration state of the developer due to the difference depending on the difference in the stirring time.

請求項記載の発明によれば、現像剤の劣化検知が一定時間現像処理が行われた後に行うようになっているので、現像時間の違いによる攪拌時間の違いをなくして帯電量の違いをなくしたうえで現像剤の劣化検知が行えることとなり、これにより劣化検知精度の低下を防止することが可能となる。 According to the invention described in claim 5 , since the deterioration detection of the developer is performed after the development processing is performed for a certain time, the difference in the charge amount is eliminated by eliminating the difference in the stirring time due to the difference in the development time. In addition, it is possible to detect the deterioration of the developer after it has been eliminated, thereby preventing the deterioration of the deterioration detection accuracy.

請求項記載の発明によれば、現像駆動開始時と一定時間経過後での2回の検知時期を設定することにより攪拌時間の違いによる帯電状態の違いをなくして地汚れの発生状態を安定させたうえで現像剤の劣化検知が可能となる。しかも、現像駆動開始時から一定時間地汚れの検知を継続することで得られる地汚れの変化率を規定値と比較することにより実際の攪拌により得られる現像剤の帯電状態を安定させたうえで現像剤の劣化検知を行うことができ、検知精度の向上が可能となる。 According to the sixth aspect of the invention, by setting two detection timings at the start of development driving and after a lapse of a fixed time, the difference in charging state due to the difference in stirring time is eliminated, and the state of occurrence of scumming is stabilized. In addition, the deterioration of the developer can be detected. In addition, by stabilizing the charged state of the developer obtained by actual stirring by comparing the change rate of the background stain obtained by continuing detection of the background stain for a certain period of time from the start of development driving. Developer deterioration can be detected, and detection accuracy can be improved.

請求項記載の発明によれば、地汚れの検知値が一定の攪拌時間よりも短時間で規定値以下に達した場合には現像剤の劣化検知を停止するので、検知時間の無駄な長大化を防止することが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, the detection of developer deterioration is stopped when the detected value of the background stain reaches the specified value or less in a shorter time than the fixed stirring time, so that the detection time is wasted. Can be prevented.

請求項記載の発明によれば、現像剤の劣化検知の開始タイミングを前回実施した際の検知結果に基づき設定しているので、現像剤の劣化状態に応じて検知開始タイミングを変化させることができる、これにより、劣化が遅い場合や早い場合に応じて不必要な劣化検知の開始や劣化に追随しない劣化検知などの防止することが可能となる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the start timing for detecting the deterioration of the developer is set based on the detection result obtained when the previous execution was performed, the detection start timing can be changed according to the deterioration state of the developer. In this way, it is possible to prevent unnecessary deterioration detection from starting or deterioration detection that does not follow the deterioration depending on when the deterioration is slow or early.

請求項記載の発明によれば、検知開始タイミングの最短値を設定し、この最短間隔で劣化検知の場合に警告できるようにしているので、現像剤の劣化以外の要因による地汚れが発生していると判断することができるので、無駄に、現像剤の補給・排出が短い間隔で連続して継続されたりするのを未然に防止することが可能となる。 According to the ninth aspect of the present invention, since the shortest detection start timing is set and a warning can be given in the case of deterioration detection at this shortest interval, scumming due to factors other than developer deterioration occurs. Therefore, it is possible to prevent the developer from being continuously supplied and discharged continuously at a short interval.

請求項10記載の発明によれば、ユーザーの要求に応じて現像座員劣化判断基準を変更できるので、要求される画質に対する現像剤の使用状態に応じた劣化検知が可能となる。 According to the tenth aspect of the present invention, the development occupant deterioration determination criterion can be changed according to the user's request, so that it is possible to detect the deterioration according to the use state of the developer for the required image quality.

請求項11および12記載の発明によれば、画質低下に繋がる現像剤劣化状態の判断を潜像担持体の非画像部に存在する地汚れを対象として現像剤の劣化を直接検知することができるので、地汚れを対象とした現像剤劣化ではなく装置の稼働状況などによる現像剤の補給・排出制御と違って、実際の現像剤劣化状態に応じた現像剤の帯電性能の改善が図れ、画質低下を防止することが可能となる。 According to the eleventh and twelfth aspects of the present invention, it is possible to directly detect the deterioration of the developer for the background contamination existing in the non-image portion of the latent image carrier in the determination of the developer deterioration state that leads to the deterioration of the image quality. Therefore, unlike the developer replenishment / discharge control based on the operating status of the device, rather than the developer deterioration for dirt, the developer charging performance can be improved according to the actual developer deterioration state, and the image quality It is possible to prevent the decrease.

以下、図に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.

図1は、本発明実施例による現像装置を用いた画像形成方法が適用される画像形成装置の主要部を示す模式図である。本実施例として挙げる画像形成装置は、複写機、プリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などが含まれる。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of an image forming apparatus to which an image forming method using a developing device according to an embodiment of the present invention is applied. The image forming apparatus described as the present embodiment includes a copying machine, a printer, a facsimile machine, a printing machine, and the like.

図1において画像形成装置1は、本実施例に関連する構成として、現像対象となる静電潜像を担持する潜像担持体である感光体2と、感光体2上の静電潜像を可視像処理する現像装置3とを備えている。なお、画像形成装置1には、感光体2および現像装置3に加えて、図示しないが、帯電装置、書き込み装置、転写装置およびクリーニング装置さらには、転写後の画像を定着する定着装置等が含まれる。   In FIG. 1, an image forming apparatus 1 has a configuration related to the present embodiment, a photosensitive member 2 that is a latent image carrier that carries an electrostatic latent image to be developed, and an electrostatic latent image on the photosensitive member 2. And a developing device 3 for processing a visible image. In addition to the photoreceptor 2 and the developing device 3, the image forming apparatus 1 includes a charging device, a writing device, a transfer device, a cleaning device, and a fixing device for fixing an image after transfer, although not shown. It is.

現像装置3には、トナーと磁性キャリアとを攪拌混合してキャリアに帯電トナーを担持させた二成分系現像剤が用いられる。
現像装置3は、装置の筐体部をなすケーシング3Aと、ケーシング3A内で感光体2に対向する位置に配置されている現像スリーブ3Bと、ケーシング3A内において仕切壁3A1によって区切られた各スペース内に配置されて相反する方向に現像剤を搬送可能なリード方向が設定されている回転可能な搬送オーガ3C、3Dと、現像スリーブ3Bに担持される現像剤の層厚を規定するドクターブレード3Eとを備えている。
The developing device 3 uses a two-component developer in which a toner and a magnetic carrier are agitated and mixed to carry a charged toner on the carrier.
The developing device 3 includes a casing 3A that forms a casing of the device, a developing sleeve 3B that is disposed at a position facing the photoreceptor 2 in the casing 3A, and each space that is partitioned by a partition wall 3A1 in the casing 3A. Rotating transport augers 3C and 3D which are arranged inside and have a lead direction capable of transporting the developer in opposite directions, and a doctor blade 3E which defines the layer thickness of the developer carried on the developing sleeve 3B. And.

現像装置3では、感光体2に担持されている静電潜像に対して搬送オーガ3C、3Dにより攪拌混合されて摩擦帯電された状態のトナーがキャリアに付着している現像剤を接触させ、トナーが静電潜像に対して静電的に吸着されることにより静電潜像の可視像処理を行うようになっている。   In the developing device 3, the electrostatic latent image carried on the photosensitive member 2 is contacted with the developer on which the toner that has been agitated and mixed by the conveyance augers 3C and 3D and frictionally charged is attached to the carrier, The visible image processing of the electrostatic latent image is performed by electrostatically attracting the toner to the electrostatic latent image.

本実施例における現像装置3は、現像剤が新規の現像剤に置換される構成を備えている。以下、この構成について説明する。
図1においてケーシング3Aには、現像スリーブ3Bに向けて現像剤を搬送する搬送オーガ3Cに隣接する搬送オーガ3Dが配置されている空間の上部に現像剤補給部4が、そして、搬送オーガ3Dの回転方向(図示矢印方向)において現像スリーブ3Bから遠ざかる側の壁部に現像剤回収部5がそれぞれ設けられている。現像剤補給部4および現像剤回収部5はケーシング3Aを貫通させた開口部を介して搬送オーガ3Dが配置されている空間と連通させてある。
The developing device 3 in this embodiment has a configuration in which the developer is replaced with a new developer. Hereinafter, this configuration will be described.
In FIG. 1, the casing 3A has a developer replenishing section 4 in the upper part of the space where the conveyance auger 3D adjacent to the conveyance auger 3C that conveys the developer toward the developing sleeve 3B, and the conveyance auger 3D. Developer collecting portions 5 are respectively provided on the wall portions away from the developing sleeve 3B in the rotation direction (in the direction of the arrow in the drawing). The developer supply unit 4 and the developer recovery unit 5 are communicated with a space in which the transport auger 3D is disposed through an opening that penetrates the casing 3A.

図2は、現像装置2に対する現像剤補給部4および現像剤回収部5の構成を示す図であり、同図において現像剤補給部4は、トナーのみを給送するためのトナー用給送パイプ4A1の一端およびキャリアのみあるいは少量のトナーと混合されたキャリアからなる現像剤を給送するための現像剤給送用パイプ4B1の一端がそれぞれケーシング3Aに有する補給開口部3A2に連結されている。
トナー給送用パイプ4A1および現像剤給送用パイプ4B1の内部には、それぞれ搬送スクリュー(図1においては一方の搬送スクリューのみを対象として符号4A10で示してある)が配置されており、搬送スクリューは、各パイプ4A1,4B1の他端に設けてあるトナー搬送用モータ4A2,現像剤搬送用モータ4B2により回転駆動されて現像剤を軸方向に攪拌混合しながら搬送することができる。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the developer replenishing unit 4 and the developer collecting unit 5 for the developing device 2, in which the developer replenishing unit 4 is a toner feeding pipe for feeding only toner. One end of 4A1 and one end of developer feeding pipe 4B1 for feeding a developer consisting of a carrier alone or a carrier mixed with a small amount of toner are connected to a replenishing opening 3A2 provided in casing 3A.
Each of the toner feeding pipe 4A1 and the developer feeding pipe 4B1 is provided with a conveying screw (indicated by reference numeral 4A10 for only one conveying screw in FIG. 1). The toner can be transported while being agitated and mixed in the axial direction by being rotationally driven by a toner transport motor 4A2 and a developer transport motor 4B2 provided at the other end of each of the pipes 4A1 and 4B1.

図2において各給送パイプ4A1,4B1の途中には、トナーカートリッジ4Aおよびキャリアカートリッジ(トナーを少量混合させた現像剤を対象とする場合も含む)4Bがそれぞれ連結されており、内部に収容されているトナーあるいはキャリアのみ若しくは少量のトナーを混合させた現像剤を吐出し、吐出されたトナーあるいはキャリア若しくは現像剤が搬送スクリューの回転に伴いケーシング3Aの内部に連通している現像剤補給部4に搬送されるようになっている。
現像剤補給部4からのトナーあるいはキャリア若しくは現像剤は、図1中、矢印Aで示すように、搬送オーガ3Dが配置されている空間内に落下されるようになっている。
In FIG. 2, a toner cartridge 4A and a carrier cartridge (including a case where a developer mixed with a small amount of toner is used) 4B are connected in the middle of each of the feed pipes 4A1 and 4B1, and are accommodated inside. A developer replenishing unit 4 that discharges only the toner or carrier that is being mixed or a developer mixed with a small amount of toner, and the discharged toner, carrier, or developer communicates with the inside of the casing 3A as the conveying screw rotates. It is designed to be conveyed.
As shown by an arrow A in FIG. 1, the toner or carrier or developer from the developer replenishing section 4 is dropped into the space where the conveyance auger 3D is arranged.

一方、現像剤回収部5は、現像装置3のケーシング3Aにおける搬送オーガ3Dが配置されている空間に連通する空間を有した回収室5Aを備えており、回収室5Aには、現像剤排出用パイプ6の一端が接続されている。現像剤排出用パイプ6の内部には、現像剤排出用モータ5Bによって回転駆動される排出用スクリュー5Cが配置されている。
現像剤排出用パイプ6の他端は、現像装置3に対して着脱可能に設けてある現像剤回収容器7の内部に連通させてある。なお、現像剤の回収に関しては、回収室5Aを設ける代わりに、現像装置3のケーシング3A側に堰部を設け、この堰部を超えた現像剤がオーバーフローして現像剤排出幼パイプ内に流れ込む構成とすることも可能である。この場合には、現像剤の補給が行われた場合に生じる現像剤のオーバーフローを利用することができる。
現像剤排出用モータ5Bは、回転時期および回転量を後述する制御部(図3中、符号100で示す部材)において設定されることにより現像剤剤排出用パイプ6内に充填された現像剤を現像剤回収容器7に向けて移動させて回収できるようになっている。本実施例では、現像剤補給部4に設けてあるトナーカートリッジ4A、キャリアカートリッジ4Bおよび現像剤回収部に設けてある現像剤回収容器7は、いずれも現像装置3に対して着脱できる構成とされており、トナーカートリッジ4A、キャリアカートリッジ4Bは収容されているトナーやキャリアあるいは現像剤が全て消費された場合に、そして現像剤回収容器7は満杯状態に達した場合にそれぞれ新たなものと交換あるいは空状態にされる。
On the other hand, the developer recovery unit 5 includes a recovery chamber 5A having a space communicating with a space where the transport auger 3D in the casing 3A of the developing device 3 is disposed. One end of the pipe 6 is connected. Disposed inside the developer discharge pipe 6 is a discharge screw 5C that is rotationally driven by a developer discharge motor 5B.
The other end of the developer discharge pipe 6 communicates with the inside of a developer recovery container 7 that is detachably attached to the developing device 3. For collecting the developer, instead of providing the collecting chamber 5A, a weir is provided on the casing 3A side of the developing device 3, and the developer exceeding the weir overflows and flows into the developer discharge pipe. A configuration is also possible. In this case, the developer overflow that occurs when the developer is replenished can be used.
The developer discharge motor 5B sets the rotation time and the rotation amount in a control unit (a member denoted by reference numeral 100 in FIG. 3), which causes the developer filled in the developer discharge pipe 6 to be filled. The developer can be recovered by moving it toward the developer recovery container 7. In this embodiment, the toner cartridge 4A, the carrier cartridge 4B, and the developer collection container 7 provided in the developer collection unit provided in the developer supply unit 4 are all detachable from the developing device 3. The toner cartridge 4A and the carrier cartridge 4B are replaced with new ones when the stored toner, carrier or developer is consumed, and the developer recovery container 7 is full. Emptyed out.

現像装置3内に収容されている現像剤のトナー濃度、つまり現像剤中でのトナーの混合比率は、ケーシング3Aに埋め込まれて検出面が搬送オーガ3Dの外周部に対向されているトナー濃度センサ8により透磁率の変化が検出されることで割り出される。混合比率が割り出されると、この結果に応じてトナーの補給制御が実行される。
また、画像濃度の検知には、感光体2に対向している画像濃度センサ9によって行われ、その結果に応じてトナー濃度が低いと判断された場合にトナーの補給制御が行われる。なお、本実施例に用いられる画像濃度センサ9は、発光素子から照射されて感光体2上で反射する光を検知可能な光学センサが用いられる。
The toner concentration of the developer accommodated in the developing device 3, that is, the mixing ratio of the toner in the developer, is a toner concentration sensor embedded in the casing 3A and having a detection surface facing the outer peripheral portion of the transport auger 3D. 8 is determined by detecting a change in magnetic permeability. When the mixing ratio is determined, toner replenishment control is executed according to this result.
Further, the detection of the image density is performed by the image density sensor 9 facing the photoconductor 2, and toner replenishment control is performed when it is determined that the toner density is low according to the result. The image density sensor 9 used in this embodiment is an optical sensor that can detect light irradiated from a light emitting element and reflected on the photoreceptor 2.

画像濃度センサ9は、LEDなどを用いた発光部と受光部とを備えた光学センサで構成され、感光体2に形成された基準パターンの濃度を検知することにより現像装置内に現像剤濃度の設定値を変更するために用いられ、この検出結果に応じて基準パターン濃度が高い場合には現像剤中のトナー濃度を下げるように、また、基準パターン濃度が低い場合には現像剤中のトナー濃度を上げるように現像装置3側に配置されているトナー濃度センサ8の検知結果を用いて補正することができる機能を有している。   The image density sensor 9 is composed of an optical sensor having a light emitting part and a light receiving part using an LED or the like. It is used to change the set value. When the reference pattern density is high according to the detection result, the toner density in the developer is lowered. When the reference pattern density is low, the toner in the developer is used. It has a function capable of correcting using the detection result of the toner density sensor 8 arranged on the developing device 3 side so as to increase the density.

通常、光学センサを用いる画像濃度センサ9は、画像部でのトナー濃度を検知するものが多いが、本実施例では感光体2の非画像部での反射光量を検知することにより、画像部以外に付着する帯電不良トナーの量を検出して現像剤の劣化程度を判別することに用いられる。この構成については後で詳細を説明する。   Usually, the image density sensor 9 using an optical sensor often detects the toner density in the image area, but in this embodiment, by detecting the amount of reflected light on the non-image area of the photosensitive member 2, the image density sensor 9 other than the image area is detected. It is used to determine the degree of developer deterioration by detecting the amount of poorly charged toner adhering to the toner. Details of this configuration will be described later.

なお、現像剤補給部4および現像剤回収部5に設けてある給送パイプ4A1,4B1および現像剤排出用パイプ6を対象としたトナーや現像剤を搬送する手段としては、スクリューに代えて吸引ポンプによる負圧を利用した搬送形態を採用することも可能である。   As a means for conveying toner and developer for the feeding pipes 4A1 and 4B1 and the developer discharging pipe 6 provided in the developer replenishing section 4 and the developer collecting section 5, suction is used instead of a screw. It is also possible to adopt a conveyance form using negative pressure by a pump.

図2においてトナー濃度センサ8は、ケーシング3Aにおける重力方向の下側に相当するケーシング3Aの略底面に配置されており、現像剤が移動した際に集約しやすい位置に設けられている。これにより現像剤の重力方向への移動を利用して現像剤との接触を必然的に行わせることができ、キャリアに対するトナーの混合率によって決まる透磁率の変化を精度よく検出するようになっている。   In FIG. 2, the toner concentration sensor 8 is disposed on a substantially bottom surface of the casing 3 </ b> A corresponding to the lower side in the gravity direction of the casing 3 </ b> A, and is provided at a position where the developer is easily collected when the developer moves. This makes it possible to inevitably make contact with the developer by utilizing the movement of the developer in the direction of gravity, and accurately detects a change in permeability determined by the mixing ratio of the toner with respect to the carrier. Yes.

トナー濃度センサ8に対向する搬送オーガ3Dの一部には、トナー濃度センサ8の検出面に付着している現像剤や異物を掻き取ることができる掻き取り部材10が設けられている。
図3は、現像装置3に用いられる現像剤の劣化に応じた現像剤の補給・排出制御を行うための制御部を説明するためのブロック図であり、同図において制御部100は、画像形成処理全般のシーケンスプログラムを実行する部分であり、本実施例と関連する部材として、入力側には、現像装置始動検知手段101,トナー濃度センサ8,画像濃度センサ9,タイマー102が接続され、出力側には現像装置3の搬送オーガ3C、3Dの駆動部103,現像剤補給手段として用いられる現像剤補給部4側に位置するトナー搬送用モータ4A2,キャリア搬送用モータ4B2,そして警報部104がそれぞれ接続されている。
現像装置始動検知手段101は、現像装置の稼働状態を検知するための手段であり、例えば、操作パネル側でのプリント開始スイッチや画像形成装置の始動スイッチなどが用いられる。また、タイマー102は、現像装置3の駆動停止時間などを計時するために用いられる。
A part of the conveyance auger 3D that faces the toner density sensor 8 is provided with a scraping member 10 that can scrape off the developer and foreign matters adhering to the detection surface of the toner density sensor 8.
FIG. 3 is a block diagram for explaining a control unit for performing developer replenishment / discharge control in accordance with the deterioration of the developer used in the developing device 3. In FIG. 3, the control unit 100 performs image formation. This is a part that executes a sequence program for the entire processing. As members related to the present embodiment, a developing device start detecting means 101, a toner density sensor 8, an image density sensor 9, and a timer 102 are connected to the input side and output. On the side, the driving unit 103 of the transport augers 3C and 3D of the developing device 3, the toner transport motor 4A2, the carrier transport motor 4B2, and the alarm unit 104 located on the developer supply unit 4 side used as developer supply means. Each is connected.
The developing device start detection means 101 is a means for detecting the operating state of the developing device, and for example, a print start switch on the operation panel side or a start switch of the image forming apparatus is used. The timer 102 is used for measuring the drive stop time of the developing device 3 and the like.

制御部100では、感光体2の非画像部での地汚れを画像濃度センサ9により検知することで地肌部に付着している弱帯電トナーの検知を行い、この結果に基づき現像剤の劣化度を判断して現像剤の補給・排出制御を行う。以下に制御内容を説明する。
図4は、画像濃度センサ9の出力値に対する感光体1における非画像部へのトナー付着量の関係を示した線図である。
画像濃度センサ9は反射濃度センサであるため、トナー付着量が多いほど反射率は低くなり出力値は小さく、トナー付着量が少ないほど反射率が高く、出力値は大きくなっている。この関係から、トナーの付着量(地汚れ)を画像濃度センサにより検知できる。
The control unit 100 detects weakly charged toner adhering to the background portion by detecting the background stain on the non-image portion of the photoreceptor 2 by the image density sensor 9, and based on this result, the degree of deterioration of the developer is detected. And the developer replenishment / discharge control. The contents of control will be described below.
FIG. 4 is a graph showing the relationship of the toner adhesion amount to the non-image portion of the photoreceptor 1 with respect to the output value of the image density sensor 9.
Since the image density sensor 9 is a reflection density sensor, the larger the toner adhesion amount, the lower the reflectance and the smaller the output value. The smaller the toner adhesion amount, the higher the reflectance and the larger the output value. From this relationship, the toner adhesion amount (background stain) can be detected by the image density sensor.

一方、図5は、キャリアの帯電量に対する感光体2上での地汚れの度合いを実験的に求めた結果を示す線図である。図5から明らかなように、現像剤の帯電量が高い場合には地汚れは少なく、帯電量が低くなると地汚れがひどくなる傾向があった。これは、以下のような理由が考えられる。
この結果、キャリアの帯電能力が低い場合には、現像剤の帯電量は低くなり、現像装置内に帯電量の小さいトナー(弱帯電トナー)が多くなる。このため、現像ローラ15から離脱しやすいトナーが多くなり、非画像部であってもトナーが付着し地汚れとして現れやすくなる。
同様に、キャリアの帯電能力が高い場合には、トナーは十分帯電させられるので弱帯電トナーの量は少なく、現像スリーブ3Bから離脱しやすいトナーは少なくなり、結果として地汚れの発生は少なくなる。キャリアと帯電能力とはこのような関係があるので、地汚れを検知することによりキャリアの帯電能力が検出できることになる。
図4および図5に示す関係から、現像剤の帯電量に対する画像濃度センサ9の検知出力は図6に示す通りとなる。つまり、現像剤の帯電量が小さい場合には、画像濃度センサの出力値は小さく、現像剤の帯電量が大きい場合には、画像濃度センサの出力値は大きい。
On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing the results of experimental determination of the degree of background contamination on the photoreceptor 2 with respect to the charge amount of the carrier. As can be seen from FIG. 5, there was little background stain when the charge amount of the developer was high, and there was a tendency for the background stain to become worse when the charge amount was low. The following reasons are conceivable.
As a result, when the charging ability of the carrier is low, the charge amount of the developer is low, and the toner with a small charge amount (weakly charged toner) increases in the developing device. For this reason, the amount of toner that easily separates from the developing roller 15 increases, and even in non-image areas, the toner adheres and tends to appear as background stains.
Similarly, when the charging ability of the carrier is high, the toner is sufficiently charged, so that the amount of weakly charged toner is small, the amount of toner that is easily detached from the developing sleeve 3B is reduced, and as a result, the occurrence of scumming is reduced. Since there is such a relationship between the carrier and the charging capability, the charging capability of the carrier can be detected by detecting the ground stain.
From the relationship shown in FIGS. 4 and 5, the detection output of the image density sensor 9 with respect to the charge amount of the developer is as shown in FIG. That is, when the charge amount of the developer is small, the output value of the image density sensor is small, and when the charge amount of the developer is large, the output value of the image density sensor is large.

これらの関係から、画像濃度センサ9の出力値を検出することにより、地汚れを検知し、キャリアの帯電能力(劣化)を判断できる。
画質を維持して現像動作を行うためには、キャリアの帯電能力を一定値以上に保つことが必要である。そのため、図6において、画像濃度センサ9の出力値Vの下限値をAと規定し、劣化検知は、感光体2上の非画像部において、画像濃度センサ9の出力値VとAとを比較することにより行う。
From these relationships, by detecting the output value of the image density sensor 9, it is possible to detect scumming and determine the chargeability (deterioration) of the carrier.
In order to perform the developing operation while maintaining the image quality, it is necessary to keep the charging ability of the carrier at a certain value or more. Therefore, in FIG. 6, the lower limit value of the output value V of the image density sensor 9 is defined as A, and the deterioration detection is performed by comparing the output value V and A of the image density sensor 9 in the non-image portion on the photoreceptor 2. To do.

V<Aの場合、キャリアの帯電能力は規定値よりも低く、キャリアは劣化していると判断できる。そのため、キャリアの補給・排出動作を行う。
V>Aの場合、キャリアは劣化していないと判断できるので、キャリアの補給・排出動作は行わない。
劣化検知のタイミングは、プリント枚数、現像駆動時間、トナー補給等のタイミングに応じて行う。
When V <A, the charging ability of the carrier is lower than the specified value, and it can be determined that the carrier is deteriorated. Therefore, carrier replenishment / discharge operations are performed.
When V> A, since it can be determined that the carrier has not deteriorated, the carrier replenishment / discharge operation is not performed.
Deterioration detection timing is performed in accordance with the number of printed sheets, development drive time, toner supply timing, and the like.

本実施例では、このような原則に基づき、さらに現像剤の劣化状態の判断精度を高める処理が行われており、その処理とは、地汚れが起こりやすい条件下において地汚れの検知を行うことにある。つまり、地汚れが生じにくい条件下において劣化検知を行った場合には、図6に示した帯電量と画像濃度センサ出力との関係における画像濃度センサ9の出力値の変化が小さく、現像剤の帯電量の変化を精度よく検知することが困難となる。これに対し、地汚れが生じやすい条件下において劣化検知を行うと、現像剤の帯電量変化に応じた画像濃度センサ9からの出力変化も顕著に現れやすくなり、感度良く変化するといえ、現像剤の劣化度合いを精度よく検知することができることになる。   In this embodiment, based on such a principle, processing for further improving the accuracy of determination of the deterioration state of the developer is performed, and this processing is to detect scumming under conditions where scumming is likely to occur. It is in. That is, when the deterioration detection is performed under the condition that the background stain is not likely to occur, the change in the output value of the image density sensor 9 in the relationship between the charge amount and the image density sensor output shown in FIG. It becomes difficult to accurately detect changes in the charge amount. On the other hand, if the deterioration detection is performed under the condition in which the background stain is likely to occur, the change in the output from the image density sensor 9 according to the change in the charge amount of the developer tends to appear remarkably, and the developer changes with good sensitivity. It is possible to accurately detect the degree of deterioration of.

地汚れを生じやすい条件下とする方法としては、(1)感光体2の地肌ポテンシャルを小さくして弱帯電トナーが付着しやすいようにする方法、(2)一定量のトナーを補給してトナー濃度を高めてトナーの帯電量を下げる方法がある。   As a method for making the background easy to cause stains, (1) a method for reducing the background potential of the photosensitive member 2 so that weakly charged toner easily adheres, and (2) a toner by supplying a certain amount of toner. There is a method of increasing the density and decreasing the charge amount of the toner.

(1)に挙げた方法は、請求項記載の発明の実施例に相当しており、現像剤の劣化度合いの小さな違いも検出できるので、劣化検知の精度を高めることができ、現像剤の補給・排出制御の精度も高めて安定した現像剤の帯電性を維持できる。
(2)に挙げた方法は請求項3記載の発明の実施例に相当しており、トナー濃度が上昇することで帯電能力が下がることになり、これによって弱帯電トナーが地肌部に付着しやすくなるのを検知しやすくでき、結果として、現像剤の劣化精度を高めて現像剤の補給・排出制御精度を高めることによる帯電性の安定化を得ることができる。
The method described in (1) corresponds to the embodiment of the invention described in claim 1 and can detect a small difference in the degree of deterioration of the developer. The accuracy of replenishment / discharge control can be increased to maintain stable developer charging.
The method described in (2) corresponds to the embodiment of the invention described in claim 3, and the charging ability is lowered by increasing the toner concentration, whereby weakly charged toner tends to adhere to the background portion. As a result, it is possible to improve the deterioration accuracy of the developer and to stabilize the charging property by improving the supply / discharge control accuracy of the developer.

ところで、上記構成を用いた場合、現像剤の帯電量が現像剤の劣化以外の要因により異なることもあり、この場合には地汚れもそれらの要因によって異なる場合がある。このため、画像濃度センサ9からの検知出力に現像剤の劣化以外の要因による変化も含まれる結果となり、現像剤本来の劣化状態を判断する際の判断が生じることがある。そこで、本実施例では、次に挙げる(3)〜(5)の方法を用いることにより現像剤の帯電性を安定させるようになっている。
(3)現像剤の濃度を一定にした条件下において劣化検知を行う方法。
(4)現像駆動開始、終了を継続して検知し、予め設定されている劣化検知前の現像停止時間と未使用現像剤の地汚れとの関係に基づき感光体2の非画像部での地汚れ検知と地汚れ検知前の現像停止時間とにより現像剤の劣化状態を判断する方法。
(5)一定時間、現像動作、つまり、攪拌動作が行われてから劣化検知を行う方法。
By the way, when the above configuration is used, the charge amount of the developer may differ depending on factors other than the deterioration of the developer, and in this case, the background stain may also differ depending on those factors. For this reason, the detection output from the image density sensor 9 includes a change due to factors other than the deterioration of the developer, and an erroneous determination may occur when determining the original deterioration state of the developer. Therefore, in this embodiment, the charging property of the developer is stabilized by using the following methods (3) to (5).
(3) A method of detecting deterioration under a condition where the developer concentration is constant.
(4) The start and end of the development drive are continuously detected, and the ground on the non-image portion of the photoreceptor 2 is determined based on the relationship between the preset development stop time before the detection of deterioration and the background contamination of the unused developer. A method of judging the deterioration state of the developer based on the stain detection and the development stop time before the ground stain detection.
(5) A method of detecting deterioration after a developing operation, that is, a stirring operation for a certain time.

(3)に挙げた方法は請求項記載の発明の実施例に相当しており、現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ8により検知することで一定化し、トナー濃度の差による画像濃度センサ9の出力値の違いをなくすことができるので、実際の現像剤を対象とした劣化検知が行えることになる。この場合のトナー濃度としては、(1)、(2)に挙げた方法で地汚れが生じやすい条件となるように高めの設定とされる。 The method described in (3) corresponds to an embodiment of the invention described in claim 2 , and the toner density of the developer is made constant by detecting it with the toner density sensor 8, and the image density sensor 9 based on the difference in toner density is used. Therefore, it is possible to detect the deterioration of the actual developer. In this case, the toner density is set to a high value so that the background contamination is likely to occur by the methods described in (1) and (2).

(4)に挙げた方法は、請求項記載の発明の実施例に相当しており、現像剤の劣化検知前の現像駆動停止時間の長さによって現像剤の帯電量の違いが地汚れの違いとして画像濃度センサ9での検知結果に変化をもたらすことを前提としている。つまり、連続現像終了時と最初の使用時というように現像剤の攪拌時間の違いによる現像剤の帯電量の違いによる影響が画像濃度センサ9による検知に影響することを考慮したものである。このため、予め、未使用現像剤に関しては、劣化検知前の現像駆動停止時間の長さと地汚れとの関係を実験や計算処理によりあるいはシミュレーションにより求めておき、現像駆動停止時間の長さによる地汚れの規定値を割り出しておく。この場合の規定値とは、前述した画像濃度センサ9の下限値Aに相当している。これにより、劣化検知時には現像駆動停止時間の長さを検知判断のパラメータの一つとして用い、その現像駆動停止時間の長さを検知し、この長さに対する既定値と画像濃度センサ9からの検知出力とを比較することにより現像駆動停止時間による現像剤の帯電量が変化している場合でもその駆動停止時間に見合う現像剤の劣化状態を判断することができる。この場合には、図3に示した制御部100における現像装置始動検知手段101およびタイマー102を用いる。 The method described in (4) corresponds to the embodiment of the invention described in claim 4 , and the difference in the charge amount of the developer may be caused by the length of the development drive stop time before detecting the deterioration of the developer. As a difference, it is assumed that the detection result of the image density sensor 9 is changed. That is, it is considered that the influence of the difference in the developer charge amount due to the difference in the developer agitation time, such as at the end of continuous development and at the first use, affects the detection by the image density sensor 9. For this reason, with regard to unused developer, the relationship between the length of the development drive stop time before the deterioration detection and the background stain is obtained in advance through experiments, calculation processing, or simulation, and the development drive stop time is determined based on the length of the development drive stop time. Calculate the specified value for dirt. The specified value in this case corresponds to the lower limit value A of the image density sensor 9 described above. Thus, when the deterioration is detected, the length of the development drive stop time is used as one of the detection determination parameters, the length of the development drive stop time is detected, and a predetermined value for this length is detected from the image density sensor 9. By comparing the output with the developer, even when the developer charge amount due to the development drive stop time changes, it is possible to determine the deterioration state of the developer corresponding to the drive stop time. In this case, the developing device start detection unit 101 and the timer 102 in the control unit 100 shown in FIG. 3 are used.

(5)に挙げた方法は、請求項記載の発明の実施例に相当しており、この場合にも現像剤に対する帯電立ち上がりの違いが画像濃度センサ9の検知出力で判別できなくなるのを防止することを考慮したものである。つまり、現像剤の攪拌時間の違いが現像剤の帯電量の違いに影響することから、一定時間現像動作を行うことで攪拌時間のムラをなくすことにより帯電状態が一定化されているという前提が得られ、これによって現像剤の劣化度合いの違いが明確に判別できることになり、現像剤劣化検知の精度を高めることができる。この場合の一定時間の現像動作は制御部100に接続されているタイマー102の計時により制御される。 The method described in (5) corresponds to the embodiment of the invention described in claim 5 , and in this case as well, it is possible to prevent the difference in charge rising with respect to the developer from being determined by the detection output of the image density sensor 9. It is taken into consideration. In other words, since the difference in developer agitation time affects the difference in developer charge amount, it is assumed that the charged state is made constant by eliminating the unevenness of the agitation time by performing the development operation for a certain period of time. As a result, the difference in the degree of deterioration of the developer can be clearly discriminated, and the accuracy of detection of the developer deterioration can be improved. In this case, the development operation for a certain period of time is controlled by the timer 102 connected to the control unit 100.

ところで、現像剤の帯電立ち上がりに関していうと、攪拌初期には帯電立ち上がりが悪く、いわゆる所定帯電量に達していない状態であることから弱帯電トナーの存在が多く地汚れが顕著となりやすい。このため、画像濃度センサ9による検知結果として現像剤が劣化していないにも拘わらず、劣化しているとする判断条件が得られてしまう。そこで、本実施例では、画像濃度センサによる地汚れ検知と同時に攪拌時間に対する地汚れの変化とを検知することにより、現像剤に劣化を正確に判断できるようにしている。
つまり、図5に示した現像剤の帯電量と地汚れの関係から、帯電が立ち上がっていない攪拌初期には現像剤の帯電状態が不安定となることから地汚れがひどく、攪拌に伴い帯電が立ち上がると、地汚れが改善すると考えられる。そのため、攪拌時間に対する画像濃度センサの出力値の関係は図7のようになると考えられる。
By the way, with regard to the charge rise of the developer, the charge rise is poor at the initial stage of stirring, and the so-called predetermined charge amount is not reached. For this reason, although the developer is not deteriorated as a detection result by the image density sensor 9, a determination condition that the deterioration is obtained is obtained. In this embodiment, therefore, the deterioration of the developer can be accurately determined by detecting the background contamination by the image density sensor and simultaneously detecting the change in background contamination with respect to the stirring time.
That is, from the relationship between the charge amount of the developer and the background stain shown in FIG. 5, the developer is in an unstable state at the initial stage of stirring when the charge has not risen. When you stand up, it is thought that dirt will improve. Therefore, it is considered that the relationship between the output value of the image density sensor and the stirring time is as shown in FIG.

一方、帯電の立ち上がり性は、攪拌時間とは別に現像剤の劣化度合いにより異なるため、攪拌時間に対する画像濃度センサ出力の変化率は、現像剤の劣化度合いを表すことになる。しかし、これには劣化度合いと同時に、劣化検知前の現像駆動時間や現像停止時間などによる変化も含まれてしまうため、変化率と同時に画像濃度センサの出力値の両方を検知する。これにより、劣化を帯電の立ち上がり性と帯電量の両方で判断することが劣化検知の精度を向上させるのに役立つ。   On the other hand, since the rising property of charging varies depending on the degree of deterioration of the developer separately from the stirring time, the change rate of the image density sensor output with respect to the stirring time represents the degree of deterioration of the developer. However, since this includes changes due to the development drive time and development stop time before the deterioration detection as well as the degree of deterioration, both the output value of the image density sensor is detected simultaneously with the change rate. As a result, judging the deterioration based on both the rising property of the charge and the charge amount is useful for improving the accuracy of the deterioration detection.

このための方法としては、
(6)現像剤の劣化検知を現像開始時と一定時間経過毎の2回に亘り行い、2回の検知結果との差および2回目の検出値のいずれかまたは両方の結果を規定値と比較する方法。
(7)現像駆動開始時から一定時間の間、画像濃度センサによる現像剤劣化検知を継続し、その変化率である地汚れ減少度と一定時間現像剤の攪拌が行われた際の前記画像濃度センサからの検出値と規定値とを比較する方法である。
As a method for this,
(6) The developer deterioration is detected twice at the start of development and every certain time, and the difference between the two detection results and the result of the second detection value or both are compared with the specified value. how to.
(7) The developer density detection by the image density sensor is continued for a certain time from the start of the development driving, and the image density when the background is reduced and the developer is stirred for a certain time. This is a method of comparing a detection value from a sensor with a specified value.

(6)に挙げた方法は、請求項7記載の発明の実施例に相当しており、図7において、現像駆動開始時T1と一定時間駆動時T2の際の画像濃度センサ出力値をV1とV2とし、あらかじめ一定時間駆動後の出力値の下限値Aと、T1からT2までの時間でのセンサ出力の変化量の最小値Vminを決めておく。
まず、V2をAと比較し、V2>Aとなった場合には、地汚れは規定値以下であり、現像剤は劣化していないと判断し劣化検知動作は終了する。
V2<Aとなった場合には、(V2−V1)をVminと比較する。
(V2−V1)>Vminとなった場合には、T2の時点では地汚れは規定値以下になっていないが、一定時間に大きく地汚れが改善しており、帯電の立ち上がり性が良いと判断できる。そのため、現像剤は劣化していないと判断し、さらに攪拌してから再度V2とAの比較を行い、V2<Aとならない限りは、補給・排出動作は行わない。
(V2−V1)<Vminとなった場合には、一定時間攪拌後の地汚れも規定値を越えており(V2<A)、帯電の立ち上がり性も悪いため、現像剤が劣化していると判断できる。そのため、現像剤の補給・排出動作を行う。
The method described in (6) corresponds to the embodiment of the invention described in claim 7. In FIG. 7, the output value of the image density sensor at the time of developing driving start T1 and at the time of driving for a fixed time T2 is V1. The lower limit value A of the output value after driving for a predetermined time and the minimum value Vmin of the change amount of the sensor output in the time from T1 to T2 are determined in advance.
First, when V2 is compared with A and V2> A, it is determined that the background contamination is not more than the specified value and the developer is not deteriorated, and the deterioration detection operation is terminated.
When V2 <A, (V2−V1) is compared with Vmin.
When (V2−V1)> Vmin, the background stain is not less than the specified value at the time of T2, but it is determined that the background stain has been greatly improved in a certain time and the rising property of charging is good. it can. For this reason, it is determined that the developer has not deteriorated, and after further stirring, V2 and A are compared again, and unless V2 <A, the replenishment / discharge operation is not performed.
If (V2−V1) <Vmin, the background stain after stirring for a certain time also exceeds the specified value (V2 <A), and the rising property of charging is poor, so that the developer is deteriorated. I can judge. Therefore, a developer replenishment / discharge operation is performed.

(7)に挙げた方法は請求項8記載の発明の実施例に相当しており、一定時間でのセンサ出力の変化量Vminではなく、攪拌時間に対するセンサ出力の変化率(傾き)aによって劣化を判断する。
まず、(6)に挙げた方法と同様に一定時間攪拌後の出力値V2とAを比較し、V2>Aの場合には、現像剤は劣化していないと判断し劣化検知動作を終了する。
V2<Aの場合、あらかじめ決めた変化率の下限値aminに対して、a>aminの場合、帯電の立ち上がり性が良いと考えられるので、現像剤は劣化していないと判断し、a<aminの場合、現像剤は劣化していると判断する。
The method described in (7) corresponds to the embodiment of the invention described in claim 8 and is deteriorated not by the change amount Vmin of the sensor output in a certain time but by the change rate (slope) a of the sensor output with respect to the stirring time. Judging.
First, similarly to the method described in (6), the output value V2 after stirring for a predetermined time is compared with A. If V2> A, it is determined that the developer has not deteriorated, and the deterioration detection operation is terminated. .
In the case of V2 <A, it is considered that the rising property of charging is good in the case of a> amin with respect to the predetermined lower limit value amin of the change rate. Therefore, it is determined that the developer is not deteriorated, and a <amin In this case, it is determined that the developer has deteriorated.

この方法では、センサ出力を一定時間検出しつづけることが必要であるが、そのかわり、ある時点でのセンサ出力VがV>Aとなったら一定時間経っていない場合でも、すぐに劣化検知を終了することができる。
つまり、地汚れの値が短時間で一定時間攪拌後の地汚れの規定値以下となった場合に現像剤の劣化検知を終了することで、劣化検知にかかる時間を短縮できるため、ユーザーのウォームアップタイムを短縮することができ、ユーザーの作業効率を遅らせることがなくなる。これは請求項9記載の発明の実施例に相当している。
In this method, it is necessary to continuously detect the sensor output for a certain period of time, but instead, if the sensor output V at a certain point satisfies V> A, even if a certain period of time has not elapsed, the detection of deterioration is immediately terminated. can do.
In other words, when the scumming value falls below the specified value of scumming after stirring for a certain period of time, the developer degradation detection can be completed to shorten the time required for the degradation detection. Uptime can be shortened, and user work efficiency is not delayed. This corresponds to an embodiment of the invention described in claim 9.

劣化検知のタイミングは、劣化検知結果に応じて変えることにより、劣化度合いが大きい場合にも、現像剤の補給・排出回数が多くなることにより対応できるようにすることができる。つまり、劣化検知のタイミングは、初期はプリント枚数、現像駆動時間、トナー補給等のタイミングに応じて行うが、初期以外は前回の劣化検知結果をもとに、そのタイミングを決定する。例えば初期のタイミングが現像駆動時間で決定されている時、一回目の劣化検知を駆動時間T1後に行う時、n回目の劣化検知のタイミングは、(n−1)回目の劣化検知動作からTn=n・Tn−1で示される時間Tn後に行う。その際、nは(n−1)回目の劣化検知の際、現像剤が劣化していると判断され、現像剤の補給・排出動作を行った場合には、n<1とし、劣化していないと判断された場合にはn=1とする。
ここで、劣化検知のタイミングを、プリント枚数等の時間以外のものとしている場合にも同様に、Tをプリント枚数P、トナー補給量G等に置き換えて、劣化検知タイミングを決定することができる。
通常、現像剤の劣化が進行すると、現像剤の帯電能力に関する余裕度が小さくなってくるため地汚れの発生頻度も高まることになる。このため、このような現像剤の劣化を改善して現像剤の帯電性の低下を防止するには劣化に追随して現像剤の補給・排出を行うことが必要となり、このためには、劣化検知間隔を小さくすることが重要な要素となる。一方、劣化していないと判断した場合には、現像剤の帯電能力にある程度余裕が残っているといえるので、劣化検知の間隔を小さくすると不必要に劣化検知が行われてしまうことになるので、この場合には劣化検知間隔を今までと同じ状態とすることになる。
The deterioration detection timing is changed according to the deterioration detection result, so that even when the degree of deterioration is large, it is possible to cope with the increase in the number of times of developer replenishment / discharge. That is, deterioration detection timing is initially determined according to the number of prints, development drive time, toner replenishment timing, etc., but other than the initial timing, the timing is determined based on the previous deterioration detection result. For example, when the initial timing is determined by the development drive time, when the first deterioration detection is performed after the drive time T1, the timing of the nth deterioration detection is Tn = from the (n−1) th deterioration detection operation. It is performed after time Tn indicated by n · Tn−1. At that time, n is determined that the developer has deteriorated at the time of (n-1) -th deterioration detection, and when the developer replenishment / discharge operation is performed, n <1 and the deterioration has occurred. If it is determined that there is no, n = 1.
Here, in the case where the deterioration detection timing is other than the time such as the number of prints, the deterioration detection timing can be determined by replacing T with the number of prints P, the toner replenishment amount G, and the like.
Usually, when the deterioration of the developer progresses, the margin regarding the charging ability of the developer becomes small, and therefore the frequency of occurrence of background contamination increases. For this reason, in order to improve the deterioration of the developer and prevent the chargeability of the developer from decreasing, it is necessary to replenish and discharge the developer following the deterioration. It is an important factor to reduce the detection interval. On the other hand, if it is determined that there is no deterioration, it can be said that there is some margin in the charging capacity of the developer, so if the deterioration detection interval is reduced, deterioration detection will be performed unnecessarily. In this case, the deterioration detection interval is set to the same state as before .

劣化検知間隔に関しては、上述したように現像剤の劣化度合いに応じて変化させることができるが、予め最小値、つまり劣化検知タイミングの間隔に最短値を設けておき、最短間隔で劣化が検知された場合、換言すれば、図6に示した関係において、V<Aの関係が得られてキャリアの帯電能力は規定値よりも低く、キャリアは劣化していると判断された場合には、現像剤の劣化状態を判断する条件の一つである所定タイミングに達しない場合の現像剤の劣化検知ということで現像剤の劣化とは別の要因による検知結果が得られたとして、塩蔵剤の劣化以外の問題や不具合による画像濃度センサ9の出力値が規定値以下となったと判断し、図3に示した警報部104を介してユーザーに警告する。これにより、現像剤自体の劣化とは異なる要因により画像濃度センサ9の検出値が規定値以下となった場合に無駄に現像剤の補給・排出が行われるのを防止することができ、また、現像剤の劣化とは別の原因による不具合が大きくなる前にメンテナンス作業などを実行できるようにすることができる。これは請求項記載の発明の実施例に相当している。 As described above, the deterioration detection interval can be changed according to the degree of deterioration of the developer. However, a minimum value is set in advance, that is, a deterioration detection timing interval is set in advance, and deterioration is detected at the shortest interval. In other words, in the relationship shown in FIG. 6, if the relationship of V <A is obtained, the charging ability of the carrier is lower than the specified value, and it is determined that the carrier is deteriorated, the development is performed. Degradation of salting agent as a result of detection due to a factor different from developer deterioration due to detection of developer deterioration when the specified timing is not reached, which is one of the conditions for judging the deterioration state of the agent. It is determined that the output value of the image density sensor 9 due to a problem or malfunction other than the above is less than a specified value, and a warning is given to the user via the alarm unit 104 shown in FIG. As a result, it is possible to prevent the developer from being replenished / discharged when the detected value of the image density sensor 9 is less than or equal to a predetermined value due to a factor different from the deterioration of the developer itself. Maintenance work or the like can be performed before a problem due to a cause other than the deterioration of the developer becomes large. This corresponds to an embodiment of the invention described in claim 9 .

一方、本実施例では、現像剤の劣化を判断する際の地汚れの規定値をユーザーの画質選択に応じて変更できるようになっている。つまり、劣化を判断する規定値が、ユーザーにより選択できるような構成とする。
この際、ユーザーに現像剤劣化の規定値の選択、という作業は困難であり、ユーザーの手間を増やす結果となってしまう。そのため、現像剤劣化の規定値は、ユーザーが画質を選択すると、それに応じて変化するように設定する。例えば、ユーザーが高画質を選択した場合、図6における下限値Aや図7における下限値A、変化率Vminやamin等を大きな値とする。これにより、現像剤の帯電量は高い値に安定するため、常に高画質で画像形成を行うことが出来る。同時に劣化検知のタイミングを小さくしても良い。逆に、ユーザーが高画質を選択しない場合には、図6における下限値Aや図7における下限値A、変化率Vminやaminを小さく設定する。これにより、地汚れの許容範囲が広くなり、現像剤の帯電能力はあり程度低下したところで安定するが、かわりに劣化検知時間が短くなるため、装置のウォームアップタイムも短くでき、ユーザーの作業効率を向上できる。現像剤の補給・排出回数も少なくなると予想されるため、現像剤の消費量を減らすことが出来、現像剤の無駄を減らせる。
このようにユーザー自身が必要な画質を選択することにより、ユーザーに応じて必要な画質を維持し、現像剤をユーザーに応じた消費量に保つことが出来るため、現像剤の消費量の無駄は最も少なくすることができる。
On the other hand, in this embodiment, the specified value of the background stain when determining the deterioration of the developer can be changed according to the user's image quality selection. In other words, the configuration is such that the specified value for judging deterioration can be selected by the user.
At this time, it is difficult for the user to select a prescribed value for developer deterioration, which results in an increase in user effort. Therefore, the prescribed value for developer deterioration is set so as to change accordingly when the user selects image quality. For example, when the user selects high image quality, the lower limit value A in FIG. 6, the lower limit value A in FIG. 7, the change rate Vmin, amin, and the like are set to large values. Thereby, the charge amount of the developer is stabilized at a high value, so that image formation can always be performed with high image quality. At the same time, the deterioration detection timing may be reduced. Conversely, when the user does not select high image quality, the lower limit value A in FIG. 6, the lower limit value A in FIG. 7, and the change rates Vmin and amin are set small. As a result, the allowable range of scumming is widened, and the charging ability of the developer is stabilized when it is reduced to a certain extent, but instead the deterioration detection time is shortened, so the device warm-up time can be shortened and the user's work efficiency Can be improved. Since the number of times of replenishment / discharge of the developer is expected to be reduced, the consumption of the developer can be reduced, and the waste of the developer can be reduced.
In this way, by selecting the required image quality by the user himself, the required image quality can be maintained according to the user and the developer consumption can be maintained according to the user. Can be the least.

本発明実施例による現像装置が適用される画像形成装置の要部構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of an image forming apparatus to which a developing device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明実施例による現像装置に用いられる現像剤補給部および現像剤回収部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the developer supply part and developer collection | recovery part used for the image development apparatus by the Example of this invention. 図1に示した現像装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the control part used for the image development apparatus shown in FIG. 非画像部へのトナーの付着量と画像濃度センサ出力との関係を説明するための線図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between an amount of toner attached to a non-image portion and an image density sensor output. 地汚れ度と現像剤の帯電量との関係を説明するための線図である。It is a diagram for explaining the relationship between the degree of background stain and the charge amount of the developer. 現像剤の帯電量と画像濃度センサ出力との関係を説明するための線図である。It is a diagram for explaining the relationship between the charge amount of the developer and the image density sensor output. 現像剤の攪拌時間に対する画像濃度センサ出力の関係を説明するための線図である。It is a diagram for explaining the relationship of the image density sensor output with respect to the stirring time of the developer.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
2 感光体
3 現像装置
3C、3D 搬送オーガ
4 現像剤補給部
4A トナーカートリッジ
4B キャリアカートリッジ
5 現像剤回収部
7 現像剤回収容器
8 トナー濃度センサ
9 画像濃度センサ
100 制御部
101 現像駆動開始手段
102 タイマー
103 駆動部
104 警報部
V 画像濃度センサ出力
A 規定値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Photoconductor 3 Developing apparatus 3C, 3D Conveying auger 4 Developer supply part 4A Toner cartridge 4B Carrier cartridge 5 Developer collection part 7 Developer collection container 8 Toner density sensor 9 Image density sensor 100 Control part 101 Development drive Starting means 102 Timer 103 Drive unit 104 Alarm unit V Image density sensor output A Specified value

Claims (12)

キャリアのみまたはキャリアとトナーとの混合物で構成された現像剤を補給する一方で、余剰現像剤を排出して現像剤の交換が可能な現像装置において、
前記現像剤が供給される潜像担持体側における非画像部での濃度検出結果を予め設定されている検出出力の下限値と対比することにより地汚れ程度から現像剤の劣化状態を検知するために用いられる画像濃度センサと、
前記画像濃度センサが入力側に接続され、出力側には現像剤補給手段が接続されている制御部とを備え、
前記制御部は、前記画像濃度センサにより非画像部での地汚れ検知の際の地肌ポテンシャルを画像形成時よりも低くして弱帯電トナーが非画像部に付着しやすい状態を設定し、この状態で前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準として前記非画像部からの検出出力を対比することで非画像部での地汚れ状態に基づき現像剤の劣化状態を判別すると共に、この判別結果に応じて現像剤の補給量、排出量の一方または両方を制御することを特徴とする現像装置。
In a developing device in which a developer composed of only a carrier or a mixture of a carrier and a toner is replenished while an excess developer is discharged and the developer can be replaced.
In order to detect the deterioration state of the developer from the degree of background contamination by comparing the density detection result in the non-image area on the latent image carrier to which the developer is supplied with a lower limit value of a preset detection output. An image density sensor used ; and
The image density sensor is connected to the input side, and the output side includes a control unit to which developer replenishing means is connected;
The control unit sets a state in which weakly charged toner is likely to adhere to the non-image portion by setting the background potential at the time of detection of background contamination in the non-image portion to be lower than that at the time of image formation by the image density sensor. By comparing the detection output from the non-image area on the basis of the lower limit value of the detection output from the image density sensor, it is possible to determine the deterioration state of the developer based on the background contamination state in the non-image area. A developing device that controls one or both of a supply amount and a discharge amount of a developer according to a result.
キャリアのみまたはキャリアとトナーとの混合物で構成された現像剤を補給する一方で、余剰現像剤を排出して現像剤の交換が可能な現像装置において、
前記現像剤が供給される潜像担持体側における非画像部での濃度検出結果を予め設定されている検出出力の下限値と対比することにより地汚れ程度から現像剤の劣化状態を検知するために用いられる画像濃度センサと、
前記画像濃度センサが入力側に接続され、出力側には現像剤補給手段が接続されている制御部とを備え、
前記制御部は、前記画像濃度センサによる非画像部での地汚れ検知の際に、一定量のトナー補給によりトナー濃度を高めて弱帯電トナーが非画像部に付着しやすい状態とし、この状態で前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準として前記非画像部からの検出出力を対比することで現像剤の劣化状態を判別することで前記潜像担持体上での非画像部の地汚れを検知した結果に基づき現像剤の劣化状態を判別し、この判別結果に応じて現像剤の補給量、排出量の一方または両方を制御することを特徴とする現像装置。
In a developing device in which a developer composed of only a carrier or a mixture of a carrier and a toner is replenished while an excess developer is discharged and the developer can be replaced.
In order to detect the deterioration state of the developer from the degree of background contamination by comparing the density detection result in the non-image area on the latent image carrier to which the developer is supplied with a lower limit value of a preset detection output. An image density sensor used ; and
The image density sensor is connected to the input side, and the output side includes a control unit to which developer replenishing means is connected;
When the background density is detected in the non-image area by the image density sensor , the controller increases the toner density by supplying a certain amount of toner so that weakly charged toner is likely to adhere to the non-image area. By comparing the detection output from the non-image portion with reference to the lower limit value of the detection output from the image density sensor, the deterioration state of the developer is determined to thereby determine the ground of the non-image portion on the latent image carrier. A developing device characterized by determining a deterioration state of a developer based on a result of detecting dirt and controlling one or both of a developer replenishment amount and a discharge amount according to the determination result .
請求項1または2記載の現像装置において、
前記制御部は、前記非画像部に弱帯電トナーが付着しやすい状態での前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準とした前記非画像部からの検出出力の対比を行うに際して、前記現像剤中のトナー濃度を対象として一定濃度に維持した状態を設定することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2,
The control unit performs the comparison of the detection output from the non-image part based on the lower limit value of the detection output of the image density sensor in a state where weakly charged toner is likely to adhere to the non-image part. A developing device characterized by setting a state in which a constant toner density is set for a developer.
請求項1または2記載の現像装置において、
前記制御部は、前記非画像部に弱帯電トナーが付着しやすい状態での前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準とした前記非画像部からの検出出力の対比を行うに際して、予め、検出出力の対比が行われるまでの現像駆動停止時間の長さとこの長さによる非画像部へのトナー付着状態とを関係づけた情報を前記対比に用いる下限値の補正情報として用いることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2,
The control unit preliminarily compares the detection output from the non-image part with reference to the lower limit value of the detection output of the image density sensor in a state where weakly charged toner is likely to adhere to the non-image part. The information relating the length of the development drive stop time until the comparison of the detection output and the toner adhesion state to the non-image part due to this length is used as correction information for the lower limit value used for the comparison. A developing device.
請求項1または2記載の現像装置において、
前記制御部は、前記非画像部に弱帯電トナーが付着しやすい状態での前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準とした前記非画像部からの検出出力の対比を行うに際して、一定時間の間、現像剤の攪拌供給が継続された後に、前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準として前記非画像部からの検出出力を対比することで現像剤の劣化状態を判別することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1 or 2,
When the control unit compares the detection output from the non-image part with reference to the lower limit value of the detection output of the image density sensor in a state where weakly charged toner is likely to adhere to the non-image part, After the developer agitation supply is continued for a period of time, the deterioration state of the developer is determined by comparing the detection output from the non-image area with reference to the lower limit value of the detection output from the image density sensor. A developing device.
請求項1乃至のうちの一つに記載の現像装置において、
前記制御部は、前記画像濃度センサでの検出出力の下限値を基準として前記非画像部からの検出出力を対比して現像剤の劣化を判別する際に、前記非画像部からの検出出力と前記下限値との対比を複数回行い、複数回の対比結果の傾向を求め、その傾向により現像剤の劣化を判断することを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 5 ,
The control unit compares the detection output from the non-image part with the lower limit of the detection output from the image density sensor as a reference, and determines the deterioration of the developer from the non-image part. A developing apparatus characterized in that a comparison with the lower limit value is performed a plurality of times, a tendency of a comparison result of a plurality of times is obtained, and deterioration of the developer is determined based on the tendency .
請求項記載の現像装置において、
前記制御部は、現像駆動開始時から一定時間継続している過程で、検出している地汚れの検出値が一定の攪拌時間よりも短時間で規定値以下になった場合にはその時点で現像剤の劣化判断処理を終了することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 6 .
In the process that has continued for a certain period of time from the start of development driving , the control unit detects when the detected value of the background contamination is less than the specified value in a shorter time than the constant agitation time. A developing device characterized in that the developer deterioration judging process is terminated .
請求項1乃至のうちの一つに記載の現像装置において、
現像剤劣化検知開始タイミングは、前回劣化検知を行った際の判断結果に基づき設定されることを特徴とする現像装置。
The developing device according to one of claims 1 to 7,
The developer deterioration detection start timing is set based on a determination result when the previous deterioration detection is performed .
請求項8記載の現像装置において、
前記制御部では、前記現像剤の劣化検知開始タイミングの間隔に対して最短値を設定し、この最短間隔で劣化検知の結果、現像剤が劣化していると判断した場合が連続して規定回数判断された場合には、現像剤の補給・排出動作を停止し、警告動作を選択することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 8, wherein
In the control unit , the shortest value is set for the interval of the developer deterioration detection start timing, and the case where it is determined that the developer has deteriorated as a result of the deterioration detection at the shortest interval is continuously specified times. If determined, the developer supply / discharge operation is stopped and a warning operation is selected .
請求項1乃至9のうちの一つに記載の現像装置において、
前記制御部において実施される現像剤の劣化判断となる地汚れの規定値はユーザーの要求する画質に応じて変更可能であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 9,
2. A developing apparatus according to claim 1, wherein the specified value of background contamination for determining the deterioration of the developer performed in the control unit can be changed according to the image quality requested by the user .
請求項1乃至10のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置 An image forming apparatus using the developing device according to claim 1. 請求項1乃至10のうちの一つに記載の現像装置による現像剤劣化判断を行うことを特徴とする画像形成方法 Image forming method and performing developer deterioration judgment by the developing device according to one of claims 1 to 10.
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