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JP5578434B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP5578434B2 JP2010258841A JP2010258841A JP5578434B2 JP 5578434 B2 JP5578434 B2 JP 5578434B2 JP 2010258841 A JP2010258841 A JP 2010258841A JP 2010258841 A JP2010258841 A JP 2010258841A JP 5578434 B2 JP5578434 B2 JP 5578434B2
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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体上の潜像を二成分現像剤により現像することで得られるトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine. Specifically, a toner image obtained by developing a latent image on a latent image carrier with a two-component developer is finally formed on a recording material. The present invention relates to an image forming apparatus that performs image formation by transferring to the above.

現像装置(現像手段)内を現像剤循環搬送路に沿って循環搬送される二成分現像剤(以下、単に「現像剤」という。)中のトナーが画像形成によって消費されると、その消費分のトナーをトナー補給手段により現像剤に補給する。このトナー補給の際に採用される従来のトナー補給方法としては、次のような方法が知られている。例えば、潜像担持体上に露光装置(潜像形成手段)が潜像形成する際に用いる画素書込情報(画像情報)から、その潜像を現像することで消費すると予想されるトナー消費量を算出する。そして、算出したトナー消費量に見合った量のトナーを一括して又は一定間隔で断続的に現像剤に補給するという方法である。また、現像装置内で現像剤を循環搬送するための搬送スクリュー(現像剤搬送手段)上の所定箇所(所定の検出箇所)にトナー濃度センサー(トナー濃度検知手段)を設ける。そして、このトナー濃度センサーで上記所定の検出箇所におけるトナー濃度を測定し、そのトナー濃度が目標トナー濃度となるように、トナーを一括して又は一定間隔で断続的に現像剤に補給するという方法もある。   When toner in a two-component developer (hereinafter simply referred to as “developer”) that is circulated and conveyed along the developer circulation conveyance path in the developing device (developing means) is consumed by image formation, The toner is supplied to the developer by the toner supply means. The following methods are known as conventional toner replenishing methods employed for this toner replenishment. For example, toner consumption expected to be consumed by developing the latent image from pixel writing information (image information) used when the exposure device (latent image forming means) forms the latent image on the latent image carrier. Is calculated. In this method, the developer corresponding to the calculated toner consumption amount is supplied to the developer all at once or at regular intervals. Further, a toner density sensor (toner density detecting means) is provided at a predetermined position (predetermined detection position) on a conveying screw (developer conveying means) for circulating and conveying the developer in the developing device. Then, the toner density sensor measures the toner density at the predetermined detection location, and supplies the developer to the developer all at once or at regular intervals so that the toner density becomes the target toner density. There is also.

しかしながら、いずれのトナー補給方法も、現像装置全体での現像剤中のトナー濃度を所望のトナー濃度に維持することは可能であるが、現像装置内を循環搬送される現像剤の循環方向におけるトナー濃度ムラ(以下、単に「トナー濃度ムラ」という。)が生じやすいという不具合があった。これは、現像によりトナーが消費された現像剤の存在位置とは何ら関係のないタイミングで、トナーを現像剤へ補給するものであったためである。   However, although any toner replenishing method can maintain the toner concentration in the developer in the entire developing device at a desired toner concentration, the toner in the circulation direction of the developer circulated through the developing device can be maintained. There is a problem that density unevenness (hereinafter simply referred to as “toner density unevenness”) is likely to occur. This is because the toner is replenished to the developer at a timing that has nothing to do with the position of the developer where the toner is consumed by the development.

この不具合を軽減できる画像形成装置として、特許文献1に開示された画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、画素書込情報(画像情報)からこの画素書込情報に対応する潜像を現像することで消費すると予想されるトナー消費量を予測し、予測したトナー消費量から現像剤循環搬送路内の特定箇所における現像剤のトナー濃度の時間変化を示す予測データを算出する。そして、その予測データに基づいて当該特定箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように補給制御を行う。この特定箇所は、現像剤循環搬送路の一部を構成する現像剤供給搬送路(現像剤担持体へ供給しながら現像剤を現像剤担持体回転軸方向へ搬送する搬送路)よりも現像剤循環方向上流側であって所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側に位置している。したがって、この画像形成装置によれば、トナー濃度ムラが解消された現像剤を現像剤供給搬送路へ送り込むことができ、トナー濃度ムラが解消された現像剤を現像剤担持体へ供給して現像に用いることができる。   As an image forming apparatus capable of reducing this problem, an image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 is known. The image forming apparatus predicts a toner consumption amount expected to be consumed by developing a latent image corresponding to the pixel writing information from the pixel writing information (image information), and develops the developer from the predicted toner consumption amount. Prediction data indicating a change with time in the toner density of the developer at a specific location in the circulation conveyance path is calculated. Based on the prediction data, replenishment control is performed so as to eliminate the temporal change in the toner density of the developer passing through the specific location. This specific portion is more developer than the developer supply / conveyance path (conveyance path for conveying the developer in the direction of the rotation axis of the developer carrying member while being supplied to the developer carrying member) constituting a part of the developer circulation conveying path. It is located upstream in the circulation direction and downstream in the developer circulation direction from a predetermined supply location. Therefore, according to this image forming apparatus, the developer from which the toner density unevenness has been eliminated can be sent to the developer supply conveyance path, and the developer from which the toner density unevenness has been eliminated is supplied to the developer carrying member for development. Can be used.

図25は、上記特許文献1に記載された画像形成装置が採用するトナー補給方法によりトナー濃度ムラを解消できる現像装置の一構成例を模式的に表した説明図である。
この現像装置は、現像領域でトナーを消費した現像ロール12上の現像済み現像剤を再び現像剤供給搬送路14へ戻す供給回収一体方式を採用したものである。この現像装置において、図示しない搬送部材(搬送スクリュー等)によって現像剤供給搬送路14内を搬送される現像剤は、図中白抜き矢印(上向き)で示すように現像ロール12に順次汲み上げられ、現像ロール12の回転に伴って現像領域へ搬送される。そして、現像領域を通過して現像に寄与した現像済み現像剤は、図中白抜き矢印(下向き)で示すように、現像ロール12から離脱して現像剤供給搬送路14へ回収される。現像剤供給搬送路14の下流端まで搬送された現像剤は、現像剤攪拌搬送路9の上流端へ移動し、図示しない搬送部材(搬送スクリュー等)によって現像剤攪拌搬送路9内を搬送される。現像剤攪拌搬送路9の上流端の上方にはトナー補給口17が開口しており、そのトナー補給口17から補給用トナーが落下してトナー補給が行われる。そして、補給されたトナーは、現像剤供給搬送路14から移動してきた現像剤(トナー濃度が低い状態)と一緒に現像剤攪拌搬送路9内の図示しない搬送部材により搬送されることで、攪拌混合され、現像剤内に分散する。現像剤攪拌搬送路9の下流端まで搬送された現像剤は、現像剤供給搬送路14の上流端へ移動し、再び現像剤攪拌搬送路9内を搬送される。
FIG. 25 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a developing device that can eliminate uneven toner density by the toner replenishing method adopted by the image forming apparatus described in Patent Document 1.
This developing device employs an integrated supply / recovery system in which the developed developer on the developing roll 12 that has consumed toner in the developing region is returned to the developer supply / conveyance path 14 again. In this developing device, the developer transported in the developer supply transport path 14 by a transport member (transport screw or the like) (not shown) is sequentially pumped to the developing roll 12 as indicated by a white arrow (upward) in the figure. As the developing roll 12 rotates, it is conveyed to the developing area. Then, the developed developer that has contributed to development after passing through the development region is separated from the developing roll 12 and collected in the developer supply conveyance path 14 as indicated by a white arrow (downward) in the drawing. The developer conveyed to the downstream end of the developer supply conveyance path 14 moves to the upstream end of the developer agitation conveyance path 9 and is conveyed in the developer agitation conveyance path 9 by a conveyance member (such as a conveyance screw) not shown. The A toner replenishing port 17 is opened above the upstream end of the developer agitating / conveying path 9, and toner for replenishment is dropped from the toner replenishing port 17 to perform toner replenishment. Then, the replenished toner is conveyed by a conveying member (not shown) in the developer agitating / conveying path 9 together with the developer moved from the developer supply / conveying path 14 (in a state where the toner density is low). Mixed and dispersed in developer. The developer transported to the downstream end of the developer agitation transport path 9 moves to the upstream end of the developer supply transport path 14 and is transported again in the developer agitation transport path 9.

このように、この現像装置の循環経路は図25に示す循環経路Aの1つだけであり、現像ロール12から回収された現像済み現像剤は、すべて、現像剤供給搬送路14の下流端から現像剤攪拌搬送路9の上流端へ達し、トナー補給口17からトナー補給を受けることができる。よって、画素書込情報(画像情報)から予測した予測データに基づいて、これにより把握されるトナー消費量分のトナーを消費した現像済み現像剤の部分がトナー補給口17との対向位置に到達するタイミングを特定し、そのタイミングで当該トナー消費量分のトナーを補給するようにすることで、トナー濃度ムラを解消することができる。   In this way, the developing device has only one circulation path A shown in FIG. 25, and all the developed developer recovered from the developing roll 12 is from the downstream end of the developer supply conveyance path 14. The toner can reach the upstream end of the developer agitating / conveying path 9 and receive toner supply from the toner supply port 17. Therefore, based on the prediction data predicted from the pixel writing information (image information), the portion of the developed developer that has consumed toner corresponding to the toner consumption grasped by this reaches the position facing the toner supply port 17. The toner density unevenness can be eliminated by specifying the timing of the toner replenishment and supplying the toner corresponding to the toner consumption amount at the timing.

ところが、上記特許文献1に記載された画像形成装置が採用するトナー補給方法は、以下のような構成を有する現像装置ではトナー濃度ムラを解消できない場合があるという問題があった。
図26は、上記特許文献1に記載された画像形成装置が採用するトナー補給方法ではトナー濃度ムラを解消できない現像装置の一構成例を模式的に表した説明図である。
この現像装置は、図25に示した現像装置と同様に供給回収一体方式を採用したものであるが、現像剤供給搬送路14と現像剤攪拌搬送路9とを仕切る仕切部材22に複数(図示では4つ)の連通孔が設けられている。これにより、現像剤供給搬送路14と現像剤攪拌搬送路9との間は、各搬送路の両端箇所だけでなく、仕切部材22の各連通孔の箇所でも、互いに連通した状態になっている。よって、現像剤供給搬送路14内を搬送されている現像剤の一部は、現像剤供給搬送路14の下流端まで搬送されることなく、仕切部材22の各連通孔から現像剤攪拌搬送路9へと搬送される。したがって、この現像装置の循環経路は、図26に示すように、現像剤供給搬送路14の上流端から下流端まで搬送された後に現像剤攪拌搬送路9の上流端から下流端まで搬送されるという循環経路Bのほか、現像剤供給搬送路14の途中から仕切部材22の各連通孔を経由して現像剤攪拌搬送路9へ搬送される循環経路C〜Fも存在する。
However, the toner replenishing method employed by the image forming apparatus described in Patent Document 1 has a problem that the toner density unevenness may not be eliminated by a developing apparatus having the following configuration.
FIG. 26 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a developing device in which toner density unevenness cannot be solved by the toner replenishment method employed by the image forming apparatus described in Patent Document 1.
This developing device adopts an integrated supply and recovery system similarly to the developing device shown in FIG. 25. However, a plurality of (not shown) partition members 22 that partition the developer supply transport path 14 and the developer stirring transport path 9 are shown. Then, four communication holes are provided. As a result, the developer supply conveyance path 14 and the developer agitation conveyance path 9 are in communication with each other not only at both ends of each conveyance path but also at each communication hole of the partition member 22. . Therefore, a part of the developer transported in the developer supply transport path 14 is not transported to the downstream end of the developer supply transport path 14, and the developer stirring transport path from each communication hole of the partition member 22. It is conveyed to 9. Therefore, as shown in FIG. 26, the developing device circulation path is transported from the upstream end to the downstream end of the developer supply transport path 14 and then transported from the upstream end to the downstream end of the developer stirring transport path 9. In addition to the circulation path B, there are also circulation paths C to F that are conveyed from the middle of the developer supply conveyance path 14 to the developer agitation conveyance path 9 via the communication holes of the partition member 22.

このような循環経路C〜Fに沿って搬送される現像剤は、現像剤攪拌搬送路9の上流端に設けられたトナー補給口17との対向位置(所定の補給箇所)を通過しない。そのため、循環経路C〜Fに沿って搬送される現像済み現像剤のトナー消費量が予め把握できているとしても、その現像済み現像剤に対してそのトナー消費量分のトナーを直接的に補給することはできない。   The developer conveyed along such circulation paths C to F does not pass through a position (predetermined replenishment location) facing the toner replenishment port 17 provided at the upstream end of the developer agitation conveyance path 9. Therefore, even if the toner consumption amount of the developed developer conveyed along the circulation paths C to F can be grasped in advance, the toner corresponding to the toner consumption amount is directly supplied to the developed developer. I can't do it.

一方で、循環経路C〜Fに沿って搬送される現像済み現像剤のトナー消費量を予め把握することは、例えば画素書込情報(画像情報)から可能である。よって、現像済み現像剤が仕切部材22の連通孔を通過して現像剤攪拌搬送路9内に搬送されてくるタイミングに当該連通孔の箇所へ到達する現像剤攪拌搬送路9内の現像剤に対し、その現像済み現像剤のトナー消費量分のトナーを先行して補給しておくという補給方法を採用することができる。この補給方法によれば、連通孔を通ってきた現像済み現像剤が、先行してトナーが補給された現像剤(トナー濃度が過剰な状態)と現像剤攪拌搬送路9内の合流箇所で合流し、当該現像済み現像剤を含む合流後の現像剤のトナー濃度が目標トナー濃度に回復する。よって、このような補給方法を採用すれば、図26に示すようにトナー補給口17との対向箇所を通過しないで現像剤が循環する循環経路C〜Fを有する構成をもった現像装置であっても、例えば画素書込情報(画像情報)から各循環経路を通る現像済み現像剤のトナー消費量及び通過タイミングを把握することで、トナー濃度ムラを解消することが可能である。   On the other hand, it is possible to grasp in advance the toner consumption amount of the developed developer conveyed along the circulation paths C to F, for example, from pixel writing information (image information). Therefore, the developer in the developer agitation transport path 9 that reaches the location of the communication hole at the timing when the developed developer passes through the communication hole of the partition member 22 and is transported into the developer agitation transport path 9. On the other hand, a replenishment method in which toner corresponding to the toner consumption amount of the developed developer is replenished in advance can be employed. According to this replenishment method, the developed developer that has passed through the communication hole is merged with the developer to which toner has been replenished in advance (the toner concentration is excessive) at a junction in the developer agitation transport path 9. Then, the toner concentration of the combined developer including the developed developer is restored to the target toner concentration. Therefore, when such a replenishing method is employed, the developing device has a configuration including circulation paths C to F in which the developer circulates without passing through a portion facing the toner replenishing port 17 as shown in FIG. However, for example, by grasping the toner consumption amount and passage timing of the developed developer passing through each circulation path from the pixel writing information (image information), it is possible to eliminate toner density unevenness.

しかしながら、各循環経路を通る現像済み現像剤のトナー消費量及び通過タイミングを画素書込情報(画像情報)から把握した結果に基づいてトナー補給を開始できる最速の補給開始時期(最速補給時期)にトナー補給を開始したとしても、そのトナー補給を受けた現像剤が、当該画素書込情報に対応する現像済み現像剤が仕切部材22の連通孔を経由して現像剤攪拌搬送路9に入り込んでくる時期までに、その連通孔の箇所へ到達できない場合がある。例えば、トナー補給口17に最も近い循環経路Fを通る現像剤であれば、予測データに基づいてトナーを先行して補給した現像剤を合流させることが可能であっても、トナー補給口17から最も離れた循環経路Cを通る現像剤ではトナーを先行して補給した現像剤を合流させることができない場合がある。このように先行トナー補給が間に合わない現像剤(先行補給不可現像剤)が存在する現像装置では、現像装置内を循環搬送される現像剤のうち先行補給不可現像剤を含んだ現像剤部分でトナー濃度が落ち込み、トナー濃度ムラを引き起こす。   However, at the fastest replenishment start timing (fastest replenishment timing) at which toner replenishment can be started based on the result of grasping the toner consumption amount and passage timing of the developed developer passing through each circulation path from the pixel writing information (image information). Even when the toner supply is started, the developer that has received the toner supply causes the developed developer corresponding to the pixel writing information to enter the developer stirring and conveying path 9 via the communication hole of the partition member 22. By the time of coming, the location of the communication hole may not be reached. For example, if the developer passes through the circulation path F closest to the toner replenishing port 17, the developer replenished in advance based on the prediction data can be merged from the toner replenishing port 17. In the developer passing through the most distant circulation path C, the developer replenished with the toner in advance may not be able to join. In such a developing device in which there is a developer that does not supply the preceding toner in time (developer that cannot be replenished in advance), the toner is included in the developer portion that includes the developer that cannot be replenished in the developing device. Density drops, causing uneven toner density.

なお、この問題は、現像済み現像剤のトナー消費量及び通過タイミングを画素書込情報(画像情報)から把握する場合に限られない。例えば、循環経路の所定箇所に配置されたトナー濃度検知手段の検知結果から現像済み現像剤のトナー消費量及び通過タイミングを把握する際にも、その検知結果に基づいた先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤が存在する場合があり、そのような場合には上記問題が同様に生じ得る。   This problem is not limited to the case where the toner consumption amount and passage timing of the developed developer are grasped from the pixel writing information (image information). For example, when grasping the toner consumption amount and passage timing of the developed developer from the detection result of the toner density detection means arranged at a predetermined position in the circulation path, the preceding toner supply based on the detection result is not in time. In some cases, a non-replenishable developer may be present, and in such a case, the above problem may occur as well.

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤が存在する構成において生じるトナー濃度ムラを迅速に解消することが可能な画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to quickly eliminate toner density unevenness that occurs in a configuration in which a developer that cannot be replenished in advance cannot be supplied in time. An image forming apparatus is provided.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、潜像担持体と、画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、該現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給し、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を該現像剤担持体の回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを上記潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置と、上記現像剤循環経路上における所定の補給箇所で上記現像装置内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段を備えており、上記現像装置により現像されることで上記潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、上記現像剤循環経路は、現像領域を通過して上記現像剤担持体から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が、上記所定の補給箇所を経由せずに搬送され、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流する経路を有するものであり、上記合流箇所又は該合流箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する箇所である上記現像剤循環経路上の特定箇所をトナー補給が行われないままの二成分現像剤が通過するときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段と、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、該予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記トナー補給手段の補給動作を制御する補給制御手段とを有し、上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づく補給動作を上記トナー補給手段に行わせることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達するよりも前に該合流箇所を通過することになる先行補給不可現像剤についてのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を該予測データから算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した予測データを、上記先行補給不可現像剤についての第1予測データと、上記最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤についての第2予測データとに区分し、該第1予測データから上記先行補給不可現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を算出して、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御するとともに、該最速補給時期以降は該第2予測データに基づいて上記特定箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように該トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、上記予測データ算出手段は、上記画像情報に基づいて上記予測データを算出することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記予測データ算出手段は、上記画像情報を、上記先行補給不可現像剤によって現像される先行補給不可領域情報と、上記最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤によって現像される先行補給可能領域情報とに区分し、該先行補給不可領域情報については予測データを算出せずに該先行補給不可領域情報で消費されるトナー量を算出し、該先行補給可能領域情報については予測データを算出するものであり、上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した上記先行補給可能領域情報で消費されるトナー量の少なくとも一部を上記最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御するとともに、該最速補給時期以降は上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記特定箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように該トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記現像剤循環経路上の所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を有し、上記補給制御手段は、上記予測データだけでなく該トナー濃度検知手段の検知結果も考慮して、上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、潜像担持体と、画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、該現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給し、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を該現像剤担持体の回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを上記潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置と、上記現像剤循環経路上における所定の補給箇所で上記現像装置内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段を備えており、上記現像装置により現像されることで上記潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、上記現像剤循環経路は、現像領域を通過して上記現像剤担持体から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が、上記所定の補給箇所を経由せずに搬送され、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流する経路を有するものであり、上記所定の補給箇所を経由せずに上記合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が該合流箇所を通過するタイミングと該現像済み現像剤のトナー消費量とを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果から算出されるトナー補給量分のトナーを上記トナー補給手段に補給させることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達する前に該合流箇所を通過することになる該現像済み現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を該検出手段の検出結果から算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記検出手段は、上記所定の補給箇所を経由せずに上記合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が現像に寄与した画像についての上記画像情報に基づいて、該現像済み現像剤が該合流箇所を通過するタイミングと該現像済み現像剤のトナー消費量とを算出するものであることを特徴とするものである。
To achieve the above object, the invention of claim 1 includes a latent image carrier, latent image forming means for forming a latent image on the latent image carrier based on image information, toner and a carrier. In addition, the two-component developer is circulated and conveyed along the developer circulation path, and the two-component developer conveyed in the developer supply and conveyance path that bears a part of the developer circulation path is transferred to the surface of the developer carrier. The two-component developer carried on the surface of the developer carrying member is conveyed to the developing region by the rotation of the developer carrying member, and the toner in the two-component developer is carried on the latent image carrying member in the developing region. A developing device that adheres to the latent image on the surface of the body and develops the latent image; and a toner replenishing unit that replenishes toner to the two-component developer in the developing device at a predetermined replenishment location on the developer circulation path. The latent image carrier is provided by being developed by the developing device. In the image forming apparatus for forming an image by finally transferring the toner image formed on the recording material, the developer circulation path passes through the development region and is separated from the developer carrier. At least a part of the developer is transported without passing through the predetermined replenishment location, and is more downstream than the predetermined replenishment location in the developer circulation direction and more than the upstream end of the developer supply transport path. It has a path where it joins with the two-component developer that has passed through the predetermined replenishment point at the merge point located on the upstream side in the circulation direction, and is located further downstream in the developer circulation direction than the merge point or the merge point. When the two-component developer without toner replenishment passes through a specific position on the developer circulation path, which is a position located upstream of the upstream end of the developer supply conveyance path in the developer circulation direction. Of toner concentration A prediction data calculation means for calculating prediction data of the inter-change, and the toner based on the prediction data calculated by the prediction data calculation means so as to eliminate the temporal change in the toner concentration of the two-component developer passing through the specific location. A replenishment control unit for controlling a replenishment operation of the replenishment unit, wherein the replenishment control unit is a fastest replenishment capable of causing the toner replenishment unit to perform a replenishment operation based on the prediction data calculated by the prediction data calculation unit. To restore the toner concentration to the target toner concentration for the developer that cannot be replenished before the two-component developer when toner is replenished at a certain time passes through the joining location before reaching the joining location. A necessary toner replenishment amount is calculated from the predicted data, and the toner replenishment procedure is performed so that at least a part of the calculated toner replenishment amount is additionally replenished at the fastest replenishment timing. The replenishment operation of the stage is controlled.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the replenishment control unit uses the predicted data calculated by the predicted data calculation unit as the first predicted data for the developer that cannot be replenished in advance. The two-component developer when the toner is replenished at the fastest replenishment timing is divided into second predicted data for the preceding replenishable developer that will pass through the joining location after reaching the joining location. A toner replenishment amount required to restore the toner concentration of the developer that cannot be replenished in advance to the target toner concentration is calculated from one prediction data, and at least a part of the calculated toner replenishment amount is additionally replenished at the fastest replenishment timing. In this way, the toner supply means controls the replenishment operation, and after the fastest replenishment timing, the toner of the developer that can be replenished before passing the specific location based on the second predicted data. And is characterized in controlling the replenishment operation of the toner replenishing means so that the time variation of the time is eliminated.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the predicted data calculating means calculates the predicted data based on the image information.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the prediction data calculating means includes the image information, the preceding replenishment impossible area information developed by the preceding replenishment impossible developer, and the fastest replenishment. The two-component developer when the toner is replenished at the time is divided into the preceding replenishable area information developed by the preceding replenishable developer that passes through the merged location after reaching the merged location, For the non-supplementable area information, the amount of toner consumed by the preceding non-suppliable area information is calculated without calculating the predictive data, and the predictive data is calculated for the preceding replenishable area information. Means that the toner is additionally replenished at the fastest replenishment timing at least a part of the toner amount consumed by the preceding replenishable area information calculated by the prediction data calculating means. -Controls the replenishing operation of the replenishing means, and after the fastest replenishment time, based on the predicted data calculated by the predicted data calculating means, the change in the toner concentration of the preceding replenishable developer passing through the specific location is eliminated. The toner supply means controls the supply operation.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the toner concentration of the two-component developer passing through a predetermined detection location on the developer circulation path is detected. A toner concentration detecting means for controlling the replenishing operation of the toner replenishing means in consideration of not only the prediction data but also a detection result of the toner density detecting means. It is.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a two-component developer comprising a latent image carrier, a latent image forming means for forming a latent image on the latent image carrier based on image information, and a toner and a carrier. The developer is circulated and conveyed along the developer circulation path, and the two-component developer conveyed in the developer supply / conveyance path, which is a part of the developer circulation path, is supplied to the surface of the developer carrier, and the development is performed. The two-component developer carried on the surface of the developer carrier is transported to the development area by rotation of the developer carrier, and the toner in the two-component developer is transferred to the latent image on the surface of the latent image carrier in the development area. A developing device for developing the latent image by attaching to the toner, and a toner replenishing means for replenishing toner to the two-component developer in the developing device at a predetermined replenishment location on the developer circulation path. Toner formed on the latent image carrier by being developed by the apparatus In the image forming apparatus for forming an image by finally transferring an image onto a recording material, the developer circulation path is at least a part of the developed developer that has passed through the development region and separated from the developer carrier. Is transported without passing through the predetermined replenishment location, and is located downstream of the predetermined replenishment location in the developer circulation direction and upstream of the upstream end of the developer supply conveyance path. The developed developer transported to the merging point without passing through the predetermined replenishment point, and having a path for merging with the two-component developer that has passed the predetermined replenishment point. Detecting means for detecting a timing of passing through the joining point and a toner consumption amount of the developed developer, and supplying toner corresponding to a toner replenishing amount calculated from a detection result of the detecting means to the toner replenishing means. Possible Necessary to restore the toner concentration of the developed developer that passes through the merged portion before the toner is replenished at the fastest replenishment time to the target toner concentration. A toner replenishing amount is calculated from the detection result of the detecting means, and the replenishing operation of the toner replenishing means is controlled so that at least a part of the calculated toner replenishing amount is additionally replenished at the fastest replenishment timing. Is.
The image forming apparatus according to claim 7 is an image forming apparatus according to claim 6, wherein the detection means contributes to development by the developed developer transported to the joining location without passing through the predetermined supply location. The timing at which the developed developer passes through the joining portion and the toner consumption amount of the developed developer are calculated based on the image information regarding the above.

請求項1に係る発明では、トナー補給が行われていない二成分現像剤が特定箇所を通過する際のトナー濃度の時間変化の予測データに基づいて、その特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるようにトナー補給動作を制御する。ここで、当該トナー補給動作を行うのが可能な最速補給時期に所定のトナー補給箇所でトナー補給された場合の二成分現像剤が合流箇所に到達するよりも前にその合流箇所を通過することになる現像済み現像剤と合流する二成分現像剤(先行補給不可現像剤)に対しては、先行してトナー補給を行った現像剤を合流させることができないので、そのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させることができず、トナー濃度ムラが生じる。本請求項1に係る発明では、このように先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に対し、そのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を上記予測データから算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給する。
また、請求項6に係る発明でも、所定の補給箇所を経由せずに合流箇所へ搬送される現像済み現像剤の合流箇所通過タイミング及びトナー消費量の検出結果に基づいてトナー補給動作を行うのが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が合流箇所に到達するよりも前にその合流箇所を通過することになる現像済み現像剤を含む二成分現像剤(先行補給不可現像剤)に対しては、先行してトナー補給を行った現像剤を合流させることができない。よって、この先行補給不可現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させることができず、トナー濃度ムラが生じる。本請求項6に係る発明では、このように先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に対し、これに含まれる現像済み現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を上記検出手段の検出結果から算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給する。
いずれにしても、本発明では、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に対して本来補給すべきトナーの少なくとも一部が、最速補給時期に追加で補給される。このような追加のトナー補給を行うと、その追加のトナー補給を受けた二成分現像剤部分のトナー濃度は、一時的には、現像済み現像剤と合流する合流箇所を過ぎた後も、目標トナー濃度を上回った過剰な状態になる。しかしながら、最速補給時期に追加のトナー補給を受けた濃度過剰現像剤は、現像剤循環経路において、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に最も近接した箇所に位置している。よって、現像剤循環経路を搬送している間の撹拌作用により、当該濃度過剰現像剤中の過剰トナーを先行補給不可現像剤へ最も効率よく拡散させることができる。これにより、トナー濃度が低い状態の先行補給不可現像剤については、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復する。一方、トナー濃度が高い状態の濃度過剰現像剤についても、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復する。その結果、現像装置内を循環搬送される現像剤のトナー濃度ムラを迅速に解消することができる。
In the invention according to claim 1, based on the prediction data of the temporal change in toner density when the two-component developer that has not been replenished with toner passes through the specific location, the two-component developer that passes through the specific location The toner replenishing operation is controlled so that the change in toner density with time is eliminated. Here, when the toner is replenished at a predetermined toner replenishment location at the fastest replenishment timing at which the toner replenishment operation can be performed, the two-component developer passes through the joining location before reaching the joining location. For the two-component developer (developer that cannot be replenished in advance), the developer that has been replenished with toner cannot be merged, so that the toner concentration is the target toner concentration. The toner density cannot be recovered and toner density unevenness occurs. In the invention according to the first aspect, for the developer that cannot be replenished in advance, the toner replenishment amount required to restore the toner concentration to the target toner concentration is calculated from the predicted data. Then, at least a part of the calculated toner supply amount is additionally supplied at the fastest supply time.
In the invention according to claim 6, the toner replenishing operation is performed based on the detection result of the merged portion passage timing and the toner consumption of the developed developer conveyed to the merged location without passing through the predetermined replenished location. Two-component developer containing developed developer that will pass through the junction before the two-component developer reaches the merge location when toner is replenished at the fastest replenishment time possible For the developer, it is not possible to join the developer that has been previously replenished with toner. Therefore, the toner density of the developer that cannot be replenished in advance cannot be restored to the target toner density, and toner density unevenness occurs. According to the sixth aspect of the present invention, the toner replenishment necessary for recovering the toner density of the developed developer contained therein to the target toner density with respect to the developer that cannot be replenished in advance as described above, in which the preceding toner replenishment is not in time. The amount is calculated from the detection result of the detecting means, and at least a part of the calculated toner supply amount is additionally supplied at the fastest supply time.
In any case, in the present invention, at least a part of the toner that should be replenished with respect to the developer that cannot be replenished in advance cannot be replenished in advance, and is replenished additionally at the fastest replenishment time. When such additional toner replenishment is performed, the toner concentration of the two-component developer portion that has undergone the additional toner replenishment temporarily, even after passing the junction where the developed developer is merged, It becomes an excessive state exceeding the toner density. However, the over-concentrated developer that has undergone additional toner replenishment at the fastest replenishment timing is positioned in the developer circulation path closest to the developer that cannot be replenished in advance, which is not in time for replenishing the preceding toner. Therefore, the excess toner in the excessive concentration developer can be diffused most efficiently to the developer that cannot be replenished in advance by the stirring action while the developer circulation path is being conveyed. As a result, with respect to the developer that cannot be replenished in advance with the toner concentration being low, the toner concentration quickly recovers toward the target toner concentration. On the other hand, the toner density of a developer with a high toner density is quickly recovered toward the target toner density. As a result, it is possible to quickly eliminate toner density unevenness of the developer that is circulated and conveyed in the developing device.

以上より、本発明は、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤が存在する構成において生じるトナー濃度ムラを迅速に解消することができるという優れた効果を奏する。   As described above, the present invention has an excellent effect that toner density unevenness that occurs in a configuration in which a developer that cannot be replenished in advance cannot be supplied in time can be quickly eliminated.

実施形態1に係るプリンタを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a printer according to a first embodiment. 同プリンタにおけるYトナー像を生成するためのプロセスユニットの構成を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a process unit for generating a Y toner image in the printer. 同プロセスユニットの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the process unit. 同プロセスユニットにおける現像ユニット内を現像剤が循環する現像剤循環搬送路周辺の現像ユニット構成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a development unit configuration around a developer circulation conveyance path in which the developer circulates in the development unit in the process unit. トナーを一括して現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between toner supply and toner density unevenness when toner is supplied to a developer all at once. トナーを一定間隔で断続的に現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between toner supply and toner density unevenness when toner is supplied to a developer intermittently at regular intervals. 感光体上における潜像の偏在状況と、トナー濃度ムラの状態との関係を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a situation in which a latent image is unevenly distributed on a photoconductor and a state of toner density unevenness. 感光体上における潜像の位置と、トナー濃度ムラの状態との関係を更に詳しく示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing in more detail the relationship between the position of a latent image on a photoconductor and the state of toner density unevenness. 実施形態1におけるトナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。3 is a functional block diagram of a mechanism that performs toner supply control in Embodiment 1. FIG. 同プリンタにおけるトナー補給装置の補給基礎パターンを示すグラフである。4 is a graph showing a basic supply pattern of a toner supply device in the printer. 同現像ユニットにおけるトナー濃度検出箇所における単位消費波形と、この単位消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形とを示すグラフである。6 is a graph showing a unit consumption waveform at a toner density detection location in the developing unit and a unit supply waveform for canceling toner density unevenness due to the unit consumption waveform. 任意の画像を形成したときにおける任意消費波形と、その任意消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形とを示すグラフである。It is a graph which shows the arbitrary consumption waveform when arbitrary images are formed, and the replenishment waveform which cancels the toner density nonuniformity by the arbitrary consumption waveform. ショートカット循環経路が存在する場合について、図12に示したグラフと同じ画像を形成したときにおける任意消費波形Sを、図12に示した任意消費波形S0及びこれによるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形H0と一緒に表したグラフである。In the case where the shortcut circulation path exists, the arbitrary consumption waveform S when the same image as the graph shown in FIG. 12 is formed is the arbitrary consumption waveform S0 shown in FIG. 12 and the replenishment waveform H0 that cancels the toner density unevenness due to this. It is the graph represented together. 実施形態1におけるトナー補給制御のフローチャートである。4 is a flowchart of toner replenishment control according to the first exemplary embodiment. 実施形態1における任意消費波形を複数の単位消費波形に分解したグラフ、すなわち、予測データの内容を示すグラフである。It is the graph which decomposed | disassembled the arbitrary consumption waveform in Embodiment 1 into the several unit consumption waveform, ie, the graph which shows the content of prediction data. 図中上部に記載した任意消費波形及びこれを分解した4つの単位消費波形と、実施形態1のトナー補給制御を行ったときの単位補給波形及び追加補給波形並びにこれらを合成した補給波形Hとを示すグラフである。The arbitrary consumption waveform described in the upper part of the figure and the four unit consumption waveforms obtained by disassembling the waveform, the unit supply waveform and the additional supply waveform when the toner supply control of the first embodiment is performed, and the supply waveform H obtained by synthesizing these are shown. It is a graph to show. 図中上部に記載した任意消費波形及びこれを分解した4つの単位消費波形と、比較例のトナー補給制御を行ったときの単位補給波形並びにこれらを合成した補給波形H1とを示すグラフである。It is a graph which shows the arbitrary consumption waveform described in the upper part in the figure, the four unit consumption waveforms which decomposed | disassembled this, the unit supply waveform when the toner supply control of a comparative example was performed, and the supply waveform H1 which synthesize | combined these. 比較例におけるトナー補給制御を実施した場合のトナー濃度検知箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を示すグラフである。6 is a graph showing a change over time in the toner density of a developer passing through a toner density detection portion when toner supply control is performed in a comparative example. 実施形態1におけるトナー補給制御を実施した場合のトナー濃度検知箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を示すグラフである。6 is a graph showing a change over time in the toner concentration of a developer passing through a toner concentration detection portion when toner replenishment control is performed in the first embodiment. 変形例におけるトナー補給制御のフローチャートである。10 is a flowchart of toner supply control in a modified example. 1つの記録紙上に形成される1つの画像上の4つの領域1〜4を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows four area | regions 1-4 on one image formed on one recording paper. (a)〜(d)は、図21に示した画像上の4つの領域ごとの消費波形を示すグラフである(A)-(d) is a graph which shows the consumption waveform for every four area | regions on the image shown in FIG. 実施形態2の現像ユニットの一例を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a developing unit according to Embodiment 2. FIG. 同現像ユニットを図23の矢印F方向から見た現像ユニット内の現像剤循環経路を説明する説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram illustrating a developer circulation path in the developing unit when the developing unit is viewed from the direction of arrow F in FIG. 23. 特許文献1に記載された従来の画像形成装置が採用するトナー補給方法によりトナー濃度ムラを解消できる現像装置の一構成例を模式的に表した説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration example of a developing device that can eliminate toner density unevenness by a toner replenishment method employed by a conventional image forming apparatus described in Patent Document 1. 特許文献1に記載された従来の画像形成装置が採用するトナー補給方法ではトナー濃度ムラを解消できない現像装置の一構成例を模式的に表した説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration example of a developing device that cannot solve toner density unevenness by a toner replenishment method employed by a conventional image forming apparatus described in Patent Document 1.

〔実施形態1〕
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)に適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。
まず、本実施形態1に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本実施形態1に係るプリンタを示す概略構成図である。
このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す。)用の4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Kを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY、C、M、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
Embodiment 1
Hereinafter, an embodiment (hereinafter, this embodiment is referred to as “embodiment 1”) in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as “printer”) as an image forming apparatus will be described. .
First, the basic configuration of the printer according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a printer according to the first embodiment.
This printer includes four process units 1Y, 1C, 1M, and 1K for yellow, magenta, cyan, and black (hereinafter referred to as Y, C, M, and K). These use Y, C, M, and K toners of different colors as image forming substances for forming an image, but the other configurations are the same.

図2は、Yトナー像を生成するためのプロセスユニット1Yの構成を示す概略図である。
図3は、プロセスユニット1Yの外観を示す斜視図である。
このプロセスユニット1Yは、感光体ユニット2Yと現像ユニット7Yとを有している。感光体ユニット2Y及び現像ユニット7Yは、図3に示すように、プロセスユニット1Yとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット7Yを図示しない感光体ユニットに対して着脱することができる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a process unit 1Y for generating a Y toner image.
FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the process unit 1Y.
The process unit 1Y includes a photoreceptor unit 2Y and a developing unit 7Y. As shown in FIG. 3, the photoconductor unit 2Y and the developing unit 7Y are configured to be detachably attached to the printer body as a process unit 1Y. However, in a state where it is detached from the printer main body, the developing unit 7Y can be attached to and detached from a photosensitive unit (not shown).

感光体ユニット2Yは、潜像担持体としてのドラム状の感光体3Y、ドラムクリーニング装置4Y、図示しない除電装置、帯電装置5Yなどを有している。
帯電手段である帯電装置5Yは、図示しない駆動手段によって図2中時計回り方向に回転駆動する感光体3Yの表面を帯電ローラ6Yにより一様帯電させる。具体的には、図2中反時計回りに回転駆動する帯電ローラ6Yに対して図示しない電源から帯電バイアスを印加し、その帯電ローラ6Yを感光体3Yに近接又は接触させることで、感光体3Yを一様帯電させる。なお、帯電ローラ6Yの代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体3Yを一様帯電させるものを用いてもよい。帯電装置5Yによって一様帯電した感光体3Yの表面は、後述する潜像形成手段としての光書込ユニット20から発せられるレーザー光によって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。
The photoreceptor unit 2Y includes a drum-shaped photoreceptor 3Y as a latent image carrier, a drum cleaning device 4Y, a static eliminator (not shown), a charging device 5Y, and the like.
The charging device 5Y, which is a charging unit, uniformly charges the surface of the photoreceptor 3Y, which is driven to rotate clockwise in FIG. 2 by a driving unit (not shown), by the charging roller 6Y. Specifically, a charging bias is applied from a power source (not shown) to the charging roller 6Y that is driven to rotate counterclockwise in FIG. 2, and the charging roller 6Y is brought close to or in contact with the photosensitive member 3Y, whereby the photosensitive member 3Y. Is uniformly charged. Instead of the charging roller 6Y, another charging member such as a charging brush may be used in proximity or contact. Further, a charger that uniformly charges the photosensitive member 3Y by a charger method, such as a scorotron charger, may be used. The surface of the photoreceptor 3Y uniformly charged by the charging device 5Y is exposed and scanned by a laser beam emitted from an optical writing unit 20 serving as a latent image forming unit, which will be described later, and carries an electrostatic latent image for Y.

図4は、現像ユニット内を現像剤が循環する現像剤循環搬送路周辺の現像ユニット構成を示す説明図である。
現像装置である現像ユニット7Yは、図2や図4に示すように、現像剤撹拌搬送路9Y内に、現像剤搬送手段としての第1搬送スクリュー8Yが配設されている。また、現像剤供給搬送路14Y内には、現像剤搬送手段としての第2搬送スクリュー11Yが配設されている。更に、現像ユニット7Yは、トナー濃度検知手段としての透磁率センサからなるトナー濃度センサ10Y、現像剤搬送手段としての第2搬送スクリュー11Y、現像剤担持体としての現像ロール12Y、現像剤規制部材としてのドクターブレード13Yなども備えている。これら2つの搬送路内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のYトナーとからなる二成分現像剤である図示しないY現像剤が収容されている。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the developing unit around the developer circulation conveyance path through which the developer circulates in the developing unit.
As shown in FIGS. 2 and 4, the developing unit 7 </ b> Y that is a developing device is provided with a first conveying screw 8 </ b> Y as a developer conveying means in a developer stirring and conveying path 9 </ b> Y. Further, a second conveying screw 11Y as a developer conveying means is disposed in the developer supply conveying path 14Y. Further, the developing unit 7Y includes a toner concentration sensor 10Y including a magnetic permeability sensor as a toner concentration detecting unit, a second conveying screw 11Y as a developer conveying unit, a developing roll 12Y as a developer carrying member, and a developer regulating member. The doctor blade 13Y is also provided. In these two transport paths, a Y developer (not shown) that is a two-component developer composed of a magnetic carrier and a negatively chargeable Y toner is accommodated.

第1搬送スクリュー8Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、現像剤撹拌搬送路9Y内のY現像剤を図2中手前側(図4中矢印Aの方向)へ搬送する。搬送途中のY現像剤は、第1搬送スクリュー8Y上に固定されたトナー濃度センサ10Yによって、現像剤撹拌搬送路9Yにおけるトナー補給口17Yに対向する補給箇所(本実施形態1では現像剤撹拌搬送路9Yの上流端付近)よりも現像剤循環方向下流側に位置する所定の検出箇所(本実施形態1では現像剤撹拌搬送路9Yの下流端付近)を通過するY現像剤のトナー濃度が検知される。そして、第1搬送スクリュー8Yにより現像剤撹拌搬送路9Yの下流端まで搬送されたY現像剤は、端部連通口18Yから現像剤供給搬送路14Yの上流端に進入する。   The first conveying screw 8Y is rotationally driven by a driving means (not shown) to convey the Y developer in the developer stirring and conveying path 9Y to the near side in FIG. 2 (in the direction of arrow A in FIG. 4). The Y developer in the middle of conveyance is replenished by a toner concentration sensor 10Y fixed on the first conveyance screw 8Y, facing the toner replenishing port 17Y in the developer agitation conveyance path 9Y (in this embodiment, developer agitation conveyance). The toner concentration of the Y developer passing through a predetermined detection position (near the downstream end of the developer agitation transport path 9Y in the first embodiment) is detected from the vicinity of the upstream end of the path 9Y. Is done. Then, the Y developer conveyed to the downstream end of the developer agitation conveyance path 9Y by the first conveyance screw 8Y enters the upstream end of the developer supply conveyance path 14Y from the end communication port 18Y.

現像剤供給搬送路14Y内の第2搬送スクリュー11Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、Y現像剤を図2中奥側(図4中矢印Aの方向)へ搬送する。このようにしてY現像剤を搬送する第2搬送スクリュー11Yの図2中上方には、現像ロール12Yが第2搬送スクリュー11Yと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール12Yは、図2中反時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像剤担持体としての現像スリーブ15Y内に、固定配置されたマグネットローラ16Yが内包された構成となっている。第2搬送スクリュー11Yによって搬送されるY現像剤の一部は、マグネットローラ16Yの発する磁力によって現像スリーブ15Yの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ15Yの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード13Yによってその層厚が規制された後、感光体3Yと対向する現像領域まで搬送され、感光体3Y上のY用の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体3Y上にYトナー像が形成される。現像によってYトナーを消費したY現像剤は、現像スリーブ15Yの回転に伴って第2搬送スクリュー11Y上に戻される。そして、第2搬送スクリュー11Yにより現像剤供給搬送路14Yの下流端まで搬送されたY現像剤は、端部連通口19Yを経て現像剤撹拌搬送路9Yの上流端に戻る。このようにして、Y現像剤は現像ユニット内を循環搬送される。   The second transport screw 11Y in the developer supply transport path 14Y is rotationally driven by a driving unit (not shown) to transport the Y developer to the back side in FIG. 2 (in the direction of arrow A in FIG. 4). In this way, the developing roll 12Y is arranged in a posture parallel to the second conveying screw 11Y above the second conveying screw 11Y that conveys the Y developer in FIG. The developing roll 12Y has a configuration in which a fixedly arranged magnet roller 16Y is included in a developing sleeve 15Y as a developer carrying member made of a non-magnetic sleeve that is driven to rotate counterclockwise in FIG. . A part of the Y developer conveyed by the second conveying screw 11Y is pumped up to the surface of the developing sleeve 15Y by the magnetic force generated by the magnet roller 16Y. Then, after the layer thickness is regulated by a doctor blade 13Y disposed so as to maintain a predetermined gap from the surface of the developing sleeve 15Y, the layer is conveyed to a developing region facing the photosensitive member 3Y, and is transferred onto the photosensitive member 3Y. Y toner is adhered to the electrostatic latent image for Y. This adhesion forms a Y toner image on the photoreceptor 3Y. The Y developer that has consumed Y toner by the development is returned onto the second conveying screw 11Y as the developing sleeve 15Y rotates. Then, the Y developer transported to the downstream end of the developer supply transport path 14Y by the second transport screw 11Y returns to the upstream end of the developer stirring transport path 9Y through the end communication port 19Y. In this way, the Y developer is circulated and conveyed in the developing unit.

また、本実施形態1の現像ユニット7Yには、現像剤供給搬送路14Yと現像剤撹拌搬送路9Yとを仕切る仕切部材22に4つの連通孔22a,22b,22c,22dが設けられている。本実施形態1は、これらの連通孔22a,22b,22c,22dが搬送路9Y,14Yの現像剤搬送方向に沿って4つ配置された例であるが、その位置や数は適宜設定可能である。このような連通孔22a,22b,22c,22dを搬送路9Y,14Yの途中に設けることで、現像剤供給搬送路14Y内を搬送される現像剤の一部が現像剤供給搬送路14Yの下流端に到達する前に、各連通孔22a,22b,22c,22dを経由して現像剤撹拌搬送路9Yへと移送される。このような連通孔22a,22b,22c,22dが設けられていない場合、現像剤循環経路を流れる現像剤の現像剤循環方向への撹拌は、現像剤循環方向に隣接する現像剤同士の間でしか生じない。これに対し、本実施形態1のように搬送路9Y,14Yの途中に連通孔22a,22b,22c,22dを設けた場合、現像剤供給搬送路14Yを流れる現像剤の一部が連通孔22a,22b,22c,22dを通って移送され、現像剤撹拌搬送路9Yの上流側から流れてくる現像剤と合流して撹拌される。したがって、現像剤循環方向への撹拌が促進され、現像剤循環経路を循環する現像剤全体のトナー濃度ムラを早期に解消することが可能である。   Further, in the developing unit 7Y of Embodiment 1, four communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d are provided in the partition member 22 that partitions the developer supply transport path 14Y and the developer stirring transport path 9Y. The first embodiment is an example in which four of these communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d are arranged along the developer conveyance direction of the conveyance paths 9Y and 14Y, but the position and number thereof can be set as appropriate. is there. By providing such communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d in the middle of the transport paths 9Y and 14Y, a part of the developer transported in the developer supply transport path 14Y is downstream of the developer supply transport path 14Y. Before reaching the end, the toner is transferred to the developer stirring and conveying path 9Y via the communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d. When such communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d are not provided, the developer flowing in the developer circulation path is stirred in the developer circulation direction between the developers adjacent to each other in the developer circulation direction. Only occurs. On the other hand, when the communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d are provided in the middle of the transport paths 9Y and 14Y as in the first embodiment, a part of the developer flowing through the developer supply transport path 14Y is communicated with the communication holes 22a. , 22b, 22c, and 22d, and merged with the developer flowing from the upstream side of the developer stirring and conveying path 9Y and stirred. Therefore, stirring in the developer circulation direction is promoted, and toner density unevenness of the entire developer circulating in the developer circulation path can be eliminated at an early stage.

感光体3Y上に形成されたYトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト41に中間転写される。感光体ユニット2Yのドラムクリーニング装置4Yは、中間転写工程を経た後の感光体3Yの表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体3Yの表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体3Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色用のプロセスユニット1C,1M,1Kにおいても、同様にして感光体3C,3M,3K上にCトナー像、Mトナー像、Kトナー像が形成されて、中間転写ベルト41上に中間転写される。   The Y toner image formed on the photoreceptor 3Y is intermediately transferred to an intermediate transfer belt 41 that is an intermediate transfer body. The drum cleaning device 4Y of the photoreceptor unit 2Y removes toner remaining on the surface of the photoreceptor 3Y after the intermediate transfer process. As a result, the surface of the photoreceptor 3Y subjected to the cleaning process is neutralized by a neutralizing device (not shown). By this charge removal, the surface of the photoreceptor 3Y is initialized and prepared for the next image formation. Similarly, in the process units 1C, 1M, and 1K for other colors, C toner images, M toner images, and K toner images are formed on the photoreceptors 3C, 3M, and 3K, and the intermediate transfer belt 41 is subjected to intermediate transfer. Is done.

プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの図1中下方には、光書込ユニット20が配設されている。光書込ユニット20は、画像情報に基づいて発したレーザー光Lを、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの感光体3Y,3C,3M,3Kに照射する。これにより、感光体3Y,3C,3M,3K上には、それぞれY用、C用、M用、K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット20は、光源から発したレーザー光Lを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー21によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体3Y,3C,3M,3Kに照射するものである。かかる構成のものに代えて、LEDアレイを採用したものを用いてもよい。   An optical writing unit 20 is disposed below the process units 1Y, 1C, 1M, and 1K in FIG. The optical writing unit 20 irradiates the photoconductors 3Y, 3C, 3M, and 3K of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1K with the laser light L emitted based on the image information. As a result, electrostatic latent images for Y, C, M, and K are formed on the photoreceptors 3Y, 3C, 3M, and 3K, respectively. The optical writing unit 20 deflects the laser light L emitted from the light source by the polygon mirror 21 that is rotationally driven by a motor, and passes through the photoreceptors 3Y, 3C, 3M, and 3K via a plurality of optical lenses and mirrors. Is irradiated. Instead of such a configuration, an LED array may be used.

光書込ユニット20の下方には、第1給紙カセット31、第2給紙カセット32が鉛直方向に重なるように配設されている。これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録材である記録紙Pが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Pには、第1給紙ローラ31a及び第2給紙ローラ32aがそれぞれ当接している。第1給紙ローラ31aが図示しない駆動手段によって図1中反時計回りに回転駆動すると、第1給紙カセット31内の一番上の記録紙Pが、カセットの図1中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路33に向けて排出される。また、第2給紙ローラ32aが図示しない駆動手段によって図1中反時計回りに回転駆動すると、第2給紙カセット32内の一番上の記録紙Pが給紙路33に向けて排出される。給紙路33内には、複数の搬送ローラ対34が配設されており、給紙路33に送り込まれた記録紙Pは、これら搬送ローラ対34のローラ間に挟み込まれながら、給紙路33内を図1中下側から上側に向けて搬送される。また、給紙路33の末端には、レジストローラ対35が配設されている。レジストローラ対35は、搬送ローラ対34から送られてくる記録紙Pをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Pを適切なタイミングで後述の2次転写ニップに向けて送り出す。   A first paper feed cassette 31 and a second paper feed cassette 32 are disposed below the optical writing unit 20 so as to overlap in the vertical direction. In each of these paper feed cassettes, a plurality of recording papers P, which are recording materials, are stored in a stack of recording papers, and a first paper feed roller is placed on the top recording paper P. 31a and the second paper feed roller 32a are in contact with each other. When the first paper feed roller 31a is driven to rotate counterclockwise in FIG. 1 by driving means (not shown), the uppermost recording paper P in the first paper feed cassette 31 is vertically oriented on the right side of the cassette in FIG. The paper is discharged toward the paper feed path 33 arranged so as to extend. When the second paper feed roller 32a is rotated counterclockwise in FIG. 1 by driving means (not shown), the uppermost recording paper P in the second paper feed cassette 32 is discharged toward the paper feed path 33. The A plurality of transport roller pairs 34 are arranged in the paper feed path 33, and the recording paper P fed into the paper feed path 33 is sandwiched between the rollers of the transport roller pair 34 while being fed between the paper feed paths 33. 1 is conveyed from the lower side to the upper side in FIG. A registration roller pair 35 is disposed at the end of the paper feed path 33. The registration roller pair 35 temporarily stops the rotation of both rollers as soon as the recording paper P sent from the conveyance roller pair 34 is sandwiched between the rollers. Then, the recording paper P is sent out toward a later-described secondary transfer nip at an appropriate timing.

各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの図1中上方には、中間転写ベルト41を張架しながら図1中反時計回りに無端移動させる転写ユニット40が配設されている。転写ユニット40は、中間転写ベルト41のほか、ベルトクリーニングユニット42、第1ブラケット43、第2ブラケット44などを備えている。また、4つの1次転写ローラ45Y,45C,45M,45K、2次転写バックアップローラ46、駆動ローラ47、補助ローラ48、テンションローラ49なども備えている。中間転写ベルト41は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ47の回転駆動によって図1中反時計回りに無端移動する。4つの1次転写ローラ45Y,45C,45M,45Kは、このように無端移動する中間転写ベルト41を感光体3Y,3C,3M,3Kとの間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト41の内周面にトナーとは逆極性(本実施形態1ではプラス極性)の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト41は、その無端移動に伴ってY用、C用、M用、K用の1次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体3Y,3C,3M,3K上の各色トナー像が重なり合うように1次転写される。これにより、中間転写ベルト41上に4色重ね合わせトナー像(以下「4色トナー像」という。)が形成される。   Above each process unit 1Y, 1C, 1M, and 1K in FIG. 1, a transfer unit 40 is disposed to endlessly move the intermediate transfer belt 41 counterclockwise in FIG. In addition to the intermediate transfer belt 41, the transfer unit 40 includes a belt cleaning unit 42, a first bracket 43, a second bracket 44, and the like. Also provided are four primary transfer rollers 45Y, 45C, 45M, 45K, a secondary transfer backup roller 46, a drive roller 47, an auxiliary roller 48, a tension roller 49, and the like. The intermediate transfer belt 41 is endlessly moved counterclockwise in FIG. 1 by the rotational driving of the driving roller 47 while being stretched around these rollers. The four primary transfer rollers 45Y, 45C, 45M, and 45K sandwich the intermediate transfer belt 41 that moves endlessly between the photoreceptors 3Y, 3C, 3M, and 3K to form primary transfer nips, respectively. Yes. Then, a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner (plus polarity in the first embodiment) is applied to the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 41. The intermediate transfer belt 41 sequentially passes through the primary transfer nips for Y, C, M, and K along with the endless movement thereof, and the photoreceptors 3Y, 3C, 3M, and 3K are disposed on the outer peripheral surface thereof. The upper color toner images are primarily transferred so as to overlap each other. As a result, a four-color superimposed toner image (hereinafter referred to as “four-color toner image”) is formed on the intermediate transfer belt 41.

2次転写バックアップローラ46は、中間転写ベルト41のループ外側に配設された2次転写ローラ50との間に中間転写ベルト41を挟み込んで2次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対35は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Pを、中間転写ベルト41上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで、2次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト41上の4色トナー像は、2次転写バイアスが印加される2次転写ローラ50と2次転写バックアップローラ46との間に形成される2次転写電界や、ニップ圧の影響により、2次転写ニップ内で記録紙Pに一括2次転写される。そして、記録紙Pの白色と相まって、フルカラートナー像となる。   The secondary transfer backup roller 46 sandwiches the intermediate transfer belt 41 with the secondary transfer roller 50 disposed outside the loop of the intermediate transfer belt 41 to form a secondary transfer nip. The registration roller pair 35 described above feeds the recording paper P sandwiched between the rollers toward the secondary transfer nip at a timing at which the recording paper P can be synchronized with the four-color toner image on the intermediate transfer belt 41. The four-color toner image on the intermediate transfer belt 41 is affected by the secondary transfer electric field formed between the secondary transfer roller 50 to which the secondary transfer bias is applied and the secondary transfer backup roller 46, and the influence of the nip pressure. The secondary transfer is batch-transferred onto the recording paper P in the secondary transfer nip. Then, combined with the white color of the recording paper P, a full color toner image is obtained.

2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト41には、記録紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット42によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット42は、クリーニングブレード42aを中間転写ベルト41のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。   Untransferred toner that has not been transferred to the recording paper P adheres to the intermediate transfer belt 41 after passing through the secondary transfer nip. This is cleaned by the belt cleaning unit 42. In the belt cleaning unit 42, the cleaning blade 42a is brought into contact with the front surface of the intermediate transfer belt 41, whereby the transfer residual toner on the belt is scraped off and removed.

なお、転写ユニット40の第1ブラケット43は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ48の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。本実施形態1のプリンタは、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第1ブラケット43を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ48の回転軸線を中心にしてY用、C用、M用の1次転写ローラ45Y,45C,45Mを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト41をY用、C用、M用の感光体3Y,3C,3Mから離間させる。そして、4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Kのうち、K用のプロセスユニット1Kだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にY用、C用、M用のプロセスユニットを無駄に駆動させることによるそれらプロセスユニットの消耗を回避することができる。   The first bracket 43 of the transfer unit 40 swings at a predetermined rotation angle about the rotation axis of the auxiliary roller 48 as the solenoid (not shown) is turned on / off. In the case of forming a monochrome image, the printer of the first embodiment rotates the first bracket 43 a little counterclockwise in the drawing by driving the solenoid described above. By this rotation, the Y, C, and M primary transfer rollers 45Y, 45C, and 45M are revolved counterclockwise in the drawing around the rotation axis of the auxiliary roller 48, whereby the intermediate transfer belt 41 is moved to the Y direction. , C and M photoconductors 3Y, 3C and 3M. Of the four process units 1Y, 1C, 1M, and 1K, only the K process unit 1K is driven to form a monochrome image. Accordingly, it is possible to avoid exhaustion of the process units due to wastefully driving the process units for Y, C, and M during monochrome image formation.

2次転写ニップの図中上方には、定着手段としての定着ユニット60が配設されている。この定着ユニット60は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ61と、定着ベルトユニット62とを備えている。定着ベルトユニット62は、定着ベルト64、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ63、テンションローラ65、駆動ローラ66、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト64を加熱ローラ63、テンションローラ65及び駆動ローラ66によって張架しながら、図1中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト64は加熱ローラ63によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト64の加熱ローラ63の掛け回し箇所には、図1中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ61がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ61と定着ベルト64とが当接する定着ニップが形成されている。   A fixing unit 60 as a fixing unit is disposed above the secondary transfer nip in the figure. The fixing unit 60 includes a pressure heating roller 61 that includes a heat source such as a halogen lamp, and a fixing belt unit 62. The fixing belt unit 62 includes a fixing belt 64, a heating roller 63 containing a heat source such as a halogen lamp, a tension roller 65, a driving roller 66, a temperature sensor (not shown), and the like. Then, the endless fixing belt 64 is endlessly moved in the counterclockwise direction in FIG. 1 while being stretched by the heating roller 63, the tension roller 65, and the driving roller 66. In the process of endless movement, the fixing belt 64 is heated from the back side by the heating roller 63. A pressure heating roller 61 that is driven to rotate in the clockwise direction in FIG. 1 is in contact with the surface of the fixing belt 64 that is heated in this manner. Thereby, a fixing nip where the pressure heating roller 61 and the fixing belt 64 abut is formed.

定着ベルト64のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト64のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト64の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ63に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ61に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト64の表面温度が約140℃に維持される。2次転写ニップを通過した記録紙Pは、中間転写ベルト41から分離した後、定着ユニット60内に送られる。そして、定着ユニット60内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト64によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が記録紙Pに定着する。   Outside the loop of the fixing belt 64, a temperature sensor (not shown) is disposed so as to face the front surface of the fixing belt 64 with a predetermined gap, and the fixing belt 64 just before entering the fixing nip. Detect surface temperature. This detection result is sent to a fixing power supply circuit (not shown). The fixing power supply circuit performs on / off control of power supply to the heat generation source included in the heating roller 63 and the heat generation source included in the pressure heating roller 61 based on the detection result of the temperature sensor. As a result, the surface temperature of the fixing belt 64 is maintained at about 140.degree. The recording paper P that has passed through the secondary transfer nip is separated from the intermediate transfer belt 41 and then fed into the fixing unit 60. Then, in the process of being conveyed from the lower side to the upper side in the drawing while being sandwiched by the fixing nip in the fixing unit 60, the full-color toner image is applied to the recording paper P by being heated or pressed by the fixing belt 64. To settle.

このようにして定着処理が施された記録紙Pは、排紙ローラ対67のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部68が形成されており、排紙ローラ対67によって機外に排出された記録紙Pは、このスタック部68に順次スタックされる。   The recording paper P subjected to the fixing process in this manner is discharged outside the apparatus after passing between the rollers of the paper discharge roller pair 67. A stack unit 68 is formed on the upper surface of the housing of the printer main body, and the recording paper P discharged to the outside by the discharge roller pair 67 is sequentially stacked on the stack unit 68.

転写ユニット40の上方には、Yトナー、Cトナー、Mトナー、Kトナーをそれぞれ収容する4つのトナー収容器であるトナーカートリッジ72Y,72C,72M,72Kが配設されている。トナーカートリッジ72Y,72C,72M,72K内の各色トナーは、トナー補給装置70により、それぞれ、プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kの現像ユニット7Y,7C,7M,7Kに適宜供給される。トナーカートリッジ72Y,72C,72M,72Kは、プロセスユニット1Y,1C,1M,1Kとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。   Above the transfer unit 40, toner cartridges 72Y, 72C, 72M, and 72K, which are four toner containers that respectively store Y toner, C toner, M toner, and K toner, are disposed. The color toners in the toner cartridges 72Y, 72C, 72M, and 72K are appropriately supplied to the developing units 7Y, 7C, 7M, and 7K of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1K by the toner replenishing device 70, respectively. The toner cartridges 72Y, 72C, 72M, and 72K are detachable from the printer main body independently of the process units 1Y, 1C, 1M, and 1K.

以下、本発明の特徴部分であるトナー補給制御について、まず、仕切部材22に連通孔22a,22b,22c,22dが設けられていない一般的な構成をもつ現像ユニットを例に挙げて説明する。
なお、トナー補給制御の内容は、各色とも同様であるので、以下はYトナーの補給制御を例に挙げて説明する。
図5は、トナーを一括して現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。
図6は、トナーを一定間隔で断続的に現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。
これらのグラフにおいて細実線で示す波形(消費波形)は、トナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いて所定の潜像を現像した後の現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定した結果を示す波形である。すなわち、この消費波形は、現像後に生じるトナー濃度ムラの一例を示している。
また、点線で示す波形(補給波形)は、トナー濃度ムラがない状態の現像剤に対してそれぞれの方法でトナー補給を行った後の現像剤について、上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定した結果を示す波形である。なお、図6における二点鎖線で示す各波形は、断続的に行われる各トナー補給の個別補給波形を示すものであり、二点鎖線で示す各波形を合成した波形が点線で示す補給波形となる。
また、太実線で示す波形は、消費波形と補給波形とを合成したものであり、所定の潜像を現像した後の現像剤についてそれぞれの補給方法によりトナー補給を行った後のトナー濃度ムラを示すものである。
Hereinafter, toner replenishment control, which is a characteristic part of the present invention, will be described by taking a developing unit having a general configuration in which the communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d are not provided in the partition member 22 as an example.
Since the contents of the toner replenishment control are the same for each color, the Y toner replenishment control will be described below as an example.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between toner supply and toner density unevenness when toner is supplied to the developer all at once.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between toner replenishment and toner density unevenness when toner is replenished to the developer at regular intervals.
In these graphs, the waveform (consumption waveform) indicated by a thin solid line indicates that the toner density sensor is not replenished with respect to the developer after developing a predetermined latent image using a developer having no toner density unevenness. 4 is a waveform showing the result of measuring the toner density by means of FIG. That is, this consumption waveform shows an example of toner density unevenness that occurs after development.
The waveform indicated by the dotted line (replenishment waveform) is the result of measuring the toner concentration with the toner concentration sensor for the developer after toner replenishment is performed for each developer in a state where there is no toner density unevenness. It is a waveform which shows. Each waveform indicated by a two-dot chain line in FIG. 6 represents an individual supply waveform of each toner supply performed intermittently. A waveform obtained by combining the waveforms indicated by the two-dot chain line is a supply waveform indicated by a dotted line. Become.
The waveform indicated by the thick solid line is a composite of the consumption waveform and the replenishment waveform, and the toner density unevenness after the toner replenishment by each replenishment method for the developer after developing a predetermined latent image. It is shown.

図5及び図6において太実線で示すように、従来のトナー補給方法のように、トナーを一括して現像剤に補給する方法や、トナーを一定間隔で断続的に現像剤に補給する方法では、トナー補給後の現像剤においてトナー濃度ムラが存在することがわかる。
特に、実際の画像形成における消費波形は、形成する画像によって、具体的には現像対象となる潜像の位置、面積、電位等によって変化するため、一定でない。そのため、従来の補給方法のように、消費波形の違いに拘わらず消費分のトナーを一定のタイミング及び一定の速度で補給する場合には、トナー補給後の現像剤のトナー濃度ムラを解消することはできない。
As shown by thick solid lines in FIGS. 5 and 6, in a conventional method of supplying toner to the developer in a lump manner or a method of supplying toner to the developer intermittently at regular intervals. It can be seen that there is toner density unevenness in the developer after toner replenishment.
In particular, the consumption waveform in actual image formation is not constant because it varies depending on the image to be formed, specifically, the position, area, potential, etc. of the latent image to be developed. Therefore, as in the conventional replenishment method, when toner is replenished at a constant timing and a constant speed regardless of the difference in consumption waveform, the toner density unevenness of the developer after toner replenishment is eliminated. I can't.

この点について説明すると、第2搬送スクリュー11Yにより搬送される現像剤は、現像剤供給搬送路14Y内を搬送され、その搬送中に現像ロール12の表面に順次担持されて現像領域へ搬送される。そして、現像領域で現像に寄与した後、再び現像剤供給搬送路14Y内に戻され、第2搬送スクリュー11Yにより搬送される。感光体3Y上において潜像の位置が偏在していると、現像後の現像剤にはトナーを多く消費する部分とトナーをほとんど消費していない部分とが存在し、そのような状態の現像剤が現像剤供給搬送路14Yへ戻されることになる。この場合、現像剤供給搬送路14Yに戻された後の現像剤にはトナー濃度ムラが発生する。しかも、そのトナー濃度ムラの状態は、感光体3Y上における潜像の偏在状況によって変わってくる。   Explaining this point, the developer conveyed by the second conveying screw 11Y is conveyed in the developer supply conveying path 14Y, and is sequentially carried on the surface of the developing roll 12 during the conveyance and conveyed to the developing region. . Then, after contributing to development in the development area, the developer is again returned into the developer supply transport path 14Y and transported by the second transport screw 11Y. If the position of the latent image is unevenly distributed on the photoreceptor 3Y, the developer after development includes a portion that consumes a lot of toner and a portion that consumes little toner, and the developer in such a state Is returned to the developer supply transport path 14Y. In this case, toner density unevenness occurs in the developer after returning to the developer supply conveyance path 14Y. In addition, the state of toner density unevenness varies depending on the uneven distribution of latent images on the photoreceptor 3Y.

図7は、感光体3Y上における潜像の偏在状況と、トナー濃度ムラの状態との関係を示す説明図である。なお、図中矢印Aは、第2搬送スクリュー11Yによる現像剤の搬送方向を示すものであり、図中矢印Cは、感光体3Yの表面移動方向を示すものである。
図7の上部に記載されているのは、記録紙P上に形成された3つの画像パターンを示すものであり、図7の下部に記載されているのは、各画像パターンにそれぞれ対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いて現像した後の現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサ10Yによりトナー濃度を測定したときの測定結果(消費波形)を示すグラフである。
図7に示すように、感光体3Y上における潜像の偏在状況によって、消費波形すなわちトナー濃度ムラの状態が変わってくることがわかる。なお、図中左に描かれた画像パターンと図中右に描かれた画像パターンとを比較すると、後者の方が前者よりも消費波形がブロードになっている。これは、トナーを消費した現像剤の部分が現像剤供給搬送路14Yに戻される位置からトナー濃度センサ10Yによるトナー濃度検知箇所(特定箇所)Bまでの現像剤搬送距離が後者の方が長く、搬送スクリューによる攪拌作用を多く受けることによる違いである。すなわち、後者の方が、トナーを消費した現像剤の部分がトナー濃度センサ10Yのトナー濃度検知箇所へ搬送されるまでに搬送スクリューによる攪拌作用を多く受けているため、前者よりもトナー濃度ムラが幾分解消された結果、消費波形がブロードになったものである。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the uneven distribution of the latent image on the photoreceptor 3Y and the toner density unevenness state. In the figure, an arrow A indicates the developer conveyance direction by the second conveyance screw 11Y, and an arrow C in the figure indicates the surface movement direction of the photoreceptor 3Y.
The upper part of FIG. 7 shows three image patterns formed on the recording paper P, and the lower part of FIG. 7 shows latent images corresponding to the respective image patterns. A graph showing a measurement result (consumption waveform) when a toner density is measured by the toner density sensor 10Y without replenishing toner for a developer after an image is developed using a developer having no toner density unevenness. It is.
As shown in FIG. 7, it can be seen that the consumption waveform, that is, the state of toner density unevenness changes depending on the uneven distribution of the latent image on the photoreceptor 3Y. In addition, when the image pattern drawn on the left in the figure is compared with the image pattern drawn on the right in the figure, the latter has a broader consumption waveform than the former. This is because the latter has a longer developer transport distance from the position where the part of the developer that has consumed the toner is returned to the developer supply transport path 14Y to the toner density detection location (specific location) B by the toner density sensor 10Y. This is a difference due to receiving a lot of stirring action by the conveying screw. That is, in the latter, since the developer portion that has consumed the toner is more agitated by the conveying screw until it is conveyed to the toner concentration detection portion of the toner concentration sensor 10Y, the toner concentration unevenness is more than that of the former. As a result of some cancellation, the consumption waveform becomes broad.

図8は、感光体3Y上における潜像の位置と、トナー濃度ムラの状態との関係を更に詳しく示した説明図である。
図8には、第2搬送スクリューによる現像剤の搬送方向における互いに異なる3つの位置に潜像が形成された3つの画像パターンと、感光体表面移動方向における互いに異なる2つの位置に潜像が形成された2つの画像パターンとが描かれている。なお、一部の画像パターンは重複している。また、いずれの画像パターンも画像面積は皆同じである。
また、図8には、第2搬送スクリュー11Yによる現像剤搬送方向に関する3つの画像パターンそれぞれに対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いて現像した後の現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサ10Yによりトナー濃度を測定したときの測定結果(消費波形)を示すグラフを、図中下部に記載している。また、感光体3Y表面移動方向に関する2つの画像パターンそれぞれに対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いて現像した後の現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサ10Yによりトナー濃度を測定したときの測定結果(消費波形)を示すグラフを、図中左部に記載している。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing in more detail the relationship between the position of the latent image on the photoreceptor 3Y and the state of toner density unevenness.
FIG. 8 shows three image patterns in which latent images are formed at three different positions in the developer conveying direction by the second conveying screw, and latent images are formed at two different positions in the photosensitive member surface movement direction. Two image patterns are drawn. Note that some image patterns overlap. All image patterns have the same image area.
Further, FIG. 8 shows the toner after developing the latent image corresponding to each of the three image patterns in the developer conveying direction by the second conveying screw 11Y with the developer having no toner density unevenness. A graph showing the measurement result (consumption waveform) when the toner density is measured by the toner density sensor 10Y without replenishment is shown in the lower part of the figure. Further, the toner density sensor described above is used without replenishing toner for the developer after developing the latent image corresponding to each of the two image patterns related to the moving direction of the surface of the photoreceptor 3Y with the developer having no toner density unevenness. A graph showing the measurement result (consumption waveform) when the toner density is measured with 10Y is shown in the left part of the figure.

第2搬送スクリュー11Yによる現像剤搬送方向において互いに異なる位置に同一面積の潜像を形成した場合、図8の下部に示すように、各画像パターンに対応する消費波形は、そのピーク時期及び半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度が異なる。これは、上述したように、トナーを消費した現像剤の部分が現像剤供給搬送路14Yに戻される位置からトナー濃度センサ10Yによるトナー濃度検知箇所までの現像剤搬送距離の違いによるものである。詳しくは、ピーク時期の違いは、単純に、トナーを消費した現像剤の部分がトナー濃度センサによるトナー濃度検知箇所へ到達するまでの時間の違いによるものである。また、半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度の違いは、トナーを消費した現像剤の部分がトナー濃度センサ10Yによるトナー濃度検知箇所へ到達するまでに受けた攪拌の量の違いによるものである。   When latent images of the same area are formed at different positions in the developer conveying direction by the second conveying screw 11Y, the consumption waveform corresponding to each image pattern has its peak time and half width as shown in the lower part of FIG. (Broad state) and minimum toner density are different. As described above, this is due to the difference in developer transport distance from the position where the portion of the developer that has consumed the toner is returned to the developer supply transport path 14Y to the toner density detection location by the toner density sensor 10Y. Specifically, the difference in peak time is simply due to the difference in time until the portion of the developer that has consumed the toner reaches the toner density detection location by the toner density sensor. Further, the difference between the half-value width (broad state) and the minimum toner density is due to the difference in the amount of agitation received until the part of the developer that has consumed the toner reaches the toner density detection position by the toner density sensor 10Y. .

一方、感光体表面移動方向において互いに異なる位置に同一面積の潜像を形成した場合、図8の左部に示すように、各画像パターンに対応する消費波形は、そのピーク時期が異なるだけでその半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度に違いはない。これは、各画像パターンは、いずれもトナーを消費した現像剤の部分が現像剤供給搬送路14Yに戻される位置が同じであるため、トナー濃度センサによるトナー濃度検知箇所までの現像剤搬送距離に違いはなく、したがってトナー濃度センサによるトナー濃度検知箇所へ到達するまでに受ける攪拌の量に違いはない。よって、半値幅(ブロード状態)及び最小トナー濃度に違いは出ない。しかし、トナーを消費した現像剤の部分が現像剤循環搬送路に戻される時期が異なるため、ピーク時期に違いが出る。   On the other hand, when latent images of the same area are formed at different positions in the photosensitive member surface movement direction, the consumption waveforms corresponding to each image pattern have different peak times as shown in the left part of FIG. There is no difference in the half width (broad state) and the minimum toner density. This is because each image pattern has the same position at which the portion of the developer that has consumed toner is returned to the developer supply transport path 14Y, and therefore the developer transport distance to the toner density detection location by the toner density sensor. There is no difference, and therefore there is no difference in the amount of agitation received before reaching the toner density detection location by the toner density sensor. Therefore, there is no difference in the half width (broad state) and the minimum toner density. However, since the timing at which the portion of the developer that has consumed the toner is returned to the developer circulation conveyance path is different, the peak timing is different.

以上のように、消費波形は、感光体3Y上における潜像の大きさはもとより、潜像の位置によっても変わってくるので、実際の画像形成においては一定にならない。そのため、従来の一般的な補給方法では、現像装置内に存在する現像剤全体の平均トナー濃度を目標トナー濃度に維持することはできても、現像剤のトナー濃度ムラを解消することはできない。   As described above, the consumption waveform varies depending not only on the size of the latent image on the photoreceptor 3Y but also on the position of the latent image, and thus does not become constant in actual image formation. For this reason, in the conventional general replenishment method, the average toner concentration of the entire developer present in the developing device can be maintained at the target toner concentration, but the toner concentration unevenness of the developer cannot be eliminated.

図9は、本実施形態1におけるトナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。
本実施形態1においては、パーソナルコンピュータや画像読取装置からの画像データ(画像情報)を取得する画像情報取得手段としての画像情報取得部103が制御部100に設けられている。この制御部100は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)、データ記憶手段であるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等から構成され、各種の演算処理や、制御プログラムの実行を行うことができる。画像情報取得部103は、取得した画像データの必要部分を予測データ算出手段としての予測データ算出部101へ送る。予測データ算出部101は、受信したデータから、当該画像データに基づく潜像を現像することでトナーを消費した現像済み現像剤に生じる後述のトナー濃度検知箇所(特定箇所)Bでのトナー濃度の時間変化(予測データ)を算出する。なお、本実施形態1では、光書込ユニット20から発せられるレーザー光の数(ドット数)をカウントした情報を画像情報とし、その画像情報に基づいて予測データの算出を行うが、パーソナルコンピュータや画像読取装置からの画像データを画像情報とし、その画像情報に基づいて予測データの算出を行うようにしてもよい。
FIG. 9 is a functional block diagram of a mechanism that performs toner supply control according to the first exemplary embodiment.
In the first embodiment, the control unit 100 is provided with an image information acquisition unit 103 as an image information acquisition unit that acquires image data (image information) from a personal computer or an image reading apparatus. The control unit 100 includes a CPU (Central Processing Unit) as a calculation means, a RAM (Random Access Memory) as a data storage means, a ROM (Read Only Memory), and the like, and executes various calculation processes and control programs. It can be carried out. The image information acquisition unit 103 sends a necessary part of the acquired image data to the prediction data calculation unit 101 as a prediction data calculation unit. The predicted data calculation unit 101 develops a latent image based on the image data from the received data, and develops a toner density at a later-described toner density detection location (specific location) B generated in the developed developer that has consumed the toner. Time change (predicted data) is calculated. In the first embodiment, information obtained by counting the number of laser beams (number of dots) emitted from the optical writing unit 20 is used as image information, and prediction data is calculated based on the image information. Image data from the image reading apparatus may be used as image information, and prediction data may be calculated based on the image information.

本実施形態1のトナー補給制御では、Y現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度範囲内に維持するために必要な量のYトナーをトナー補給口17Yから補給する。ただし、本実施形態1では、その量のYトナーを、トナー補給口17Yに対向する箇所(補給箇所)から、現像ロール12YへY現像剤を供給する箇所(現像剤供給搬送路14Y)までの間、詳しくは補給箇所から現像剤供給搬送路14Yの上流端までの間に位置する任意の箇所(特定箇所)である後述のトナー濃度検知箇所を通過するY現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように、補給箇所でのトナー補給量を調整する。補給箇所でのトナー補給量の調整は、図9に示すように、補給制御手段として機能する制御部100の補給制御部102により、トナー補給装置70のトナー補給部材を駆動する駆動源71Yの駆動タイミング、駆動時間、駆動速度等を制御することで行う。なお、トナー補給部材は、駆動源71Yの駆動力によりトナー補給口17YからY現像剤へのトナー供給を調整できるものであれば、公知のものを広く利用できる。   In the toner replenishment control according to the first exemplary embodiment, an amount of Y toner necessary for maintaining the toner concentration of the Y developer within the target toner concentration range is replenished from the toner replenishing port 17Y. However, in the first exemplary embodiment, the amount of Y toner is supplied from a location facing the toner supply port 17Y (supply location) to a location where the Y developer is supplied to the developing roll 12Y (developer supply conveyance path 14Y). More specifically, there is a change with time in the toner concentration of the Y developer passing through a toner density detection point, which will be described later, which is an arbitrary point (specific point) located between the replenishment point and the upstream end of the developer supply conveyance path 14Y. The toner replenishment amount at the replenishment point is adjusted so as to be eliminated. As shown in FIG. 9, the adjustment of the toner replenishment amount at the replenishment location is performed by driving a drive source 71Y that drives the toner replenishment member of the toner replenishing device 70 by the replenishment control unit 102 of the control unit 100 functioning as a replenishment control unit. This is done by controlling timing, driving time, driving speed, and the like. Any known toner replenishing member can be used as long as it can adjust the toner supply from the toner replenishing port 17Y to the Y developer by the driving force of the drive source 71Y.

補給制御部102は、予測データ算出手段として機能する予測データ算出部101が算出した予測データに基づいて、トナー補給装置70がもつ1つの駆動源71Yを制御する。ここで、予測データ算出部101は、画像データに基づき、ROMに記憶されている演算プログラムや演算テーブルを用いて、トナー濃度検知箇所におけるY現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データを算出する。そして、補給制御手段として機能する補給制御部102は、予測データ算出部101が算出した予測データに基づき、後述する各種の単位補給パターンの組み合わせで1つの駆動源71Yの駆動制御を行うことで、トナー濃度ムラを解消する。   The replenishment control unit 102 controls one drive source 71Y of the toner replenishing device 70 based on the prediction data calculated by the prediction data calculation unit 101 that functions as a prediction data calculation unit. Here, based on the image data, the prediction data calculation unit 101 calculates prediction data of the temporal change in the toner concentration of the Y developer at the toner concentration detection location using a calculation program or calculation table stored in the ROM. . Then, the replenishment control unit 102 functioning as a replenishment control unit performs drive control of one drive source 71Y with a combination of various unit replenishment patterns described later based on the prediction data calculated by the prediction data calculation unit 101. Toner density unevenness is eliminated.

単位補給パターンは、予め実験等を行うことで得ることができる。以下、単位補給パターンの具体的な作成手順について説明する。
まず、トナー濃度検知箇所を通過するY現像剤のトナー濃度を上記トナー濃度センサ10Yにより測定し、トナー補給装置70によるトナー補給動作の基礎パターン(以下「補給基礎パターン」という。)を測定する。
The unit supply pattern can be obtained by conducting an experiment or the like in advance. Hereinafter, a specific procedure for creating a unit supply pattern will be described.
First, the toner density of the Y developer that passes through the toner density detection portion is measured by the toner density sensor 10Y, and a basic pattern of toner supply operation by the toner supply device 70 (hereinafter referred to as “replenishment basic pattern”) is measured.

図10は、本実施形態1におけるトナー補給装置70の補給基礎パターンを示すグラフである。
各波形H1,H2,H3,H4,H5は、トナー濃度ムラがない状態のY現像剤に対し、1回の駆動源71Yの駆動動作(以下「補給動作」という。)により補給されるトナー量(以下「単位補給量」という。)が互いに異なる5つの補給パターンでトナー補給を行ったときに、トナー濃度センサ10Yによりトナー濃度検知箇所でのトナー濃度の時間変化を検出した結果を示す波形(以下「補給基礎波形」という。)である。なお、補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5の順に、単位補給量が多くなる。また、単位補給量は、1回の補給動作における駆動源71Yの駆動時間や駆動速度を変更することで変動させることができる。
FIG. 10 is a graph illustrating a basic supply pattern of the toner supply device 70 according to the first exemplary embodiment.
The waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 indicate the amount of toner that is replenished by a single drive operation of the drive source 71Y (hereinafter referred to as “replenishment operation”) for the Y developer in a state where there is no toner density unevenness. (Hereinafter referred to as “unit replenishment amount”) A waveform (shown as a result of detecting a change in toner density over time at a toner density detection location by the toner density sensor 10Y when toner is replenished with five different replenishment patterns. Hereinafter referred to as “replenishment basic waveform”). The unit replenishment amount increases in the order of the replenishment basic waveforms H1, H2, H3, H4, and H5. The unit replenishment amount can be varied by changing the drive time and drive speed of the drive source 71Y in one replenishment operation.

一方、トナー濃度ムラがない状態のY現像剤を用い、記録紙P上でのトナー濃度検知用の単位面積に相当する単位画像をプリントしてYトナーを消費した後、トナー補給を行わずにトナー濃度センサ10Yでトナー濃度の時間変化を検知したときの検知結果を示す波形を、単位消費波形とする。なお、単位消費波形を求める際のトナー濃度検知用の単位面積としては、画像情報の1ドット面積が理想ではあるが、現実的にはトナー濃度センサ10Yの分解能やノイズの影響あるいはトナー補給装置70の微小量補給性能などにより制限されるので、これらを考慮してなるべく小さく設定可能なトナー濃度検知用の単位面積を決定するのがよい。   On the other hand, without using toner replenishment after printing a unit image corresponding to the unit area for toner density detection on the recording paper P using Y developer without toner density unevenness and consuming Y toner. A waveform indicating a detection result when the toner concentration sensor 10Y detects a change in toner concentration with time is defined as a unit consumption waveform. As a unit area for toner density detection when determining a unit consumption waveform, one dot area of image information is ideal, but in reality, the resolution of the toner density sensor 10Y, the influence of noise, or the toner replenishing device 70. Therefore, it is preferable to determine a unit area for toner density detection that can be set as small as possible in consideration of these factors.

次に、この単位消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形を求める。
図11は、単位消費波形と、この単位消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形とを示すグラフである。
トナー濃度検知箇所における単位消費波形と、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5とから、単位消費波形S’を打ち消すような単位補給波形H’を、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5を組み合わせて作成する。ここで、単位消費波形S’は、トナー濃度検知用の単位面積に相当する潜像を現像した後のY現像剤がトナー濃度検知箇所を通過するときのトナー濃度の時間変化を示している。一方、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5は、単位補給量が互いに異なる補給動作を1回だけ行ったときにそのトナー補給を受けたY現像剤がトナー濃度検知箇所を通過するときのトナー濃度の時間変化を示している。したがって、図11に示すように、各補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5を適宜組み合わせた単位補給波形H’が単位消費波形S’の逆位相に相当する波形に近い波形となるようにトナー補給動作を行えば、少なくとも上記トナー濃度検知箇所を通過した後のY現像剤のトナー濃度ムラを解消することができる。すなわち、トナー濃度検知用の単位面積に相当する潜像を現像したY現像剤が再び現像剤供給搬送路14Yに搬送されて現像に寄与する前に、そのトナー濃度ムラを解消することができる。
Next, a unit supply waveform for canceling the toner density unevenness due to the unit consumption waveform is obtained.
FIG. 11 is a graph showing a unit consumption waveform and a unit supply waveform that cancels toner density unevenness due to the unit consumption waveform.
From the unit consumption waveform at the toner density detection location and each supply basic waveform H1, H2, H3, H4, H5, a unit supply waveform H ′ that cancels the unit consumption waveform S ′ is represented by each supply basic waveform H1, H2, and so on. Created by combining H3, H4 and H5. Here, the unit consumption waveform S ′ indicates a change in toner density with time when the Y developer after developing a latent image corresponding to a unit area for toner density detection passes through the toner density detection portion. On the other hand, each of the basic supply waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 is such that when a replenishment operation with different unit replenishment amounts is performed only once, the Y developer that has received the toner replenishment passes through the toner density detection portion. The change in toner density over time is shown. Therefore, as shown in FIG. 11, the unit supply waveform H ′ obtained by appropriately combining the supply basic waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 is a waveform close to a waveform corresponding to the opposite phase of the unit consumption waveform S ′. If the toner replenishing operation is performed, the toner density unevenness of the Y developer after passing through at least the toner density detection portion can be eliminated. That is, the toner density unevenness can be eliminated before the Y developer, which has developed the latent image corresponding to the unit area for toner density detection, is conveyed again to the developer supply conveyance path 14Y and contributes to development.

このようにして単位補給波形H’を求めたら、その単位補給波形H’を構成する補給基礎波形H1,H2,H3,H4,H5の組み合わせに対応するトナー補給動作が、単位補給パターンとなる。図11に示したグラフでは、第2補給基礎波形H2の補給動作を行い、次に第3補給基礎波形H3の補給動作を行い、最後に第2補給基礎波形H2の補給動作を行うというトナー補給動作を行うことで、これらの補給基礎波形を合成した単位補給波形H’が単位消費波形S’の逆位相に相当する波形に近い波形となる。すなわち、このトナー補給動作が本実施形態1における単位補給パターンとなる。   When the unit supply waveform H 'is obtained in this way, the toner supply operation corresponding to the combination of the basic supply waveforms H1, H2, H3, H4, and H5 constituting the unit supply waveform H' becomes the unit supply pattern. In the graph shown in FIG. 11, toner replenishment is performed in which the replenishment operation of the second replenishment basic waveform H2 is performed, the replenishment operation of the third replenishment basic waveform H3 is performed, and finally the replenishment operation of the second replenishment basic waveform H2 is performed. By performing the operation, the unit supply waveform H ′ obtained by synthesizing these supply basic waveforms becomes a waveform close to a waveform corresponding to the opposite phase of the unit consumption waveform S ′. That is, this toner replenishment operation becomes the unit replenishment pattern in the first embodiment.

図12は、任意の画像を形成したとき(例えばユーザーの希望に基づく画像を形成したとき)における任意消費波形S0と、その任意消費波形S0によるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形とを示すグラフである。
実際の画像形成時において任意の画像を形成する際、その画像データが制御部100の予測データ算出部101に送られる。予測データ算出部101では、この画像データに基づく潜像に対応した任意の消費波形、すなわち、トナー濃度検知箇所におけるトナー濃度の時間変化を示す任意消費波形S0を得ることができる。そして、このようにして得られる任意消費波形S0を、図11に示した単位消費波形S’に逐次分解する。したがって、これらの単位消費波形S’を合成して得られる任意消費波形S0は、任意消費波形S0を示すトナー濃度ムラを持ったY現像剤のトナー濃度をトナー濃度検知箇所で検出したとした場合の時間変化を示す波形に近似した波形(予測値)となる。
FIG. 12 is a graph showing an arbitrary consumption waveform S0 when an arbitrary image is formed (for example, when an image based on a user's desire is formed) and a replenishment waveform that cancels toner density unevenness due to the arbitrary consumption waveform S0. .
When an arbitrary image is formed during actual image formation, the image data is sent to the prediction data calculation unit 101 of the control unit 100. The predicted data calculation unit 101 can obtain an arbitrary consumption waveform corresponding to the latent image based on the image data, that is, an arbitrary consumption waveform S0 indicating a change in toner density over time at a toner density detection location. Then, the arbitrary consumption waveform S0 obtained in this way is sequentially decomposed into unit consumption waveforms S ′ shown in FIG. Therefore, the arbitrary consumption waveform S0 obtained by synthesizing these unit consumption waveforms S ′ is obtained when the toner concentration of the Y developer having toner density unevenness indicating the arbitrary consumption waveform S0 is detected at the toner concentration detection portion. It becomes a waveform (predicted value) approximated to a waveform showing the time change of

本実施形態1において、予測データ算出部101は、所定の演算プログラムを実行することで、上述したメカニズムに基づき、画像データから、その画像データに基づく潜像を現像した現像剤がトナー濃度検知箇所を通過するときのトナー濃度の時間変化である予測データ(任意消費波形S0)を算出する。具体的には、この任意消費波形S0を分解して得られる複数の単位消費波形S’の組み合わせを、予測データとして算出する。   In the first embodiment, the prediction data calculation unit 101 executes a predetermined calculation program, and based on the above-described mechanism, the developer that develops the latent image based on the image data from the image data is detected by the toner density detection portion. Prediction data (arbitrary consumption waveform S0), which is a change over time in the toner density when passing through, is calculated. Specifically, a combination of a plurality of unit consumption waveforms S ′ obtained by decomposing this arbitrary consumption waveform S0 is calculated as prediction data.

このようにして予測データ算出部101が算出した予測データ(複数の単位消費波形S’の組み合わせのデータ)は、補給制御部102に送られる。ここで、これらの単位消費波形S’にそれぞれ対応した複数の単位補給波形H’を組み合わせることで、図12に示すように、任意消費波形S0が示すトナー濃度ムラを打ち消すような補給波形H0、すなわち、任意消費波形S0の逆位相となる波形に近い補給波形H0を作り出すことができる。したがって、補給制御部102は、予測データに基づき、その複数の単位消費波形S’の組み合わせに対応する単位補給波形H’の組み合わせを求める。次に、求めた単位補給波形H’の組み合わせに対応するように、予めRAMに記憶しておいた単位補給パターンを複数組み合わせることで、その予測データに対応するトナー補給動作を決定する。そして、決定したトナー補給動作で駆動源71Yの駆動制御を行う。このようなトナー補給動作により得られる補給波形は、各単位補給パターンによる単位補給波形H’を合成したものとなるので、図12に示す補給波形H0となる。したがって、任意消費波形S0が示すトナー濃度ムラは、このようなトナー補給制御により、図12の太い実線で示すようにトナー濃度検知箇所では十分に解消されることになる。   The prediction data (the combination data of the plurality of unit consumption waveforms S ′) calculated by the prediction data calculation unit 101 in this way is sent to the supply control unit 102. Here, by combining a plurality of unit supply waveforms H ′ respectively corresponding to these unit consumption waveforms S ′, as shown in FIG. 12, a supply waveform H0 that cancels the toner density unevenness indicated by the arbitrary consumption waveform S0, That is, it is possible to create a replenishment waveform H0 that is close to a waveform that is opposite in phase to the arbitrary consumption waveform S0. Therefore, the replenishment control unit 102 obtains a combination of unit replenishment waveforms H ′ corresponding to the combination of the plurality of unit consumption waveforms S ′ based on the prediction data. Next, a toner supply operation corresponding to the prediction data is determined by combining a plurality of unit supply patterns stored in the RAM in advance so as to correspond to the obtained combination of unit supply waveforms H ′. Then, drive control of the drive source 71Y is performed by the determined toner supply operation. Since the replenishment waveform obtained by such a toner replenishment operation is a combination of the unit replenishment waveforms H ′ according to the unit replenishment patterns, the replenishment waveform H0 shown in FIG. 12 is obtained. Therefore, the toner density unevenness indicated by the arbitrary consumption waveform S0 is sufficiently eliminated by the toner replenishment control at the toner density detection portion as shown by the thick solid line in FIG.

以上の説明は、仕切部材22に連通孔22a,22b,22c,22dが設けられていない一般的な構成におけるものであるが、本実施形態1の現像ユニットには仕切部材22に連通孔22a,22b,22c,22dが設けられている。そのため、本実施形態1の現像ユニットの現像剤循環経路は、図26に示したように、現像剤供給搬送路14Yの上流端から下流端まで搬送された後に現像剤攪拌搬送路9Yの上流端から下流端まで搬送されるという循環経路(以下「主循環経路」という。)Bのほか、現像剤供給搬送路14Yの途中から仕切部材22の連通孔22a,22b,22c,22dを経由して現像剤攪拌搬送路9Yへ搬送される4つの循環経路(以下「ショートカット循環経路」という。)C〜Fも存在する。   The above description is of a general configuration in which the partition member 22 is not provided with the communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d. However, the developing unit of the first embodiment has the communication hole 22a, 22b, 22c, and 22d are provided. Therefore, as shown in FIG. 26, the developer circulation path of the developing unit of Embodiment 1 is the upstream end of the developer agitating / conveying path 9Y after being transported from the upstream end to the downstream end of the developer supply / conveying path 14Y. In addition to the circulation path (hereinafter referred to as “main circulation path”) B that is conveyed to the downstream end from the middle of the developer supply conveyance path 14Y, it passes through the communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d of the partition member 22. There are also four circulation paths (hereinafter referred to as “shortcut circulation paths”) C to F conveyed to the developer agitation conveyance path 9Y.

ショートカット循環経路C〜Fに沿って搬送される現像剤(ショートカット現像剤)は、現像剤攪拌搬送路9Yの上流端に設けられたトナー補給口17Yとの対向位置(補給箇所)を通過しない。このようなショートカット現像剤については、そのショートカット現像剤が仕切部材22の連通孔22a,22b,22c,22dを通過して現像剤攪拌搬送路9Y内に搬送されてくるタイミングに当該連通孔22aの箇所へ到達することになる主循環経路を流れる現像剤に対し、そのショートカット現像剤に含まれる現像済み現像剤のトナー消費量分のトナーを先行して補給するという補給方法を採用する。これにより、ショートカット現像剤が、先行してトナーが補給された現像剤(トナー濃度が過剰な状態)と現像剤攪拌搬送路9Y内の合流箇所で合流することで、当該ショートカット現像剤を含む合流後の現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させることができる。よって、補給箇所を通過しないショートカット循環経路C〜Fを有する現像ユニットであっても、トナー濃度ムラを解消することが可能である。   The developer (shortcut developer) transported along the shortcut circulation paths C to F does not pass through a position (supplementing location) facing the toner replenishing port 17Y provided at the upstream end of the developer stirring and transporting path 9Y. For such a shortcut developer, the shortcut developer passes through the communication holes 22a, 22b, 22c, and 22d of the partition member 22 and is conveyed into the developer stirring and conveying path 9Y at the timing of the communication hole 22a. A replenishing method is adopted in which the developer flowing through the main circulation path that reaches the location is replenished in advance with the amount of toner consumed by the developed developer contained in the shortcut developer. As a result, the shortcut developer merges with the developer to which toner has been replenished in advance (in a state where the toner density is excessive) at the merge point in the developer agitating and conveying path 9Y, so that the merge including the shortcut developer is performed. The toner density of the subsequent developer can be restored to the target toner density. Therefore, even in the developing unit having the shortcut circulation paths C to F that do not pass through the replenishment location, it is possible to eliminate toner density unevenness.

図13は、ショートカット循環経路が存在する場合について、図12に示したグラフと同じ画像を形成したときにおける任意消費波形Sを、図12に示した任意消費波形S0及びこれによるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形H0と一緒に表したグラフである。
本実施形態においては、現像ロール12Yから最初に離脱した部分の現像済み現像剤が最も早くトナー濃度検知箇所に到達する循環経路は、現像剤供給搬送路14Yの最上流に位置する第1ショートカット循環経路Cである。次に早いのは第2ショートカット循環経路Dであり、以下、第3ショートカット循環経路E、第4ショートカット循環経路Fの順である。そして、最も遅く到達するのは、主循環経路Bを通る場合である。よって、第1ショートカット循環経路Cを経由した現像済み現像剤がトナー濃度検知箇所に到達してから、主循環経路Bを経由した現像済み現像剤がトナー濃度検知箇所に到達するまでの現像済み現像剤分は、現像剤循環経路が主循環経路Bのみである図12に示した例における現像済み現像剤よりも早くトナー濃度検知箇所に到達することになる。その結果、図13に示す任意消費波形Sは、図12に示す任意消費波形S0と比較して、ブロードの状態となる。ただし、いずれも互いに同じ画像を形成したときの消費波形であるため、その積分値(トナー消費量)は同じとなる。
13 cancels the arbitrary consumption waveform S0 shown in FIG. 12 and the toner density unevenness caused by the arbitrary consumption waveform S when the same image as the graph shown in FIG. 12 is formed when the shortcut circulation path exists. It is a graph represented with the supply waveform H0.
In the present embodiment, the circulation path through which the part of the developer that has been first removed from the developing roll 12Y reaches the toner density detection point is the first shortcut circulation located at the uppermost stream of the developer supply transport path 14Y. Path C. The next fastest is the second shortcut circulation path D, and in the following order, the third shortcut circulation path E and the fourth shortcut circulation path F. And it arrives the latest when it passes through the main circulation path B. Accordingly, the developed development from when the developed developer via the first shortcut circulation path C reaches the toner density detection location until the developed developer via the main circulation path B reaches the toner density detection location. The agent reaches the toner density detection portion earlier than the developed developer in the example shown in FIG. 12 in which the developer circulation path is only the main circulation path B. As a result, the arbitrary consumption waveform S shown in FIG. 13 becomes broader than the arbitrary consumption waveform S0 shown in FIG. However, since both are consumption waveforms when the same image is formed, the integrated value (toner consumption) is the same.

ここで、上述した予測データに基づくトナー補給制御によってトナー補給を開始できる最速の補給開始時期(最速補給時期)にトナー補給を開始したとしても、そのトナー補給を受けた現像剤がショートカット循環経路C〜Fを経由したショートカット現像剤との合流箇所に到達する前に、一部のショートカット現像剤は当該合流地点を通過してしまう。すなわち、図13に示すグラフにおいて、任意消費波形Sのうち図示の最速補給時期に対応する時間(最速補給時期にトナー補給された現像剤がトナー濃度検知箇所に到達する時間)よりも前(図13中左側)の任意消費波形部分については、先行してトナー補給を行う場合でも、その消費波形に応じた先行トナー補給が間に合わない。そのため、このように先行トナー補給が間に合わない現像剤部分についてはトナー濃度が回復せず、トナー濃度ムラの原因となる。   Here, even if the toner supply is started at the fastest supply start time (the fastest supply time) at which the toner supply can be started by the toner supply control based on the prediction data described above, the developer that has received the toner supply remains in the shortcut circulation path C. Before reaching the junction with the shortcut developer via ~ F, some shortcut developers pass through the junction. That is, in the graph shown in FIG. 13, before the time corresponding to the illustrated fastest replenishment time in the arbitrary consumption waveform S (the time for the developer replenished with toner at the fastest replenishment time to reach the toner density detection location) (FIG. 13). As for the arbitrary consumption waveform portion (left side of 13), even when toner is replenished in advance, the preceding toner replenishment according to the consumption waveform is not in time. For this reason, the toner density of the developer portion that cannot be supplied in time with the preceding toner is not recovered, which causes uneven toner density.

次に、本実施形態1におけるトナー補給制御の具体的内容について説明する。
図14は、本実施形態1におけるトナー補給制御のフローチャートである。
実際の画像形成時において任意の画像を形成する際、予測データ算出部101は、画像データを順次取得していく(S1)。そして、取得した画像データから、トナー濃度検知箇所におけるトナー濃度の時間変化を示す任意消費波形Sを順次作成し、これを図11に示した単位消費波形S’に逐次分解して、当該任意消費波形Sを分解して得られる複数の単位消費波形S’の組み合わせを、予測データとして算出する(S2)。
Next, specific contents of toner replenishment control in the first exemplary embodiment will be described.
FIG. 14 is a flowchart of toner supply control according to the first exemplary embodiment.
When an arbitrary image is formed during actual image formation, the prediction data calculation unit 101 sequentially acquires image data (S1). Then, from the acquired image data, an arbitrary consumption waveform S indicating a change in the toner density over time at the toner density detection location is sequentially generated, and this is sequentially decomposed into the unit consumption waveform S ′ shown in FIG. A combination of a plurality of unit consumption waveforms S ′ obtained by decomposing the waveform S is calculated as prediction data (S2).

図15は、本実施形態1における任意消費波形Sを複数の単位消費波形S’に分解したグラフ、すなわち、予測データの内容を示すグラフである。
単位消費波形S1’,S2’,S3’,S4’の組み合わせ(ここでは4つの単位消費波形だけ例示してある。)である図15に示すような予測データを算出したら、次に、その予測データを受け取った補給制御部102は、各単位消費波形S1’,S2’,S3’,S4’について、その単位消費波形を打ち消す先行トナー補給が間に合うか否かを判断する(S3)。図15において点線で示された最初のうちの単位消費波形S1’,S2’については、先行トナー補給が間に合わない。すなわち、図示の最速補給時期に対応する時間(最速補給時期にトナー補給された現像剤がトナー濃度検知箇所に到達する時間)よりも前(図15中左側)の部分を含んだ単位消費波形S1’,S2’については、先行トナー補給が間に合わないと判断される(S3のNo)。このように先行トナー補給が間に合わないと判断された各単位消費波形S1’,S2’を打ち消すのに必要なトナー量を算出し、その合計量を追加補給量として算出する(S4)。
FIG. 15 is a graph in which the arbitrary consumption waveform S in the first embodiment is decomposed into a plurality of unit consumption waveforms S ′, that is, a graph showing the contents of the prediction data.
If the prediction data as shown in FIG. 15 which is a combination of unit consumption waveforms S1 ′, S2 ′, S3 ′, S4 ′ (here, only four unit consumption waveforms are illustrated) is calculated, then the prediction is performed. The replenishment control unit 102 that has received the data determines whether or not the preceding toner replenishment for canceling the unit consumption waveform is in time for each of the unit consumption waveforms S1 ′, S2 ′, S3 ′, and S4 ′ (S3). For the first unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ indicated by the dotted lines in FIG. 15, the preceding toner supply is not in time. That is, the unit consumption waveform S1 including a portion (left side in FIG. 15) before the time corresponding to the illustrated fastest replenishment time (the time for the developer replenished with toner at the fastest replenishment time to reach the toner density detection location). For “, S2”, it is determined that the preceding toner supply is not in time (No in S3). In this way, the toner amount necessary to cancel each of the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ determined not to be in time for the preceding toner supply is calculated, and the total amount is calculated as the additional supply amount (S4).

一方、図15において実線で示された単位消費波形S3’,S4’は、図示の最速補給時期に対応する時間よりも前(図15中左側)の部分を含まないので、先行トナー補給が間に合うと判断される(S3のYes)。これらの単位消費波形S3’,S4’については、各単位消費波形S3’,S4’について、これを打ち消すのに必要なトナー量(補給量)を算出するとともに(S5)、その補正タイミングを算出する(S6)。   On the other hand, the unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′ indicated by the solid lines in FIG. 15 do not include a portion before the time corresponding to the illustrated fastest replenishment time (left side in FIG. 15), so that the preceding toner replenishment is in time. (Yes in S3). For these unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′, for each unit consumption waveform S3 ′ and S4 ′, the toner amount (replenishment amount) necessary to cancel this is calculated (S5) and the correction timing thereof is calculated. (S6).

なお、トナー濃度センサ10Yから得られるトナー濃度の検知結果と目標トナー濃度との差分値に基づいて、上述した単位消費波形S1’,S2’についての追加補給量や、上述した単位消費波形S3’,S4’についての補給量を補正するのが好ましい。この場合、トナー濃度が目標トナー濃度により近い状態で、トナー濃度ムラを解消することができる。   It should be noted that, based on the difference value between the toner density detection result obtained from the toner density sensor 10Y and the target toner density, the additional supply amount for the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ described above and the unit consumption waveform S3 ′ described above. , S4 ′ is preferably corrected. In this case, the toner density unevenness can be eliminated while the toner density is close to the target toner density.

補給制御部102は、まず、先行トナー補給が間に合う単位消費波形S3’,S4’についての各補給量及び各補正タイミングに基づき、予めRAMに記憶しておいた単位補給パターンを複数組み合わせることで、任意消費波形Sのうち、これらの単位消費波形S3’,S4’を合成して得られる部分、すなわち、図示の最速補給時期に対応する時間よりも後の部分(予測データの一部)に対するトナー補給動作を決定する。一方で、補給制御部102は、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’についての追加補給量が最速補給時期に一度に補給されるようなトナー補給動作も決定する。そして、これらのトナー補給動作に基づき、駆動源71Yの駆動制御を行う(S7)。   First, the replenishment control unit 102 combines a plurality of unit replenishment patterns stored in the RAM in advance based on the replenishment amounts and the correction timings for the unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′ in time for the preceding toner replenishment. Of the arbitrary consumption waveform S, the toner for the portion obtained by synthesizing these unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′, that is, the portion after the time corresponding to the illustrated fastest replenishment time (part of the predicted data) Determine the replenishment action. On the other hand, the replenishment control unit 102 also determines a toner replenishment operation in which the additional replenishment amount for the unit consumption waveforms S1 'and S2' that are not in time for the preceding toner replenishment is replenished at once at the fastest replenishment timing. Based on these toner supply operations, drive control of the drive source 71Y is performed (S7).

図16は、図中上部に記載した任意消費波形S及びこれを分解した4つの単位消費波形S1’,S2’,S3’,S4’と、本実施形態1のトナー補給制御を行ったときの単位補給波形H’及び追加補給波形H’’並びにこれらを合成した補給波形Hとを示すグラフである。
補給制御部102は、駆動源71Yの駆動制御を行う場合、まず、最速補給時期が到来したときに追加補給量を一度に補給するための追加補給動作を行う。これにより得られる補給波形は、図16に示す追加補給波形H’’のとおりである。この追加補給波形H’’で示される追加補給動作によって、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’に補給すべきトナーが補給されることになる。ただし、この追加補給動作により補給するトナー量は、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’に補給すべきトナーの全量である必要はなく、その一部の量であってもよい。このような追加補給動作の後、先行トナー補給が間に合う単位消費波形S3’,S4’に対応するトナー補給タイミングが到来したら、図16に示すように、それらの単位消費波形S3’,S4’を打ち消す単位補給波形H3’,H4’を作り出すトナー補給動作が行われる。
FIG. 16 shows an arbitrary consumption waveform S described in the upper part of the figure and four unit consumption waveforms S1 ′, S2 ′, S3 ′, S4 ′ obtained by disassembling the same, and toner supply control according to the first embodiment. 6 is a graph showing a unit supply waveform H ′, an additional supply waveform H ″, and a supply waveform H obtained by synthesizing these.
When performing the drive control of the drive source 71Y, the replenishment control unit 102 first performs an additional replenishment operation for replenishing the additional replenishment amount at a time when the fastest replenishment time comes. The replenishment waveform thus obtained is as shown in the additional replenishment waveform H ″ shown in FIG. By the additional replenishment operation indicated by this additional replenishment waveform H ″, the toner to be replenished is supplied to the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ that are not in time for the preceding toner replenishment. However, the amount of toner to be replenished by this additional replenishment operation does not have to be the total amount of toner to be replenished in the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ that are not in time for the preceding toner replenishment, and may be a partial amount thereof. . After such additional replenishment operation, when the toner replenishment timing corresponding to the unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′ in time for the preceding toner replenishment arrives, these unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′ are displayed as shown in FIG. A toner replenishing operation for generating unit replenishment waveforms H3 ′ and H4 ′ to be canceled is performed.

以上のようなトナー補給動作により得られる補給波形は、追加補給波形H’’及び単位補給波形H3’,H4’を合成したものとなるので、図16に示す補給波形Hとなる。このような補給波形Hのうち、追加補給波形H’’が重畳していない波形部分すなわち単位補給波形H3’,H4’のみで形成される波形部分については、これに対応する部分の任意消費波形Sが示すトナー濃度ムラが、トナー濃度検知箇所において十分に解消される。一方、補給波形Hのうち追加補給波形H’’が重畳した波形部分については、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’のトナー消費量分だけトナーが過剰な状態になっているので、トナー濃度検知箇所において局所的にトナー濃度が高い状態になる。しかしながら、このようなトナー濃度が高い状態の現像剤(濃度過剰現像剤)は、先行トナー補給が間に合わない現像剤(先行補給不可現像剤)に最も近接した箇所で、現像剤循環経路を流れていく。よって、現像剤循環経路を搬送している間の撹拌作用により、当該濃度過剰現像剤中の過剰トナーは先行補給不可現像剤へ迅速に拡散していく。これにより、トナー濃度が低い状態の先行補給不可現像剤(すなわち単位消費波形S1’,S2’に対応する現像剤)については、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復していき、また、トナー濃度が高い状態の濃度過剰現像剤(すなわち追加補給波形H’’に対応する現像剤)についても、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復していく。その結果、濃度過剰現像剤や先行補給不可現像剤の箇所で生じていたトナー濃度ムラは迅速に解消される。   Since the replenishment waveform obtained by the toner replenishment operation as described above is a combination of the additional replenishment waveform H ″ and the unit replenishment waveforms H3 ′ and H4 ′, the replenishment waveform H shown in FIG. Among such replenishment waveforms H, the waveform portion where the additional replenishment waveform H ″ is not superimposed, that is, the waveform portion formed only by the unit replenishment waveforms H3 ′ and H4 ′, the arbitrary consumption waveform of the corresponding portion. The toner density unevenness indicated by S is sufficiently eliminated at the toner density detection location. On the other hand, in the portion of the replenishment waveform H where the additional replenishment waveform H ″ is superimposed, the toner is in an excessive state by the amount of toner consumption of the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ in which the preceding toner replenishment is not in time. Therefore, the toner density is locally high at the toner density detection location. However, such a developer having a high toner density (over-concentrated developer) flows through the developer circulation path at a position closest to the developer that cannot be in time for preceding toner replenishment (developer that cannot be replenished in advance). Go. Therefore, the excess toner in the excessive concentration developer rapidly diffuses to the developer that cannot be replenished in advance due to the stirring action while transporting the developer circulation path. As a result, for the developer that cannot be replenished in advance with a low toner concentration (that is, the developer corresponding to the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′), the toner concentration quickly recovers toward the target toner concentration, In addition, the toner concentration of a toner with a high toner density (that is, the developer corresponding to the additional supply waveform H ″) is quickly recovered toward the target toner density. As a result, the toner density unevenness that has occurred at the location of the excessive density developer or the developer that cannot be replenished in advance can be quickly resolved.

特に、本実施形態においては、図4に示すように、第1搬送スクリュー8Yにより現像剤攪拌搬送路9Yの下流端まで搬送された現像剤は、その下流端壁面によってその搬送方向への移動が阻止される。そして、第1搬送スクリュー8Yにより後から送られてくる現像剤によって順次押し込まれることで、その搬送方向を90°曲げられ、端部連通口18Yから現像剤供給搬送路14Yの上流端に進入する。このような現像剤攪拌搬送路9Yの下流端における現像剤の動きにより、現像剤循環方向で隣り合う部分の現像剤同士の混合が促進される。よって、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤と、これに対して現像剤循環方向で隣り合っている濃度過剰現像剤とは、現像剤攪拌搬送路9Yの下流端において混合され、トナー濃度が急速に回復する。よって、濃度過剰現像剤や先行補給不可現像剤の箇所で生じていたトナー濃度ムラは、現像剤供給搬送路14Yの上流端から搬送される時点では、おおよそ解消された状態になる。   In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the developer conveyed to the downstream end of the developer agitating / conveying path 9Y by the first conveying screw 8Y is moved in the conveying direction by the downstream end wall surface. Be blocked. Then, the developer is sequentially pushed by the developer conveyed later by the first conveying screw 8Y, so that the conveying direction is bent by 90 ° and enters the upstream end of the developer supply conveying path 14Y from the end communication port 18Y. . Due to the movement of the developer at the downstream end of the developer agitating / conveying path 9Y, the mixing of the adjacent portions of the developer in the developer circulation direction is promoted. Therefore, the developer that cannot be replenished in advance, which is not in time for replenishment of the preceding toner, and the over-concentrated developer that is adjacent in the developer circulation direction are mixed at the downstream end of the developer agitating / conveying path 9Y, and the toner concentration is increased. Recovers rapidly. Therefore, the toner density unevenness that has occurred at the location of the excessive density developer or the developer that cannot be replenished in advance is substantially eliminated when the toner is conveyed from the upstream end of the developer supply conveyance path 14Y.

ここで、比較例として、本実施形態のような追加補給動作を行う代わりに、単位消費波形S3’,S4’を打ち消す単位補給波形H3’,H4’の後に、単位消費波形S1’,S2’に対応する単位補給波形H1’,H2’の補給動作を入れた場合の例について説明する。
図17は、図中上部に記載した任意消費波形S及びこれを分解した4つの単位消費波形S1’,S2’,S3’,S4’と、本比較例のトナー補給制御を行ったときの単位補給波形H1’,H2’,H3’,H4’並びにこれらを合成した補給波形H1とを示すグラフである。
図18は、本比較例におけるトナー補給制御を実施した場合のトナー濃度検知箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を示すグラフである。
本比較例によれば、単位補給波形H3’,H4’により、先行トナー補給が間に合う単位消費波形S3’,S4’についてのトナー濃度ムラは解消することができる。しかしながら、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’については、トナー濃度ムラを解消することができない。そして、本比較例では、単位補給波形H1’,H2’に対応する箇所はトナー濃度が正常値であるため、単位補給波形H1’,H2’の補給動作を行うことにより、当該箇所のトナー濃度は過剰な状態になる。その結果、本比較例によると、トナー濃度検知箇所において図18に示すようなトナー濃度ムラが生じる。ただし、本比較例でも、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’におけるトナー消費量分のトナーは、単位補給波形H1’,H2’により補給されるため、現像ユニット内の現像剤全体におけるトナー濃度(平均値)は一定に保たれる。
Here, as a comparative example, instead of performing the additional supply operation as in the present embodiment, the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ are followed by the unit supply waveforms H3 ′ and H4 ′ that cancel the unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′. An example in which the replenishment operation of the unit replenishment waveforms H1 ′ and H2 ′ corresponding to is performed will be described.
FIG. 17 shows an arbitrary consumption waveform S described in the upper part of the figure and four unit consumption waveforms S1 ′, S2 ′, S3 ′, S4 ′ obtained by disassembling the unit, and a unit when toner supply control of this comparative example is performed. It is a graph which shows supply waveform H1 ', H2', H3 ', H4' and the supply waveform H1 which synthesize | combined these.
FIG. 18 is a graph showing the change over time in the toner concentration of the developer passing through the toner concentration detection portion when the toner replenishment control is performed in this comparative example.
According to this comparative example, the toner density unevenness with respect to the unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′ in time for the preceding toner supply can be eliminated by the unit supply waveforms H3 ′ and H4 ′. However, the toner density unevenness cannot be solved for the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ in which the preceding toner supply is not in time. In this comparative example, since the toner density is normal at the locations corresponding to the unit supply waveforms H1 ′ and H2 ′, the toner density at the locations is obtained by performing the supply operation of the unit supply waveforms H1 ′ and H2 ′. Will be in excess. As a result, according to this comparative example, toner density unevenness as shown in FIG. However, also in this comparative example, the toner corresponding to the toner consumption amount in the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ that cannot be supplied in advance is supplied by the unit supply waveforms H1 ′ and H2 ′. The toner density (average value) in the whole is kept constant.

図19は、本実施形態1におけるトナー補給制御を実施した場合のトナー濃度検知箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を示すグラフである。なお、このグラフには、図18に示した比較例のグラフも点線で表示してある。
本実施形態1では、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’のトナー消費量分のトナーを、最速補給時期のタイミングで、単位消費波形S3’,S4’の消費波形を打ち消すトナー補給動作に追加で補給する。よって、この追加補給後の消費波形部分のトナー濃度ムラは単位消費波形H3’,H4’のトナー補給動作によって解消される。その結果、本実施形態1によると、トナー濃度検知箇所では図19の実線で示すようなトナー濃度ムラが生じる。
FIG. 19 is a graph showing the change over time of the toner concentration of the developer passing through the toner concentration detection portion when the toner replenishment control in the first embodiment is performed. In this graph, the graph of the comparative example shown in FIG. 18 is also indicated by a dotted line.
In the first embodiment, the toner corresponding to the toner consumption amount of the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ that cannot be supplied in time with the preceding toner supply is canceled at the timing of the fastest replenishment timing, and the toner that cancels the consumption waveforms of the unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′. Supply in addition to the supply operation. Accordingly, the toner density unevenness in the consumption waveform portion after the additional supply is eliminated by the toner supply operation of the unit consumption waveforms H3 ′ and H4 ′. As a result, according to the first embodiment, toner density unevenness as shown by the solid line in FIG.

図19に示すように、本実施形態によれば、トナー濃度検知箇所でも、比較例よりトナー濃度ムラのピーク値がΔVt1だけ小さく抑えられている。これは、搬送距離は短いながらも、トナー濃度検知箇所までの搬送中に、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’に対応する先行補給不可現像剤と追加補給波形H’’に対応する濃度過剰現像剤との攪拌が進んだ結果による。
また、図19に示すように、本実施形態によれば、トナー濃度検知箇所でトナー濃度ムラが生じる範囲(現像剤搬送方向長さ)が、比較例よりもΔT2だけ狭く抑えられている。トナー濃度ムラが生じる範囲を狭く抑えるほど、現像剤搬送中の攪拌作用によってトナー濃度ムラが解消されるスピードが早くなる。したがって、本実施形態によれば、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤が存在する場合でも、その先行補給不可現像剤によるトナー濃度ムラを、上記比較例のトナー補給制御を行う場合よりも早く解消することができる。
As shown in FIG. 19, according to the present embodiment, the peak value of toner density unevenness is suppressed by ΔVt1 smaller than that of the comparative example even at the toner density detection location. This is because the developer cannot be replenished in advance and the additional replenishment waveform H ″ corresponding to the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′, in which the replenishment of the preceding toner is not in time during the transport to the toner density detection point even though the transport distance is short. This is due to the progress of stirring with the corresponding excessive density developer.
As shown in FIG. 19, according to the present embodiment, the range in which toner density unevenness occurs at the toner density detection location (the length in the developer conveyance direction) is suppressed to be narrower by ΔT2 than in the comparative example. The narrower the range in which toner density unevenness occurs, the faster the toner density unevenness is eliminated by the stirring action during developer conveyance. Therefore, according to the present embodiment, even when there is a developer that cannot be replenished in advance, the toner density unevenness due to the developer that cannot be replenished in advance is present, compared with the case where the toner replenishment control of the comparative example is performed. It can be solved quickly.

〔変形例〕
次に、上記実施形態1のトナー補給制御の一変形例について説明する。
図20は、本変形例におけるトナー補給制御のフローチャートである。
実際の画像形成時において任意の画像を形成する際、予測データ算出部101は、画像データを順次取得していく(S11)。上記実施形態1では、取得した画像データから予測データを作成し、その後に、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形S1’,S2’と先行トナー補給が間に合う単位消費波形S3’,S4’とに区分し、それぞれ別の処理を行った。これに対し、本変形例では、予測データを作成する前に、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可画像領域と先行トナー補給が間に合う先行補給可能画像領域とに区分し、先行補給不可画像領域については予測データの算出を行わない。
[Modification]
Next, a modified example of the toner replenishment control of the first embodiment will be described.
FIG. 20 is a flowchart of toner replenishment control in this modification.
When an arbitrary image is formed during actual image formation, the prediction data calculation unit 101 sequentially acquires image data (S11). In the first embodiment, prediction data is created from the acquired image data, and thereafter, the unit consumption waveforms S1 ′ and S2 ′ in which the preceding toner supply is not in time and the unit consumption waveforms S3 ′ and S4 ′ in which the preceding toner supply is in time are obtained. Separated and processed differently. On the other hand, in the present modified example, before the prediction data is created, an image area that cannot be supplied in advance is divided into an image area that cannot be supplied in advance and an image area that can be supplied in advance that can be supplied in advance. Does not calculate prediction data.

図21は、1つの記録紙上に形成される1つの画像上の4つの領域1〜4を示す説明図である。
図22(a)〜(d)は、図21に示した画像上の4つの領域ごとの消費波形を示すグラフである。
上記実施形態1の現像ユニットでは、現像ロール12の回転軸方向(図21の左右方向)に沿って並んだショートカット循環経路C〜Fの配置や、現像剤循環経路中のトナー補給箇所の位置などの関係で、1つの画像上における位置の違いによって先行トナー補給が間に合う画像領域と間に合わない画像領域とが生じる。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing four regions 1 to 4 on one image formed on one recording sheet.
22A to 22D are graphs showing consumption waveforms for each of the four regions on the image shown in FIG.
In the developing unit of the first embodiment, the arrangement of the shortcut circulation paths C to F arranged along the rotation axis direction (left and right direction in FIG. 21) of the developing roll 12, the position of the toner replenishment location in the developer circulation path, and the like. Therefore, an image area where the preceding toner replenishment is in time and an image area where it is not in time are generated due to a difference in position on one image.

例えば、図21に示す領域1の消費波形と最速補給時間との関係は、図22(a)に示すようなものとなる。この領域1は、現像剤供給搬送路14Yの上流側に対応する箇所で現像されるので、その現像済み現像剤の多くは、第1ショートカット循環経路Cや第2ショートカット循環経路Dを通過してトナー濃度検知箇所へと搬送される。したがって、当該領域1についての消費波形の立ち上がりが最速補給時間よりも早く、そのため先行トナー補給が間に合わない。
また、画像上の位置が領域1よりも現像剤供給搬送路の下流側へズレた領域2の消費波形と最速補給時間との関係は、図22(b)に示すようなものとなる。この領域2は、現像剤供給搬送路14Yの下流側に対応する箇所で現像されるので、その現像済み現像剤の多くは、第3ショートカット循環経路Eや第4ショートカット循環経路Fを通過してトナー濃度検知箇所へと搬送される。したがって、領域2についての消費波形は、領域1についての消費波形よりも遅れたものとなる。ただし、領域2についての消費波形も、その立ち上がりが最速補給時間よりも早いので、先行トナー補給が間に合わない。
For example, the relationship between the consumption waveform in region 1 shown in FIG. 21 and the fastest replenishment time is as shown in FIG. Since this area 1 is developed at a location corresponding to the upstream side of the developer supply conveyance path 14Y, most of the developed developer passes through the first shortcut circulation path C and the second shortcut circulation path D. It is conveyed to the toner density detection location. Therefore, the rising of the consumption waveform for the region 1 is earlier than the fastest replenishment time, so that the preceding toner replenishment is not in time.
Further, the relationship between the consumption waveform and the fastest replenishment time in the region 2 where the position on the image is shifted to the downstream side of the developer supply transport path from the region 1 is as shown in FIG. Since this area 2 is developed at a location corresponding to the downstream side of the developer supply conveyance path 14Y, most of the developed developer passes through the third shortcut circulation path E and the fourth shortcut circulation path F. It is conveyed to the toner density detection location. Therefore, the consumption waveform for region 2 is delayed from the consumption waveform for region 1. However, the consumption waveform for region 2 also rises earlier than the fastest replenishment time, so that the preceding toner replenishment is not in time.

また、画像上の位置が領域1よりも紙搬送方向(感光体表面移動方向)の下流側へズレた領域3の消費波形と最速補給時間との関係は、図22(c)に示すようなものとなる。この領域3は、領域1と同じく現像剤供給搬送路14Yの上流側に対応する箇所で現像されるが、領域1よりも遅れて現像が行われる。その結果、領域3についての消費波形は、領域1についての消費波形よりも遅れたものとなり、その立ち上がりは最速補給時間よりも遅れる。よって、領域3については先行トナー補給が間に合う。
同様に、画像上の位置が領域2よりも紙搬送方向(感光体表面移動方向)の下流側へズレた領域4の消費波形と最速補給時間との関係は、図22(d)に示すように、その立ち上がりは最速補給時間よりも遅れる。よって、領域4についても先行トナー補給が間に合う。
Further, the relationship between the consumption waveform and the fastest replenishment time in the region 3 where the position on the image is shifted to the downstream side in the paper conveyance direction (photoconductor surface movement direction) from the region 1 is as shown in FIG. It will be a thing. The area 3 is developed at a location corresponding to the upstream side of the developer supply transport path 14Y as in the area 1, but the development is performed later than the area 1. As a result, the consumption waveform for the region 3 is delayed with respect to the consumption waveform for the region 1, and its rise is delayed from the fastest supply time. Therefore, for the region 3, the preceding toner supply is in time.
Similarly, the relationship between the consumption waveform and the fastest replenishment time in the region 4 where the position on the image is shifted to the downstream side in the paper transport direction (photosensitive member surface movement direction) from the region 2 is as shown in FIG. In addition, the rise is delayed from the fastest supply time. Therefore, the preceding toner supply is in time for the region 4 as well.

以上の結果より、先行トナー補給が間に合わない画像領域Xと先行トナー補給が間に合わない画像領域Yとの画像上の位置は、図21に示すようなものとなる。本変形例では、この結果に基づき、予測データ算出部101は、取得した画像データを、先行トナー補給が間に合わない画像領域Xの部分と、先行トナー補給が間に合う画像領域Yの部分とに区分する(S12)。そして、先行トナー補給が間に合わないと判断された画像データ部分については(S12のNo)、その画像データ部分について消費されるトナー量を算出し、これを追加補給量として算出する(S13)。一方、先行トナー補給が間に合うと判断された画像データ部分については(S12のYes)、上述した実施形態の場合と同様に予測データを算出し(S14)、その予測データから求められる消費波形を打ち消すのに必要なトナー量(補給量)を算出するとともに(S15)、その補正タイミングを算出する(S16)。   From the above results, the positions on the image of the image area X where the preceding toner supply is not in time and the image area Y where the preceding toner supply is not in time are as shown in FIG. In the present modification, based on this result, the prediction data calculation unit 101 divides the acquired image data into an image region X portion where the preceding toner supply is not in time and an image region Y portion where the preceding toner supply is in time. (S12). For the image data portion that is determined not to be in time for the preceding toner supply (No in S12), the amount of toner consumed for the image data portion is calculated, and this is calculated as the additional supply amount (S13). On the other hand, for the image data portion determined to be in time for the preceding toner supply (Yes in S12), the prediction data is calculated in the same manner as in the above-described embodiment (S14), and the consumption waveform obtained from the prediction data is canceled. The toner amount (replenishment amount) necessary for the correction is calculated (S15), and the correction timing is calculated (S16).

その後、補給制御部102は、駆動源71Yの駆動制御を行い、まず、最速補給時期が到来したときに追加補給量を一度に補給するための追加補給動作を行って、先行トナー補給が間に合わない画像領域Xで消費される分のトナーを追加で補給する。もちろん、この追加補給動作により補給するトナー量は、先行トナー補給が間に合わない画像領域Xで消費される分のトナーの全量である必要はなく、その一部の量であってもよい。このような追加補給動作の後、先行トナー補給が間に合う画像領域Yについての単位消費波形に対応するトナー補給タイミングが到来したら、それらの単位消費波形を打ち消す単位補給波形を作り出すトナー補給動作を行う。   Thereafter, the replenishment control unit 102 performs drive control of the drive source 71Y, and first performs an additional replenishment operation for replenishing the additional replenishment amount at a time when the fastest replenishment time has come, and the preceding toner replenishment is not in time. Additional toner is replenished in the image area X. Of course, the amount of toner to be replenished by this additional replenishment operation need not be the total amount of toner consumed in the image area X for which the preceding toner replenishment is not in time, but may be a partial amount thereof. After such additional replenishment operation, when the toner replenishment timing corresponding to the unit consumption waveform for the image area Y in time for the preceding toner replenishment has arrived, the toner replenishment operation for generating the unit replenishment waveform that cancels those unit consumption waveforms is performed.

〔実施形態2〕
次に、上記実施形態1の場合と同様に、本発明をプリンタに適用した他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態2」という。)について説明する。
なお、本実施形態2の構成、動作は、現像ユニット内の現像剤循環経路が異なる点を除いて上述した実施形態1と同様であるので、以下、その相違点についてのみ説明し、他の説明は省略する。
[Embodiment 2]
Next, as in the case of the first embodiment, another embodiment in which the present invention is applied to a printer (hereinafter, this embodiment is referred to as “second embodiment”) will be described.
The configuration and operation of the second embodiment are the same as those of the first embodiment described above except that the developer circulation path in the developing unit is different. Therefore, only the differences will be described below, and other descriptions will be given. Is omitted.

図23は、本実施形態2の現像ユニット107Yの一例を示す概略断面図である。
図24は、本現像ユニット107Yを図23の矢印F方向から見た、現像ユニット107Y内の現像剤循環経路を説明する説明図である。
本実施形態2の現像ユニット107Yは、現像剤供給搬送路114Yと現像剤回収搬送路109Yとが、仕切板122を挟んで上下に形成されている。仕切板122の両端部には開口部がそれぞれ設けられている。具体的には、現像剤供給搬送路114Yの現像剤搬送方向上流側と現像剤回収搬送路109Yの現像剤搬送方向下流側との間は開口部118Yによって連通している。現像剤回収搬送路109Yの現像剤搬送方向上流側に設けられた開口部119Yは、現像剤供給搬送路114Yの現像剤搬送方向下流側の端部に連通している。また、この開口部119Yの上部には、補給トナーを補給するためのトナー補給口117Yが配置されている。
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the developing unit 107Y according to the second embodiment.
FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining the developer circulation path in the developing unit 107Y when the main developing unit 107Y is viewed from the direction of arrow F in FIG.
In the developing unit 107Y of Embodiment 2, a developer supply transport path 114Y and a developer recovery transport path 109Y are formed vertically with a partition plate 122 in between. Openings are provided at both ends of the partition plate 122. Specifically, the opening 118Y communicates between the upstream side of the developer supply transport path 114Y in the developer transport direction and the downstream side of the developer recovery transport path 109Y in the developer transport direction. The opening 119Y provided on the upstream side in the developer transport direction of the developer recovery transport path 109Y communicates with the end of the developer supply transport path 114Y on the downstream side in the developer transport direction. A toner replenishing port 117Y for replenishing replenished toner is disposed above the opening 119Y.

本実施形態2における現像ユニット107Yは、現像領域でトナーを消費した現像ロール12上の現像済み現像剤を現像剤供給搬送路114Yとは別の搬送路である現像剤回収搬送路109Yへ回収する供給回収分離方式を採用している。そのため、本実施形態2の現像ユニットの現像剤循環経路は、図24に示したように、現像剤供給搬送路114Yの上流端から下流端まで搬送された後に現像剤回収搬送路109Yの上流端から下流端まで搬送されるという循環経路(以下「主循環経路」という。)B’のほか、現像剤供給搬送路114Yから現像ロール112Yに汲み上げられて現像領域を通過して現像剤回収搬送路109Yへ回収されるという循環経路(ショートカット循環経路)C’も存在する。   The developing unit 107Y according to the second exemplary embodiment collects the developed developer on the developing roll 12 that has consumed the toner in the developing area, to a developer collecting and conveying path 109Y that is a conveying path different from the developer supply and conveying path 114Y. A supply recovery separation system is adopted. Therefore, as shown in FIG. 24, the developer circulation path of the developing unit of Embodiment 2 is the upstream end of the developer recovery transport path 109Y after being transported from the upstream end to the downstream end of the developer supply transport path 114Y. In addition to the circulation path (hereinafter referred to as “main circulation path”) B ′, the developer is transported from the developer supply / conveyance path 114Y to the developing roll 112Y, passes through the development region, and passes through the developer recovery conveyance path. There is also a circulation path (shortcut circulation path) C ′ that is recovered to 109Y.

ショートカット循環経路C’に沿って搬送される現像剤(ショートカット現像剤)は、現像剤回収搬送路109Yの上流端に設けられたトナー補給口117Yとの対向位置(補給箇所)を通過しない。このようなショートカット現像剤については、そのショートカット現像剤が現像ロール12を経由して現像剤回収搬送路109Y内に搬送されてくるタイミングに現像剤回収搬送路109Y内の合流箇所へ到達することになる主循環経路を流れる現像剤に対し、そのショートカット現像剤(現像済み現像剤)のトナー消費量分のトナーを先行して補給するという補給方法を採用する。これにより、ショートカット現像剤が、先行してトナーが補給された現像剤(トナー濃度が過剰な状態)と現像剤回収搬送路109Y内の合流箇所で合流することで、当該ショートカット現像剤を含む合流後の現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させることが可能である。   The developer (shortcut developer) conveyed along the shortcut circulation path C ′ does not pass through the position (replenishment location) facing the toner supply port 117 </ b> Y provided at the upstream end of the developer recovery conveyance path 109 </ b> Y. With respect to such a shortcut developer, the shortcut developer arrives at the joining point in the developer recovery transport path 109Y at the timing when the shortcut developer is transported into the developer recovery transport path 109Y via the developing roll 12. A replenishment method is adopted in which the developer flowing through the main circulation path is replenished with toner corresponding to the amount of toner consumed by the shortcut developer (developed developer) in advance. As a result, the shortcut developer joins the developer that has been replenished with the toner (the toner density is excessive) at the joining location in the developer collection conveyance path 109Y, and the merged containing the shortcut developer. It is possible to restore the toner density of the subsequent developer to the target toner density.

このような現像ユニットを用いて任意の画像を形成する場合の任意消費波形も、上記実施形態1における図13に示した任意消費波形Sと同様のものとなる。そのため、先行トナー補給が間に合わない部分が生じ、これが原因でトナー濃度ムラを引き起こすが、このようなトナー濃度ムラも、上述した実施形態1(上記変形例を含む。)におけるトナー補給制御を行うことで同様に解消することができる。   The arbitrary consumption waveform when an arbitrary image is formed using such a developing unit is the same as the arbitrary consumption waveform S shown in FIG. 13 in the first embodiment. For this reason, there is a portion where advance toner replenishment is not in time, and this causes toner density unevenness. Such toner density unevenness also performs toner replenishment control in the first embodiment (including the above-described modification). Can be solved in the same way.

以上、上述した実施形態1及び2に係る画像形成装置としてのプリンタは、潜像担持体としての感光体3と、画像情報に基づいて感光体上に潜像を形成する潜像形成手段としての光書込ユニット20と、トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路14,114中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体としての現像ロール12,112の表面に供給し、現像ロール12,112の表面に担持された二成分現像剤を現像ロールの回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを感光体表面上の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置としての現像ユニット7,107と、現像剤循環経路上における所定の補給箇所で現像ユニット7,107内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置70とを備えており、現像ユニット7,107により現像されることで感光体上に形成されたトナー像を最終的に記録材としての記録紙P上に転移させて画像形成を行う。この現像ユニットの現像剤循環経路は、現像領域を通過して現像ロール12,112から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が所定の補給箇所を経由せずに搬送され、当該所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって現像剤供給搬送路14,114の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、当該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流するショートカット循環経路C〜F,C’を有している。そして、この現像ユニット7,107は、この合流箇所よりも現像剤循環方向下流側であって現像剤供給搬送路14,114の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する特定箇所として設定したトナー濃度検知箇所を、トナー補給が行われないままの二成分現像剤が通過するときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段としての予測データ算出部101と、上記トナー濃度検知箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、予測データ算出部101が算出した予測データに基づいてトナー補給装置70の補給動作を制御する補給制御手段としての補給制御部102とを有し、補給制御部102は、予測データ算出部101が算出した予測データに基づく補給動作をトナー補給装置70に行わせることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達するよりも前に該合流箇所を通過することになる先行補給不可現像剤についてのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を当該予測データから算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を当該最速補給時期に追加補給するようにトナー補給装置70の補給動作を制御する。これにより、このようにトナーが追加補給された現像剤は、トナーが過剰な状態になっているので、トナー濃度検知箇所において局所的にトナー濃度が高い状態になる。しかしながら、このようなトナー濃度が高い状態の現像剤(濃度過剰現像剤)は、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に最も近接した箇所で、現像剤循環経路を流れていく。よって、現像剤循環経路を搬送している間の撹拌作用により、当該濃度過剰現像剤中の過剰トナーは先行補給不可現像剤へ迅速に拡散していく。これにより、トナー濃度が低い状態の先行補給不可現像剤については、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復していき、また、トナー濃度が高い状態の濃度過剰現像剤についても、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復していく。その結果、濃度過剰現像剤や先行補給不可現像剤の箇所で生じていたトナー濃度ムラは迅速に解消される。
特に、上記実施形態1(上記変形例を除く。)及び2において、補給制御部102は、予測データ算出部101が算出した予測データを、先行補給不可現像剤についての第1予測データと、最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤についての第2予測データとに区分し、第1予測データから先行補給不可現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を算出して、算出したトナー補給量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給するようにトナー補給装置70の補給動作を制御するとともに、最速補給時期以降は第2予測データに基づいてトナー濃度検知箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるようにトナー補給装置70の補給動作を制御する。これにより、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤によるトナー濃度ムラを解消しつつ、先行補給可能現像剤についてのトナー濃度ムラも適切に解消することができる。
また、予測データは、例えば上記合流箇所を通過する現像剤のトナー濃度を連続的又は断続的に検知するトナー濃度検知手段を設け、その検知結果から算出することが可能である。しかしながら、この場合には、トナー濃度検知手段を設ける必要があるため、部品点数が増加し、コストアップにつながる。そこで、本実施形態では、画像データに基づいて予測データを算出することとしている。これにより、トナー濃度検知手段を設けることなく予測データを算出できるので、コストを抑えることができる。
また、上記変形例においては、画像情報を、先行補給不可現像剤によって現像される先行補給不可領域情報である画像領域Xの情報と、最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が合流箇所に到達した後に当該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤によって現像される先行補給可能領域情報である画像領域Yの情報とに区分し、その先行補給不可領域情報については予測データを算出せずにその先行補給不可領域情報で消費されるトナー量を算出し、該先行補給可能領域情報については予測データを算出する。そして、算出した先行補給可能領域情報で消費されるトナー量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給するようにトナー補給装置70の補給動作を制御するとともに、最速補給時期以降は算出した予測データに基づいてトナー濃度検知箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるようにトナー補給装置70の補給動作を制御する。これにより、予測データの算出処理の処理負荷を軽減できる。
また、上述したように、現像剤循環経路上の所定の検出箇所であるトナー濃度検知箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ10を設け、予測データだけでなくトナー濃度センサ10の検知結果も考慮して、トナー補給装置70の補給動作を制御するようにすれば、トナー濃度ムラを解消するだけでなく、現像ユニット内の現像剤全体におけるトナー濃度(平均値)も目標トナー濃度に保つことが可能となる。
As described above, the printer as the image forming apparatus according to the first and second embodiments described above is a photosensitive member 3 as a latent image carrier and a latent image forming unit that forms a latent image on the photosensitive member based on image information. The optical writing unit 20 and the two-component developer containing toner and carrier are circulated and conveyed along the developer circulation path, and in the developer supply and conveyance paths 14 and 114 that play a part of the developer circulation path. The two-component developer being conveyed is supplied to the surfaces of the developing rolls 12 and 112 as developer carriers, and the two-component developer carried on the surfaces of the developing rolls 12 and 112 is moved to the development region by the rotation of the developing rolls. And developing units 7 and 107 as developing devices for transporting and developing the latent image by adhering the toner in the two-component developer to the latent image on the surface of the photosensitive member in the developing area, and a predetermined path on the developer circulation path At the replenishment point And a toner replenishing device 70 as toner replenishing means for replenishing toner to the two-component developer in the image units 7 and 107, and the toner formed on the photosensitive member by being developed by the developing units 7 and 107. The image is finally transferred onto the recording paper P as a recording material to form an image. The developer circulation path of the developing unit is such that at least a part of the developed developer that has passed through the developing region and separated from the developing rolls 12 and 112 is transported without passing through the predetermined replenishment location. A two-component developer that has passed through the predetermined replenishment point at a confluence point located downstream of the developer circulation direction and further upstream of the upstream ends of the developer supply transport paths 14 and 114 than the upstream side of the developer supply direction. It has shortcut circulation paths C to F, C ′ that merge. The developing units 7 and 107 are set as specific locations that are located downstream of the joining location in the developer circulation direction and upstream of the upstream ends of the developer supply transport paths 14 and 114. A prediction data calculation unit 101 as prediction data calculation means for calculating prediction data of a temporal change in toner concentration when the two-component developer without toner replenishment passes through the toner density detection portion, and the toner Replenishment as a replenishment control means for controlling the replenishment operation of the toner replenishing device 70 based on the prediction data calculated by the prediction data calculation unit 101 so as to eliminate the temporal change in the toner concentration of the two-component developer passing through the density detection location. The replenishment control unit 102 performs a replenishment operation based on the prediction data calculated by the prediction data calculation unit 101. The toner concentration of the developer that cannot be replenished in advance is determined so that the two-component developer when the toner is replenished at the fastest replenishment timing that can be performed passes through the junction before the two-component developer reaches the junction. The toner replenishment amount required to recover the target toner density is calculated from the predicted data, and the replenishment operation of the toner replenishing device 70 is controlled so that at least a part of the calculated toner replenishment amount is additionally replenished at the fastest replenishment timing. To do. As a result, the developer additionally supplied with toner in this manner is in an excessively high toner state, so that the toner concentration is locally high at the toner concentration detection location. However, such a developer with a high toner concentration (over-concentrated developer) flows through the developer circulation path at a position closest to the developer that cannot be replenished in advance, which cannot replenish the preceding toner. Therefore, the excess toner in the excessive concentration developer rapidly diffuses to the developer that cannot be replenished in advance due to the stirring action while transporting the developer circulation path. As a result, for a developer that cannot be replenished in advance with a low toner concentration, the toner concentration quickly recovers toward the target toner concentration, and for an over-concentrated developer that has a high toner concentration, The toner density quickly recovers toward the target toner density. As a result, the toner density unevenness that has occurred at the location of the excessive density developer or the developer that cannot be replenished in advance can be quickly resolved.
In particular, in the first embodiment (excluding the above-described modification) and 2, the replenishment control unit 102 uses the predicted data calculated by the predicted data calculation unit 101 as the first predicted data for the developer that cannot be replenished in advance, and the fastest. The two-component developer when the toner is replenished at the replenishment time is divided into second prediction data for the preceding replenishable developer that will pass through the joining location after reaching the joining location, and the first prediction data. Toner replenishment device that calculates the toner replenishment amount required to restore the toner concentration of the developer that cannot be replenished to the target toner concentration from the toner and replenishes at least a part of the calculated toner replenishment amount at the fastest replenishment time 70 is controlled, and after the fastest replenishment timing, the time variation of the toner concentration of the developer that can be replenished before passing through the toner concentration detection location based on the second prediction data. It controls the supply operation of the toner supply device 70 as eliminated. As a result, it is possible to appropriately eliminate the toner density unevenness of the developer that can be replenished in advance, while eliminating the toner density unevenness due to the developer that cannot be replenished in advance.
Further, for example, the prediction data can be calculated from the detection result by providing a toner concentration detection means for continuously or intermittently detecting the toner concentration of the developer passing through the merged portion. However, in this case, since it is necessary to provide a toner density detecting means, the number of parts increases, leading to an increase in cost. Therefore, in the present embodiment, prediction data is calculated based on image data. As a result, the prediction data can be calculated without providing the toner density detecting means, and the cost can be suppressed.
Further, in the above modification, the image information includes the information on the image area X, which is the preceding replenishment impossible area information developed by the preceding replenishment impossible developer, and the two-component developer when the toner is replenished at the fastest replenishment timing. The information is divided into information on the image area Y, which is the preceding replenishable area information developed by the preceding replenishable developer that will pass through the merged place after reaching the merged place, and the preceding replenishment impossible area information is predicted. The amount of toner consumed in the preceding replenishment impossible area information is calculated without calculating data, and prediction data is calculated for the preceding replenishment possible area information. Then, the replenishment operation of the toner replenishing device 70 is controlled so that at least a part of the amount of toner consumed in the calculated preceding replenishable area information is additionally replenished at the fastest replenishment time, and the predicted data calculated after the fastest replenishment time is used. Based on the control, the replenishment operation of the toner replenishing device 70 is controlled so that the temporal change in the toner concentration of the developer that can be replenished in advance that passes through the toner density detection point is eliminated. Thereby, the processing load of the calculation process of prediction data can be reduced.
In addition, as described above, the toner concentration sensor 10 is provided as a toner concentration detection means for detecting the toner concentration of the two-component developer that passes through the toner concentration detection portion that is a predetermined detection portion on the developer circulation path. If the replenishment operation of the toner replenishing device 70 is controlled in consideration of not only the data but also the detection result of the toner concentration sensor 10, not only the toner density unevenness is eliminated, but also the toner in the entire developer in the developing unit. The density (average value) can also be maintained at the target toner density.

なお、上記実施形態1及び2においては、先行トナー補給が間に合う先行補給可能現像剤については、その消費波形を打ち消すように予測データを用いたトナー補給動作を行っているが、先行補給可能現像剤について予測データを用いないトナー補給動作を行ってもよい。特に、上記変形例のように、所定の補給箇所を経由せずに合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が当該合流箇所を通過するタイミングと当該現像済み現像剤のトナー消費量とを検出手段(例えばトナー濃度検知手段の検知結果や画像データから当該タイミング及び当該トナー消費量を検出する手段)を設け、最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が合流箇所に到達する前に当該合流箇所を通過することになる現像済み現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を当該検出手段の検出結果から算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給するようにトナー補給装置70の補給動作を制御するようにすれば、予測データを用いることなく、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤によるトナー濃度ムラを迅速に解消できる。   In the first and second embodiments, the developer that can be replenished in time for the replenishment of the preceding toner is performed with the toner replenishment operation using the prediction data so as to cancel the consumption waveform. A toner replenishing operation that does not use prediction data may be performed. In particular, as in the above modification, the detection means detects the timing at which the developed developer transported to the joining location without passing through the predetermined supply location passes through the joining location and the toner consumption amount of the developed developer. (For example, a means for detecting the timing and the toner consumption amount from the detection result of the toner density detection means and the image data), and before the two-component developer reaches the joining point when the toner is supplied at the fastest supply time. A toner replenishment amount required to restore the toner density of the developed developer that will pass through the merged portion to the target toner concentration is calculated from the detection result of the detection means, and at least a part of the calculated toner replenishment amount If the replenishment operation of the toner replenishing device 70 is controlled so that additional replenishment is performed at the fastest replenishment time, the preceding toner replenishment will be in time without using prediction data. Toner density unevenness according to the prior replenishment Call developer had quickly eliminate.

なお、上記実施形態1や2では、単一の単位消費波形S’を用いる場合について説明したが、互いに異なる複数の単位消費波形S’を用い、各単位消費波形に対応する複数種類の単位補給波形H’を用いるようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the case where a single unit consumption waveform S ′ is used has been described. However, a plurality of different unit consumption waveforms S ′ are used, and a plurality of types of unit supply corresponding to each unit consumption waveform are used. The waveform H ′ may be used.

7,107 現像ユニット
8 第1搬送スクリュー
9 現像剤攪拌搬送路
10 トナー濃度センサ
11 第2搬送スクリュー
12,112 現像ロール
14,114 現像剤供給搬送路
15 現像スリーブ
16 マグネットローラ
17,117 トナー補給口
20 光書込ユニット
22a,22b,22c,22d 連通孔
22,122 仕切部材
41 中間転写ベルト
70 トナー補給装置
100 制御部
101 予測データ算出部
102 補給制御部
103 画像情報取得部
109 現像剤回収搬送路
A 循環経路
B 主循環経路
C〜F ショートカット循環経路
H’,H1’,H2’,H3’,H4’ 単位補給波形
H’’ 追加補給波形
H,H0 補給波形
H1,H2,H3,H4,H5 補給基礎波形
S’,S1’,S2’,S3’,S4’ 単位消費波形
S,S0 任意消費波形
7, 107 Developing unit 8 First conveying screw 9 Developer agitation conveying path 10 Toner density sensor 11 Second conveying screw 12, 112 Developing rolls 14, 114 Developer supply conveying path 15 Developing sleeve 16 Magnet rollers 17, 117 Toner replenishing port 20 Optical writing units 22a, 22b, 22c, 22d Communication holes 22, 122 Partition member 41 Intermediate transfer belt 70 Toner supply device 100 Control unit 101 Prediction data calculation unit 102 Supply control unit 103 Image information acquisition unit 109 Developer collection conveyance path A Circulation path B Main circulation path C to F Short-cut circulation paths H ′, H1 ′, H2 ′, H3 ′, H4 ′ Unit supply waveform H ″ Additional supply waveform H, H0 Supply waveform H1, H2, H3, H4, H5 Replenishment basic waveform S ′, S1 ′, S2 ′, S3 ′, S4 ′ Unit consumption waveform S, S0 Arbitrary consumption waveform

特開2008−299315号公報JP 2008-299315 A

Claims (7)

潜像担持体と、
画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、該現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給し、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を該現像剤担持体の回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを上記潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置と、
上記現像剤循環経路上における所定の補給箇所で上記現像装置内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段を備えており、
上記現像装置により現像されることで上記潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、
上記現像剤循環経路は、現像領域を通過して上記現像剤担持体から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が、上記所定の補給箇所を経由せずに搬送され、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流する経路を有するものであり、
上記合流箇所又は該合流箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する箇所である上記現像剤循環経路上の特定箇所をトナー補給が行われないままの二成分現像剤が通過するときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段と、
上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、該予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記トナー補給手段の補給動作を制御する補給制御手段とを有し、
上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づく補給動作を上記トナー補給手段に行わせることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達するよりも前に該合流箇所を通過することになる先行補給不可現像剤についてのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を該予測データから算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
A latent image carrier;
Latent image forming means for forming a latent image on the latent image carrier based on image information;
A two-component developer containing toner and a carrier is circulated and conveyed along the developer circulation path, and a two-component developer conveyed in a developer supply and conveyance path serving as a part of the developer circulation path. The two-component developer carried on the surface of the developer carrying member is conveyed to the developing area by the rotation of the developer carrying member, and the two-component developer contained in the two-component developer is developed in the developing area. A developing device for developing the latent image by attaching toner to the latent image on the surface of the latent image carrier;
A toner replenishing means for replenishing toner to the two-component developer in the developing device at a predetermined replenishment location on the developer circulation path;
In an image forming apparatus for forming an image by finally transferring a toner image formed on the latent image carrier by being developed by the developing device onto a recording material,
In the developer circulation path, at least a part of the developed developer that has passed through the development area and separated from the developer carrier is transported without passing through the predetermined replenishment location. And a path where the two-component developer that has passed through the predetermined replenishment point is merged at a merge point that is downstream of the developer circulation direction and upstream of the upstream side of the developer supply conveyance path. Having
The specific location on the developer circulation path, which is the downstream location in the developer circulation direction from the merge location or the upstream location in the developer circulation direction from the upstream end of the developer supply transport path. Prediction data calculation means for calculating prediction data of the temporal change in toner density when the two-component developer without toner replenishment passes,
Replenishment control means for controlling the replenishment operation of the toner replenishment means based on the prediction data calculated by the prediction data calculation means so as to eliminate the temporal change in the toner density of the two-component developer passing through the specific location. And
The replenishment control means includes the two-component developer when the toner is replenished at the fastest replenishment timing at which the toner replenishment means can perform a replenishment operation based on the prediction data calculated by the prediction data calculation means. The toner replenishment amount necessary to restore the toner concentration of the developer that cannot be replenished in advance to reach the target toner concentration before passing through the merged point before reaching the target toner concentration is calculated from the predicted data. An image forming apparatus, wherein the replenishment operation of the toner replenishing means is controlled so that at least a part of the replenishment amount is additionally replenished at the fastest replenishment timing.
請求項1の画像形成装置において、
上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した予測データを、上記先行補給不可現像剤についての第1予測データと、上記最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤についての第2予測データとに区分し、該第1予測データから上記先行補給不可現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を算出して、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御するとともに、該最速補給時期以降は該第2予測データに基づいて上記特定箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように該トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
The replenishment control means uses the prediction data calculated by the prediction data calculation means, the first prediction data for the developer that cannot be replenished in advance, and the two-component developer when toner is replenished at the fastest replenishment timing. And the second predicted data for the preceding replenishable developer that will pass through the merged location after reaching the location, and the toner concentration of the developer that cannot be replenished from the first predicted data is set to the target toner concentration. The toner replenishment amount required for recovery is calculated, the replenishment operation of the toner replenishing means is controlled so that at least a part of the calculated toner replenishment amount is additionally replenished at the fastest replenishment time, and the fastest replenishment time Thereafter, the replenishment operation of the toner replenishing means is performed so that the temporal change in the toner concentration of the preceding replenishable developer passing through the specific location is eliminated based on the second prediction data. Image forming apparatus and controls.
請求項1又は2の画像形成装置において、
上記予測データ算出手段は、上記画像情報に基づいて上記予測データを算出することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The image forming apparatus, wherein the prediction data calculation means calculates the prediction data based on the image information.
請求項1の画像形成装置において、
上記予測データ算出手段は、上記画像情報を、上記先行補給不可現像剤によって現像される先行補給不可領域情報と、上記最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤によって現像される先行補給可能領域情報とに区分し、該先行補給不可領域情報については予測データを算出せずに該先行補給不可領域情報で消費されるトナー量を算出し、該先行補給可能領域情報については予測データを算出するものであり、
上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した上記先行補給可能領域情報で消費されるトナー量の少なくとも一部を上記最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御するとともに、該最速補給時期以降は上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記特定箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように該トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
The predictive data calculating means reaches the merge point when the image information includes the preceding replenishment impossible area information developed by the preceding replenishment impossible developer and the two-component developer when the toner is replenished at the fastest replenishment timing. And the preceding replenishable area information developed by the preceding replenishable developer that will pass through the joining location, and the preceding replenishment impossible area information without calculating the prediction data. The amount of toner consumed by the information is calculated, and the prediction data is calculated for the preceding replenishable area information.
The replenishment control means controls the replenishment operation of the toner replenishment means so as to additionally replenish at least a part of the toner amount consumed in the preceding replenishable area information calculated by the prediction data calculation means at the fastest replenishment timing. In addition, after the fastest replenishment time, the replenishment operation of the toner replenishing means is performed so that the temporal change in the toner concentration of the advance replenishable developer passing through the specific location is eliminated based on the prediction data calculated by the prediction data calculating means. An image forming apparatus that controls the image forming apparatus.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記現像剤循環経路上の所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を有し、
上記補給制御手段は、上記予測データだけでなく該トナー濃度検知手段の検知結果も考慮して、上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
A toner concentration detection means for detecting the toner concentration of the two-component developer passing through a predetermined detection location on the developer circulation path;
The image forming apparatus, wherein the replenishment control unit controls a replenishment operation of the toner replenishment unit in consideration of not only the prediction data but also a detection result of the toner density detection unit.
潜像担持体と、
画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、該現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給し、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を該現像剤担持体の回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを上記潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置と、
上記現像剤循環経路上における所定の補給箇所で上記現像装置内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段を備えており、
上記現像装置により現像されることで上記潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、
上記現像剤循環経路は、現像領域を通過して上記現像剤担持体から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が、上記所定の補給箇所を経由せずに搬送され、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流する経路を有するものであり、
上記所定の補給箇所を経由せずに上記合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が該合流箇所を通過するタイミングと該現像済み現像剤のトナー消費量とを検出する検出手段と、
該検出手段の検出結果から算出されるトナー補給量分のトナーを上記トナー補給手段に補給させることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達する前に該合流箇所を通過することになる該現像済み現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を該検出手段の検出結果から算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
A latent image carrier;
Latent image forming means for forming a latent image on the latent image carrier based on image information;
A two-component developer containing toner and a carrier is circulated and conveyed along the developer circulation path, and a two-component developer conveyed in a developer supply and conveyance path serving as a part of the developer circulation path. The two-component developer carried on the surface of the developer carrying member is conveyed to the developing area by the rotation of the developer carrying member, and the two-component developer contained in the two-component developer is developed in the developing area. A developing device for developing the latent image by attaching toner to the latent image on the surface of the latent image carrier;
A toner replenishing means for replenishing toner to the two-component developer in the developing device at a predetermined replenishment location on the developer circulation path;
In an image forming apparatus for forming an image by finally transferring a toner image formed on the latent image carrier by being developed by the developing device onto a recording material,
In the developer circulation path, at least a part of the developed developer that has passed through the development area and separated from the developer carrier is transported without passing through the predetermined replenishment location. And a path where the two-component developer that has passed through the predetermined replenishment point is merged at a merge point that is downstream of the developer circulation direction and upstream of the upstream side of the developer supply conveyance path. Having
Detecting means for detecting a timing at which the developed developer conveyed to the joining location without passing through the predetermined replenishment location passes through the joining location and a toner consumption amount of the developed developer;
Before the two-component developer reaches the merging point when toner is replenished at the fastest replenishment timing at which the toner replenishment amount can be replenished by the toner replenishment amount calculated from the detection result of the detection means. The toner replenishment amount required to restore the toner concentration of the developed developer that will pass through the merged location to the target toner concentration is calculated from the detection result of the detecting means, and at least the calculated toner replenishment amount An image forming apparatus, wherein a replenishment operation of the toner replenishing means is controlled so that a part is additionally replenished at the fastest replenishment time.
請求項6の画像形成装置において、
上記検出手段は、上記所定の補給箇所を経由せずに上記合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が現像に寄与した画像についての上記画像情報に基づいて、該現像済み現像剤が該合流箇所を通過するタイミングと該現像済み現像剤のトナー消費量とを算出するものであることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 6.
The detection means is configured to detect the developed developer on the basis of the image information about the image in which the developed developer transported to the joining location without passing through the predetermined replenishment location contributes to development. And an image forming apparatus for calculating a toner consumption amount of the developed developer.
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